Raskusaste

Keskmine

Mis on raskusaste?

Krüptoraha valdkonnas osutab termin „raskusaste“ pingutusele, mis on vajalik ploki kaevandamiseks. Töötõenduse (Proof of Work – PoW) plokiahelad rakendavad teatud reegleid, mis suurendavad või vähendavad raskusastet olenevalt räsimisvõimsuse hulgast võrgus. Seda tehakse selleks, et plokke ei toodetaks liiga kiiresti ja võrk püsiks turvaline.
Bitcoin näiteks määrab plokiajaks ligikaudu kümme minutit (see on keskmine aeg, mis kulub uue ploki leidmiseks). Kui uusi plokke leitakse liiga kiiresti, suurendab võrk raskusastet, mis sisuliselt vähendab kaevandamise sihtväärtust.

Kui aga plokkide leidmine võtab liiga palju aega, siis raskusastet vähendatakse, suurendades sihtväärtust. See sihtväärtus on regulaarselt lähtestatav arv: ploki kaevandamiseks peab kaevandaja leidma räsiväärtuse, mis on sellest arvust väiksem.

Kaevandamise toimimine: lihtsustatud näide

Saame siin kasutada lihtsat näidet. Oletagem, et meil on termin „binance“ ja soovime luua SHA256 räsiväärtuse, mille väljund on arvuliselt väiksem kui konkreetne sihtväärtus, mis ligikaudselt vastab räsiväärtustele, mille alguses on nende kuueteistkümnendsüsteemi kujul kindel arv nulle.

Tegeliku kaevandamise korral proovivad kaevandajad leida räsiväärtust, mis on väiksem kui sihtarv, mis on 256-bitisel kujul esitatav väga suur arv. Selle illustreerimiseks lisame sõnale „binance“ iteratiivselt arve (nt „binance1“, „binance2“, „binance3“) ja räsime seda, kuni saame lihtsustatud kriteeriumile (nt „algab nulliga“) vastava räsiväljundi.

Selleks ajaks, kui jõuame väärtuseni „binance10“, on see väljund meil käes. Kui soovime, et esimesed kaks märki oleksid „0“, peame jätkama räsimist kuni väärtuseni „binance99“. Kolme nulli saamiseks peaksime räsima kuni väärtuseni „binance458“. Kui aga soovime nelja nulli? Sisendit, mis annaks meile sellise väljundi, ei ole koguni esimese kahekümne miljoni arvu hulgas.

See peaks andma aimu, kuidas kaevandamine toimib. Erinevus on selles, et kaevandajad proovivad otsida arvu, mis jääks sihtväärtusest allapoole. Mida väiksem on see sihtväärtus, seda raskem on lahendust leida; just seetõttu kasutabki Bitcoin nii palju arvutusvõimsust. Sobiva räsiväärtuse leidmiseks räsivad kaevandajad sama teabe variatsioone korduvalt.

Raskusastme kohandamine

Bitcoin korrigeerib kaevandamise raskusastet ligikaudu iga 2016 ploki järel (umbes iga kahe nädala tagant), et keskmine plokiaeg oleks jätkuvalt 10 minutit. Korrigeerimine põhineb sellel, kui kaua kulus aega viimase 2016 ploki kaevandamiseks. Kui plokid kaevandati eeldatust kiiremini, suurendatakse raskusastet, et muuta kaevandamine raskemaks; kui kaevandamine oli aeglasem, siis raskusastet vähendatakse, et kaevandamine oleks lihtsam.

Kaevandamisriistvara areng

Kuna Bitcoini plokiahelas on kaevandamine nii keeruline, on osalejad ammu loobunud tavaliste arvutite ja graafikakaartide kasutamisest ning eelistavad spetsiaalselt selleks otstarbeks kokku pandud riistvara, mida nimetatakse ka erikiipideks (rakendusspetsiifilised kiibid; inglise keeles tähistab sellist riistvara ka fraas „Application-Specific Integrated Circuit“, lühendatult ASIC).

Kaevandamisest on saanud tööstuslik tegevus. Tõsiasi, et selles valdkonnas domineerivad spetsiaalseid seadmeid kasutavad suured kaevandamispargid, peegeldab võrgu konkurentsitihedust ja kasvavat raskusastet.

Mitte kõik krüptorahad ei kasuta töötõendust

Tasub märkida, et töötõendust ega kaevandamise raskusastet ei kasuta sugugi kõik krüptorahad. Ethereum näiteks on läinud üle konsensuspõhisele panuse tõenduse (Proof of Stake – PoS) mehhanismile, mis ei nõua kaevandamist ega raskusastme korrigeerimist.

Kokkuvõte

Raskusaste on dünaamiline parameeter, mis aitab tagada töötõendusel põhinevate plokiahelate turvalisust ja stabiilsust, reguleerides seda, kui palju arvutustööd on vaja uute plokkide kaevandamiseks teha. See peab sammu võrgu räsimisvõimsuse muutustega, et säilitada ühtlane plokkide tootmise tempo ja tagada plokiahela järjepidev talitlus.