Phân tích nguyên tắc điều chỉnh độ khó khai thác Bitcoin

Khi tôi mới biết về khai thác Bitcoin, tôi nghĩ nó sẽ đơn giản như việc ngồi ở nhà và làm những gì tôi muốn trong khi máy tính của tôi hoạt động và kiếm tiền trong khi tôi ngủ.

Nhưng chưa hẳn. Hóa ra, có nhiều lý do khiến kịch bản này hoàn toàn không thể xảy ra.

Nhưng để hiểu lý do tại sao, trước tiên chúng ta phải hiểu toàn bộ khái niệm khai thác và ý nghĩa của nó đối với tiền điện tử .

Khai thác là gì?

Về cơ bản, khai thác là tạo ra các khối mới, lấp đầy chúng bằng các bản ghi giao dịch và thêm chúng vào khối. Trong chuỗi khối, mọi người đều có thể xem và thống nhất về cách sử dụng một loại tiền tệ cụ thể.

Tuy nhiên, để thêm một khối, người khai thác phải giải một "câu đố mật mã" hoặc nói theo thuật ngữ kỹ thuật hơn, họ phải nhận được một khối băm hợp lệ.

Tôi sẽ không nói quá nhiều về hàm Hash mà nói một cách đơn giản, Hash là tất cả những gì lấy được thông tin khối, và sau đó xử lý nó cho đến khi nó trả về một số thập lục phân gồm 64 chữ số ngẫu nhiên không liên quan đến nội dung trước đó.

Nếu bạn thay đổi bất kỳ dữ liệu nào trên khối, nonce sẽ rất khác, nhưng nếu không có gì thay đổi thì nó sẽ luôn như vậy trả lại cùng một nội dung.

Nhưng làm thế nào để bạn biết liệu giá trị Hash có hợp lệ hay không? Đây là nơi mà các mục tiêu khó khăn xuất hiện. Mục tiêu mô tả một ngưỡng và để hàm băm hợp lệ, giá trị phải nhỏ hơn mục tiêu.

Bạn có thể hỏi, nếu thông tin giao dịch không thể thay đổi thì làm cách nào để có được các giá trị Hash khác nhau? Có một yếu tố khác trong khối cần tính đến khi tạo hàm băm - bạn có thể sửa đổi nó, nó được gọi là nonce.

Nguồn: Khaled Salah

Những người khai thác đã làm việc chăm chỉ cho con số này cho đến khi giá trị Hash đầu ra nhỏ hơn giá trị mục tiêu. Vì giá trị băm là ngẫu nhiên nên mục tiêu càng thấp thì càng khó tìm được giá trị băm hợp lệ. Cũng giống như tung xúc xắc, tung số nhỏ hơn 3 khó hơn tung số nhỏ hơn 4.

Vậy làm cách nào để xác định giá trị của mục tiêu? Câu trả lời cho câu hỏi này là điều chúng ta sẽ thảo luận hôm nay: độ khó khai thác.

Độ khó khai thác là gì?

Điều này có thể hiểu được, nhưng độ khó khai thác chỉ đơn giản đề cập đến mức độ khó khăn và khó khăn để tìm được giá trị băm hợp lệ cho một khối.tốn thời gian. Một câu hỏi hay hơn là tại sao việc khai thác lại phải khó khăn ngay từ đầu?

Toàn bộ mục đích của blockchain là thiết lập sự đồng thuận giữa nhiều cá nhân trong mạng, nghĩa là, về một sự thật Đồng ý. Làm thế nào để họ làm điều này? Họ lấy chuỗi hợp lệ dài nhất trong mạng, tùy thuộc vào khối lượng công việc được đưa vào đó (thời gian tính toán giá trị băm) và chấp nhận chuỗi đó làm chuỗi chính để xây dựng.

Với khó khăn này, tính bảo mật của mạng có thể được đảm bảo vì nó ngăn chặn gian lận. Nếu việc thêm khối dễ dàng, ai đó có thể gửi các giao dịch gian lận và sau đó spam mạng để tạo chuỗi dài nhất của riêng họ. Tuy nhiên, do độ khó của việc khai thác nên quá trình thêm khối bị chậm lại để tránh spam, mất trung bình 10 phút để khai thác một khối.

Điều khó khăn ở đây là kẻ tấn công có thể dễ dàng vượt qua khó khăn này bằng cách tìm cách tăng sức mạnh tính toán. May mắn thay, chúng tôi đã nghĩ trước và tìm ra cách khiến hệ thống khó kiểm soát hơn.

Độ khó khai thác được xác định như thế nào?

Độ khó được điều chỉnh thường xuyên để đảm bảo luôn mất trung bình 10 phút để khai thác một khối. Sau khi mỗi khối 2016 được thêm vào, hệ thống sẽ xem xét thời gian cần thiết để tạo các khối 2016 đó. Trong trường hợp bình thường, phải mất khoảng 2 tuần hoặc 20160 phút. Nếu kéo dài hơn hai tuần, độ khó sẽ giảm và nếu dưới hai tuần, độ khó sẽ tăng lên. Độ khó có thể được xác định như sau.

Công thức tạo ra cái mới độ khó

Như bạn có thể thấy từ hàm nghịch đảo, nếu mất hơn 2 tuần, điểm sẽ nhỏ hơn 1 đối với độ khó mới sẽ giảm đi. Nếu kéo dài hơn 2 tuần, điểm số sẽ lớn hơn 1 và mức độ khó mới sẽ tăng lên.

Nếu độ khó giảm, giá trị đích tăng lên, giúp tìm ra hàm băm hợp lệ dễ dàng hơn và ngược lại. Giá trị mục tiêu tối đa là 1 nên độ khó cũng tỉ lệ nghịch với giá trị mục tiêu.

Mối quan hệ giữa độ khó và mục tiêu

Để ngăn chặn những thay đổi đột ngột, mức độ tăng giảm độ khó không được vượt quá 4 lần trong một điều chỉnh. .

Nhưng quay lại câu hỏi làm thế nào chúng ta đạt được mục tiêu, chúng ta cần khám phá những yếu tố khác nhau ảnh hưởng đến thời gian đạt được mục tiêu đó. cần phải khai thác một khối.

Có hai điều có thể ảnh hưởng đến thời điểm này:

-Sức mạnh tính toán

-Số lượng cá nhân trong mạng

Sức mạnh tính toán

Trong những ngày đầu của Bitcoin, bạn có thể đã có thể khai thác thành công Mỏ, như tôi từng nghĩ mọi người đã làm - với PC của họ. Tuy nhiên, các thợ mỏ đã sớm buộc phải nâng cấp.

Vì việc khai thác về cơ bản là một cuộc chạy đua, với những người cạnh tranh để tìm ra giá trị băm trước và nhận phần thưởng, những người có máy tính mạnh hơn Một sẽ có thể thực hiện nhiều phép tính cùng lúc hơn và do đó cơ hội chiến thắng sẽ cao hơn.

Việc nâng cấp bắt đầu như một sự chuyển đổi đơn giản từ CPU sang card đồ họa, nhưng trong những năm gần đây, việc nâng cấp đã trở nên lớn hơn nhiều và bây giờ Cái gọi là ASIC (Mạch tích hợp dành riêng cho ứng dụng) - một thiết bị được thiết kế đặc biệt để khai thác - đã là yêu cầu tối thiểu để có thể cạnh tranh.

Nhưng ngay cả khi đó, bạn cũng khó có thể làm được gì cả. Hiện tại, bạn có thể mất 40 năm để khai thác một khối. Nếu bạn muốn kiếm tiền, có thể bạn sẽ phải tham gia một nhóm khai thác - những người khai thác hợp lực để tăng khả năng chiến thắng.

Với tất cả những tiến bộ này và thực tế là máy tính ngày càng nhanh hơn, để theo kịp chúng và duy trì vị thế 10 phút Tốc độ trung bình, độ khó khai thác phải bù đắp cho điều này.

Quy mô của mạng

Đợi đã, nhưng cứ hai tuần chúng ta lại không có máy tính nhanh hơn, phải không? Trong khi những cải tiến liên tục của máy tính là lý do chính dẫn đến nhu cầu điều chỉnh cơ chế, hệ thống cũng bù đắp cho số lượng cá nhân trong mạng.

Càng có nhiều thợ mỏ thì càng mất ít thời gian để tìm giá trị băm hợp lệ vì các bản cập nhật sẽ được thực hiện theo cùng một cách nhiều kết quả tính toán. Do đó, khi có nhiều thợ mỏ hơn thì độ khó sẽ tăng lên và khi có ít thợ mỏ hơn thì độ khó sẽ giảm đi.

Tóm tắt

Vì vậy, hãy quay lại nơi chúng ta đã bắt đầu - trong thời đại ngày nay, việc khai thác Bitcoin bằng PC của bạn gần như là không thể do khó khai thác do nâng cấp thiết bị và đền bù cho quy mô mạng ngày càng tăng. Đơn giản là PC của bạn không có khả năng tính toán để theo kịp mọi người khác, vì vậy cơ hội khai thác thành công một khối là rất rất thấp.

Ngay cả khi hệ thống được thiết kế để giảm bớt độ khó thì hiếm khi nó làm được điều đó. Các thiết bị nhanh hơn và mạnh hơn liên tục được phát triển, trong khi ngày càng có nhiều người tham gia mạng Bitcoin. Trên thực tế, kể từ khi Bitcoin ra đời vào tháng 1 năm 2009 đến tháng 11 năm 2020, đã có 250 lần tăng độ khó và chỉ có 53 lần giảm độ khó.