Bitcoin難易度の調整とは何ですか？マイニング難易度計算方法

Bitcoinは、2016年のブロックごとにマイニングの難易度を調整して、安定した10分間のブロック間隔を維持し、ハッシュレート条件の変化の中でネットワークのセキュリティと一貫性を確保します。

2025/06/20 12:56

Bitcoin難易度調整を理解します

Bitcoin難易度調整は、Bitcoinプロトコルに埋め込まれたメカニズムであり、ブロックを採掘する時間が約10分間でほぼ一定のままであることを確認します。この難易度の調整は、 2016年のブロックごと、またはおよそ2週間ごとに発生し、システムから採掘力（ハッシュレート）が追加または削除されるかに関係なく、ネットワークの安定性を維持するために重要です。

難易度は、現在Bitcoinネットワークを保護している総コンピューティングパワーに基づいて調整されます。より多くの鉱夫が加わり、全体的なハッシュレートを増やした場合、ブロック生成時間は10分を下回ります。これに応じて、ネットワークはマイニングの難易度を増加させて、平均を目的の間隔に戻します。逆に、鉱山労働者がネットワークを離れてブロック時間を10分を超えて上昇すると、それに応じて難易度が低下します。

マイニング難易度計算の背後にある式

Bitcoin難易度計算方法では、2016年のブロックと2016ブロックの予想時間×10分= 20,160分の時間を採掘するために実際の時間を比較することが含まれます。 Bitcoinプロトコルが難易度を調整するために使用する式は次のとおりです。

 new_difficulty = old_difficulty × (actual_time / 20160)

実際の時間が20,160分未満の場合、新しい難易度は比例して増加します。それが多い場合、困難は減少します。ただし、キャップがあります。単一の調整期間中、難易度は4倍（上または下）を超えることはできません。これにより、ハッシュレートの突然の変化により、突然の揺れが防止されます。

この調整アルゴリズムにより、テクノロジーが進化し、ハードウェアのマイニングがより効率的になったとしても、ブロック間隔は安定したままであり、Bitcoinブロックチェーンの分散型の性質とセキュリティを維持します。

ターゲットハッシュは難易度とどのように関連していますか？

Bitcoinマイニングのコアには、ターゲットハッシュがあり、マイニングされたブロックが有効かどうかを決定します。ターゲットハッシュが低いほど、有効なブロックを見つけることが硬くなります。ターゲットハッシュは、過去の2016年ブロックにおけるネットワークのハッシュレートに基づいて、各難易度調整中に再計算されます。

ターゲットハッシュは、次の関係を使用して難易度から導出されます。

 target = max_target / difficulty

Where max_target is a fixed constant defined in the Bitcoin source code ( 0x00000000FFFF0000000000000000000000000000000000000000000000000000 ).有効なブロックには、このターゲット以下のハッシュ値が必要です。

鉱山労働者は、この状態を満たすハッシュを見つけるために、1秒あたり数兆のハッシュ操作を実行します。困難が増えると、ターゲットハッシュが小さくなり、有効なブロックを生成するためにより多くの計算努力が必要になります。

難易度調整においてタイムスタンプはどのような役割を果たしますか？

各Bitcoinブロックには、いつ採掘されたかを示すタイムスタンプが含まれています。これらのタイムスタンプは、ブロック間の経過時間を計算するために重要です。これは、過去の2016年ブロックでブロックが採掘された速度を決定するために必要です。

ただし、タイムスタンプは、前の11ブロックの時間の中央値に比べて特定の境界内にある必要があります。マイナーが誤ったタイムスタンプを設定した場合、難易度の計算に影響を与え、調整プロセスに問題を引き起こす可能性があります。

Bitcoinプロトコルは、2016ブロックウィンドウの最初と最後のブロックの中央値タイムスタンプを使用して、実際の経過時間を計算します。これは、個人的な利益のためにタイミングデータを歪めようとするかもしれない個々の鉱山労働者による操作を防ぐのに役立ちます。

これらの保護にもかかわらず、タイムスタンプは、特に鉱夫の大規模なグループが難易度調整を人為的に操作するために共謀するシナリオで、潜在的な攻撃ベクトルのままです。

難易度調整に対するハードウェアの進化のマイニングの影響

マイニングハードウェアが進化するにつれて、CPUからGPU、次にFPGA、そして最後にASICSまで、ネットワークハッシュレートは重要なジャンプを経験します。マイニング効率に飛躍するたびに、次の難易度調整がブロック間隔を平衡に戻すまで、ブロックの発見タイムがより速くなります。

たとえば、2013年から2014年にASICマイナーが大量に導入された場合、 Bitcoinネットワークの難易度は劇的にスパイクされました。同じ現象が再び発生し、より高いハッシュレートとより良いエネルギー効率を提供する新しい世代のASICチップが放出されました。

これらの進歩は、採掘の収益性が定期的に変動することを意味します。特に、最新の機器を買う余裕がない小規模な鉱夫にとっては変動します。難易度調整はバランスのとれた力として機能し、十分なハッシュパワーを寄付する人だけが競争力を維持できるようにします。

しかし、これはまた、急速なハッシュレートの成長期間が複数の連続した困難の増加につながる可能性があることを意味しますが、マイニング活動の低下（クマ市場など）がマイニング困難の1つ以上の減少をもたらす可能性があります。

よくある質問

• Bitcoinは、固定時間間隔ではなく、2016ブロックごとにマイニングの難易度を調整するのはなぜですか？
  すべての2016ブロックを調整すると、任意のカレンダーの日付ではなく、実際のネットワーク条件に基づいて困難が適応することができます。これにより、マイニングパワーレベルが変化しているにもかかわらず、ブロック生産の一貫性が保証されます。

難易度の調整により、51％の攻撃を防ぐことができますか？
いいえ、難易度の調整により、51％の攻撃を直接防止しません。ブロック間隔を調節するだけです。 51％の攻撃には、ネットワークのハッシュレートの大部分を制御することが含まれ、難易度メカニズムを一時的にオーバーライドする可能性があります。





次の困難の変化を予測する方法はありますか？
はい、多くのオンラインツールとダッシュボードは、リアルタイムのハッシュレートトレンドを追跡し、現在のマイニングパフォーマンスと履歴データに基づいて将来の難易度調整を推定します。





Bitcoin現金または他のフォークは同じ難易度調整アルゴリズムを使用していますか？
いいえ、Bitcoin CashのようなBitcoinフォークの一部は、EDA（緊急難易度調整）やDAA（難易度調整アルゴリズム）などのさまざまなアルゴリズムを実装して、劇的なハッシュレートの変動をより反応的に処理しました。