Введение
Корректировка сложности каждые 2016 блоков помогает поддерживать постоянное 10-минутное время блока, предотвращая быструю инфляцию и перегрузку сети.
В октябре 2024 года сложность добычи биткоинов достигла рекордного уровня в 95,7 триллиона, что привело к росту потребления энергии и оказало давление на прибыльность майнеров, если они не адаптируются с помощью более эффективного оборудования или не снизят затраты на электроэнергию.
Увеличение хешрейта сети, вызванное увеличением количества майнеров или улучшением оборудования, напрямую влияют на сложность майнинга биткоинов с точки зрения поддержания времени блока.
Проблемы с энергопотреблением в сфере биткоинов побудили майнеров заняться изучением возобновляемых источников энергии и других решений, позволяющих оставаться конкурентоспособными и устойчивыми.
Майнинг биткоинов — это процесс решения сложных математических задач для защиты сети и создания новых монет. Для гарантии добавления новых блоков с постоянной скоростью, сложность этих задач регулярно корректируется.
Проще говоря, чем больше майнеров присоединяется к сети, тем сложнее становится майнить биткоины, гарантируя предсказуемость поставок и безопасность системы.
В этой статье объясняется, что такое сложность майнинга биткоинов, как она со временем корректируется для поддержания безопасности и стабильности сети, как она рассчитывается и какие факторы влияют на прибыльность майнинга.
Что такое сложность майнинга биткоинов
Сложность майнинга биткоинов гарантирует, что сеть добавляет блоки с постоянным 10-минутным интервалом, предотвращая быструю инфляцию и перегрузку сети. Майнеры должны найти хэш с определенным количеством начальных нулей, настраивая «nonce». Эта сложность настраивается каждые 2016 блоков для поддержания стабильности и безопасности в сети
Правда в том, что майнинг биткоинов не обязательно должен быть сложным. По сути, все, что делает майнер, это кодирует следующую информацию:
- Заголовок предыдущего блока: связывает новый блок с предыдущим, сохраняя непрерывность цепочки.
- Корень Меркла: хэш, представляющий все транзакции в блоке, позволяющий эффективно проверять целостность данных.
- Временная метка: время создания блока, используемое для хронологического упорядочивания.
- Номер версии: указывает версию блока и правила протокола, которым он следует.
Для современного биткоин вычисление хэша для нового блока должно быть мгновенным. Так почему же это не так?
Во-первых, блокчейн будет переполнен блоками, добавляемыми с неконтролируемой скоростью. Это приведет к потоку новых биткоинов, поступающих на рынок, что приведет к гиперинфляции. Стоимость биткоина резко упадет, поскольку новые монеты будут создаваться гораздо быстрее, чем предполагал график поставок, нарушая хрупкое равновесие, которое поддерживает его дефицит.
Во-вторых, быстрое добавление блоков нагрузит сеть, что затруднит синхронизацию узлов. Полные узлы, которые проверяют и хранят весь блокчейн, будут испытывать трудности с загрузкой и проверкой чрезмерного количества блоков, что приведет к фрагментации сети. Это может облегчить злоумышленникам использование уязвимостей безопасности, таких как выполнение атаки 51%, поскольку сам темп производства блоков будет препятствовать надлежащей проверке и консенсусу между узлами.
Наконец, обработка транзакций станет хаотичной. Отсутствие корректировки сложности будет означать, что не будет структурированного интервала для подтверждений транзакций, что подорвет надежность сети. Предсказуемое 10-минутное время блока необходимо для обеспечения своевременной, но упорядоченной обработки транзакций. Без этого пользователи могут столкнуться с непредсказуемым временем транзакций и непоследовательными структурами комиссий , что снизит доверие к сети.
Естественным решением этой проблемы является простое увеличение сложности кодирования этой информации.
Биткоин и другие цепочки доказательств выполнения работы, такие как Monero и Litecoin, решают эту проблему, требуя от майнера кодировать информацию не просто в любой хеш, а в хеш, который соответствует определенному требованию по размеру.
Например, если вы закодируете фразу «Я люблю ХХХХ» в 256-битный шестнадцатеричный хеш с помощью алгоритма вроде SHA-256, вы получите:
148530ee91a00571250b58ea69c9947b10a702cf135b3f56cdad39f74450d145
Это довольно большое целое число. Итак, что можно сделать, чтобы его сократить?
Добавляя информацию, которая изменяет вывод (это называется nonce), вам придется пройти путь проб и ошибок примерно 16 раз, чтобы получить один начальный ноль:
Я люблю ХХХХ 64
04dc36a0b5a40cba5524cd80064bcb5d21dfd28ecd811684f520a73e38362abf
Возможно, этого недостаточно. Чтобы получить два ведущих нуля, понадобится около 256 попыток. Давайте изменим nonce на 98 и посмотрим на резул