Jak funguje bitcoinová obtížnost těžby?

4.5
(2)

Aby bylo zajištěno, že se budou bitcoinové bloky zapisovat zhruba každých 10 minut, má síť k dispozici automatický systém. Ten upravuje obtížnost v závislosti na tom, kolik těžařů v daném okamžiku soutěží o zapsání bloků.

Protože je síť bitcoinů zcela decentralizovaná a není řízena žádnou zastřešující autoritou, používá se algoritmus, který tvůrce (tvůrci) bitcoinu Satoshi Nakamoto natvrdo zakódoval do zdrojového kódu. Tento algoritmus neustále upravuje obtížnost procesu těžby. Vychází z toho, kolik těžařů v síti pracuje, aby bylo zajištěno, že se bloky těží stabilním tempem.

V tomto článku se budeme tímto konceptem podrobně zabývat. Zdůrazníme jeho význam a podrobně popíšeme metodu, která se používá k určování a úpravě obtížnosti těžby bitcoinů.

Základní informace o těžbě bitcoinu

Proces těžby bitcoinů je klíčový pro bezpečnost a platnost celé sítě a její nativní kryptoměny – bitcoinu (BTC). Těžba je jádrem systému bitcoinového konsensu – tj. systému shody, který bitcoin používá k zajištění toho, aby všichni účastníci distribuce dosáhli konsensu o nových datech vstupujících do blockchainu. Síť se zcela spoléhá na decentralizovaný proces ověřování transakcí. Kdokoli na světě se tak může ujmout odpovědnosti za ověřování nových transakcí a jejich chronologické přidávání do blockchainu prostřednictvím nových bloků.

Tím, že jsou validátoři nuceni vynaložit určitou formu energie na zapisování nových bloků, se předpokládá, že to odradí potenciální nekalé aktéry od účasti v síti a pokusů o poškození blockchainu neplatnými transakcemi.

Aby zvýšili své šance na výhru, přešli těžaři v průběhu let na používání specializovaného výpočetního zařízení zvaného ASIC (Application-Specific Integrated Circuit). To je schopno generovat více než jeden kvintilion náhodných kódů za sekundu. To je exponenciálně vyšší počet odhadů, než je schopen za sekundu vyprodukovat jakýkoli běžný notebook.

Proč je obtížnost důležitá?

Algoritmus náročnosti Bitcoinu (The Bitcoin difficulty algorithm) je naprogramován tak, aby udržoval stabilitu celého systému. To dělá i tím, že udržuje desetiminutovou dobu pro zapisování nových bloků. V podstatě trvá zhruba 10 minut, než jeden těžař z celé sítě vygeneruje vítězný kód. Tím získá právo na přidání nového bloku bitcoinových transakcí do blockchainu.

Aby byla tato desetiminutová frekvence zachována, algoritmus zasahuje a zvyšuje nebo snižuje obtížnost těžby bitcoinů. Kdykoli dojde k přílivu těžařů nebo těžebních poolů, zvýší se obtížnost těžby bitcoinů. V opačném případě (tj. pokud dojde k poklesu počtu těžařů soutěžících o nalezení nových bloků) protokol obtížnost těžby sníží, aby zbývajícím těžařům usnadnil objevování bloků. Obtížnost těžby v bitcoinové síti se mění přidáváním nebo snižováním nul na začátku cílového hashe.

Cílový hash je název pro konkrétní hash (kód fixní délky), který se všichni těžaři snaží pokořit. Kdo jako první vygeneruje náhodný kód, který má shodou okolností stejný nebo vyšší počet nul na začátku než cílový hash, je vybrán jako vítěz.

Bez existence takového systému by bloky byly pravděpodobně objevovány stále rychleji, protože do sítě by se zapojovalo stále více těžařů se stále sofistikovanějším vybavením. To by vedlo k tomu, že by se nové bitcoiny dostávaly do oběhu nepředvídatelnou rychlostí a pravděpodobně by to mělo za následek brzdění růstu jejich hodnoty.

Je důležité poznamenat, že velkou část kouzla bitcoinu tvoří jeho stabilní a předvídatelná míra inflace ve srovnání s nepředvídatelnou a zběsilou inflací fiat měn způsobenou nadměrným kvantitativním uvolňováním. Skutečnost, že nabídka bitcoinů v oběhu je omezena na maximálně 21 milionů mincí, také znamená, že se jedná o skutečně omezené aktivum s relativně malou maximální možnou nabídkou. Oba tyto faktory by teoreticky měly pomáhat podporovat cenu bitcoinu v průběhu času – za předpokladu, že poptávka zůstane vysoká.

Jak často se obtížnost upravuje?

Obtížnost těžby bitcoinu se aktualizuje každých 2 016 bloků (tedy zhruba každé dva týdny). Proto se každému intervalu 2 016 bloků říká “epocha obtížnosti” (difficulty epoch), protože síť zjišťuje, zda činnost těžařů za poslední dva týdny zkrátila nebo prodloužila dobu potřebnou k vytěžení nového bloku. Pokud je doba potřebná k vytěžení nižší než 10 minut, obtížnost těžby se zvýší. Opačná situace nastane, pokud je doba těžby bloku vyšší než 10 minut.

Jak se obtížnost počítá?

Obtížnost těžby bitcoinů se vypočítává pomocí různých vzorců. Nejběžnější je však následující: Úroveň obtížnosti = cílová obtížnost / aktuální cílová obtížnost (Difficulty Level = Difficulty Target/Current Target).

Všimněte si, přitom, že cílová obtížnost (Difficulty target) je hexadecimální zápis cílového hashe, jehož těžební obtížnost je 1.

Naproti tomu je aktuální cíl cílový hash posledního bloku transakcí. Když se tyto dvě hodnoty vydělí, získá se celé číslo, které představuje úroveň obtížnosti těžby bitcoinů.

Pokud je například odpověď 24 bilionů, pak se očekává, že těžař vygeneruje přibližně 24 bilionů hashů, než najde vítězný hash. Někdy se samozřejmě těžařům poštěstí a najdou ho s výrazně menším počtem odhadů.

Závěr: Jak se obtížnost přizpůsobuje?

Úpravy obtížnosti těžby se provádějí porovnáním standardního času, který by měl být potřebný k nalezení 2 016 bloků transakcí v bitcoinové síti, s časem, který byl potřebný k zapsání posledních 2 016 bloků. Mějte na paměti, že akceptovaná doba těžby bloků je 10 minut. Očekávaná doba těžby 2 016 bloků je tedy 20 160 minut (tj. 2016 X 10 minut).

Síť vypočítá celkový čas potřebný k vytěžení posledních 2 016 bloků. Poměr standardních 20 160 minut (10 minut x 2 016 bloků) k času, který byl potřebný k vytěžení poslední epochy obtížnosti, se pak vynásobí poslední úrovní obtížnosti. Výpočtem získáme výsledek, který určí požadovanou procentuální změnu obtížnosti těžby, která přiblíží dobu těžby bloků na požadovaných 10 minut.

To znamená, že chyba v původním protokolu Bitcoinu způsobuje, že se úroveň obtížnosti upravuje na základě předchozích 2 015 bloků namísto teoretických 2 016 bloků.

I když je cílem dosáhnout desetiminutové doby bloku, nelze obtížnost těžby měnit nad nebo pod čtyřnásobek aktuální úrovně obtížnosti. Horní limit pro každou epochu obtížnosti je změna o +300 %, zatímco dolní je změna o -75 %. Toto pravidlo je zavedeno proto, aby se eliminovaly náhlé změny obtížnosti těžby.

Jsme nově také na sociální síti LinkedIn. Máte-li jakýkoli dotaz týkající se kryptoměn, neváhejte se přidat do naší diskuzní skupiny na Facebooku. Nezapomeňte se také připojit na náš oficiální discord server KRYPTOMAGAZIN CZ, kde naleznete další zajímavý obsah. Máme také Youtube kanál, kde můžete dát odběr, aby vám neuteklo žádné video nebo stream. Podporu nám můžete vyjádřit skrze Patreon ZDE.

Klikni na hvězdičky pro hodnocení!

Průměrné hodnocení 4.5 / 5. Počet hlasujících 2

Buď první kdo článek ohodnotí

Přihlásit k odběru
Upozornit na
guest
1 Komentář
nejstarší
Nejnovější S nejvíce hlasy
Zpětná vazba na text v článku
Zobrazit všechny komentáře
Fantom

Děkuji autorovi za technický článek a chtěl bych se ho zeptat na jeho názor na problém security budgetu/ztráty incentivy těžařů BTC. Případný článek na toto téma by byl ideální. Popis problému a možná řešení. Nebo vysvětlení proč to vlastně žádný problém není. 😀

spot_img