Trudność kryptowalut
Co to jest trudność kryptowaluty?
Trudność kryptowaluty jest miarą tego, jak trudno jest wydobyć blok w łańcuchu bloków dla określonej kryptowaluty. Wysoka trudność kryptowaluty oznacza, że weryfikacja transakcji zawartych w łańcuchu bloków wymaga dodatkowej mocy obliczeniowej — procesu zwanego wydobyciem.
Trudność kryptowaluty to parametr, którego bitcoin i inne kryptowaluty używają do utrzymywania stałego średniego czasu między blokami, gdy zmienia się moc mieszania sieci. Trudność kryptowaluty jest ważna, ponieważ wysoka trudność może pomóc zabezpieczyć sieć blockchain przed złośliwymi atakami.
Zrozumienie trudności kryptowalut
Bitcoin i inne kryptowaluty wykorzystujące łańcuchy bloków typu „proof-of-work” są utrzymywane w procesie kopania. Górnicy weryfikują transakcje dokonywane na blockchain i wykonują obowiązki audytorów, aby zapobiegać oszustwom i zapewnić legalność transakcji. Wydobycie zostało zapoczątkowane przez założyciela bitcoina, Satoshi Nakamoto.
W tym systemie górnicy — którzy uruchamiają oprogramowanie kryptowaluty na swoich komputerach — konkurują 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 opłatę za swoje wysiłki, ale istnieją inne wymagania, zanim górnik będzie mógł otrzymać odszkodowanie, jeśli w ogóle. Zakres mocy obliczeniowej potrzebnej do wydobycia bloku jest reprezentowany przez trudność kryptowaluty. Czas potrzebny na znalezienie nowego bloku zależy od poziomu trudności kryptowaluty i losowej szansy.
Aby zmierzyć trudność kryptowaluty nowego bloku, ważne jest zrozumienie mocy skrótu, która reprezentuje łączną moc obliczeniową wykorzystywaną do wydobywania i przetwarzania transakcji w łańcuchu bloków.
Losowe haszy
Skrót to kod alfanumeryczny używany do reprezentowania słów lub danych. Górnicy biorą partię danych transakcyjnych i uruchamiają ją za pomocą algorytmu mieszającego,. jednokierunkowej funkcji, która — biorąc pod uwagę określony zestaw danych — zawsze wygeneruje te same dane wyjściowe, ale których danych wyjściowych nie można odwrócić, aby pokazać oryginalne dane. Algorytmy haszujące są używane do tworzenia tych losowych kodów skrótu. Zanim nowe dane będą mogły zostać dodane do łańcucha bloków, górnicy muszą konkurować, aby wyprodukować hash, który jest niższy lub równy wartości liczbowej zwanej hashem docelowym.
Górnicy realizują proces haszowania, zmieniając pojedynczą wartość, zwaną jednorazową — lub liczbą użytą raz — i za każdym razem, gdy jednorazowa jest zmieniana, tworzony jest nowy skrót z własnym zestawem liczb. Nie ma możliwości przewidzenia, jaki będzie hash, a ponieważ każdy zestaw danych ma tylko jedno wyjście dla danej funkcji haszującej, górnicy muszą powtarzać proces dodawania nowego numeru jednokrotnego do danych, dopóki nie spełnią wymogu haszowania.
###Trudność kryptowalut
Wymóg, który musi spełniać hash, odpowiada trudności. Prawidłowy skrót musi być poniżej określonej wartości docelowej ustawionej automatycznie (i okresowo dostosowywanej) przez protokół kryptowaluty. Im niższa wartość docelowa, tym więcej powtórzeń funkcji haszującej musi przejść górnik, aby uzyskać akceptowalny wynik – innymi słowy, im wyższy poziom trudności. Górnik może teoretycznie mieć szczęście i uzyskać prawidłowy hash dla danego bloku przy pierwszej próbie. Jednak z biegiem czasu wyższy poziom trudności oznacza, że górnicy muszą średnio przebijać się przez więcej jednorazowych elementów na blok.
Osoby fizyczne i organizacje wykorzystują swoją moc obliczeniową za pośrednictwem swoich platform wydobywczych do przetwarzania danych i tworzenia skrótów. Moc haszowania sieci kryptowalut reprezentuje łączne współczynniki haszowania wszystkich platform wydobywczych. Szybkość mieszania to liczba skrótów, które można obliczyć na sekundę.
Ponieważ każdy hash jest tworzony losowo, może zająć miliony domysłów lub hashów, zanim zostanie spełniony wymóg haszowania docelowej kryptowaluty, a nowe monety 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 wyniku tego procesu wydobycia emitowane są nowe monety.
Im wyższy współczynnik haszowania, tym trudniej oszustowi przejąć kontrolę nad łańcuchem bloków, ponieważ potrzebna jest większa moc haszowania. Innymi słowy, im wyższa trudność, tym bezpieczniejsza sieć.
Korzyści z trudności z kryptowalutą
Można się zastanawiać, dlaczego uczestnicy sieci mieliby wyższy poziom trudności z kryptowalutą, jeśli wynik oznaczał, że górnicy powtarzali tę samą funkcję w kółko. Istnieją dwie kluczowe korzyści trudności z kryptowalutą.
Stała liczba nowych bloków
Biała księga bitcoin autorstwa Satoshi Nakamoto wyjaśnia, w jaki sposób trudność związana z dowodem pracy pomaga generować stałą produkcję nowych bloków dodawanych do łańcucha bloków.
„Aby zrekompensować rosnącą prędkość sprzętu i zmieniające się zainteresowanie uruchamianiem węzłów w czasie, trudność dowodu pracy jest określana przez średnią ruchomą ukierunkowaną na średnią liczbę bloków na godzinę. Jeśli są generowane zbyt szybko, trudność wzrasta ”.
Bitcoin ma na celu dodawanie nowego bloku do łańcucha bloków 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, nad którą górnicy wspólnie kontrolują, może się ogromnie różnić.
Kiedy Satoshi Nakamoto wydobył pierwszy blok, w sieci była tylko jedna maszyna — prawdopodobnie zwykły laptop lub komputer stacjonarny. Obecnie istnieje wiele rozległych farm ASIC o rozmiarach magazynowych. ASIC to maszyny zaprojektowane specjalnie do jak najszybszego przetwarzania funkcji skrótu.
Aby zapewnić, że sieć tworzy nowy blok ze stałą średnią szybkością, oprogramowanie jest ustawione tak, aby automatycznie dostosowywać docelowy skrót w górę lub w dół, co skutkuje odpowiednio niższym lub wyższym poziomem trudności. Kiedy Nakamoto wydobył blok genezy, trudność bitcoina była jedna.
Bezpieczeństwo sieci
Ogólny współczynnik haszowania zapewnia wgląd w bezpieczeństwo sieci kryptowalut, ponieważ oszuści lub źli aktorzy musieliby pokonać całkowitą moc haszowania sieci, aby przejąć kontrolę w złośliwym ataku. Specjalnie zaprojektowane komputery służą do wykonywania funkcji haszujących, które są w stanie wykonać biliony domysłów na sekundę, aby rozwiązać problem haszowania.
Im wyższy poziom trudności kryptowaluty, tym więcej domysłów lub hashów jest potrzebnych, aby osiągnąć docelowy poziom hashowania. W rezultacie proces ten sprawia, że zdobycie większościowej kontroli — zwanej większością 51% — nad siecią blockchain jest bardzo trudne i kosztowne dla atakujących.
Przykład trudności z kryptowalutą
Na dzień 2 kwietnia 2021 r. trudność kryptowaluty dla bitcoina wynosiła 23,14 biliona. Jeśli porównamy zmianę poziomu trudności, widzimy, że 1 kwietnia 2018 r. trudność bitcoina wynosiła 3,51 biliona.
Poniższy wykres przedstawia zmiany trudności bitcoina na przestrzeni lat:
##Przegląd najważniejszych wydarzeń
Trudność kryptowaluty jest miarą tego, jak trudno jest wydobyć blok w łańcuchu bloków dla określonej kryptowaluty.
Wysoka trudność kryptowaluty oznacza, że weryfikacja transakcji zawartych na blockchainie wymaga dodatkowej mocy obliczeniowej.
Im większa trudność potrzebna do utworzenia bloku, poprawia bezpieczeństwo sieci kryptowalut, ponieważ atakujący potrzebowaliby ogromnych zasobów, aby przejąć kontrolę.
