ハッシュレートと採掘難易度の違い：ビットコインの指標を読み分ける

ビットコインのハッシュレートは、採掘者がハッシュ計算を試みる速さを表します。採掘難易度は、ネットワークのプルーフ・オブ・ワークのターゲットを満たす難しさを表します。前者は通常、ネットワーク全体について推定する速度です。後者は、ノードが適用する規則に基づいて算出する無次元の指標です。

この違いがあるため、難易度が横ばいでもハッシュレートのチャートは動きます。推定値の変化が直ちに難易度調整を意味するわけではなく、どちらの数値からもビットコイン価格の行方は分かりません。

このガイドの対象はビットコインのメインネットです。他のプルーフ・オブ・ワーク型ネットワークやビットコインのテストネットには異なる規則があります。

まず単位を比べる

ハッシュ計算の1回の試行とは、ビットコインのプルーフ・オブ・ワーク要件を満たすブロックヘッダーを探す試みです。ハッシュレートは1秒当たりの試行数を表します。難易度は現在のターゲットを固定の基準ターゲットと比較したものです。難易度が高いほど許容されるターゲットは小さくなり、平均的に必要な試行数が増えます。 ビットコインのブロックヘッダー資料 と Bitcoin Coreの難易度計算 は、これらの異なる量を説明しています。

接頭辞にも注意が必要です。1 TH/sは毎秒10¹²回、1 PH/sは10¹⁵回、1 EH/sは10¹⁸回のハッシュ計算です。したがって、1 EH/sは1000 PH/sまたは1000000 TH/sに相当します。「数兆」と表される難易度も比率であり、毎秒数兆回のハッシュ計算という意味ではありません。

ネットワークのハッシュレートが推定値である理由

採掘者は失敗した試行すべての記録を公開していません。ブロックチェーンに記録されるのは承認されたブロックと、そのプルーフ・オブ・ワークのターゲットです。ネットワーク全体の推定では、その証拠から速度を逆算します。

例えばBitcoin Core 30.0の getnetworkhashpsの説明 では、選択可能なブロック数の期間に基づく推定とされています。既定値は120ブロックで、−1を指定すると前回の難易度変更以降の期間を選びます。ブロック高を指定すれば、最新ブロックではなく過去の時点を推定できます。

その バージョンを固定した実装 は、累積チェーンワークの差分を経過時間の尺度で割ります。選択した標本内のブロックタイムスタンプの最大値と最小値を使います。これは作業量と時間についての証拠であり、各採掘機に取り付けた直接の計測器ではありません。

同じ作業量でも推定速度は変わる

いずれも期待ハッシュ作業量が7.2 × 10²⁴単位である、2つの仮想観測期間を考えます。

期間Bの推定値は20%高くなります。これらは計算例であり、ビットコインの観測データではありません。採掘機が増えた証拠にもなりません。ブロック発見の偶然のばらつきによっても、観測期間は短くなったり長くなったりします。

短い期間は変化に素早く反応しますが、ばらつきの影響も受けやすくなります。長い期間は変動をならす一方、実際の変化の反映に時間がかかることがあります。そのため、2つの提供元が同じ合意規則を使っていても、異なる推定値を示すことがあります。比較する前に、期間、終点のブロック高、単位、計算方法をそろえてください。

難易度が実際に決めるもの

プルーフ・オブ・ワークを満たすには、ブロックヘッダーのハッシュ値が必要なターゲット以下でなければなりません。ターゲットを小さくすると、成功するハッシュ値の範囲が狭まります。難易度はその変化を固定の基準との比較で表すもので、個々のハッシュ計算を別種の処理に変えるわけではありません。

関係を簡略化すると、次のようになります。

難易度 = 難易度1の基準ターゲット ÷ 現在のターゲット。

ターゲットが半分になると、難易度は2倍になります。採掘者の計算速度が変わらなければ、その採掘者が条件を満たすハッシュを見つけるまでの期待時間は長くなります。「期待」である点が重要です。特定のブロックはすぐ見つかることも、はるかに長くかかることもあります。 ビットコインのプルーフ・オブ・ワークの説明 は、この確率的な過程を説明しています。

「難易度が2倍」を「ネットワークの電力使用量が2倍」と読み替えないでください。難易度の比率には、機器効率、電力価格、現在稼働する採掘機の台数の測定値は含まれていません。

難易度より先にハッシュレートが動く理由

ビットコインのメインネットは、ブロック間隔の平均を600秒、つまり10分とすることを目指します。再調整期間は2016ブロックで、目標期間は1209600秒、つまり14日です。これらは メインネットのパラメーターであり、すべてのブロックに10分かかることや、毎回同じ曜日に調整することを約束するものではありません。

流れを3段階に分けると理解しやすくなります。

1. 再調整期間中、ネットワークのターゲットは固定されています。採掘者が機器の電源を入れたり切ったりしても、直ちにターゲットは変わりません。
2. そのターゲットで実際のハッシュ計算能力が増えると、ブロックは見つかりやすくなります。十分に反応の速いハッシュレート推定値は上昇する可能性がありますが、短期間にブロックが素早く続けて見つかるのは偶然の場合もあります。
3. 次の再調整境界で、ノードは規定のタイムスタンプから新しいターゲットを計算します。測定期間が短ければ難易度を高める方向に、長ければ低くする方向に働きます。

境界前に表示される調整予想は予測です。その後のブロックとタイムスタンプによって、結果はまだ変わり得ます。 メインネットの再調整実装 は、次のターゲットを決める際にチャート提供元のハッシュレート推定値を参照しません。

12日間で進んだ再調整の例

計算に使うタイムスタンプの間隔が、目標の14日ではなく12日だったとします。コンパクト形式のターゲットの丸めを無視し、どの上限・下限にも達しないと仮定します。

• 新しいターゲットは、およそ旧ターゲット × 12 ÷ 14、つまり旧ターゲットの85.714%です。
• 新しい難易度は、およそ旧難易度 × 14 ÷ 12、つまり旧難易度の116.667%です。
• 難易度を指数100とした例では約116.667になります。上昇率は16.667%であり、14.286%ではありません。

ターゲットの下落率と難易度の上昇率が異なるのは、一方が他方の逆数だからです。ターゲットの変化率をそのまま難易度の変化率として見出しなどに使うと、誤った数値になります。

ビットコインは、経過時間の入力を目標期間の4分の1から4倍の範囲にも制限します。正確な実装結果には、コンパクト符号化、整数演算、許容される最大ターゲットが関係します。上の例は方向と比率を説明するもので、合意規則の計算に代わるものではありません。

2016ブロック期間についての技術的な補足

計算では、直前の2016ブロック期間の最初と最後のブロックのタイムスタンプを使います。この両端の間には2015個のブロック間隔があります。それでも比較対象の期間は1209600秒です。「2016ブロックごと」は調整の周期であり、両端の引き算が2016個の間隔を測るという意味ではありません。上記のバージョンを固定した再調整コードに、正確な両端の選び方が示されています。

プールのシェア難易度は別の設定

採掘プールは参加者に対し、ビットコインのネットワークターゲットより緩い条件を満たすハッシュの提出を求めることがあります。シェアと呼ぶこの提出物で、プールは貢献した作業量を測ります。大半のシェアは有効なビットコインのブロックにはなりません。ネットワークのターゲットも満たすシェアは、他のブロック有効性要件も満たせば、ブロックに使えます。 ビットコインの採掘ガイド が、この違いを説明しています。

したがって、プールの管理画面の「難易度」は、ネットワーク難易度ではなくシェア難易度かもしれません。参加者のシェアターゲットを変えても、ビットコインの合意規則のターゲットは変わりません。また、プールがシェアを次々に受理しても、同じ数のビットコインブロックを発見したことにはなりません。

管理画面を読むなら、1台の機器、1つのプール、ネットワーク全体のうち、誰の速度とターゲットを表示しているか確認してください。対象を混ぜると、数値自体は正しくても誤解を招きます。

採掘チャートを読むときの確認事項

変動を重要と判断する前に、次を確認してください。

• どのネットワークか 他のチェーンやテストネットではなく、ビットコインのメインネットか確認します。
• どの量と単位か ハッシュレート、ネットワーク難易度、プールのシェア難易度、次回調整の予測値を区別します。
• どの期間か 120ブロックの推定、日数による推定、より長い移動平均は、異なる時間の問いに答えます。
• どの終点か 観測時点とブロック高を記録します。キャッシュされた値は、別のチャートと同じ最新ブロックを示しているとは限りません。
• どの方法か 提供元がチェーンワーク、簡略式、別途報告された機器・プールの速度のどれを使っているか確認します。
• どの結論か ネットワーク指標だけでは、価格予測やコスト控除後の採掘者の収益は導けません。

採掘事業を検討するなら、採掘者自身の実効ハッシュレート、機器効率、電力などのコスト、支払い条件、ブロック補助金、手数料、収入の評価に使う通貨価格も必要です。ネットワーク難易度のチャートは、その計算ではありません。

価格については、「作業量が増えた」だけでは市場の説明になりません。推定ハッシュレートの上昇と価格下落は両立し得ます。難易度は過去を振り返る調整であって、次の値動きの約束ではありません。

よくある質問

ハッシュレートが上がれば、必ず難易度も上がりますか？

すぐには上がりません。期間中に実際の計算能力が変化しても、ネットワークのターゲットは固定されています。次の再調整境界で、指定のタイムスタンプから難易度を再計算します。短期的な推定値の上昇は、持続的な計算能力の変化ではなく偶然を反映する場合もあります。

サイトによってハッシュレートが違うのはなぜですか？

まず単位、標本期間、終点のブロック高、方法を比較してください。ネットワークの推定は採掘者の正確な全数調査ではありません。同じブロックチェーンでも、期間が異なれば異なる数値が出ることはあり得ます。

難しいブロックほど正確に10分かかりますか？

いいえ。10分は目標とする平均間隔であり、各ブロックに付いたタイマーではありません。難易度はハッシュ計算が成功する確率を変えますが、成功の時刻を予約するものではありません。

難易度は1ブロックに必要なハッシュ計算回数ですか？

いいえ。難易度は相対的な比率で、成功までの実際の試行数は変動します。ターゲットから作業量を推定することはできますが、難易度の数値をそのまま試行回数と読むのは単位の取り違えです。

半減期になると難易度も自動的に半分になりますか？

いいえ。半減期は ブロック高に基づく別の規則でブロック補助金を変えます。難易度は2016ブロックごとの再調整計算に従います。補助金変更後の採掘者の行動がブロック間隔に影響することはあっても、半減期が直接難易度を2で割るわけではありません。

指標と結論を切り分ける

次にチャートを読むときは、指標、単位、観測期間、ブロック高の4点を書き出してください。その主張が、測定に基づく推定、適用される規則、予測のどれなのかを考えます。この小さな確認は、採掘関連の線が上がればすべて同じシグナルとみなすより役立ちます。

さらに理解するには、 供給量の定義が時価総額と完全希薄化後評価額をどう変えるか（英語） や 同じニュースでも市場の反応が異なる理由をお読みください。

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教育ガイドで市場の概念を理解し、主張を吟味しましょう。

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出典と対象範囲

• Bitcoin開発者ガイド：プルーフ・オブ・ワークとブロック間隔をお読みください。
• Bitcoinのブロックヘッダー資料：ターゲットの符号化と有効ハッシュのしきい値。
• Bitcoin Core 30.0 RPC資料：ネットワークのハッシュレート推定とパラメーター。
• Bitcoin Core v30.0ソースコード： ハッシュレート計算、 難易度計算、 メインネットのパラメーター と 再調整計算をお読みください。
• Bitcoin開発者ガイド：採掘プールとシェアをお読みください。

コード参照は再現性のためv30.0に固定しています。Bitcoin Coreの最新版だと主張するものではありません。例は仮定であり、この記事は現在のハッシュレート、難易度、採掘収益性の見積もりを提供しません。