Difficoltà di criptovaluta
Qual è la difficoltà della criptovaluta?
La difficoltà della criptovaluta è una misura di quanto sia difficile estrarre un blocco in una blockchain per una particolare criptovaluta. Un'elevata difficoltà di criptovaluta significa che è necessaria una potenza di calcolo aggiuntiva per verificare le transazioni immesse su una blockchain, un processo chiamato mining.
La difficoltà della criptovaluta è un parametro che bitcoin e altre criptovalute utilizzano per mantenere costante il tempo medio tra i blocchi al variare della potenza hash della rete. La difficoltà della criptovaluta è importante poiché una difficoltà elevata può aiutare a proteggere la rete blockchain da attacchi dannosi.
Capire la difficoltà della criptovaluta
Bitcoin e altre criptovalute che utilizzano blockchain proof-of-work vengono mantenute attraverso il processo di mining. I miner verificano le transazioni che vengono eseguite su una blockchain e svolgono i compiti di revisori dei conti per prevenire le frodi e garantire la legittimità delle transazioni. Il mining è stato ideato dal fondatore di bitcoin, Satoshi Nakamoto.
In questo sistema, i minatori, che eseguono il software della criptovaluta sui loro computer, competono per trovare un nuovo blocco, aggiungendo alla catena il batch più recente di dati di transazione. Quando sono state verificate un numero sufficiente di transazioni, viene aggiunto un nuovo blocco alla blockchain. I minatori possono ricevere un compenso per i loro sforzi, ma ci sono altri requisiti prima che un minatore possa ricevere un compenso, se del caso. L'entità della potenza di calcolo necessaria per estrarre un blocco è rappresentata dalla difficoltà della criptovaluta. Il tempo necessario per trovare un nuovo blocco è soggetto al livello di difficoltà della criptovaluta e alla possibilità casuale.
Per misurare la difficoltà della criptovaluta di un nuovo blocco, è importante comprendere la potenza dell'hash, che rappresenta la potenza di calcolo combinata utilizzata per estrarre ed elaborare le transazioni sulla blockchain.
Hash casuali
Un hash è un codice alfanumerico utilizzato per rappresentare parole o dati. I miner prendono un batch di dati di transazione e lo eseguono attraverso un algoritmo hash,. una funzione unidirezionale che, dato un particolare insieme di dati, produrrà sempre lo stesso output, ma il cui output non può essere invertito per mostrare i dati originali. Gli algoritmi di hashing vengono utilizzati per creare questi codici hash casuali. Prima di poter aggiungere nuovi dati a una blockchain, i miner devono competere per produrre un hash inferiore o uguale a un valore numerico chiamato target hash.
I minatori eseguono il processo di hashing modificando un singolo valore, chiamato nonce , o un numero utilizzato una volta, e ogni volta che il nonce viene modificato, viene creato un nuovo hash con il proprio insieme di numeri. Non c'è modo di prevedere quale sarà un hash e poiché ogni set di dati ha un solo output per una determinata funzione hash, i minatori devono ripetere il processo di aggiunta di un nuovo nonce ai dati finché non soddisfano i requisiti di hash.
Difficoltà di criptovaluta
Il requisito che un hash deve soddisfare corrisponde alla difficoltà . Un hash valido deve essere inferiore a un determinato valore target impostato automaticamente (e periodicamente regolato) dal protocollo della criptovaluta. Più basso è il valore target, più ripetizioni della funzione hash devono essere eseguite da un minatore per ottenere un risultato accettabile, in altre parole, maggiore è la difficoltà . Un minatore può, in teoria, essere fortunato e ottenere un hash valido per un determinato blocco al primo tentativo. Tuttavia, nel tempo, una maggiore difficoltà significa che i minatori devono in media collegare più nonce per blocco.
Individui e organizzazioni contribuiscono con la loro potenza di calcolo tramite i loro impianti di mining per elaborare i dati e produrre gli hash. Il potere di hash di una rete di criptovaluta rappresenta i tassi di hash totali di tutti gli impianti di mining. L'hash rate è il numero di hash che possono essere calcolati al secondo.
Poiché ogni hash viene creato in modo casuale, possono essere necessari milioni di ipotesi o hash prima che il requisito di hash target venga soddisfatto e nuove monete di criptovaluta vengano coniate per il minatore di successo. Solo allora le transazioni vengono aggiunte a un nuovo blocco all'interno della blockchain. In un certo senso, il processo di hashing è simile a un sistema di lotteria. Di conseguenza, nuove monete vengono emesse attraverso questo processo di mining.
Maggiore è l'hash rate, più difficile è per un truffatore ottenere il controllo della blockchain poiché è necessaria una maggiore potenza di hashing. In altre parole, maggiore è la difficoltà , più sicura è la rete.
Vantaggi della difficoltà di criptovaluta
Ci si potrebbe chiedere perché i partecipanti di una rete stabilirebbero una maggiore difficoltà di criptovaluta se il risultato significasse che i minatori ripetessero la stessa funzione più e più volte. Ci sono due vantaggi chiave nella difficoltà della criptovaluta.
Un ritmo costante di nuovi blocchi
Il whitepaper bitcoin di Satoshi Nakamoto spiega come la difficoltà del proof-of-work aiuti a generare una produzione costante di nuovi blocchi aggiunti alla blockchain.
"Per compensare l'aumento della velocità dell'hardware e l'interesse variabile nell'esecuzione dei nodi nel tempo, la difficoltà del proof-of-work è determinata da una media mobile che punta a un numero medio di blocchi all'ora. Se vengono generati troppo velocemente, la difficoltà aumenta ."
Bitcoin è progettato per aggiungere un nuovo blocco alla blockchain in media ogni 10 minuti. Altre criptovalute puntano a blocchi più frequenti; litecoin,. ad esempio, punta a 2,5 minuti. Il problema è che la quantità di potenza di calcolo che i minatori della rete controllano collettivamente può variare enormemente.
Quando Satoshi Nakamoto ha estratto il primo blocco, c'era solo una macchina sulla rete, probabilmente un semplice laptop o desktop. Oggi ci sono un certo numero di fattorie ASIC tentacolari e grandi come un magazzino. Gli ASIC sono macchine progettate specificamente per eseguire le funzioni hash il più velocemente possibile.
Per garantire che la rete produca un nuovo blocco a una velocità media costante, il software è impostato per regolare automaticamente l'hash target verso l'alto o verso il basso, il che si traduce rispettivamente in una difficoltà inferiore o superiore. Quando Nakamoto ha estratto il blocco della genesi, la difficoltà di bitcoin era una.
Sicurezza della rete
L'hash rate complessivo fornisce informazioni sulla sicurezza di una rete di criptovalute poiché i truffatori o i malintenzionati dovrebbero superare la potenza hash totale della rete per assumere il controllo di un attacco dannoso. Computer appositamente progettati vengono utilizzati per eseguire funzioni di hashing, che sono in grado di fare trilioni di ipotesi ogni secondo per risolvere il problema di hashing.
Maggiore è la difficoltà della criptovaluta, più ipotesi o hash sono necessari per raggiungere il requisito di hash target. Di conseguenza, questo processo rende molto difficile e costoso per gli aggressori ottenere il controllo della maggioranza, chiamato maggioranza del 51%,. di una rete blockchain.
Esempio di difficoltà di criptovaluta
Al 2 aprile 2021, la difficoltà della criptovaluta per bitcoin era di 23,14 trilioni. Se confrontiamo il cambiamento di difficoltà , possiamo vedere che il 1 aprile 2018 la difficoltà di bitcoin era di 3,51 trilioni.
Il grafico seguente traccia il cambiamento di difficoltà di bitcoin nel corso degli anni:
Mette in risalto
La difficoltà della criptovaluta è una misura di quanto sia difficile estrarre un blocco in una blockchain per una particolare criptovaluta.
Un'elevata difficoltà di criptovaluta significa che è necessaria una potenza di calcolo aggiuntiva per verificare le transazioni immesse su una blockchain.
Maggiore è la difficoltà necessaria per creare un blocco, migliora la sicurezza di una rete di criptovaluta poiché gli aggressori avrebbero bisogno di enormi risorse per assumere il controllo.
