Was ist die Mining-Schwierigkeit bei Bitcoin?

Wussten Sie, dass der Bitcoin-Mining nicht immer gleich kompliziert ist? Ein Mobiltelefon (eines der billigsten) konnte im Jahr 2009 schnell Bitcoin schürfen, doch heute sind riesige Industrielager voller Tausender auf diese Aufgabe spezialisierter Geräte erforderlich, die Millionen von Millionen Operationen pro Sekunde generieren, um die gleiche Menge Bitcoin zu schürfen. Finden Sie heraus, warum das so ist, indem Sie mehr über einen der wichtigsten Aspekte des Bergbaus erfahren: die „Schwierigkeit“.

Bitcoin hat eine dynamische Mining-Komplexität/-Schwierigkeit. was bedeutet es genau? Im Wesentlichen bedeutet dies, dass die Schwierigkeit, einen Block in Bitcoin abzubauen, nicht immer gleich ist. Manchmal geht es nach oben, manchmal nach unten (obwohl es langfristig gesehen derzeit einen Aufwärtstrend gibt).

In diesem Artikel der Bit2Me Academy befassen Sie sich mit einem der wichtigsten Aspekte von Kryptowährungen wie Bitcoin. Der Einstieg in diese technischen Aspekte ist nicht immer einfach, aber wie immer werden wir Ihnen dieses Konzept auf einfache Weise erklären.

Der Begriff „Schwierigkeit“ wird als verwendet Einheit von messen im Prozess von Kryptowährungs-Mining, In Bezug auf Wie schwierig ist es, das zu finden Hash- des Blocks.

Wie wir bereits in dem entsprechenden Artikel erläutert haben wie Kryptowährungen geschürft werden, muss der Hash die darin angestrebten Eigenschaften erfüllen  Blockchain. Jeder Block innerhalb des Netzwerks wird mit einer durch das Blockchain-Protokoll festgelegten Rate generiert. Und dieser Rhythmus muss möglichst konstant bleiben.

Wie lange dauert es, einen Bitcoin zu schürfen?

En Bitcoin Das ist in seinem Kodex festgelegt Im Durchschnitt muss alle 10 Minuten ein Block abgebaut werden. Um einen Block abzubauen, müssen Sie ihn finden Nuntius dass Sie innerhalb des Mining-Vorgangs einen Hash finden, der dem gewünschten Muster entspricht. Eine Person, die über viel Rechenleistung verfügt (zum Beispiel Tausende von ASIC(oder einen neuen Mechanismus anwenden, um den Vorgang schneller durchzuführen) wird in der Lage sein, die Nonce sehr schnell zu finden und würde den vom Protokoll festgelegten Durchschnitt von 10 Minuten überschreiten. Hier hat Bitcoin eine seiner wichtigsten Komponenten hinzugefügt: die Bergbauschwierigkeit zurückgesetzt.

Ohne diese Neuanpassung würde dieser Miner alle Blöcke in kurzer Zeit abbauen und damit die Bitcoin-Ausgabekurve durchbrechen, die im dem Bitcoin-Protokoll zugrunde liegenden Wirtschaftsmodell festgelegt ist. Das heißt, in kurzer Zeit wären alle Bitcoins geschürft.

Um dies zu vermeiden, greift die Mining-Nachjustierung und erhöht die Komplexität des gesuchten mathematischen Problems. Auf diese Weise stabilisiert sich die Zeit jedes Blocks wieder auf durchschnittlich 10 Minuten.

Wie oft wird der Bitcoin-Mining-Schwierigkeitsgrad zurückgesetzt?

Die Anpassung der Mining-Schwierigkeit hängt von den Programmier- und Betriebsprotokollen der einzelnen Blockchains und Kryptowährungen ab. Wie wir bereits erläutert haben, muss die Mining-Schwierigkeit bei Bitcoin es den Minern ermöglichen, etwa alle 10 Minuten einen neuen Block zu lösen und zu generieren. Und wenn diese Bedingung nicht erfüllt ist, wird der Schwierigkeitsgrad angepasst.

Dieses Zurücksetzen erfolgt automatisch alle 2.016 Blöcke (ungefähr alle zwei Wochen). Das heißt, in jedem der Knoten Im Quellcode des Bitcoin-Netzwerks gibt es bereits einen Code, der dafür vorbereitet wurde. Daher werden jedes Mal, wenn 2.016 abgebauten Blöcke erreicht werden, alle Knoten neu berechnet, was zu einem neuen Schwierigkeitsgrad für den Proof of Work (PoW) führt.

Wie wird die Mining-Schwierigkeit bei Bitcoin bestimmt?

Zunächst ist es wichtig zu beachten, dass die Mining-Schwierigkeit völlig unabhängig von der Anzahl der Transaktionen oder dem Wert der Transaktionen ist. Es korreliert jedoch mit der Hash-Leistung des Netzwerks und damit mit dem Mining-Ziel und der Mining-Zeit.

Die Formel zur Berechnung der Schwierigkeit lautet wie folgt:

schwierigkeit = schwierigkeit_1_ziel / aktuelles_ziel

Wobei das Ziel eine 256-Bit-Zahl ist. schwierigkeit_1_ziel kann je nach Art der Schwierigkeitsmessung unterschiedlich sein. Traditionell stellt es einen Hash dar, bei dem die ersten 32 Bits Null und der Rest Eins sind (dies wird als „Gruppenschwierigkeit"Oder"pdf«). Das Bitcoin-Protokoll stellt Ziele als benutzerdefinierten Gleitkommatyp mit begrenzter Genauigkeit dar. Daher schätzen Bitcoin-Kunden den Schwierigkeitsgrad häufig auf dieser Grundlage ein, die als „“ bekannt ist.bdiff«.

Im Gegenzug überprüft das Bitcoin-Netzwerk die tatsächliche Zeit, die zum Mining der letzten 2.016 Blöcke in der Kette benötigt wurde, und vergleicht sie mit 20.160 Minuten. Dieser Wert ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass jeder Block in einer Zeit von 10 Minuten abgebaut werden musste und die geschätzte Zeit für den Abbau der 2.016 Blöcke 20.160 Minuten beträgt. Anschließend wird anhand dieser Daten die Beziehung zwischen dem tatsächlichen Zeitintervall und dem geschätzten Zeitintervall berechnet. Anpassungen entsprechend dem Schwierigkeitsgrad entsprechend den erzielten Ergebnissen vornehmen, unabhängig davon, ob eine Erhöhung oder Verringerung erforderlich ist.

Worin besteht die Schwierigkeit?

Die Schwierigkeit in der Blockchain spielt eine sehr wichtige Rolle. Erstens regelt es die Herstellung und Aktivierung von Kryptowährungen in einem konstanten und vorgegebenen Tempo. Zweitens ermöglicht es die einheitliche Einhaltung der Produktionszeit des Kryptowährungsblocks, wodurch Sicherheitsprobleme und möglicher Betrug vermieden werden. Wenn der Wert einer Kryptowährung steigt, werden auf diese Weise Miner dazu angezogen, sich dem Netzwerk anzuschließen, wodurch die Hash-Leistung erhöht und die Schwierigkeit angepasst und erhöht wird. Daher bleibt die Münzausgaberate konstant.

Da zwischen den einzelnen Blöcken eine lange Zeitspanne liegt, bieten Miner darüber hinaus eine größere Sicherheit für das Netzwerk, da sie überprüfen können, ob alle Blöcke die Anforderungen erfüllen.

Daher ist diese Funktion wichtig, da sie sicherstellt, dass Blöcke mit der durch das Protokoll und die Netzwerksicherheit vorgegebenen Geschwindigkeit generiert werden und auch dann stabil bleiben, wenn sich mehr Miner dem Netzwerk anschließen und gleichzeitig die Hash-Leistung des Netzwerks erhöhen.

Wie wird die Schwierigkeit des Bitcoin-Minings visuell dargestellt?

Auch wenn es seltsam erscheinen mag, lässt sich die Schwierigkeit des Bergbaus visuell darstellen. Darüber hinaus kann es je nach Blockchain unterschiedlich aussehen. Nehmen wir jedoch Bitcoin, um zu zeigen, wie es dargestellt wird. Schauen wir uns zunächst das Bild an, das wir unten hinterlassen (oder den Link öffnen), in dem die Daten des Block #607557.

Schauen Sie sich die Daten an Bits y Schwierigkeit. Die erste davon ist eine verkürzte hexadezimale Darstellung der maximalen Zahl, die im Block-Hash erreicht werden kann. Der zweite Wert ist eine dezimale Darstellung der Schwierigkeit, dieses Ziel zu erreichen.

Nehmen wir nun die Wertbits (1715dbd2) und in eine vollständige Hexadezimalzahl umwandeln, erhalten wir Folgendes:

Bits = 0x00000000000000000015dbd20000000000000000000000000000000000000000

Nun wandeln wir diesen Wert in eine Dezimalzahl um:

Bits = 2093644940525638357414324633411056914147713045789409280

Wie Sie sehen können, stellen die Bits eine sehr große Dezimalzahl dar und dies ist die maximale Zielzahl, die für den Block-Hash erreicht werden sollte. Jedoch, Wie überprüfen wir, ob der Block-Hash dies berücksichtigt?. Ganz einfach: Nehmen wir den Hash des Blocks und wandeln ihn von Hexadezimal in Dezimal um.

Block hash = 000000000000000000144758ca662636f4aa4089caaa776ea18cf53cbc8f5781

Wenn wir dieses Ergebnis in eine Dezimalbasis umwandeln, erhalten wir die folgende Zahl:

Block-Hash = 1942313447480713367840564387969267204147459722176321409

Wie du sehen kannst, Die Hash-Nummer des Blocks ist kleiner als das Zielbit, das uns sagt. Dies bedeutet, dass der Block für die vom Bitcoin-Protokoll zu diesem bestimmten Zeitpunkt programmierte Schwierigkeit gültig ist.

Als merkwürdige Tatsache können wir erwähnen, dass der Hash-Wert und das Ziel in hexadezimalen Zahlen ausgedrückt werden. Das heißt, in einer Reihe von Zahlen und Buchstaben, aber am Ende ist es eine Zahl. Während die Schwierigkeit in ganzen Zahlen ausgedrückt wird, mit denen wir besser vertraut sind.

Was ist ein hoher Schwierigkeitsgrad?

Die maximale Schwierigkeit des Bitcoin-Netzwerks kann wie folgt ausgedrückt werden: maximales_ziel/1. Und die Zahl 1 wird verwendet, da die Schwierigkeit des Netzwerks bei der Markteinführung von Bitcoin auf diesem Niveau lag. Dieser Wert darf nicht 0 sein, da dies zu einem unendlichen Ergebnis führen würde. Die Berechnung von „maximum_target/1“ führt also zu einer enorm großen Zahl, etwa 2^224.

Die Schwierigkeit besteht nur für das PoW-Konsensprotokoll?

Die Schwierigkeit beim Mining einer Kryptowährung ist unterschiedlich Konsensprotokolle als PoW, PoS, DPoSoder PoA. Aber Dabei handelt es sich um Blockchains, die das Proof of Work (PoW)-System verwenden und diese Daten als wichtigen Punkt für ihre Sicherheit und ihren Betrieb nutzen. In einem PoW-Blockchain-Netzwerk werden Miner gebeten, einen kryptografischen Beweis durchzuführen, dessen Schwierigkeit mit zunehmender Leistung des Netzwerks zunimmt.

Das bedeutet, dass für die Suche nach der richtigen Lösung Millionen von Hash-Operationen pro Sekunde im gesamten Netzwerk durchgeführt werden müssen. Beim Proof-of-Work-Algorithmus werden die Header der Blöcke gehasht und eine Zufallszahl generiert. Hierzu wird im Allgemeinen der kryptografische Algorithmus verwendet SHA-256, bis eine Lösung gefunden wird, die einem bestimmten Muster entspricht.

Dieser gesamte Prozess führt dazu, dass leistungsfähigere Computergeräte entstehen, wie z FPGA, CPU, GPU o ASIC um genügend Lösungen zu generieren und Transaktionen verifizieren zu können. Somit wird der Schwierigkeitsgrad des Netzwerks angepasst, um die Geschwindigkeit der Blockgenerierung sicherzustellen.

Dieser gesamte Prozess wird in anderen Protokollen nicht wiederholt, da ihre Funktionsweise anders ist und sie ihre Fähigkeit zur Bereitstellung von Sicherheit auf andere Mechanismen konzentrieren, die weniger Energie und Rechenressourcen beanspruchen.

Ist der Mining-Schwierigkeitsgrad variabel und passt er sich der Konkurrenz im Bitcoin an?

Ja, die Schwierigkeit des Bitcoin-Minings ist unterschiedlich und passt sich der Konkurrenz an, die am Netzwerk teilnimmt. Diese Mining-Schwierigkeit wird durch einen Algorithmus bereitgestellt. Dieser Algorithmus stellt sicher, dass die Schwierigkeit den idealen Wert hat, sodass Miner etwa alle 10 Minuten einen neuen Block produzieren können.

Wenn wir dies in einem Extremszenario betrachten, in dem der Preis von Bitcoin auf extrem niedrige Werte fällt, wäre das Mining überhaupt nicht profitabel. So viele Miner würden das Netzwerk verlassen. Da der Schwierigkeitsgrad jedoch entsprechend der Hash-Leistung des Netzwerks zu einem bestimmten Zeitpunkt anpassbar ist, würde er abnehmen und sich automatisch anpassen. Dies öffnet die Türen für kleinere Miner, die zumindest zeitweise wieder wie am Anfang mit dem Bitcoin-Mining beginnen könnten: von einem Desktop- oder Laptop-Computer aus.

Warum nimmt der Schwierigkeitsgrad des Bergbaus manchmal zu und manchmal ab?

Der Mining-Schwierigkeitsgrad fungiert als dynamischer Parameter, der ständig an die Netzwerkbedingungen angepasst wird. Denken wir daran, dass das Ziel des Mining darin besteht, einen neuen Block entsprechend der Netzwerkprogrammierung zu entdecken und zu generieren. Also, Der Schwierigkeitsgrad wird nach dem gleichen System angepasst. All dies unter Berücksichtigung der Hash-Leistung, über die das Netzwerk zu einem bestimmten Zeitpunkt verfügt.

Nehmen wir das folgende Beispiel: Wenn das Bitcoin-Netzwerk neue Blöcke in weniger als den festgelegten 10 Minuten generiert, passt dasselbe Netzwerk den Schwierigkeitsgrad stärker an. Das heißt, da Blöcke schneller als gewünscht generiert werden, erhöht sich die Mining-Schwierigkeit. Wenn das Netzwerk hingegen neue Blöcke in einer Zeit von mehr als 10 Minuten generiert, verringert sich die Mining-Schwierigkeit, da die Blöcke langsamer generiert werden.

Ein weiterer sehr einflussreicher Aspekt für den Schwierigkeitsgrad des Bitcoin-Netzwerks sind die Stromkosten und der Wert von Bitcoin auf dem Markt. Dies bezieht sich auf die Treuhandwährung, die zur Deckung der Betriebskosten im Netzwerk verwendet wird. Daher ist der Preis eines Kilowatts pro Stunde in Bitcoin ein sehr wichtiger Aspekt der Schwierigkeit.

Aber wenn der Preis eines Bitcoins hoch ist, wird das Mining profitabel; Im Gegenteil, wenn der Bitcoin-Preis niedrig ist, werden einige Miner das Netzwerk verlassen, weil ihre Gewinne ihre Betriebskosten nicht decken. Wenn also Mining profitabel ist, gilt: Je mehr Miner mit dem Netzwerk verbunden sind, desto größer ist die Hash-Leistung und desto größer ist der Schwierigkeitsgrad. Wenn das Mining hingegen nicht rentabel ist, sinkt die Hash-Leistung und damit auch die Schwierigkeit.

Wie erkennt man die aktuelle Schwierigkeit einer Blockchain?

Dies ist ein weiterer Punkt, der mit dem technischen Teil und den Protokollen der Blockchain zusammenhängt. Um beispielsweise die aktuelle Schwierigkeit des Bitcoin-Netzwerks herauszufinden, können Sie beispielsweise einen Block-Explorer besuchen Bit2Me-Explorer, Das zeigt Ihnen die Schwierigkeit von Bitcoin und seinem Testnetzwerk Bitcoin-Testnetz, indem Sie einfach den zuletzt generierten Block erkunden, können Sie die neuesten Blöcke sehen hier, und sehen Sie sich die Details des gewünschten Blocks an.

Wenn Sie einen Bitcoin-Client haben, können Sie die Schwierigkeit ebenfalls herausfinden, indem Sie den Befehl eingeben OP_GETDIFFICULTY im Client Bitcoin Core.