Trudność kryptowalut
Czym jest trudność w kryptowalutach?
Trudność kryptowaluty jest miarą tego, jak trudno jest wydobyć blok w łańcuchu bloków dla określonej kryptowaluty. Wysoki poziom trudności kryptowalut oznacza, że weryfikacja transakcji zawartych w łańcuchu bloków wymaga dodatkowej mocy obliczeniowej – jest to proces zwany wydobywaniem.
Trudność kryptowaluta jest parametrem, który Bitcoin i inne cryptocurrencies użyć, aby utrzymać średni czas między blokami stałych jak zmiany mocy hash sieci. Trudność kryptowalut jest ważna, ponieważ wysoka trudność może pomóc zabezpieczyć sieć blockchain przed złośliwymi atakami.
Kluczowe wnioski
- Trudność kryptowaluty jest miarą tego, jak trudno jest wydobyć blok w łańcuchu bloków dla określonej kryptowaluty.
- Wysoka trudność w kryptowalutach oznacza, że weryfikacja transakcji zawartych w łańcuchu bloków wymaga dodatkowej mocy obliczeniowej.
- Im wyższa trudność potrzebna do utworzenia bloku, tym większe bezpieczeństwo sieci kryptowalut, ponieważ napastnicy potrzebowaliby ogromnych zasobów, aby przejąć kontrolę.
Zrozumienie trudności kryptowalut
Bitcoin i inne kryptowaluty, które używają blockchainów typu proof-of-work, są utrzymywane w procesie wydobywania. Górnicy weryfikują transakcje, które są dokonywane na blockchain i wykonują obowiązki audytorów, aby zapobiegać oszustwom i zapewnić legalność transakcji. Górnictwo zostało stworzone przez założyciela bitcoina, Satoshi Nakamoto.
W tym systemie górnicy – którzy uruchamiają oprogramowanie kryptowaluty na swoich komputerach – rywalizują o znalezienie nowego bloku, dodając do łańcucha najnowszą partię danych transakcyjnych. Po zweryfikowaniu wystarczającej liczby transakcji do łańcucha bloków dodawany jest nowy blok. Górnicy mogą otrzymać wynagrodzenie za swoje wysiłki, ale istnieją inne wymagania, zanim górnik może otrzymać odszkodowanie, jeśli w ogóle. Zakres mocy obliczeniowej potrzebnej do wydobycia bloku jest reprezentowany przez trudność kryptowalut. Czas potrzebny na znalezienie nowego bloku zależy od poziomu trudności kryptowaluty i losowej szansy.
Aby zmierzyć trudność kryptowalutową nowego bloku, ważne jest, aby zrozumieć moc mieszania, która reprezentuje połączoną moc obliczeniową używaną do wydobywania i przetwarzania transakcji w łańcuchu bloków.
Losowe skróty
Hash to alfanumeryczny kod używany do reprezentowania słów lub danych. Górnicy pobierają partię danych transakcyjnych i przepuszczają ją przez algorytm mieszający, jednokierunkową funkcję, która – mając określony zestaw danych – zawsze daje te same dane wyjściowe, ale której wyjścia nie można odwrócić, aby pokazać oryginalne dane. Algorytmy haszujące są używane do tworzenia tych losowych kodów skrótów. Zanim nowe dane zostaną dodane do łańcucha bloków, górnicy muszą konkurować, aby utworzyć hash, który jest mniejszy lub równy wartości liczbowej zwanej docelowym hashem.
Górnicy zrealizować proces mieszania poprzez zmianę pojedynczą wartość, zwaną nonce -lub numer stosowany raz i za każdym razem nonce zostanie zmieniony, nowy hash jest tworzony z własnego zbioru liczb. Nie ma sposobu, aby przewidzieć, czym będzie skrót, a ponieważ każdy zestaw danych ma tylko jedno wyjście dla danej funkcji skrótu, górnicy muszą powtarzać proces dodawania nowej wartości liczbowej do danych, dopóki nie spełnią wymagania skrótu.
Trudność kryptowalut
Wymaganie, które musi spełniać hash, odpowiada trudności. Prawidłowy hash musi znajdować się poniżej pewnej wartości docelowej ustawianej automatycznie (i okresowo dostosowywanej) przez protokół kryptowaluty. Im niższa wartość docelowa, tym więcej powtórzeń funkcji skrótu musi przejść górnik, aby uzyskać akceptowalny wynik – innymi słowy, tym wyższa trudność. Teoretycznie górnik może mieć szczęście i uzyskać prawidłowy hash dla danego bloku za pierwszym razem. Jednak z biegiem czasu wyższa trudność oznacza, że górnicy muszą średnio podłączać więcej wartości nonce na blok.
Osoby i organizacje udostępniają swoją moc obliczeniową za pośrednictwem swoich platform wydobywczych w celu przetwarzania danych i tworzenia skrótów. Siła mieszania sieci kryptowalut reprezentuje całkowite współczynniki mieszania wszystkich platform wydobywczych. Szybkość mieszania to liczba skrótów, które można obliczyć na sekundę.
Ponieważ każdy hash jest tworzony losowo, może minąć miliony domysłów lub haszów, zanim docelowy wymóg skrótu zostanie spełniony i nowe monety kryptowaluty zostaną wybite dla odnoszącego sukcesy górnika. Dopiero wtedy transakcje są dodawane do nowego bloku w łańcuchu bloków. W pewnym sensie proces haszowania jest podobny do systemu loterii. W rezultacie w tym procesie wydobywczym emitowane są nowe monety.
Im wyższy wskaźnik hashowania, tym trudniej oszustom przejąć kontrolę nad blockchainem, ponieważ potrzebna jest większa moc mieszania. Innymi słowy, im wyższa trudność, tym bezpieczniejsza sieć.
Korzyści z trudności kryptowalut
Można się zastanawiać, dlaczego uczestnicy sieci ustaliliby wyższą trudność kryptowalut, skoro wynik oznaczałby, że górnicy powtarzali tę samą funkcję w kółko. Istnieją dwie kluczowe korzyści związane z trudnością kryptowalut.
Stała liczba nowych bloków
Biała księga dotycząca bitcoinów autorstwa Satoshi Nakamoto wyjaśnia, w jaki sposób trudność udowodnienia pracy pomaga generować stałą produkcję nowych bloków dodawanych do łańcucha bloków.
„Aby zrekompensować rosnącą prędkość sprzętu i zmienne zainteresowanie uruchamianiem węzłów w czasie, trudność weryfikacji pracy jest określana przez średnią ruchomą ukierunkowaną na średnią liczbę bloków na godzinę. Jeśli są one generowane zbyt szybko, trudność wzrasta. „
Bitcoin ma na celu dodawanie nowego bloku do łańcucha blokowego średnio co 10 minut. Inne kryptowaluty mają na celu częstsze blokowanie; Na przykład litecoin ma na celu 2,5 minuty. Problem polega na tym, że ilość mocy obliczeniowej, którą górnicy sieci wspólnie kontrolują, może się znacznie różnić.
Kiedy Satoshi Nakamoto wydobywał pierwszy blok, w sieci była tylko jedna maszyna – prawdopodobnie zwykły laptop lub komputer stacjonarny. Obecnie istnieje wiele rozległych farm ASIC o rozmiarach magazynów. ASIC to maszyny zaprojektowane specjalnie do jak najszybszego przeorywania funkcji mieszania.
Aby upewnić się, że sieć tworzy nowy blok ze stałą średnią szybkością, oprogramowanie jest ustawione tak, aby automatycznie dostosowywało docelowy hash w górę lub w dół, co skutkuje odpowiednio niższą lub wyższą trudnością. Kiedy Nakamoto wydobywał blok Genesis, trudność bitcoina była jedna.
Bezpieczeństwo sieci
Ogólny wskaźnik hashowania zapewnia wgląd w bezpieczeństwo sieci kryptowalut, ponieważ oszuści lub źli aktorzy musieliby pokonać całkowitą moc hashowania sieci, aby przejąć kontrolę w złośliwym ataku. Specjalnie zaprojektowane komputery są używane do wykonywania funkcji haszowania, które są w stanie co sekundę wykonać biliony zgadnięć, aby rozwiązać problem haszowania.
Im wyższa trudność kryptowaluty, tym więcej domysłów lub skrótów jest potrzebnych, aby osiągnąć docelowy wymóg skrótu. W rezultacie proces ten sprawia, że zdobycie większości – zwanej większością 51% – sieci blockchain jest bardzo trudne i kosztowne dla atakujących.
Przykład trudności kryptowalut
Od 2 kwietnia 2021 r. Poziom trudności kryptowalut dla bitcoinów wynosił 23,14 biliona dolarów. Jeśli porównamy zmianę trudności, możemy zobaczyć, że 1 kwietnia 2018 r. Trudność bitcoina wyniosła 3,51 biliona dolarów.
Poniższy wykres przedstawia zmianę poziomu trudności bitcoina na przestrzeni lat: