Bitcoin 마이닝 난이도는 어떻게 조정됩니까?

Bitcoin 채굴 난이도 이해

Bitcoin 채굴 난이도는 Bitcoin 네트워크의 안정성과 보안을 보장하는 중요한 메커니즘 입니다. 블록 체인에서 새로운 블록을 찾는 것이 얼마나 어려운지를 나타냅니다. 어려움은 네트워크에 얼마나 많은 총 전력 (해시 레이트)이 적용되는지에 관계없이 블록 당 약 10 분 의 일관된 블록 시간을 유지하기 위해 조정됩니다. 이러한 조정이 없으면 더 빠른 하드웨어 또는 더 많은 광부가 블록 사이의 시간을 크게 단축시켜 네트워크의 예측 가능성을 불안정하게 만들 수 있습니다.

난이도는 블록 헤더에서 32 비트 정수 로 인코딩되며 2016 블록마다 다시 계산됩니다. 이 숫자는 블록의 해시가 충족하거나 유효한 것으로 간주되어야하는 대상 임계 값을 나타냅니다. 목표가 낮을수록 어려움이 높아져 유효한 해시를 찾으려면 더 많은 계산 작업이 필요하다는 것을 의미합니다.

난이도가 얼마나 자주 조정됩니까?

Bitcoin 네트워크는 2016 년마다 채굴 난이도를 재 계산하며, 이는 평균 10 분 동안 평균 블록 시간이 주어지면 대략 2 주마다입니다. 이 간격은 Bitcoin 프로토콜로 하드 코딩되며 조정이 네트워크 해시 레이트의 변화에 대응하기에 충분히 자주 발생하지만 불안정성을 유발하지 않도록합니다.

조정은 예상 20,160 분 (2 주)의 예상 시간과 비교하여 이전 2016 블록을 채굴하는 데 걸리는 실제 시간을 기준으로합니다. 실제 시간이 짧으면 어려움이 증가합니다. 더 길면 어려움이 줄어 듭니다. 이 피드백 루프는 블록 생산을 안정적으로 유지합니다.

난이도 조정 뒤에있는 공식

새로운 난이도는 다음 공식을 사용하여 계산됩니다.

new_difficulty = old_difficulty × (실제_time_for_2016_blocks / 201600 분)

그러나 단일 조정 기간에 어려움이 얼마나 많은지에 대한 제한이 있습니다. Bitcoin 프로토콜은 조정 당 최대 4 배 (300%) 또는 0.25x (-75%)의 최대 변화를 시행합니다. 이 캡은 대규모 광업 농장이 온라인으로 오거나 문을 닫는 것과 같은 해시 레이트의 갑작스런 변화로 인해 어려움의 극한 스윙을 방지합니다.

예를 들어, 지난 2016 블록이 10,080 분 (1 주)으로 채굴 된 경우 실제 시간은 예상 시간의 절반입니다. 4 배 캡을 초과하지 않는다고 가정하면 난이도는 두 배가됩니다. 반대로, 30,240 분 (3 주)이 걸리면 난이도는 이전 레벨의 3 분의 2로 줄어들어 다시 0.25 배 바닥을 존중합니다.

단계별 난이도 조정 프로세스

• Bitcoin 네트워크의 모든 전체 노드는 지난 2016 블록 창에서 각 블록의 타임 스탬프를 추적합니다.
• 마지막 조정 후 노드가 2016 년 블록을 수신하면 해당 창의 첫 번째 블록과 마지막 블록의 총 시차를 계산합니다.
• 노드는 실제 시간 대 예상 시간의 비율을 계산합니다 (20,160 분)
• 이전의 난이도 에이 비율을 곱합니다
• 결과는 4 번 이상 증가하지 않거나 4 번 이상 감소하기 위해 클램핑됩니다.
• 새로운 난이도 대상은 다음 블록의 블록 헤더로 인코딩되며 모든 광부는이 새로운 대상을 사용해야합니다.

이 프로세스는 완전히 분산 되고 자동입니다. 중앙 당국은 어려움을 결정하지 않습니다. 모든 노드는 독립적으로 동일한 계산을 수행하고 올바른 값에 대한 합의에 도달합니다. 광부가 구식 또는 잘못된 난이도를 사용하려고 시도하면 네트워크에 의해 블록이 거부됩니다.

어려움 조정에서 타임 스탬프의 역할

블록 타임 스탬프는 난이도를 계산하는 데 중요한 역할을 합니다. 각 블록 헤더에는 특정 규칙을 충족 해야하는 타임 스탬프가 포함되어 있습니다. 지난 11 블록의 중앙값보다 크고 네트워크 조정 시간과 2 시간보다 적어야합니다. 이 규칙은 광부가 타임 스탬프를 조작하여 미래의 난이도 조정에 영향을 미치는 것을 방지합니다.

그러나 타임 스탬프는 광부가 설정하고 약간 부정확 할 수 있기 때문에 시스템은 네트워크의 집계 동작에 의존합니다. 2016 년 블록에 걸쳐 사소한 타임 스탬프 변동이 평균화되어 어려움 조정이 강력하게 유지됩니다. 드문 경우, 많은 광부들이 타임 스탬프를 조작하기 위해 충돌하면 조정을 왜곡시킬 수 있지만 게임 이론과 경제 인센티브는 그러한 행동을 방해합니다.

해시 레이트 변동이 난이도에 미치는 영향

저렴한 전기가있는 지역의 새로운 데이터 센터와 같은 대규모 광업 운영이 온라인으로 제공되면 네트워크 해시 레이트 스파이크. 이로 인해 블록은 평균 10 분보다 빠르게 발견됩니다. 다음 2016- 블록 윈도우 후에는 어려움이 크게 증가하여 보상됩니다. 반대로, 채굴 한 지역의 규제 단속 또는 정전과 같은 사건 중에 해시 레이트는 급격히 떨어질 수있어 블록이 더 오래 걸릴 수 있습니다. 그런 다음 어려움 조정이 줄어들어 채굴이 더 쉬워집니다.

예를 들어, 중국은 2021 년에 암호 화폐 채굴을 금지 한 후 해시 레이트가 50%이상 떨어졌습니다. 이후의 난이도 조정은 대상을 약 28%감소 시켰으며, Bitcoin의 역사에서 가장 큰 하락 중 하나 인 남은 광부가 수익성있게 계속할 수있게했습니다.

광부가 난이도 변화에 적응하는 방법

광부는 수익성을 유지하기 위해 어려움 조정을 지속적으로 모니터링해야합니다. 어려움이 증가하면 동일한 하드웨어가 단위당 보상이 적습니다. 일부 광부는 수익성이없는 오래된 ASIC를 폐쇄 할 수 있습니다. 다른 사람들은 전기 비용이 낮은 지역으로 이주 할 수 있습니다.

채굴 풀은 해시 레이트를 결합하고 보상을 비례 적으로 배포함으로써 개별 광부가 차이를 부드럽게하는 데 도움이됩니다. 어려움이 변경 되더라도 풀 참가자는 기여 작업에 따라 꾸준한 지불금을받습니다. 광부는 또한 난이도 재설정 계산기 및 수익성 추정기와 같은 도구를 사용하여 변화를 예측하고 운영을 최적화합니다.

자주 묻는 질문

Q : 2016 블록마다 어려움이 두 번 이상 조정 될 수 있습니까? 아니요, Bitcoin 프로토콜은 2016 년마다 어려움 조정만을 허용합니다. 해시 레이트가 단기적으로 극적으로 변화하더라도 중간 블록은 재 계산을 유발하지 않습니다.

Q : 네트워크 해시 레이트가 0으로 떨어지면 어떻게됩니까? 광부가 활성화되지 않으면 블록이 생산되지 않습니다. 그러나 긴 지연 (몇 가지 난이도를 초과) 후에는 어려움이 결국 최소 허용 레벨로 떨어질 것이므로 반환 광부가 네트워크를 다시 시작하기가 더 쉬워집니다.

Q : 모든 Bitcoin 노드에서 어려움이 동일합니까? 예, 완전히 검증 된 모든 노드는 동일한 2016 블록 창과 공식을 사용하여 동일한 난이도 값을 계산합니다. 이것은 네트워크 전체의 합의를 보장합니다.

Q : 초기 채굴 난이도는 어떻게 결정됩니까? Genesis Block은 하드 코드 초기 난이도를 사용했습니다. 그 이후로 모든 조정은 이전 2016 블록을 기반으로하여 블록 1에서 현재까지 지속적인 재 계산 체인을 만듭니다.