Wat is hashrate?
De hashrate meet hoe krachtig de computer van een Bitcoin miner is. De hashrate vertegenwoordigt het aantal hashes, dat per seconden kan worden berekend door een crypto-miner. Met andere woorden: de hashrate verwijst naar de hoeveelheid computerkracht die er binnen een blockchainnetwerk beschikbaar is, om digitale transacties op een juiste en veilige manier uit te voeren. De gecombineerde rekenkracht van een blockchainnetwerk, bestaat uit de som van de hashrate van alle actieve mining rigs. De hashrate is nodig voor de Proof of Work (PoW), een cryptografische methode om nieuwe transactie-blokken binnen het netwerk te genereren. De hoeveelheid aan beloning voor de crypto-miners is gelijk aan de hashrate.
Betrouwbaarheid van de blockchain
De rekenkracht vertegenwoordigt de belangrijkste metriek, voor het beoordelen van de sterkte van het netwerk, oftewel de betrouwbaarheid. Het is een belangrijke maatstaf om te bepalen hoe goed de blockchain is beveiligd tegen aanvallen door hackers. In principe geldt: hoe hoger de hashrate binnen een blockchain, hoe lastiger het is voor kwaadwillenden om de blockchain te kunnen manipuleren. Een hashrate van 1TH/s betekent dat er iedere seconden zo’n 1.000.000.000.000 (één biljoen) hashes (berekeningen) per seconde kunnen worden uitgevoerd.
51% aanval
Hoe hoger het aantal mining rigs dat door ‘eerlijke’ miners wordt gebruikt om het volgende nieuwe blok te kunnen vinden, hoe hoger de hashrate wordt. En hoe hoger de hashrate wordt, hoe moeilijker het is voor aanvallers om het blockchainnetwerk aan te vallen. Wanneer een aanvaller de controle heeft over meer dan de helft van de hashrate binnen een blockchainnetwerk, dan is er sprake van een zogenaamde 51% aanval. De aanvaller beschikt dan over voldoende apparatuur en rekenkracht om het netwerk te saboteren. Wanneer één ‘entiteit’ meer dan helft van de hashrate kan controleren, dan zou hij transacties kunnen tegenhouden en wijzigen. Daarnaast zou hij zijn eigen uitgevoerde transacties kunnen terugdraaien. Een dergelijke situatie zorgt voor het double-spending-probleem. Deze dubbele transacties zouden de betrouwbaarheid van het blockchainnetwerk enorm schaden en de integriteit van de blockchain volledig ondermijnen.
Meer rekenkracht
Als de hashrate omlaag gaat wordt het voor een aanvaller veel gemakkelijker en goedkoper, om een 51% aanval te organiseren. Een lagere hashrate maakt de blockchain dus kwetsbaarder. Een hoge hashrate is een indicatie dat de crypto-miners hun middelen hebben geïnvesteerd in nieuwe krachtige mining rigs en geeft aan dat de miners vertrouwen hebben in het blockchainnetwerk. De hashrate is in principe een indicatie van hoe ‘gezond’ het netwerk is. Als de hashrate binnen de blockchain hoger is, dan is ook het veiligheidsniveau van het netwerk hoger. De beveiliging van het Bitcoin-netwerk is dus sterk afhankelijk van miners die samenwerken, om dezelfde blokketen te creëren. Soms werken de miners samen in mining pools. Ieder nieuw gevonden blok dat door de miners wordt gevalideerd, wordt aan de blockchain toegevoegd.
Proof of Work
Het Bitcoin-netwerk hanteert de zogenaamde ‘langste keten regel’ om te beslissen welke blokketen wordt geaccepteerd als de ‘geldige’ keten. Dat betekent dat de blokketen die het langst is door de nodes binnen het netwerk wordt aangewezen, als de blockchain waarvoor de Proof of Work (PoW) wordt verricht. Het nieuwe transactie-blok zal na de validatie aan deze keten worden toegevoegd. De langste blokketen is dus de legitieme versie van de blockchain. Wanneer een blok door een miner is gevalideerd, dan duurt het even voordat de andere miners dat ontdekken. Tot die tijd concurreren ze eigenlijk tegen het nieuwe blok. Op het moment dat iemand een ander nieuw blok delft op de ‘oude’ blokketen, dan kan het netwerk maar een van de twee blokken accepteren. De inspanningen die zijn geleverd om het andere blok te minen zijn dan voor niks geweest. .
SHA-256
Om Bitcoins te kunnen delven moeten miners een input vinden. De transacties op de Bitcoin-blockchain worden cryptografisch versleuteld. Een hashfunctie neemt eerst een ‘input’ van een willekeurige lengte en produceert daarna een ‘output’ van een gespecificeerde lengte. In het geval van de Bitcoin wordt de hashfunctie SHA-256 gebruikt. Hashfuncties zijn deterministisch, dat wil zeggen dat dezelfde input altijd dezelfde output produceert. Hashfuncties zijn zo ontworpen dat ze onvoorspelbaar zijn. Als je bijvoorbeeld een input zou willen vinden die naar een specifieke output ‘hasht’, dan moet je heel veel willekeurige inputs proberen totdat er één werkt. Als er een efficiëntere methode wordt gevonden, dan wordt de hashfunctie als beschadigd beschouwd en moet dan worden vervangen.
Moeilijkheidsgraad
Gemiddeld genomen duurt het ongeveer 10 minuten voordat er een nieuw blok aan de keten wordt toegevoegd. Naar mate er meer crypto-miners binnen de blockchain aan het werk zijn om blokken te minen, hoe meer rekenkracht er beschikbaar is. Een hoge hashrate heeft tot gevolg dat het eenvoudiger wordt om sneller een nieuw transactieblok te genereren. Het tegenovergestelde gebeurt wanneer er op een bepaald moment veel minder crypto-miners aan het werk zijn. In dat geval is er sprake van een lage hashrate en duurt het langer om een nieuw blok te vinden. Om de productie van nieuwe blokken stabiel te houden op 10 minuten, wordt op basis van de rekenkracht de moeilijkheidsgraad (hoe lastig het is om nieuwe blokken te vinden) periodiek automatisch aangepast.
Beloning
Zijn er meer crypto-miners aan het delven (er is meer rekenkracht, dus een hogere hashrate), dan gaat de moeilijkheidsgraad omhoog. Met andere woorden: het wordt moeilijker om nieuw blokken te vinden. Zijn er minder crypto-miners aan delven (er is minder rekenkracht, dus een lagere hashrate), dan gaat de moeilijkheidsgraad omlaag. Oftewel: het wordt gemakkelijker om nieuwe blokken te vinden. Als een crypto-miner eenmaal een blok gevonden heeft (Proof of Work), dan zend hij die waarde uit. De transactie wordt geverifieerd en het nieuwe blok wordt aan het blockchainnetwerk toegevoegd. Vervolgens ontvangt de miner zijn beloning (in BTC), als dank voor het leveren van computerkracht ten behoeve van het Bitcoin-protocol.
Op de hoogte blijven van de ontwikkelingen op het gebied van blockchaintechnologie? Meld je dan nu aan voor de blogpost!