Криптовалюта
В чем сложность криптовалюты?
Сложность криптовалюты — это мера того, насколько сложно добыть блок в блокчейне для конкретной криптовалюты. Высокая сложность криптовалюты означает, что для проверки транзакций, введенных в блокчейн, требуется дополнительная вычислительная мощность — процесс, называемый майнингом.
Сложность криптовалюты — это параметр, который биткойн и другие криптовалюты используют для поддержания стабильного среднего времени между блоками при изменении хэш-мощности сети. Сложность криптовалюты важна, поскольку высокая сложность может помочь защитить сеть блокчейна от вредоносных атак.
Понимание сложности криптовалюты
Биткойн и другие криптовалюты, использующие блокчейны с доказательством работы,. поддерживаются в процессе майнинга. Майнеры проверяют транзакции, которые выполняются в блокчейне, и выполняют обязанности аудиторов по предотвращению мошенничества и обеспечению легитимности транзакций. Майнинг был задуман основателем биткойнов Сатоши Накамото.
В этой системе майнеры, которые запускают программное обеспечение криптовалюты на своих компьютерах, соревнуются за поиск нового блока, добавляя в цепочку самый последний пакет данных о транзакциях. После проверки достаточного количества транзакций в блокчейн добавляется новый блок. Майнеры могут получать вознаграждение за свои усилия, но есть и другие требования, прежде чем майнер сможет получить компенсацию, если таковая вообще имеется. Степень вычислительной мощности, необходимой для майнинга блока, представлена сложностью криптовалюты. Время, необходимое для поиска нового блока, зависит от уровня сложности криптовалюты и случайности.
Чтобы измерить сложность криптовалюты нового блока, важно понимать хэш-мощность, которая представляет собой совокупную вычислительную мощность, используемую для майнинга и обработки транзакций в блокчейне.
Случайные хэши
Хэш — это буквенно-цифровой код, который используется для представления слов или данных. Майнеры берут пакет данных о транзакциях и пропускают его через хэш-алгоритм — одностороннюю функцию, которая — при заданном наборе данных — всегда будет давать один и тот же результат, но чей вывод нельзя изменить, чтобы отобразить исходные данные. Алгоритмы хэширования используются для создания этих случайных хэш-кодов. Прежде чем новые данные могут быть добавлены в блокчейн, майнеры должны конкурировать за получение хэша, который меньше или равен числовому значению, называемому целевым хешем.
Майнеры выполняют процесс хэширования, изменяя одно значение, называемое одноразовым номером, или числом, используемым один раз, и каждый раз, когда одноразовый номер изменяется, создается новый хеш со своим собственным набором чисел. Невозможно предсказать, каким будет хеш, и, поскольку каждый набор данных имеет только один выход для данной хэш-функции, майнеры должны повторять процесс добавления нового одноразового номера к данным, пока они не удовлетворят требованиям к хэшу.
Криптовалюта Сложность
Требование, которому должен соответствовать хэш, соответствует сложности. Действительный хэш должен быть ниже определенного целевого значения, автоматически устанавливаемого (и периодически корректируемого) протоколом криптовалюты. Чем ниже целевое значение, тем больше повторений хеш-функции должен выполнить майнер, чтобы получить приемлемый результат, другими словами, тем выше сложность. Теоретически майнеру может повезти, и он может получить действительный хеш для данного блока с первой попытки. Однако со временем более высокая сложность означает, что майнеры должны в среднем использовать больше одноразовых номеров на блок.
Отдельные лица и организации вкладывают свои вычислительные мощности через свои майнинговые установки для обработки данных и создания хэшей. Хэш-мощность криптовалютной сети представляет собой общую скорость хеширования всех майнинговых ферм. Скорость хеширования — это количество хэшей, которые можно вычислить в секунду.
Поскольку каждый хэш создается случайным образом, могут потребоваться миллионы догадок или хэшей, прежде чем будет выполнено требование к целевому хэшу и успешному майнеру будут отчеканены новые криптовалютные монеты. Только после этого транзакции добавляются в новый блок в блокчейне. В некотором смысле процесс хэширования похож на лотерейную систему. В результате в процессе майнинга выпускаются новые монеты.
Чем выше скорость хеширования, тем сложнее мошеннику получить контроль над блокчейном, поскольку требуется больше мощности хеширования. Другими словами, чем выше сложность, тем безопаснее сеть.
Преимущества сложности криптовалюты
Можно задаться вопросом, почему участники сети устанавливают более высокую сложность криптовалюты, если в результате майнеры повторяют одну и ту же функцию снова и снова. У сложности криптовалюты есть два ключевых преимущества.
Стабильная скорость новых блоков
В официальном документе Сатоши Накамото о биткойнах объясняется, как сложность проверки работоспособности помогает генерировать устойчивое производство новых блоков, добавляемых в блокчейн.
«Чтобы компенсировать увеличение скорости оборудования и изменение интереса к работающим узлам с течением времени, сложность проверки работоспособности определяется скользящим средним значением среднего количества блоков в час. Если они генерируются слишком быстро, сложность увеличивается. ."
Биткойн предназначен для добавления нового блока в блокчейн в среднем каждые 10 минут. Другие криптовалюты нацелены на более частые блоки; litecoin,. например, нацелен на 2,5 минуты. Проблема в том, что количество вычислительной мощности, которую коллективно контролируют майнеры сети, может сильно различаться.
Когда Сатоши Накамото добыл первый блок, в сети была только одна машина — вероятно, простой ноутбук или настольный компьютер. Сегодня существует несколько разросшихся ферм ASIC размером со склад. ASIC — это машины, специально разработанные для максимально быстрого выполнения хеш-функций.
Чтобы гарантировать, что сеть создает новый блок с постоянной средней скоростью, программное обеспечение настроено на автоматическую корректировку целевого хэша вверх или вниз, что приводит к меньшей или большей сложности соответственно. Когда Накамото добыл генезисный блок, сложность биткойна была одна.
Сетевая безопасность
Общая скорость хеширования дает представление о безопасности криптовалютной сети, поскольку мошенникам или злоумышленникам потребуется преодолеть общую хеш-мощность сети, чтобы взять под контроль злонамеренную атаку. Для выполнения функций хэширования используются специально разработанные компьютеры, способные делать триллионы предположений каждую секунду для решения задачи хеширования.
Чем выше сложность криптовалюты, тем больше догадок или хэшей необходимо для достижения целевого требования к хэшу. В результате этот процесс очень усложняет и удорожает для злоумышленников получение контрольного большинства — называемого большинством в 51% — в сети блокчейна.
Пример сложности криптовалюты
По состоянию на 2 апреля 2021 года сложность криптовалюты для биткойнов составляла 23,14 трлн. Если мы сравним изменение сложности, то увидим, что на 1 апреля 2018 года сложность биткойна составляла 3,51 трлн.
На приведенной ниже диаграмме показано изменение сложности биткойнов с годами:
Особенности
Сложность криптовалюты — это мера того, насколько сложно добыть блок в блокчейне для конкретной криптовалюты.
Высокая сложность криптовалюты означает, что для проверки транзакций, введенных в блокчейн, требуются дополнительные вычислительные мощности.
Чем выше сложность, необходимая для создания блока, тем выше безопасность криптовалютной сети, поскольку злоумышленникам потребуются огромные ресурсы, чтобы получить контроль.
