ビットコインのマイニング難易度とは何ですか？どのように計算されますか？

ビットコインの難易度は、ビットコイン ブロックチェーン上でブロックをマイニングするのがどれほど難しいかを示す指標です。これは、1 から (理論上は) 無限大までの値を持つカスタム スコアリング システムです (たとえば、ビットコインは難易度 1 から始まりましたが、この記事の執筆時点では難易度は 27.55 兆です)。

より具体的には、ビットコインの難易度は、ビットコイン ネットワークによって設定された 256 ビットの目標数値を下回る有効なハッシュ値をマイナーが計算することがどれだけ難しいかを示す尺度です。ハッシュ値がこの目標数値以下の場合、マイナーは新しいブロックを正常に見つけてロックを解除できます。したがって、目標値が低いほど、マイニングの難易度は高くなります。

ビットコインの難易度調整により、ビットコイン ネットワークは事前に設定されたコイン発行計画に従って着実に発展します。ビットコイン ネットワークは、2016 ブロックごとに約 2 週間の期間で難易度レベルを自動的に調整します。マイナーはこの期間を「難易度期間」と呼んでいます。 1 つの難易度期間が終了すると、マイナーが新しいブロックのマイニングに平均 10 分にできるだけ近い時間を費やせるように難易度が調整された後、別の難易度期間が再び始まります。

マイナーが、難易度期間中にブロックのマイニング時間が目標平均の 10 分よりも短いことを発見すると、ビットコイン ネットワークは難易度を上げます (アルゴリズムの目標値は減少します)。マイニング時間が 10 分を超えると、ネットワークの難易度はそれに応じて低下します (アルゴリズムの目標値が増加します)。

以下に示すように、ビットコインの難易度は、ビットコインの供給発行とブロック確認間隔の一貫性を確認するビットコインの重要な要素です。

図1: ビットコインの総発行量と半減期メカニズムにおけるインフレ率の関係

ビットコインの難易度計算

ビットコインのマイナーは、ビットコインノードを使用して、現在のマイニングの難易度を簡単かつ独自に判断できます。難易度の計算式は次のとおりです。

難易度 = 難易度目標値 / 現在の難易度値

難易度目標値: ビットコインの最大難易度目標値 (つまり、ビットコインが最初に発売されたときの難易度目標値、つまり難易度値が 1 だったとき)

現在の目標値: Bitcoin ネットワークによって決定される 256 ビットの値。

各難易度期間の開始時に、ビットコイン ネットワークは現在のターゲット ハッシュを再計算します。新しい難易度レベルは、マイナーが過去 2,016 ブロックのマイニングに費やした合計時間を合計し、その数をプロトコルの目標時間である 20,160 分 (2,016 ブロック x 10 分) で割り、その比率に現在の難易度レベルを掛けて生成します。

また、ネットワーク難易度の急激な変化を防ぐために、ビットコイン ネットワークは難易度を 4 の倍数にしか調整できないことも言及する価値があります。つまり、難易度調整が発生するたびに、ビットコイン ネットワークの難易度値は最大 300% 増加するか、最大 75% 減少する可能性があります。

ビットコインのマイニング難易度はハッシュレート価格とマイニング収益にどのように影響しますか?

ビットコインの価格とマイニングの難易度は短期的にはコンピューティングパワーの価格（ビットコインマイニングの収益性）に影響を与えますが、ブロック補助金の半減がコンピューティングパワーの価格に与える影響は長期的です。ほとんどの場合、ビットコインの価格とマイニングの難易度が、コンピューティング能力の価格に影響を与える主な要因です。

計算能力の価格は、マイニングの難易度と負の相関関係にあります。ビットコインの難易度が上昇するとハッシュレートの価格が下がり、ビットコインの難易度が低下するとハッシュレートの価格が上がります。これは、難易度が低い期間ではマイナーがブロックを発見するために必要な作業が少なくなるためです。

この相関関係は、ビットコイン建てのハッシュレートの価格には常に当てはまりますが (以下に示すように)、米ドル建てのハッシュレートの価格については、ビットコインの難易度とビットコインの価格に直接影響を受けるため、それほど顕著ではありません。

図2: ビットコインネットワークの難易度とハッシュレート価格の相関関係（ビットコイン換算）