การปรับความยากในการขุดคืออะไร และทำงานอย่างไร?

ในเครือข่ายบล็อกเชนแบบ Proof-of-Work (PoW) อย่าง Bitcoin การปรับความยากในการขุดคือวงจรป้อนกลับอัตโนมัติที่บังคับใช้โดยโปรโตคอล ทำหน้าที่ควบคุมว่าคอมพิวเตอร์ต้องใช้ความพยายามมากเพียงใดในการค้นหาบล็อกใหม่ กลไกนี้ทำหน้าที่เป็นเครื่องกำหนดจังหวะภายในของเครือข่าย ด้วยการเลื่อนความซับซ้อนทางคำนวณที่จำเป็นต้องใช้ในการตรวจสอบบล็อกอย่างพลวัต จึงช่วยให้การผลิตเหรียญใหม่และการชำระธุรกรรมดำเนินไปอย่างสม่ำเสมอและคาดเดาได้ โดยไม่ขึ้นอยู่กับจำนวนนักขุดที่เข้าหรือออกจากเครือข่ายทั่วโลก

เหตุใดบล็อกเชนจึงต้องปรับความยากในการขุด?

เพื่อทำความเข้าใจความจำเป็นของกลไกนี้ ควรพิจารณาความท้าทายด้านการปรับขนาดของเครือข่าย peer-to-peer แบบเปิดที่ไม่มีผู้นำ:

• รองรับ Hashrate ที่เปลี่ยนแปลงได้: ใครก็ตามทั่วโลกสามารถนำกำลังคำนวณหรือ hashrate มาเล็งที่เครือข่าย PoW ได้ หากมีอุปกรณ์ขุดระดับองค์กรจำนวนมากเปิดใช้งานพร้อมกัน เครื่องเหล่านั้นจะค้นหาคำตอบของบล็อกได้เร็วขึ้น ในทางกลับกัน หากความผันผวนของตลาดหรือการห้ามโดยหน่วยงานกำกับดูแลบังคับให้นักขุดออกออฟไลน์ hashrate ก็จะลดลง
• ป้องกันภาวะเงินเฟ้อรุนแรงหรือเครือข่ายหยุดทำงาน: หากไม่มีโปรโตคอลปรับค่าแบบยืดหยุ่น การเพิ่มขึ้นของกำลังคำนวณทั่วโลกจะทำให้บล็อกถูกค้นพบภายในไม่กี่วินาทีแทนที่จะเป็นนาที ซึ่งจะเร่งตารางอุปทานคงที่ของเหรียญให้เร็วกว่ากำหนดตามโปรแกรม นำไปสู่ภาวะเงินเฟ้อของสินทรัพย์อย่างรวดเร็ว ในทางกลับกัน หาก hashrate ลดฮวบ บล็อกอาจใช้เวลาหลายวันในการรวบรวม ทำให้ระบบการชำระธุรกรรมหยุดทำงานโดยสิ้นเชิง
• สมอเวลา: แทนที่จะกำหนดปริมาณงานคำนวณที่ต้องการในหน่วยกำลังประมวลผลสัมบูรณ์ โปรโตคอลกำหนดในหน่วยของเวลา กฎฉันทามติหลักกำหนดเป้าหมายหน้าต่างการสร้างบล็อกเฉลี่ยที่เข้มงวด สำหรับ Bitcoin เป้าหมายนี้ตั้งไว้ที่ 10 นาทีต่อบล็อกพอดี

กลไกการปรับความยากในการขุดทำงานอย่างไร: วงจร 4 ขั้นตอน

กระบวนการปรับค่าทำงานโดยอัตโนมัติอย่างสมบูรณ์บนทุกโหนดที่ตรวจสอบทั่วทั้งเครือข่าย โดยดำเนินการในวงจรสี่ขั้นตอนต่อเนื่องที่เรียกว่า Difficulty Epoch:

1. Epoch หน้าต่างการวัด

เครือข่ายรักษาระดับความยากคงที่ไว้ตลอดจำนวนบล็อกที่กำหนด บนเครือข่าย Bitcoin หนึ่ง difficulty epoch ยาวนาน 2,016 บล็อก ที่ความเร็วเป้าหมายหนึ่งบล็อกทุก 10 นาที หนึ่ง epoch ควรใช้เวลาพอดี 20,160 นาที ซึ่งเทียบเท่ากับ 14 วันหรือสองสัปดาห์

2. การเปรียบเทียบกับโลกความเป็นจริง

เมื่อเครือข่ายถึงจุดขอบของบล็อกที่ 2,016 โปรโตคอลจะวิเคราะห์ timestamp ของบล็อกแรกและบล็อกสุดท้ายใน epoch นั้น เพื่อคำนวณระยะเวลาที่แท้จริงที่ใช้ในการทำวงจรให้สำเร็จ

3. สูตรคณิตศาสตร์

เครือข่ายคำนวณอัตราส่วนระหว่างเวลาเป้าหมายที่คาดไว้ (14 วัน) กับเวลาจริงที่ผ่านไป แล้วนำไปใช้โดยตรงกับค่าความยากที่มีอยู่:

ความยากใหม่ = ความยากเดิม × (เวลาจริงที่ผ่านไป ÷ 14 วัน)

• กรณีความยากเพิ่มขึ้น: หากฮาร์ดแวร์จำนวนมากเข้าร่วมเครือข่ายและเคลียร์ 2,016 บล็อกได้ใน 13 วัน เศษส่วนจะมีค่ามากกว่า 1 ความยากของ epoch ถัดไปจะปรับขึ้นประมาณ 7.7% ลดความน่าจะเป็นของการค้นหาบล็อกเพื่อชะลอเครือข่าย
• กรณีความยากลดลง: หากนักขุดปิดการดำเนินงานและ epoch ยืดยาวออกไปถึง 15 วัน เศษส่วนจะมีค่าน้อยกว่า 1 ความยากจะปรับลดลงประมาณ 6.7% ทำให้ฮาร์ดแวร์ที่เหลืออยู่แก้บล็อกได้ง่ายขึ้นและนำจังหวะกลับสู่ 10 นาที

4. ขีดจำกัดป้องกันความผันผวน

เพื่อป้องกันไม่ให้ผู้ไม่ประสงค์ดีจุดชนวนการเปลี่ยนแปลงความยากที่รุนแรงจนทำให้เสถียรภาพสั่นคลอน โปรโตคอลมีข้อจำกัดด้านความปลอดภัยในตัว: ความยากจะเพิ่มหรือลดได้ไม่เกิน 4 เท่า คือเพิ่มได้สูงสุด 300% หรือลดได้สูงสุด 75% ภายในหน้าต่าง 2,016 บล็อกเดียว

กลไกเข้ารหัสของการมุ่งสู่เลขศูนย์นำหน้าเพิ่มขึ้น

เมื่อนักขุดสร้างบล็อก พวกเขาจะป้อนข้อมูลโครงสร้างผ่านฟังก์ชันแฮชเข้ารหัส (SHA-256) ฟังก์ชันนี้จะสร้างตัวเลข 256 บิตที่มีความยาวคงที่และไม่สามารถคาดเดาได้ ซึ่งแสดงเป็นสตริงเลขฐานสิบหกขนาด 64 อักขระ

โปรโตคอลกำหนดว่าบล็อกจะถูกต้องก็ต่อเมื่อค่าแฮชที่คำนวณได้ต่ำกว่าค่าเป้าหมายที่กำหนด เนื่องจากผลลัพธ์ของแฮชเป็นแบบสุ่มอย่างสมบูรณ์และเป็น deterministic วิธีเดียวที่จะค้นหาแฮชที่ถูกต้องคือการลองผิดลองถูกทางคำนวณ โดยปรับเปลี่ยนฟิลด์ข้อมูลตัวแปรในส่วนหัวบล็อกที่เรียกว่า nonce (number used once) อย่างต่อเนื่อง

SHA-256(ข้อมูลบล็อก + Nonce) ≤ ค่าเป้าหมายเกณฑ์ปัจจุบันของเครือข่าย

ความยากที่มนุษย์อ่านได้คือการแสดงแทนของค่าเกณฑ์เป้าหมายนี้ เมื่อความยากของเครือข่ายเพิ่มขึ้น ค่าตัวเลขของเกณฑ์เป้าหมายจะลดลง ในเชิงภาพ เครือข่ายกำหนดให้แฮชบล็อกที่ได้ต้องขึ้นต้นด้วยเลขศูนย์นำหน้าจำนวนมากขึ้น

อัตราต่อรองของการชนะ: ในเดือนพฤษภาคม 2026 ความยากของเครือข่ายได้พุ่งสูงถึงระดับสูงสุดเป็นประวัติการณ์ที่ประมาณ 110 Trillion (110 T) ซึ่งหมายความว่าความน่าจะเป็นที่นักขุดจะสร้างแฮชที่ผ่านเกณฑ์ในการพยายามครั้งเดียวอยู่ที่ประมาณ 1 ใน 110 ล้านล้าน บังคับให้อุตสาหกรรมขุดทั่วโลกต้องดำเนินการมากกว่า 600 exahash (การเดาหนึ่งล้านล้านล้านครั้ง) ต่อวินาทีเพื่อรักษาความปลอดภัยของบัญชีแยกประเภท

การปรับความยากส่งผลต่อนักขุดและระบบนิเวศพลังงานอย่างไร?

การปรับค่าอย่างต่อเนื่องสร้างสภาพแวดล้อมทางเศรษฐกิจที่แข่งขันสูงและควบคุมตัวเองได้ นักขุดเผชิญกับการลงทุนทุนคงที่ เช่น ฮาร์ดแวร์ และต้นทุนดำเนินงานต่อเนื่อง เช่น ค่าไฟฟ้าที่ต้องจ่ายในสกุลเงิน fiat ขณะที่ได้รับรายได้เป็นโทเค็นคริปโตเคอร์เรนซีที่มีมูลค่าผันผวน

• การปรับตัวหลัง Halving: ทุกสี่ปี การ halving ของเครือข่ายจะตัดรางวัลบล็อกลงครึ่งหนึ่ง โดยล่าสุดลดลงเหลือ 3.125 BTC ในเดือนเมษายน 2024 ชั่วข้ามคืน การดำเนินงานขุดที่มีประสิทธิภาพต่ำจะเห็นรายได้ลดลงครึ่งหนึ่งในขณะที่ค่าไฟฟ้ายังคงเท่าเดิม เมื่อผู้ดำเนินการที่อยู่ในช่วงขอบกำไรเหล่านี้ปิดเครื่องขุด hashrate ของเครือข่ายจะลดลง ทำให้บล็อกใช้เวลานานกว่า 10 นาทีชั่วคราว การปรับความยากจะตอบสนองทันทีที่จุดขอบ epoch ถัดไปโดยลดความยากลง เพื่อฟื้นฟูความสามารถทำกำไรให้กับผู้เข้าร่วมที่เหลืออยู่และสร้างเสถียรภาพให้กับเชน
• แรงผลักดันสู่ประสิทธิภาพ: เนื่องจากค่าไฟฟ้าเป็นค่าใช้จ่ายตัวแปรหลักที่เกิดซ้ำ การเพิ่มขึ้นของความยากเครือข่ายจึงบีบอัดมาร์จิ้นกำไรขององค์กรอย่างเป็นธรรมชาติ แรงกดดันทางเศรษฐกิจนี้บังคับให้วิสาหกิจขุดเชิงพาณิชย์ต้องย้ายออกจากกริดพลังงานฟอสซิลต้นทุนสูง แต่หันไปแสวงหาแหล่งพลังงานต้นทุนส่วนเพิ่มเป็นศูนย์ที่ยังไม่ได้ใช้ประโยชน์ ซึ่งไม่สามารถส่งเข้าสายส่งไฟฟ้าแบบดั้งเดิมได้ง่าย เช่น น้ำล้นจากไฟฟ้าพลังน้ำ แผงโซลาร์/กังหันลมในพื้นที่ห่างไกล และก๊าซธรรมชาติที่จะถูกเผาทิ้งโดยเปล่าประโยชน์

วิธีรับมือกับความเคลื่อนไหวของตลาดและความยากบนกระดานซื้อขาย

สำหรับเทรดเดอร์ที่ต้องการใช้ประโยชน์จากความเคลื่อนไหวของตลาดที่มาพร้อมกับการอัปเดตความยากของเครือข่ายและการอพยพของ hashrate การใช้โครงสร้างพื้นฐานกระดานซื้อขายประสิทธิภาพสูงถือเป็นสิ่งจำเป็น

แพลตฟอร์มระดับโลกชั้นนำอย่าง BingX รองรับสภาพแวดล้อมระดับสถาบันนี้ ด้วยการจัดหาสภาพคล่อง order book เชิงลึกสูงที่เชื่อถือได้สำหรับคู่ spot และ futures BingX บรรเทาแรงเสียดทานในการซื้อขายในช่วงการปรับค่าที่ผันผวนด้วยการปกป้องสินทรัพย์ของลูกค้าด้วยระบบความปลอดภัยที่แข็งแกร่ง: เงินฝากได้รับการหนุนหลัง 100% หรือมากกว่าผ่านMerkle Tree Proof of Reserves (PoR) ที่ตรวจสอบรายเดือน และบัญชีได้รับการคุ้มครองโดยกองทุน Shield Fund มูลค่า 150 ล้านดอลลาร์ที่ระดมทุนเอง