De Blockchain Mining Difficulty Uitgelegd

Published by The Crypto Invstor on

De term mining difficulty is een technische term die je in de crypto wereld wel eens tegen zal komen. In deze post leg ik je uit wat de minig difficulty is en hoe deze werkt. Kort gezegd is de mining difficulty een mechanisme wat ervoor zorgt dat de creatie van nieuwe Bitcoins gelijk blijft ongeacht de toename of afname van het aantal miners.

Cryptocurrency Mining – De basis

Om dit concept te snappen leg ik je eerst de basis over cryptocurrency mining uit. Een cryptocurrency miner is iemand die de rekenkracht van zijn of haar PC ter beschikking stelt voor de boekhouding binnen een blockchain netwerk. Een blockchain netwerk is gedecentraliseerd. Dit wil zeggen dat het grootboek van een blockchain netwerk wordt beheerd door de miners. Nadat het grootboek is geüpdatet wordt het verspreid onder de andere miners. Deze miners houden samen de integriteit van het grootboek in stand. Dit wil zeggen dat je als hacker niet zomaar het grootboek kunt aanpassen. De inhoud van dit grootboek is bekend bij alle miners. Om deze te wijzigen zul je als hacker dus minimaal 51% van de miners moeten hacken en bij ieder op hetzelfde moment het grootboek aanpassen.

De miners op het blockchain netwerk verifiëren transacties die op de blockchain plaatsvinden. Deze transacties worden gebundeld tot een block die wordt toegevoegd aan de blockchain. Bij het creëren van een block komen er nieuwe Bitcoins vrij. Deze Bitcoins dienen als betaling voor de miners. De miners moeten immers kosten maken voor het minen van deze Bitcoins. Zo moeten ze investeren in mining hardware en hebben zij elektriciteit nodig om deze hardware draaiend te houden.

De commercialisering van cryptocurrency mining

Toen Bitcoin net werd geïntroduceerd deden veel miners het voor de lol. Echter, tegenwoordig is cryptocurrency mining erg gecommercialiseerd en wordt het door velen gezien als een verdienmodel. Een commerciële miner maakt een simpel rekensommetje. De verdiensten van het minen, oftewel de opbrengst van de verkregen Bitcoins moeten meer opleveren dan de kosten van het minen. Als dit zo is dan kun je natuurlijk steeds groter gaan minen om je winst exponentieel te doen stijgen.

Deze commerciele insteek heeft er onder andere bij Bitcoin voor gezorgd dat het aantal miners de laatste jaren explosief is gegroeid. Gezien de prijs van Bitcoin erg is gegroeid maakt het deze cryptocurrency ook steeds populairder onder miners. Het resultaat is dat er tegenwoordig gigantische cryptocurrency mining farms staan. Dit zijn loodsen vol met speciaal ontworpen mining devices in landen zoals China waar elektriciteit relatief goedkoop is. Deze ontwikkeling kun je goed terug zien in de ontwikkeling van de totale rekenkracht aan miners die actief is op het Bitcoin netwerk. Deze rekenkracht, uitdrukt in “hashrates” is tussen 2012 en 2017 met de factor 59 duizend gestegen.

mining difficulty hash rateBron: Blockchain.com

Deze explosieve groei van miners heeft ook te maken met een ander technisch algoritme van Bitcoin. Dit algoritme bepaalt namelijk dat de meest omvangrijke miners de grootste kans hebben om het volgende block te creëren en de winsten hiervan op te eisen.

De wiskundige puzzel achter een block

Om een block te creëren dienen de miners een wiskundige puzzel op te lossen. Dit is de reden dat het minen van cryptocurrency wordt gedaan met de rekenkracht van hardware. Deze puzzel is asymmetrisch. Dit wil zeggen dat het oplossen ervan vrij complex kan zijn maar het valideren van de oplossing zelf vrij eenvoudig is. Als de miners deze puzzel hebben opgelost en het block toevoegen aan de blockchain dan zijn de transacties in dit block gevalideerd en verwerkt.

Als het oplossen van deze puzzel altijd even moeilijk zou zijn dan zou de puzzel naarmate het aantal miners toeneemt steeds sneller opgelost moeten worden. Als het aantal miners toeneemt dan komt er namelijk steeds meer totale “rekenkracht” op het blockchain netwerk. In theorie zal het oplossen van deze puzzel met veel miners dus enkele seconde duren en bij weinig miners erg lang duren. Echter, om continuïteit in het grootboek te garanderen zal men ervoor moeten zorgen dat de blocks met vaste intervallen gecreëerd worden.

Wat de ideale interval voor de creatie van blocks is wordt in de crypto wereld vaak over gedebatteerd. Het voordeel van korte intervallen is natuurlijk de snelle verwerking van transacties. Een nadeel is echter dat de miners een grotere bandbreedte nodig hebben om continu van de blockchain updates op de hoogte te blijven. Een ander nadeel is vakere forks gezien deze gepland worden om elke X aantal blocks plaats te vinden. De voordelen van korte interval tijden zijn uiteraard de nadelen van langere interval tijden.

Bij Bitcoin is er gekozen voor een zogeheten “block time” van 10 minuten. Dit betekent dat het idealiter ongeveer 10 minuten moet duren alvorens de miners op het netwerk een nieuwe block creëren.

Het mining difficulty algoritme

Om deze vaste intervaltijden te garanderen is er een zogeheten “mining difficulty algoritme”. Dit algoritme bepaalt hoe moeilijk de puzzel is die de miners moeten oplossen zodat de tijd die het duurt om een block te creëren altijd in de buurt van de block time van 10 minuten komt. Als het creeren van een block langer duurt dan 10 minuten dan gaat de mining difficulty omlaag. Duurt het korter dan 10 minuten dan gaat de mining difficulty omhoog.

Kortom, het mining difficulty algoritme zorgt ervoor dat de block time ondanks een toename of afname van miners gelijk blijft. Op deze manier kun je opschalen en afschalen met het aantal miners zonder impact te hebben op de block time. Door deze block time continu te houden creëer je transparantie en betrouwbaarheid als een verwerker van betalingen.