Difficoltà di criptovaluta
Qual è la difficoltà di criptovaluta?
La difficoltà della criptovaluta è una misura di quanto sia difficile estrarre un blocco in una blockchain per una particolare criptovaluta. Un’elevata difficoltà di criptovaluta significa che è necessaria una potenza di calcolo aggiuntiva per verificare le transazioni immesse su una blockchain, un processo chiamato mining.
La difficoltà della criptovaluta è un parametro che bitcoin e altre criptovalute utilizzano per mantenere costante il tempo medio tra i blocchi mentre cambia la potenza hash della rete. La difficoltà della criptovaluta è importante poiché un’alta difficoltà può aiutare a proteggere la rete blockchain da attacchi dannosi.
Punti chiave
- La difficoltà della criptovaluta è una misura di quanto sia difficile estrarre un blocco in una blockchain per una particolare criptovaluta.
- Un’elevata difficoltà di criptovaluta significa che è necessaria una potenza di calcolo aggiuntiva per verificare le transazioni immesse su una blockchain.
- Maggiore è la difficoltà necessaria per creare un blocco, migliora la sicurezza di una rete di criptovaluta poiché gli aggressori avrebbero bisogno di enormi risorse per assumere il controllo.
Comprensione della difficoltà della criptovaluta
Bitcoin e altre criptovalute che utilizzano blockchain proof-of-work vengono mantenute durante il processo di mining. I minatori verificano le transazioni che vengono eseguite su una blockchain e svolgono i compiti dei revisori per prevenire le frodi e garantire la legittimità delle transazioni. Il mining è stato ideato dal fondatore di bitcoin, Satoshi Nakamoto.
In questo sistema, i miner, che eseguono il software della criptovaluta sui loro computer, competono per trovare un nuovo blocco, aggiungendo il batch più recente di dati di transazione alla catena. Quando un numero sufficiente di transazioni è stato verificato, un nuovo blocco viene aggiunto alla blockchain. I minatori possono essere pagati una commissione per i loro sforzi, ma ci sono altri requisiti prima che un minatore possa ricevere un risarcimento, se del caso. L’entità della potenza di calcolo necessaria per minare un blocco è rappresentata dalla difficoltà della criptovaluta. Il tempo necessario per trovare un nuovo blocco è soggetto al livello di difficoltà della criptovaluta e alla possibilità casuale.
Per misurare la difficoltà di criptovaluta di un nuovo blocco, è importante comprendere il potere hash, che rappresenta la potenza di calcolo combinata utilizzata per estrarre ed elaborare le transazioni sulla blockchain.
Hash casuali
Un hash è un codice alfanumerico utilizzato per rappresentare parole o dati. I miner prendono un batch di dati di transazione e lo eseguono attraverso un algoritmo hash, una funzione unidirezionale che, dato un particolare insieme di dati, produrrà sempre lo stesso output, ma il cui output non può essere invertito per mostrare i dati originali. Gli algoritmi di hash vengono utilizzati per creare questi codici hash casuali. Prima di poter aggiungere nuovi dati a una blockchain, i miner devono competere per produrre un hash inferiore o uguale a un valore numerico chiamato hash di destinazione.
I miner eseguono il processo di hashing modificando un singolo valore, chiamato nonce, o un numero usato una volta, e ogni volta che il nonce viene modificato, viene creato un nuovo hash con il proprio insieme di numeri. Non c’è modo di prevedere cosa sarà un hash e poiché ogni set di dati ha un solo output per una data funzione hash, i miner devono ripetere il processo di aggiunta di un nuovo nonce ai dati fino a quando non soddisfano il requisito hash.
Difficoltà di criptovaluta
Il requisito che un hash deve soddisfare corrisponde alla difficoltà. Un hash valido deve essere inferiore a un determinato valore target impostato automaticamente (e periodicamente regolato) dal protocollo della criptovaluta. Più basso è il valore target, più ripetizioni della funzione hash devono essere eseguite da un miner per ottenere un risultato accettabile, in altre parole, maggiore è la difficoltà. Un minatore può, in teoria, essere fortunato e ottenere un hash valido per un dato blocco al primo tentativo. Tuttavia, nel tempo, una maggiore difficoltà significa che i minatori devono collegare in media più nonce per blocco.
Gli individui e le organizzazioni contribuiscono con la loro potenza di calcolo tramite i loro mining rig per elaborare i dati e produrre gli hash. La potenza hash di una rete di criptovaluta rappresenta i tassi di hash totali di tutti i mining rig. Il tasso di hash è il numero di hash che può essere calcolato al secondo.
Poiché ogni hash viene creato in modo casuale, possono essere necessari milioni di tentativi o hash prima che il requisito dell’hash target venga soddisfatto e nuove monete di criptovaluta vengano coniate al miner di successo. Solo allora le transazioni vengono aggiunte a un nuovo blocco all’interno della blockchain. In un certo senso, il processo di hashing è simile a un sistema di lotteria. Di conseguenza, nuove monete vengono emesse attraverso questo processo di mining.
Maggiore è il tasso di hash, più difficile è per un truffatore ottenere il controllo della blockchain poiché è necessaria una maggiore potenza di hashing. In altre parole, maggiore è la difficoltà, più sicura è la rete.
Vantaggi della difficoltà di criptovaluta
Ci si potrebbe chiedere perché i partecipanti a una rete stabiliscano una maggiore difficoltà di criptovaluta se il risultato significasse che i minatori ripetessero la stessa funzione più e più volte. Ci sono due vantaggi chiave per la difficoltà della criptovaluta.
Un tasso costante di nuovi blocchi
Il white paper bitcoin di Satoshi Nakamoto spiega come la difficoltà di proof-of-work aiuta a generare una produzione costante di nuovi blocchi aggiunti alla blockchain.
“Per compensare l’aumento della velocità dell’hardware e il variare dell’interesse nell’esecuzione dei nodi nel tempo, la difficoltà del proof-of-work è determinata da una media mobile che mira a un numero medio di blocchi all’ora. Se vengono generati troppo velocemente, la difficoltà aumenta. “
Bitcoin è progettato per aggiungere un nuovo blocco alla blockchain in media ogni 10 minuti. Altre criptovalute mirano a blocchi più frequenti; litecoin, ad esempio, punta a 2,5 minuti. Il problema è che la quantità di potenza di calcolo controllata collettivamente dai minatori della rete può variare enormemente.
Quando Satoshi Nakamoto ha estratto il primo blocco, c’era solo una macchina sulla rete, probabilmente un semplice laptop o desktop. Oggi ci sono un certo numero di fattorie ASIC tentacolari, delle dimensioni di un magazzino. Gli ASIC sono macchine progettate specificamente per analizzare le funzioni hash il più velocemente possibile.
Per garantire che la rete produca un nuovo blocco a una velocità media costante, il software è impostato per regolare automaticamente l’hash target verso l’alto o verso il basso, il che si traduce rispettivamente in una difficoltà inferiore o superiore. Quando Nakamoto ha estratto il blocco genesis, la difficoltà di bitcoin era una sola.
Sicurezza della rete
Il tasso di hash complessivo fornisce informazioni sulla sicurezza di una rete di criptovaluta poiché truffatori o malintenzionati dovrebbero superare il potere hash totale della rete per assumere il controllo di un attacco dannoso. Computer appositamente progettati vengono utilizzati per eseguire funzioni di hashing, che sono in grado di fare trilioni di ipotesi al secondo per risolvere il problema dell’hashing.
Maggiore è la difficoltà della criptovaluta, più tentativi o hash sono necessari per raggiungere il requisito di hash target. Di conseguenza, questo processo rende molto difficile e costoso per gli aggressori ottenere il controllo maggioritario, chiamato maggioranza del 51%, di una rete blockchain.
Esempio di difficoltà di criptovaluta
A partire dal 2 aprile 2021, la difficoltà della criptovaluta per bitcoin era di 23,14 trilioni. Se confrontiamo il cambio di difficoltà, possiamo vedere che il 1 aprile 2018 la difficoltà di bitcoin era di 3,51 trilioni.
Il grafico sotto mostra il cambiamento di difficoltà di bitcoin nel corso degli anni: