Wat is mining difficulty? De difficulty van Bitcoin uitgelegd

Mining difficulty, de moeilijkheidsgraad van mining, is een maat voor hoe moeilijk het is om een geldig nieuw blok te vinden op een proof-of-work-blockchain zoals Bitcoin. Het netwerk past die automatisch aan: komen er meer miners bij en komen blokken te snel, dan stijgt de difficulty; vertrekken miners en komen blokken trager, dan daalt de difficulty. Bij Bitcoin gebeurt dat elke 2.016 blokken, zodat er ongeveer elke 10 minuten een nieuw blok blijft komen, hoeveel rekenkracht er in totaal ook is.

Wat is mining difficulty?

Mining difficulty is een getal dat miners vertelt hoeveel werk het gemiddeld kost om een blok te minen. Op het Bitcoin-netwerk strijden miners om een blokhash te vinden die onder een bepaalde doelwaarde ligt, het target. Hoe lager het target, hoe minder geldige hashes er bestaan en hoe meer pogingen elke miner nodig heeft. Difficulty is gewoon dat target uitgedrukt als een leesbaar getal: hoeveel keer moeilijker het nu is dan bij de minimale difficulty toen Bitcoin begon.

Hoe hoger de difficulty, hoe meer hashes het hele netwerk moet berekenen om het volgende blok te vinden. De difficulty van Bitcoin loopt inmiddels in de biljoenen, wat de enorme hoeveelheid gespecialiseerde hardware weerspiegelt die erop mint.

Hoe mining difficulty werkt

Mining difficulty werkt via een raadspel dat elke miner voor elk nieuw blok speelt.

1. Een blokheader bouwen. Een miner verzamelt wachtende transacties en maakt een blokheader met de hash van het vorige blok, een tijdstempel en het huidige target.
2. Hashen. De miner haalt de header door de hashfunctie SHA-256 en krijgt een lang getal.
3. Vergelijken met het target. Ligt de blokhash onder het huidige target, vaak omschreven als beginnen met genoeg voorloopnullen, dan is het blok geldig. Zo niet, dan verandert de miner een klein getal in de header, de nonce, en probeert het opnieuw.
4. Het blok winnen. De eerste miner die een geldige blokhash vindt, zendt die uit. Andere miners controleren de transacties en de hash in een oogwenk en beginnen aan het volgende blok.
5. De beloning innen. De winnaar ontvangt de miningbeloning: nieuw aangemaakte bitcoin plus transactiekosten.

Omdat elke poging willekeurig is, kan niemand sneller een geldige hash vinden dan door meer pogingen te doen. Daarom geeft meer rekenkracht, of hashing power, een miner een grotere kans om een blok te minen. Lees meer onder mining en proof of work.

De difficulty-aanpassing van Bitcoin

De difficulty-aanpassing van Bitcoin is de regel die de bloktijd dicht bij 10 minuten houdt. Elke 2.016 blokken, een periode die een difficulty-epoch heet, vergelijkt elke node de werkelijke tijd die die blokken kostten met de verwachte tijd van twee weken (2.016 × 10 minuten = 14 dagen). Daarna stelt die de nieuwe difficulty voor de volgende epoch vast.

• Werden blokken sneller gemined dan verwacht, omdat er miners bijkwamen, dan gaat de volgende difficulty omhoog.
• Werden blokken langzamer gemined, omdat miners vertrokken, dan gaat de difficulty omlaag.
• Elke aanpassing is in beide richtingen begrensd op een factor vier.

Tussen twee aanpassingen werken alle miners met dezelfde difficulty. De hashrate van het netwerk kan in de tussentijd stijgen of dalen, dus blokken komen sneller of trager dan om de 10 minuten tot de volgende aanpassing, de retarget.

Een rekenvoorbeeld

Stel dat de laatste 2.016 blokken 12 dagen duurden in plaats van 14, omdat er meer miners online kwamen. Het netwerk verhoogt de difficulty met een factor 14 ÷ 12 = 1,167, een stijging van ongeveer 16,7%. Hadden die blokken 16 dagen geduurd, dan zou de difficulty dalen tot 14 ÷ 16 = 0,875 van het oude niveau, een daling van 12,5%.

Echte gebeurtenissen laten zien dat het mechanisme werkt. Toen China in 2021 cryptomining verbood, ging een groot deel van de hashrate van het netwerk offline, en Bitcoin registreerde zijn grootste neerwaartse difficulty-aanpassing. Zodra de difficulty was gedaald, kwamen blokken weer ongeveer elke 10 minuten.

Difficulty, hashrate en de halving

Difficulty volgt de hashrate, niet andersom. Bij een constante hashrate blijft de difficulty ongeveer gelijk; komen er meer miners bij, dan stijgt die met enige vertraging. Websites tonen dit in een grafiek van de bitcoin-difficulty, en sommige bieden een schatting die de volgende difficulty voorspelt op basis van de blokken die tot nu toe zijn gemined.

Difficulty beschermt ook het uitgifteschema van Bitcoin. Elke 210.000 blokken, ongeveer elke vier jaar, wordt de beloning per blok gehalveerd; sinds april 2024 is die 3,125 BTC. Omdat de difficulty blokken op regelmatige afstand houdt, vinden halvings ongeveer volgens schema plaats en kunnen nieuwe bitcoin niet sneller worden gemined alleen omdat er meer machines bijkomen.

Netwerkdifficulty vs pooldifficulty

De meeste miners sluiten zich aan bij een miningpool, omdat in je eentje een blok vinden jaren kan duren. De pool stelt een eigen, veel lagere “share”-difficulty in om te meten hoeveel werk elk lid bijdraagt, terwijl de netwerkdifficulty nog steeds bepaalt wanneer er een echt blok wordt gevonden. Wint de pool een blok, dan verdeelt die de beloning over de leden naar rato van hun shares.

Waar je de huidige Bitcoin-difficulty vindt

Block explorers en miningwebsites publiceren de huidige difficulty, een grafiek van het verloop en een schatting van de volgende retarget. De huidige BTC-difficulty staat ook in elk blok, dus elke node kan die controleren.

Waarom mining difficulty voor jou belangrijk is

Mining difficulty is voor jou als belegger vooral belangrijk omdat die laat zien hoe zwaar het netwerk beveiligd is. Een hogere difficulty betekent dat een aanvaller meer hardware en energie nodig heeft om blokken te herschrijven, wat het Bitcoin-netwerk moeilijker aan te vallen maakt. Het is geen koerssignaal: difficulty reageert op beslissingen van miners, vaak weken nadat de koers beweegt.

Denk je erover om zelf te minen, dan is de difficulty de reden dat dat thuis in Europa zelden loont:

• Je aandeel krimpt als anderen erbij komen. Dezelfde machine verdient minder als de difficulty stijgt.
• Stroom is de grootste kostenpost. Gespecialiseerde machines verbruiken veel stroom, en de stroomprijzen voor huishoudens in de EU zijn relatief hoog. Gebruik een bitcoin-miningcalculator met je eigen stroomprijs en de huidige difficulty voordat je iets koopt.
• Cloud mining is een veelvoorkomende vorm van oplichting. Aanbiedingen om miningkracht te “huren” voor een vast dagelijks rendement zijn vaak frauduleus, en toezichthouders hebben er herhaaldelijk voor gewaarschuwd.
• Er geldt belasting. Miningbeloningen gelden in EU-landen meestal als belastbaar inkomen.

Onder MiCA moeten cryptoplatforms met een vergunning informatie publiceren over de milieu-impact van het consensusmechanisme van elke munt, en proof-of-work-mining bij een hoge difficulty is daarvan de meest energie-intensieve vorm.

Difficulty op andere blockchains

Andere proof-of-work-munten gebruiken hetzelfde principe, maar passen de difficulty anders aan. Sommige doen dat na elk blok in plaats van elke 2.016 blokken, wat sneller reageert als veel miners tussen munten wisselen. Proof-of-stake-netwerken, zoals Ethereum sinds 2022, gebruiken helemaal geen mining difficulty, omdat validators worden gekozen op basis van hun stake en niet op basis van rekenkracht.

Conclusie: mining difficulty in het kort

Mining difficulty is de ingebouwde thermostaat van Bitcoin. Die stijgt als miners massaal instappen en daalt als ze vertrekken, zodat blokken ongeveer elke 10 minuten blijven komen en nieuwe munten volgens schema worden uitgegeven. Voor beleggers is het een graadmeter voor de beveiliging van het netwerk, geen reden om te kopen of te verkopen.

Verwante begrippen

• Mining
• Proof of work
• Hashrate
• Halving
• Bitcoin