Bitcoin’s hashrate en hashing power
Hashrate (hashsnelheid) is een belangrijke term in de wereld van crypto’s en vooral Bitcoin. Het wordt ook vaak beschreven als hashing power. Het representeert de vereiste gebundelde rekenkracht die nodig is om hash-functies uit te voeren en als gevolg de moeilijkheidsgraad helpt te bepalen om nieuwe transactieblokken te kunnen toevoegen aan het Bitcoin grootboek. Hoe meer hashing power er wordt gebruikt, hoe veiliger het netwerk. Het is de maat voor de totale rekenkracht van het Bitcoin-netwerk.
Er zijn specifieke deelnemers binnen het Bitcoin netwerk die graag transacties willen bijschrijven in het grootboek van Bitcoin. Ze concurreren met andere gebruikers om transacties te controleren en toe te voegen in het grootboek. Ze krijgen hiervoor een beloning in de vorm van bitcoins. Dit zijn de Bitcoin miners die met speciale computer hardware (serverparken) Bitcoin trachten te verdienen wanneer ze een transactie blok mogen bijschrijven in het grootboek. Om veiligheidsredenen moet het Bitcoin-netwerk steeds intensieve wiskundige bewerkingen blijven uitvoeren naar mate meer Bitcoin miners hun apparatuur inzetten voor het delven van nieuwe transactieblokken. Hoe meer miners met elkaar concurreren hoe moeilijker het wordt en er meer rekenkracht vereist is. De samengestelde rekenkracht (hashrate) wordt steeds groter of kleiner naar gelang het aantal actieve miners.
De Bitcoin transacties worden niet direct bijgeschreven in het grootboek door de miners. Ze worden eerst gecontroleerd en verwerkt in een transactieblok in de vorm van hash-boom door een hashing algoritme. Bij de Bitcoin gaat het om een Proof-of-Work (hashcash-SHA256^2) hashing algoritme. Dit is het wiskundige hashing algoritme waardoor de miners de transacties in nieuwe blokken kunnen verwerken en aan de blokketen kunnen toevoegen.
Een nieuwe blok met transacties kan alleen worden toegevoegd wanneer de miner de bijbehorende wiskundige hash-puzzel op die blok goed heeft opgelost. Alle miners concurreren met elkaar in de vorm van een rekenwedstrijd door het berekenen van de hash-functie om zo snel mogelijk het juiste antwoord in de vorm van een hash-code (unieke reeks cijfers) te vinden. Dit wordt ook wel de correct nonce genoemd. Hiervoor is veel computer rekenkracht (hashing power) vereist en geeft de moeilijkheidsgraad weer. De geleverde rekenkracht voor het kunnen uitvoeren van de berekeningen voor oplossen van deze hash-puzzel is een bewijs van geleverd computerwerk.
Alle transactieblokken verwijzen verder naar elkaar waardoor het kasboek een blokketen structuur krijgt. Het is een keten van correct verwijzende (gehashte) transactieblokken die cryptografisch onlosmakelijk aan elkaar zijn vastgeketend. Vandaar de term blockchain.
De hashrate en Bitcoin’s veiligheid.
Hoe hoger de hashrate en hoe meer hashing power wordt ingezet hoe veiliger het netwerk aangezien een aanval op het grootboek voor het terugdraaien of wijzigen van bitcoin transacties steeds meer onmogelijk wordt. Een transactie wordt steeds beter onlosmakelijk vastgeketend. Bitcoin heeft een extreem veilig netwerk door de enorme hashrate die er vereist is de blockchain te onderhouden (=beveiligen) waardoor het niet meer valt te ontketenen. Hierdoor is een transactieblok niet meer te kraken of los te ketenen en kunnen de bitcoins niet worden gestolen of opnieuw worden uitgegeven. Dit kan alleen de eigenaar doen. Hiervoor zal dan een nieuwe transactie voor moeten worden opgesteld met behulp van de private key van de eigenaar van deze bitcoins dat verbonden is met het Bitcoin adres.
Op dit moment zijn er meer dan 5 miljoen gespecialiseerde computers (ASIC miners) in serverparken verspreid over de wereld aan het werk om bitcoins te delven. Men kan stellen dat er over de jaren een globale Bitcoin mining industrie is opgebouwd. Dit lever een enorme hashrate en hashing power op.
Hashing power of de Hashrate wordt uitgedrukt in hashes per seconde, oftewel het aantal berekeningen dat een miner per seconde uit kan voeren om de wiskundige puzzel met brute force tracht te kraken. Dat wordt zo genoteerd:
Kilo hashes – 1 kH/s is 1,000 hashes per seconde
Mega hashes – 1 MH/s is 1,000,000 hashes per seconde
Giga hashes – 1 GH/s is 1,000,000,000 hashes per seconde
Theta hashes – 1 TH/s is 1,000,000,000,000 hashes per seconde
Pheta hashes – 1 PH/s is 1,000,000,000,000,000 hashes per seconde
Exa hashes – 1 EH/s is 1,000,000,000,000,000,000 hashes per seconde
De huidige Bitcoin hashrate wordt nu vaak uitgedrukt in Exa hashes (EH/s) en bedraagt zo’n 45 EH/s. De gezamenlijke hashrate van alle andere crypto projecten komt niet in de buurt van die van Bitcoin en bedraagt zo’n 0.45 EH/s dat wil zeggen nog geen 1 % van die van Bitcoin. Hoewel, hierbij moet worden vermeldt dat de Proof-of-Stake coins maken niet gebruik van Proof-of-Work en het veiligheidsmodel werkt op andere premissen die niet dezelfde veiligheidsvereisten hebben als die van Bitcoin. Bitcoin moet in de eerste plaats een veilige store of value worden en net zoals goud kunnen worden gebruikt als een veilige haven waarbij transacties niet kunnen worden gecensureerd en bitcoins worden geconfisqueerd. Op dit gebied kent Bitcoin geen concurrenten en willen alternatieve nieuwe generatie smart contract blockchain platforms zoals die van Cardano of EOS ook niet concurreren.
Bitcoin overtreft verder de rekenkracht met duizenden malen de meest geavanceerde supercomputers op aarde zoals de tianhe-2 en de Sunway TaihuLight. Deze zouden trouwens voor een aanval op Bitcoin speciaal moeten worden ontworpen als ASIC miners.
De Hashrate en de kosten voor een mogelijke aanval op Bitcoin?
Door de hoge hashrate van Bitcoin op dit moment zou een aanvaller over een paar miljoen ACIS-miners moeten beschikken en een 30 Terrawat per uur aan elektriciteit. Dit staat gelijk aan de elektriciteitsconsumptie van Marokko. Een zogenaamde 51% aanval op Bitcoin voor het terugdraaien van een Bitcoin transactie kan dan makkelijk meer dan 1 miljard euro kosten. Het volhouden van een aanval zou astronomisch duur zijn en zonder dat het profijt oplevert.
Zo’n type aanval zou alleen zinvol kunnen zijn wanneer een machtige staat zoals de Verenigde Staten of China haar kracht en macht zou gebruiken om Bitcoin aan te vallen om aan te tonen dat Bitcoin niet veilig is voor een supermacht. Hoe groter de hashrate, hoe moeilijker en duurder het zal worden voor een staat om Bitcoin succesvol aan te vallen. Het is onwaarschijnlijk dat een staat zo’n gigantische en dure operatie zou lanceren. Het is eerder te verwachten dat ze dan het gebruik van Bitcoin zullen verbieden en zullen proberen Bitcoin uit te hongeren en op deze manier het netwerk te verzwakken. Het ontmantelen of bombarderen van Bitcoin serverparken behoort ook tot de militaire opties om Bitcoin aan te vallen.
Het is vanuit deze optiek wel van belang dat het Bitcoin netwerk zo decentraal mogelijk wordt met zoveel mogelijk volwaardige deelnemers, de full nodes, die het netwerk verder helpen te versterken en te beveiligen tegen aanvallen van in feite haar potentieel belangrijkste vijand: een machtige staat met agressieve geopolitieke ambities.