Wie passt sich Bitcoin -Berging -Schwierigkeit an?

Verständnis Bitcoin Mining -Schwierigkeit

Bitcoin Mining -Schwierigkeit ist ein entscheidender Mechanismus , der die Stabilität und Sicherheit des Bitcoin -Netzwerks gewährleistet. Es bezieht sich darauf, wie schwer es ist, einen neuen Block in der Blockchain zu finden. Die Schwierigkeit passt sich an, um eine konsistente Blockzeit von ungefähr 10 Minuten pro Block zu erhalten, unabhängig davon, wie viel Rechenleistung (Hashrate) auf das Netzwerk angewendet wird. Ohne diese Anpassung könnte eine schnellere Hardware oder mehr Bergleute die Zeit zwischen den Blöcken drastisch verkürzen und die Vorhersehbarkeit des Netzwerks destabilisieren.

Die Schwierigkeit wird als 32-Bit-Ganzzahl im Blockheader codiert und alle Blöcke 2016 neu berechnet. Diese Zahl repräsentiert den Zielschwellenwert, dass sich der Hash eines Blocks erfüllen muss oder darunter sein muss, um als gültig zu gelten. Je niedriger das Ziel ist, desto höher ist die Schwierigkeit, desto mehr Computerarbeit ist erforderlich, um einen gültigen Hash zu finden.

Wie oft wird sich die Schwierigkeit anpassen?

Das Bitcoin -Netzwerk berechnet die Mining-Schwierigkeiten in den Blöcken 2016 , was ungefähr alle zwei Wochen aufgrund der 10-minütigen durchschnittlichen Blockzeit beträgt. Dieses Intervall ist in das Bitcoin -Protokoll festgelegt und stellt sicher, dass die Anpassungen häufig genug sind, um auf Änderungen des Netzwerk -Hashrate zu reagieren, aber nicht so häufig, dass sie Instabilität verursachen.

Die Anpassung basiert auf der tatsächlichen Zeit, die es in den letzten Blöcken 2016 benötigte, verglichen mit der erwarteten Zeit von 20.160 Minuten (2 Wochen). Wenn die tatsächliche Zeit kürzer ist, nimmt die Schwierigkeit zu. Wenn es länger ist, nimmt die Schwierigkeit ab. Diese Rückkopplungsschleife hält die Blockproduktion stabil.

Formel hinter Schwierigkeitsanpassung

Die neue Schwierigkeit wird unter Verwendung der folgenden Formel berechnet:

new_difficulty = old_difficulty × (echt_time_for_2016_blocks / 20160 Minuten)

Es gibt jedoch Grenzen dafür, wie sehr sich die Schwierigkeit in einer einzelnen Anpassungszeit ändern kann. Das Bitcoin -Protokoll erzwingt eine maximale Änderung von 4x (300%) oder 0,25x (–75%) pro Anpassung. Diese Kappe verhindert extreme Schwankungen in Schwierigkeiten, da plötzliche Hashrate -Änderungen wie große Bergbaufarmen online oder geschlossen werden.

Wenn beispielsweise die letzten Blöcke 2016 in 10.080 Minuten (1 Woche) abgebaut wurden, beträgt die tatsächliche Zeit die Hälfte der erwarteten Zeit. Die Schwierigkeit würde sich verdoppeln, vorausgesetzt, sie überschreitet die 4 -fach -Kappe nicht. Wenn es umgekehrt, wenn es 30.240 Minuten (3 Wochen) dauerte, würde die Schwierigkeit auf zwei Drittel des vorherigen Niveaus reduziert, was erneut den 0,25-fachen Boden respektiert.

Schritt-für-Schritt-Prozess der Schwierigkeitsgrad-Einstellung

• Jeder vollständige Knoten im Bitcoin -Netzwerk verfolgt den Zeitstempel jedes Blocks im letzten 2016-Block-Fenster
• Wenn ein Knoten nach der letzten Anpassung den Block 2016th empfängt, berechnet er den Gesamtdifferenz zwischen dem ersten und dem letzten Block in diesem Fenster
• Der Knoten berechnet das Verhältnis der tatsächlichen Zeit für die erwartete Zeit (20.160 Minuten)
• Es multipliziert die vorherige Schwierigkeit mit diesem Verhältnis
• Das Ergebnis wird geklemmt, um sicherzustellen
• Das neue Schwierigkeitsgrad-Ziel wird in den Blockheader des nächsten Blocks eingeteilt, und alle Bergleute müssen dieses neue Ziel für ihre Berechnungen zur Arbeit verwenden

Dieser Prozess ist vollständig dezentralisiert und automatisch. Keine zentrale Autorität entscheidet über die Schwierigkeit; Jeder Knoten führt unabhängig die gleiche Berechnung durch und erzielt einen Konsens über den richtigen Wert. Wenn ein Bergmann versucht, eine veraltete oder falsche Schwierigkeit zu verwenden, wird sein Block vom Netzwerk abgelehnt.

Rolle von Zeitstempeln bei der Schwierigkeitsanpassung

Block -Zeitstempel spielen eine entscheidende Rolle bei der Berechnung der Schwierigkeit. Jeder Blockheader enthält einen Zeitstempel, der bestimmte Regeln erfüllen muss: Er muss größer sein als der Median der letzten 11 Blöcke und weniger als die netzwerkbereinigte Zeit plus 2 Stunden. Diese Regeln verhindern, dass Bergleute Zeitstempel manipulieren, um künftige Schwierigkeitsanpassungen künstlich zu beeinflussen.

Da jedoch Zeitstempel von Bergleuten festgelegt werden und etwas ungenau sein können, basiert das System auf das aggregierte Verhalten des Netzwerks. In den Blöcken von 2016 ist ein kleiner Zeitstempelvariationen durchschnittlich, sodass die Schwierigkeitsanpassung robust bleibt. In seltenen Fällen könnte viele Bergleute zusammenarbeiten, um Zeitstempel zu manipulieren, die Anpassung verzerren, aber Spieltheorie und wirtschaftliche Anreize entmutigen ein solches Verhalten.

Auswirkungen von Hashrate -Schwankungen auf Schwierigkeitsgrad

Wenn große Bergbauvorgänge online kommen - wie neue Rechenzentren in Regionen mit billigem Strom -, die Netzwerkspitzen. Dies führt dazu, dass Blöcke durchschnittlich schneller als 10 Minuten gefunden werden. Nach dem nächsten 2016-Block-Fenster wird die Schwierigkeit erheblich zunehmen, um dies auszugleichen. Umgekehrt können bei Ereignissen wie regulatorischen Razzien oder Stromausfällen in Bergbauregionen Hashrate stark sinken und die Blöcke länger dauern. Die nächste Schwierigkeitsanpassung nimmt dann ab und erleichtert das Bergbau erneut.

Nachdem China beispielsweise 2021 den Kryptowährungsabbau verboten hatte, sank Hashrate um über 50%. Die nachfolgende Schwierigkeitsanpassung reduzierte das Ziel um etwa 28%, einer der größten Rückgänge in der Geschichte von Bitcoin, sodass verbleibende Bergleute rentabel fortgesetzt werden können.

Wie sich Bergleute an Schwierigkeiten ändern

Bergleute müssen ständig die Schwierigkeitsanpassungen überwachen, um profitabel zu bleiben. Wenn Schwierigkeiten zunehmen, erzeugt die gleiche Hardware weniger Belohnungen pro Zeiteinheit. Einige Bergleute können ältere ASICs schließen , die unrentabel werden. Andere können in Bereiche mit niedrigeren Stromkosten umziehen.

Bergbaupools helfen einzelnen Bergleuten, die Varianz zu glätten, indem Hashrate kombiniert und proportional belohnt wird. Trotz der Schwierigkeitsänderungen erhalten die Pool -Teilnehmer aufgrund ihrer beigetragenen Arbeiten stetige Auszahlungen. Bergleute verwenden auch Tools wie Schwierigkeiten, Rechner und Rentabilitätsschätzer zurückzusetzen, um Änderungen zu antizipieren und den Betrieb zu optimieren.

Häufig gestellte Fragen

F: Kann Schwierigkeiten mehr als einmal alle Blöcke 2016 einstellen? Nein, das Bitcoin -Protokoll ermöglicht nur Schwierigkeitsanpassungen in jeder Blöcke 2016 . Zwischenblöcke auslösen keine Neuberechnung, auch wenn sich kurzfristig dramatisch ändert.

F: Was passiert, wenn das Netzwerk -Hashrate auf Null fällt? Wenn keine Bergleute aktiv sind, werden Blöcke nicht mehr produziert. Nach einer langen Verzögerung (über mehrere Schwierigkeitsgrad -Epochen) würde die Schwierigkeit jedoch schließlich auf das minimal zulässige Level fallen, was es jedem zurückkehrenden Bergmann erleichtert, das Netzwerk neu zu starten.

F: Ist Schwierigkeitsgrad über alle Bitcoin Knoten gleich? Ja, alle vollständig validierenden Knoten berechnen den gleichen Schwierigkeitswert mit demselben 2016-Block-Fenster und der gleichen Formel. Dies gewährleistet den Konsens im gesamten Netzwerk.

F: Wie wird der anfängliche Mining -Schwierigkeitsgrad ermittelt? Der Genesis -Block verwendete eine hartcodierte anfängliche Schwierigkeit. Seitdem basiert jede Anpassung auf den vorherigen Blöcken 2016, wodurch eine kontinuierliche Kette von Neuberechnung von Block 1 bis heute entsteht.