L'industria del mining di criptovalute è diventata un'industria da miliardi di dollari nel corso degli anni e, nonostante il crollo del mercato delle criptovalute del 2023, le società di mining di criptovalute continuano a espandere le loro operazioni e ad aumentare i loro tassi di hash. Tuttavia, gli appassionati di criptovalute sono spesso confusi sul significato e l'importanza dei tassi di hash per i minatori di criptovalute e sul motivo per cui ogni entità mineraria cerca di aumentare il proprio numero.
L'hash rate è importante per il mining di criptovalute. Maggiore è l'hash rate, maggiore è la probabilità che un minatore risolva un blocco e guadagni una ricompensa. Questo è il motivo per cui i minatori spesso competono per avere il più alto tasso di hash possibile.
L'hash rate è una misura della potenza computazionale di una rete di criptovaluta. Viene calcolato prendendo il numero totale di hash al secondo che la rete sta elaborando. Un tasso di hash più elevato significa che la rete è più sicura, in quanto sarebbe più difficile da attaccare.
Tuttavia, dobbiamo scavare più a fondo per capire in che modo i tassi di hash siano cruciali per le aziende crittografiche e in che modo i minatori aumentino le loro capacità nel settore delle criptovalute.
Che cos'è l'hash rate?
L'hash rate si riferisce alla potenza di calcolo totale o al numero di operazioni di hash eseguite in un determinato periodo di tempo su una rete di criptovaluta Proof-of-Work (PoW). Le blockchain PoW, come Bitcoin, si affidano ai minatori che utilizzano il loro potere computazionale per estrarre ed elaborare transazioni, proteggere la rete e aggiungere nuovi blocchi alla blockchain.
Per capire meglio l'hash rate, è essenziale sapere cos'è un "hash". Un hash è un codice alfanumerico di lunghezza fissa che rappresenta dati, messaggi o parole di qualsiasi lunghezza. Le criptovalute utilizzano vari algoritmi di hashing, come SHA-256 (utilizzato da Bitcoin), per generare questi codici hash.
I minatori, nei loro tentativi di aggiungere nuovi dati transazionali al blocco successivo nella blockchain, competono per indovinare un numero che, se sottoposto ad hashing, produce un hash inferiore o uguale a un valore target predefinito. Questo processo comporta la modifica di un singolo valore chiamato "nonce", che crea un nuovo hash a ogni modifica. Il minatore che trova con successo un hash valido che soddisfa i criteri target può aggiungere un nuovo blocco alla blockchain e viene ricompensato con monete di criptovaluta appena coniate come incentivo.
L'hash rate è un fattore critico nel mining di criptovalute e nelle operazioni blockchain. Ha un impatto diretto sulla sicurezza della rete, poiché un tasso di hash più elevato indica un numero maggiore di minatori che partecipano attivamente alla verifica delle transazioni e al block mining. Un alto tasso di hash rende più difficile per gli attori malintenzionati lanciare un attacco del 51%, in cui controllerebbero la maggior parte della potenza di calcolo della rete.
Il tasso di hash viene misurato in hash al secondo (H/s) o nelle sue denominazioni più elevate, come kilohash al secondo (kH/s), megahash al secondo (MH/s), gigahash al secondo (GH/s), terahash al secondo (TH/s), petahash al secondo (PH/s) e persino exahash al secondo (EH/s).
Importante dei tassi di hash
L'hash rate gioca un ruolo cruciale nel mondo della blockchain e delle criptovalute, e la sua importanza può essere compresa attraverso i seguenti aspetti chiave:
Sicurezza della rete: un hash rate più elevato indica una maggiore quantità di potenza computazionale che protegge la rete blockchain. Ciò rende più difficile per gli attori malintenzionati ottenere il controllo della rete ed eseguire attacchi, come gli attacchi del 51%, in cui potrebbero potenzialmente manipolare le transazioni o raddoppiare le monete. Un solido hash rate è essenziale per mantenere l'integrità e la sicurezza della blockchain.
Difficoltà di mining: l'hash rate è direttamente correlato alla difficoltà di mining su una blockchain PoW. Man mano che partecipano più minatori e l'hash rate complessivo aumenta, la rete regola automaticamente la difficoltà di mining per garantire che i nuovi blocchi vengano aggiunti a una velocità costante. Questo meccanismo di autoregolazione aiuta a mantenere un tempo di generazione del blocco stabile e mantiene la rete senza intoppi.
Velocità di elaborazione delle transazioni: un tasso di hash più elevato si traduce in un'elaborazione delle transazioni più rapida. Con più potenza di calcolo disponibile, i minatori possono elaborare un numero maggiore di transazioni al secondo, portando a conferme più rapide e esperienze utente più fluide nell'utilizzo delle criptovalute.
Blockchain Consensus: nelle blockchain PoW, il consenso viene raggiunto attraverso i minatori che risolvono complessi enigmi matematici per trovare un hash valido. Più potere di hashing c'è nella rete, più distribuito e decentralizzato diventa il processo di consenso. Questa decentralizzazione è una caratteristica fondamentale della tecnologia blockchain, garantendo che nessuna singola entità possa controllare la rete.
Incentivo per i minatori: i minatori vengono premiati con monete di criptovaluta appena create per i blocchi estratti con successo. Un tasso di hash più elevato aumenta la probabilità che i minatori trovino blocchi validi e ricevano questi premi. Questo incentivo incoraggia più individui ed entità a partecipare al mining, contribuendo alla sicurezza generale e alla salute della rete.
Stabilità della blockchain: un hash rate stabile e coerente aiuta a mantenere la stabilità della rete blockchain. Drastiche fluttuazioni dell'hash rate possono portare a tempi di generazione di blocchi irregolari, potenziale congestione della rete e problemi temporanei con l'elaborazione delle transazioni.
Fiducia e fiducia: un hash rate forte e costante infonde fiducia e fiducia tra utenti, investitori e partecipanti all'ecosistema delle criptovalute. Dimostra che la rete è attivamente mantenuta e supportata da una comunità dedicata di minatori, contribuendo alla sua fattibilità a lungo termine.
Come viene misurato l'hash rate?
La frequenza hash viene misurata contando il numero di operazioni hash eseguite al secondo. Ogni operazione di hash implica l'elaborazione dei dati attraverso un algoritmo di hashing crittografico per produrre un codice alfanumerico di lunghezza fissa, noto come hash. La velocità con cui vengono eseguite queste operazioni determina l'hash rate.
L'unità di misura più comune per l'hash rate è l'hash al secondo (H/s), ma a causa dell'enorme potenza computazionale coinvolta nel mining di criptovalute, vengono utilizzate anche denominazioni più elevate, come kilohash al secondo (kH/s), megahash al secondo (MH/s), gigahash al secondo (GH/s), terahash al secondo (TH/s), petahash al secondo (PH/s) e persino exahash al secondo (EH/s).
Per esempio:
- 1 kH/s equivale a 1.000 hash al secondo.
- 1 MH/s equivale a 1.000.000 di hash al secondo.
- 1 GH/s equivale a 1.000.000.000 di hash al secondo.
- 1 TH/s equivale a 1.000.000.000.000 di hash al secondo.
- 1 PH/s equivale a 1.000.000.000.000.000 hash al secondo.
- 1 EH/s equivale a 1.000.000.000.000.000.000 hash al secondo.
Maggiore è l'hash rate, maggiore è la potenza di calcolo utilizzata per eseguire operazioni di hash e, di conseguenza, più sicura ed efficiente diventa la rete blockchain.
Per misurare l'hash rate, per il mining di Bitcoin viene utilizzato hardware specializzato noto come mining rig o ASIC (Application-Specific Integrated Circuits). Questi dispositivi sono specificamente progettati per eseguire le operazioni di hash richieste in modo efficiente e ad alta velocità. I minatori eseguono continuamente i loro impianti di mining per competere nella risoluzione di enigmi crittografici e nella convalida delle transazioni sulla blockchain.
Anche il software di mining è essenziale per facilitare il processo di mining. Comunica con l'hardware di mining, gestisce i dati delle transazioni e invia gli hash calcolati per la verifica e l'inclusione in nuovi blocchi.
Modifica dei tassi di hash
Ci sono vari effetti di un aumento o diminuzione del tasso di hash di una rete e pochi sono discussi di seguito:
Aumento dell'hash rate
Sicurezza di rete migliorata: un hash rate più elevato indica una maggiore quantità di potenza computazionale dedicata alla protezione della rete blockchain. Ciò rende più difficile per gli attori malintenzionati eseguire attacchi del 51% o altre forme di manipolazione della rete, poiché per farlo con successo avrebbero bisogno di controllare una porzione ancora maggiore dell'hash rate totale.
Elaborazione delle transazioni più rapida: con più potenza di hashing disponibile, i minatori possono elaborare le transazioni più rapidamente, portando a tempi di conferma più brevi per gli utenti. Ciò migliora l'efficienza complessiva della rete blockchain.
Difficoltà di mining aumentata: all'aumentare dell'hash rate, la difficoltà di mining si regola automaticamente per mantenere un tempo di generazione del blocco stabile. Ciò garantisce che i nuovi blocchi vengano aggiunti alla blockchain a una velocità costante, impedendo che la generazione di blocchi diventi troppo veloce o troppo lenta.
Consenso di rete migliorato: un tasso di hash più elevato contribuisce a un consenso di rete più distribuito e decentralizzato. Questo decentramento è cruciale per l'integrità e l'affidabilità della blockchain.
Premi minerari più attraenti: i minatori vengono ricompensati con monete di criptovaluta appena create per i blocchi estratti con successo. Con un aumento dell'hash rate, aumenta anche la probabilità di estrarre un blocco e ricevere i premi, rendendo il mining più redditizio e attirando più partecipanti.
Diminuzione dell'hash rate
Sicurezza di rete indebolita: una diminuzione del tasso di hash può rendere la rete blockchain più vulnerabile agli attacchi. Più basso è l'hash rate, più facile diventa per le entità malintenzionate eseguire un attacco del 51% e ottenere il controllo della rete.
Elaborazione delle transazioni più lenta: con meno potenza di hashing disponibile, il tempo necessario per elaborare le transazioni e confermare nuovi blocchi potrebbe aumentare. Ciò può comportare tempi di conferma più lunghi e una potenziale congestione della rete.
Diminuzione della difficoltà di mining: un tasso di hash inferiore può innescare una diminuzione della difficoltà di mining per garantire che i blocchi continuino a essere generati a una velocità costante. Sebbene ciò possa avvantaggiare i minatori a breve termine, potrebbe anche rendere la rete più suscettibile agli attacchi se l'hash rate rimane basso per un periodo prolungato.
Perdita potenziale di minatori: se il mining diventa meno redditizio a causa di un tasso di hash ridotto, alcuni minatori potrebbero decidere di abbandonare la rete, portando a ulteriori diminuzioni del tasso di hash. Ciò può creare un ciclo di feedback negativo, con un ulteriore impatto sulla sicurezza della rete e sull'elaborazione delle transazioni.
Come funziona l'hash rate di Bitcoin?
L'hash rate di Bitcoin si riferisce alla potenza computazionale combinata totale utilizzata dai minatori per convalidare le transazioni e creare nuovi blocchi sulla blockchain di Bitcoin:
Funzioni hash: per comprendere l'hash rate, è essenziale conoscere le funzioni hash. Una funzione hash è una funzione crittografica unidirezionale che prende un input (in questo caso, dati da una transazione Bitcoin) e lo converte in una stringa alfanumerica di lunghezza fissa chiamata hash. L'hash è univoco per ogni input e anche un leggero cambiamento nei dati di input si tradurrà in un hash completamente diverso.
Processo di mining: i minatori usano il loro potere computazionale per eseguire innumerevoli calcoli, tentando di trovare un hash specifico che soddisfi determinati criteri. I criteri specifici prevedono la ricerca di un hash che inizi con un certo numero di zeri iniziali (un hash target). Poiché l'hash di destinazione è molto difficile da trovare, i minatori devono fare numerosi tentativi modificando un valore chiamato "nonce" nei dati di input finché non generano un hash che soddisfi i criteri richiesti.
Proof-of-Work (PoW): il meccanismo di consenso di Bitcoin, noto come Proof-of-Work (PoW), richiede ai minatori di dimostrare di aver investito risorse computazionali significative (hash power) per trovare un hash valido. Una volta che un minatore trova con successo l'hash corretto, lo trasmette alla rete e altri nodi verificano rapidamente la validità della soluzione.
Regolazione della difficoltà: per mantenere un tasso di creazione di blocchi stabile di circa 10 minuti, la rete Bitcoin regola dinamicamente la difficoltà del puzzle di mining. Se il tempo medio di creazione del blocco è troppo breve, la difficoltà aumenta, rendendo più difficile trovare un hash valido. Al contrario, se il tempo medio è troppo lungo, la difficoltà diminuisce, rendendo più facile per i minatori trovare hash validi.
Misurazione dell'hash rate: l'hash rate di Bitcoin viene misurato in hash al secondo (H/s) o nelle sue denominazioni più elevate, come exahash al secondo (EH/s). Maggiore è l'hash rate, maggiore è la potenza di calcolo dedicata al mining e più sicura diventa la rete.
Integrità e sicurezza della rete: un alto tasso di hash è un segno di una rete robusta e sicura poiché indica un gran numero di minatori che partecipano attivamente e dedicano risorse al mining. Un tasso di hash più elevato rende anche la rete più resistente a potenziali attacchi.
Tassi di attacco e hash del 51%.
Un attacco del 51% è una situazione potenzialmente dannosa nel mondo delle criptovalute, in particolare nelle reti blockchain che utilizzano il meccanismo di consenso Proof-of-Work (PoW). In un tale attacco, un gruppo di minatori o un singolo pool di mining ottiene il controllo di oltre il 50% dell'hash rate di mining totale della rete blockchain, il che significa essenzialmente che hanno la maggior parte della potenza computazionale dedicata al mining e alla convalida delle transazioni su quella rete.
Le conseguenze di un attacco del 51% riuscito possono essere gravi, poiché conferisce alla parte di controllo un controllo significativo sulla rete, consentendo loro di manipolare le transazioni e potenzialmente causare interruzioni o danni all'integrità della rete. Ecco un riepilogo di come funziona un attacco del 51% e le sue implicazioni:
Meccanismo di un attacco del 51% : in una blockchain basata su PoW come Bitcoin, i minatori competono per risolvere complessi enigmi matematici per aggiungere nuovi blocchi alla blockchain. Il primo minatore a risolvere il puzzle aggiunge il blocco e riceve una ricompensa sotto forma di criptovaluta appena coniata e commissioni di transazione. La difficoltà del puzzle viene regolata regolarmente per mantenere un tasso di creazione di blocchi costante.
La soglia del 51% : se un gruppo o un'entità dannosa controlla più del 50% dell'hash rate di mining totale di una rete blockchain, può potenzialmente dettare le regole e manipolare il consenso della blockchain. Ciò potrebbe includere l'impedimento della conferma di nuove transazioni, l'annullamento di transazioni già completate e persino l'avvio di attacchi di doppia spesa.
Doppia spesa : una delle implicazioni più preoccupanti di un attacco del 51% riuscito è la capacità di eseguire attacchi a doppia spesa. Doppia spesa significa spendere due volte la stessa criptovaluta, invalidando di fatto la transazione originale. Con il controllo della maggioranza, gli aggressori possono invertire le transazioni e spendere nuovamente le stesse monete, causando perdite finanziarie significative e minando la fiducia nella criptovaluta.
Conferme di arresto : controllando il tasso di hash della maggioranza, gli aggressori possono impedire l'inclusione di nuove transazioni nei blocchi. Ciò potrebbe comportare l'interruzione delle conferme delle transazioni, causando ritardi e interruzioni nella rete.
Centralizzazione della rete : il principio fondamentale della tecnologia blockchain è il decentramento e il consenso distribuito. Un attacco riuscito del 51% si traduce in una centralizzazione del potere e del controllo, che va contro i valori fondamentali delle reti blockchain.
Prevenzione e mitigazione : la prevenzione di un attacco del 51% si basa in gran parte sulla distribuzione del mining della rete. Le reti più decentralizzate con un'ampia distribuzione della potenza di mining sono meno suscettibili agli attacchi del 51%. Inoltre, alcune criptovalute e progetti implementano meccanismi o algoritmi per scoraggiare i grandi pool di mining dall'ottenere il controllo di maggioranza.
Nonostante sia una potenziale minaccia, vale la pena notare che gli attacchi riusciti del 51% su reti blockchain importanti e consolidate come Bitcoin sono rari a causa delle risorse, dell'hardware e dei costi significativi necessari per eseguire un tale attacco. Tuttavia, la vigilanza e gli sforzi continui per garantire la sicurezza e il decentramento della rete rimangono cruciali nel mondo delle criptovalute.
Conclusione
L'hash rate gioca un ruolo cruciale nella sicurezza, nell'efficienza e nella stabilità di una blockchain Proof-of-Work. Un aumento dell'hash rate migliora la sicurezza della rete e l'elaborazione delle transazioni, mentre una diminuzione dell'hash rate può portare a potenziali vulnerabilità e prestazioni più lente. Mantenere un hash rate sano e stabile è essenziale per il successo a lungo termine di una rete blockchain.
Si consiglia sempre alle persone che vogliono impegnarsi in attività di mining di criptovalute di ridurre i tassi di hash e il loro effetto sulle reti blockchain prima di iniziare il loro viaggio. Le reti come Bitcoin hanno i tassi di hash più alti perché sono le più vecchie e dopo la transizione di Ether (ETH) a Proof-of-Stake (PoS), il dominio di Bitcoin nel settore PoW rimane incontrastato.