Hashrate

アンナはBitcoin採掘専用のコンピューター、ASIC Minerを起動し、100 TH/sという表示を見ます。これは稼げるビットコインの量ではなく、毎秒およそ100兆回の試行を行うという意味です。各試行は偶然ブロック発見の条件を満たすかもしれませんが、ほとんどは満たしません。この計算作業を証明する仕組みをProof of Workと呼びます。 200 TH/sの機械なら、同じ時間におよそ2倍の試行ができます。ただし、1回ごとの成功確率が高まるわけでも、毎月の収入が必ずちょうど2倍になるわけでもありません。難易度、競争、運、費用も関わります。Hashrateは作業の速さを表し、収支は表しません。 略号は大きな数を短くしたものです。H/sは毎秒の試行数、1 TH/sは毎秒1兆回、1 PH/sは1,000 TH/s、1 EH/sは1,000 PH/sです。数値を比較するときは、まず単位を確かめます。 [3] [7]

確率は当選予定表ではありません。分散は、結果が期待値の周りにどの程度ばらつくかを表す統計的な指標です。ここでは、ブロック発見の偶然性による変動を表します。 同じ難易度では期待ブロック頻度は Hashrate にほぼ比例して増えますが、個々の発見はランダムです。全 Hashrate の 1% を持つマイナーが次のブロックを見つける確率は約 1% で、100 個につき 1 個の保証ではありません。この分散がプールの存在と短期グラフの変動を説明します。 [7]

アンナが機器の表示とMining Poolのアカウントを比べても、同じ値になるとは限りません。Mining Poolは複数のマイナーをまとめるサービスです。機器は自分の計算性能を報告しますが、プールは受理したsharesとその難易度から推定します。Shareはプールの容易な条件を満たす検証可能な結果で、作業の証拠ですが、通常は新しいブロックではありません。個数は偶然で変動し、接続の切断や結果の拒否でも差が広がります。 全体のHashrateグラフは、さらに別の方法で作ります。世界中のマイナーにつながる計器はありません。発見したブロック、難易度、時間情報を観察し、採掘速度を推定します。短期間に速いブロックが続くだけでも、実際の能力が増えずに推定値が上がり得ます。長い測定期間は偶然の上下をならしますが、本当の変化を映すまで時間がかかります。 [3]

アンナはネットワークのHashrateが急落したという記事を見ます。大量の機械が停止したと判断する前に、情報源、単位、測定窓、つまり推定に含めた期間を確認します。短い期間なら、偶然遅いブロックが続いた影響が中心かもしれません。本当の障害もあり得ますが、1点だけでは証明できません。長い期間や別のデータと比較することが役立ちます。 自分の機器なら、十分な期間のASIC表示とプールの推定を比べ、拒否されたsharesや接続を調べられます。ネットワーク向けにはBitcoin Coreのgetnetworkhashpsというコマンドがあります。返すのは直接測定ではなく推定値です。比較には期間、難易度、ブロックのタイムスタンプが必要です。こうした背景がなければ、細かい小数が示すほど確かな情報とはいえません。 [1] [5] [6]

J/THは1兆回の試行に必要なエネルギーをジュールで表します。小さい値は効率的な計算を意味しますが、施設全体の電気代が必ず下がるとは限りません。 Hashrate だけでは電力消費を決められません。必要な電力は特定世代の ASIC の J/TH で表す効率、電圧と周波数設定、冷却、補助機器によります。同じ EH/s の性能でも、効率が異なれば必要な電力は大きく変わります。 [9]

MainnetはBitcoinの主ネットワークです。難易度は長期平均で10分に1ブロックへ近づくよう調整されます。タイムスタンプはブロックに記録された時刻です。 メインネットではプロトコルの許容範囲内で、2 週間の期間を目指して 2,016 ブロックごとに target を再計算します。2 週間は目標であり、暦上の固定期限ではありません。Hashrate が急増すると次の調整までブロックは通常速く到着し、減少すると遅くなります。Bitcoin は Hashrate を直接測るのではなく、ブロックのタイムスタンプに反応します。 [2] [4]

機械の速さと条件の厳しさは別です。ブロック発見が難しくなっても、機械は同じ速度で計算できます。 Target は許容される Proof of Work ハッシュ値の上限です。難易度は基準に対するその条件の厳しさを表します。低い target ほど期待試行回数は増えます。Hashrate は試行速度を、難易度は Proof of Work 条件を満たすための期待作業量を表し、他のすべてのブロック有効性ルールへの適合を意味しません。 [2] [8]

承認は支払いがブロックに入り、その後に別のブロックが続いている場合もあることを示します。Chainworkは機械の全試行を観測して数えるのではなく、発見したブロックの難易度から作業量を導きます。 Hashrate は作業速度で、chainwork は特定の枝のブロックが表す累積期待作業です。承認が追加されると履歴は置き換えにくくなります。置き換えるには、有効な競合する枝を作り、累積作業量で上回る必要があるためです。今日の Hashrate の変化は過去のブロックの chainwork を遡及的に変えません。 [7] [8]

Reorgは採用される履歴の枝を変えます。Full Nodeはビットコインのルールに従ってブロックと取引を独立に検証するプログラムで、強力なマイナーもその検査を書き換えられません。 高い Hashrate はマイナーが自身の枝を延ばす確率を高めます。ネットワークの過半数の Hashrate を支配すると、トランザクション検閲や深い Reorg の能力が大きく高まりますが、ノードのコンセンサスルールに反するブロックを有効にはできません。ハッシュ計算能力は有効な履歴間の選択に影響し、Full Node が有効性ルールを独立に適用します。 [4] [7]

技術的な補足です。ヘッダーはブロック情報の短い記録です。Nonceはその中で変えられる数、Extranonceは報酬取引内の別の変更可能な値、Merkle Rootは取引全体をまとめる指紋です。versionはバージョン、nTimeはタイムスタンプを示します。 1 H/s は毎秒 1 回の Proof of Work ハッシュ試行を意味します。Bitcoin は 80 バイトのブロックヘッダーにダブル SHA-256 を計算します。マイナーは許容範囲で Nonce、coinbase トランザクションの Extranonce を通じた Merkle root、または version と nTime を変えます。高い Hashrate は単位時間あたりの独立した試行数が多いことを意味し、各試行の成功確率が高いわけではありません。 [3] [4]

RPCはノードへデータを問い合わせる仕組みです。ここで重要なのは計算方法であり、世界共通の計器の値ではありません。 Bitcoin Core の getnetworkhashps RPC は最近のブロックから毎秒のハッシュ数を推定します。実装は累積作業の増分を、選択した標本のブロックタイムスタンプの最大値と最小値の差で割ります。既定の窓は 120 ブロックで、nblocks=-1 は前回の難易度変更からの期間を選びます。短い窓は素早く反応しますが、偶然による変動も大きくなります。 [1] [5]