Poin-poin penting
Menyesuaikan tingkat kesulitan setiap 2.016 blok membantu mempertahankan waktu blok 10 menit yang konsisten, mencegah inflasi yang cepat dan kelebihan jaringan.
Pada bulan Oktober 2024, kesulitan penambangan Bitcoin mencapai rekor tertinggi sebesar 95,7 triliun, meningkatkan konsumsi energi dan memberikan tekanan pada keuntungan penambang kecuali mereka menyesuaikan peralatan yang efisien atau menurunkan biaya energi.
Perubahan dalam hashrate jaringan, karena faktor-faktor seperti lebih banyak penambang atau peralatan yang lebih baik, secara langsung memengaruhi kesulitan penambangan Bitcoin dalam mempertahankan waktu blok.
Kekhawatiran mengenai konsumsi energi Bitcoin telah mendorong para penambang untuk mengeksplorasi energi terbarukan dan solusi lain agar tetap kompetitif dan berkelanjutan.
Penambangan Bitcoin adalah proses pemecahan masalah matematika yang rumit untuk mengamankan jaringan dan menciptakan koin baru. Untuk memastikan blok baru ditambahkan secara stabil, tingkat kesulitan soal ini disesuaikan secara berkala.
Sederhananya, semakin banyak penambang bergabung dalam jaringan, semakin sulit menambang Bitcoin, memastikan pasokan yang dapat diprediksi dan sistem yang aman.
Artikel ini menjelaskan apa itu kesulitan penambangan Bitcoin, bagaimana ia menyesuaikan diri dari waktu ke waktu untuk menjaga jaringan tetap aman dan stabil, bagaimana cara menghitungnya, dan faktor apa saja yang memengaruhi profitabilitas penambangan.
Memahami Kesulitan Penambangan Bitcoin
Kesulitan penambangan Bitcoin memastikan jaringan menambahkan blok pada siklus 10 menit yang stabil, mencegah inflasi cepat dan kelebihan beban jaringan. Penambang harus menemukan hash dengan jumlah nol awal tertentu dengan menyesuaikan "nonce". Kesulitan ini disesuaikan setiap 2.016 blok untuk menjaga stabilitas dan keamanan dalam jaringan.
Sebenarnya, menambang Bitcoin tidaklah sulit sama sekali. Pada dasarnya, yang dilakukan penambang hanyalah mengenkripsi informasi berikut:
Header Blok Sebelumnya: Menghubungkan blok baru ke blok sebelumnya, menjaga kesinambungan rantai.
Merkle Root: Hash yang mewakili semua transaksi dalam blok, memungkinkan verifikasi integritas data yang efisien.
Cap waktu: Waktu blok dibuat, digunakan untuk pengurutan kronologis.
Nomor Versi: Menentukan versi blok dan aturan protokol yang diikuti.
Bagi penambang Bitcoin modern, perhitungan hash untuk blok baru harus terjadi seketika. Jadi, kenapa tidak?
Pertama, blockchain akan kelebihan beban dengan blok-blok yang ditambahkan pada tingkat yang tidak terkendali. Ini akan menyebabkan gelombang baru Bitcoin membanjiri pasar, yang mengakibatkan hiperinflasi. Nilai Bitcoin akan anjlok karena koin-koin baru akan diciptakan jauh lebih cepat daripada jadwal pasokan yang dimaksudkan, sehingga mengganggu keseimbangan rapuh yang mempertahankan kelangkaannya.
Kedua, penambahan blok akan memberi tekanan pada jaringan dengan cepat dan mempersulit node untuk melakukan sinkronisasi. Node penuh, yang memvalidasi dan menyimpan seluruh blockchain, akan mengalami kesulitan mengunduh dan memverifikasi blok yang berlebihan, sehingga menyebabkan fragmentasi jaringan. Hal ini dapat memudahkan pelaku jahat untuk mengeksploitasi kerentanan keamanan, seperti melakukan serangan 51%, karena kecepatan produksi blok akan menghalangi validasi dan konsensus yang tepat di antara node.
Pada akhirnya, pemrosesan transaksi akan menjadi kacau. Kurangnya penyesuaian kesulitan berarti tidak akan ada kerangka waktu terstruktur untuk konfirmasi transaksi, sehingga mengurangi keandalan jaringan. Waktu blok 10 menit yang dapat diprediksi diperlukan untuk memastikan transaksi diproses dengan cepat tetapi teratur. Tanpa ini, pengguna mungkin menghadapi waktu transaksi yang tidak dapat diprediksi dan struktur biaya yang tidak konsisten, sehingga mengurangi kepercayaan pada jaringan.
Solusi alami untuk masalah ini adalah dengan meningkatkan kesulitan pengkodean informasi ini.
Bitcoin dan rantai bukti kerja lainnya seperti Monero dan Litecoin memecahkan masalah ini dengan mengharuskan penambang untuk mengodekan informasi bukan hanya ke dalam hash apa pun, tetapi ke dalam hash yang sesuai dengan persyaratan ukuran tertentu.
Misalnya, jika Anda mengkodekan frasa “Saya suka Cointelegraph” sebagai hash heksadesimal 256-bit melalui algoritma seperti SHA-256, Anda akan mendapatkan:
148530ee91a00571250b58ea69c9947b10a702cf135b3f56cdad39f74450d145
Ini adalah bilangan bulat yang cukup besar. Jadi, apa yang bisa dilakukan untuk memperpendeknya?
Dengan menambahkan informasi yang mengubah keluaran (disebut nonce), Anda harus mencoba dan gagal sekitar 16 kali untuk mendapatkan angka nol di depan:
Saya Suka Cointelegraph 64
04dc36a0b5a40cba5524cd80064bcb5d21dfd28ecd811684f520a73e38362abf
Mungkin tidak cukup kecil. Untuk mendapatkan dua angka nol di depan, Anda memerlukan sekitar 256 kali percobaan. Ubah nonce menjadi 98 dan lihat hasilnya:
Saya suka Cointelegraph 98
00ddde1a51e44602a4397cb80f51dc218e6bbc3b50ac4dc4b612e7d62016ca02
Kesuksesan! Sekarang, berapa kali percobaan yang diperlukan untuk mendapatkan tiga angka nol teratas? Sekitar 4.000 percobaan. Dan untuk dua puluh angka nol di depan? Secara potensial, jumlahnya akan mencapai septiliun.
Memang, beginilah cara kerja kesulitan penambangan: Hash harus dimulai dengan sejumlah nol tertentu. Pada gilirannya, ini memerlukan nilai "nonce" yang akan ditambahkan ke hash oleh penambang, yang biasanya berkisar antara 0 hingga sekitar 4.000.000.
Bergantung pada seberapa cepat penambang memenuhi persyaratan ini, kesulitan akan secara otomatis disesuaikan setiap dua minggu (atau lebih tepatnya setiap 2.016 blok) untuk memastikan waktu blok tetap sedekat mungkin dengan rata-rata 10 menit.
Berikut adalah contoh header blok yang berhasil memenuhi persyaratan kesulitan penambangan pada bulan November 2024:
000000000000000000000000a497c6b1be95b76a9e25a797f8fe49953d40c06a027e
Bayangkan sekelompok siswa menghadapi soal matematika. Jika sebagian besar siswa menyelesaikan soal terlalu cepat, guru akan membuat soal berikutnya lebih sulit.
Jika mereka memakan waktu terlalu lama, masalah berikutnya akan lebih mudah. Demikian pula, jaringan Bitcoin memantau laju penambahan blok dan menyesuaikan “tingkat kesulitan masalah” untuk mempertahankan interval 10 menit yang konsisten.
Keseimbangan ini penting untuk menjaga pasokan Bitcoin baru yang dapat diprediksi dan memastikan keamanan jaringan.
Perhitungan Kesulitan Penambangan Bitcoin: Seberapa Sulitkah Menambang Satu Blok?
Kesulitan penambangan Bitcoin, atau “nBits,” terdiri dari eksponen dan koefisien untuk menetapkan target penambangan. Nilai target yang lebih rendah berarti kesulitan yang lebih tinggi.
“Kesulitan” yang disebutkan sebenarnya lebih tepat disebut “nBits”. Bidang ini adalah representasi singkat dari kesulitan penambangan yang terdiri dari dua bagian utama:
Eksponen: Eksponen menunjukkan jumlah bit yang harus digeser ke kiri untuk menetapkan target dengan benar. Pada dasarnya, ia menentukan "ukuran" keseluruhan target dengan menentukan jumlah posisi koefisien yang perlu digeser. Pendek kata, ia memutuskan nol.
Koefisien (atau signifikansi): Koefisien adalah nilai numerik yang, jika dikombinasikan dengan eksponen, menentukan ambang batas sebenarnya. Nilai ini memberikan detail lebih baik yang dibutuhkan untuk menyesuaikan tingkat kesulitan dengan cara yang tepat. Singkatnya, ini menunjukkan angka penting yang muncul setelah angka nol di depan.
Kombinasi kedua faktor ini menciptakan target kesulitan lengkap yang harus dicapai atau di bawahnya oleh penambang agar dapat berhasil menambang satu blok.
Misalnya, nilai nBits spesifik 0x1b0404cb berarti:
Eksponennya adalah 0x1b (atau 27 dalam desimal), yang menunjukkan bahwa koefisien digeser ke kiri sebanyak 27 bit.
Koefisiennya adalah 0x0404cb (atau 263755 dalam desimal), yang membentuk angka dasar untuk ambang batas target.
Komponen-komponen ini penting karena menentukan seberapa sulit menambang blok baru. Semakin rendah nilai target, semakin sulit menemukan fungsi hash yang memenuhi kriteria.
Tahukah Anda? Istilah nBits merupakan singkatan dari “bit jaringan”. Ini adalah representasi ringkas yang digunakan dalam penambangan Bitcoin untuk menggambarkan target kesulitan bagi penambang.
Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Kesulitan Penambangan Bitcoin
Karena laju hash meningkat karena lebih banyak penambang atau peralatan yang lebih baik, kesulitan untuk mempertahankan waktu blok 10 menit pun meningkat. Jika laju hash menurun, tingkat kesulitan pun menurun.
Seperti disebutkan, kesulitan penambangan Bitcoin adalah parameter dinamis yang menyesuaikan kira-kira setiap dua minggu (atau setiap 2.016 blok). Keadaan laju hash total jaringan adalah alasan utama mengapa nBits berubah. Lagi pula, ini mewakili kekuatan komputasi gabungan dari semua penambang dalam jaringan Bitcoin.
Tingkat hash yang lebih tinggi menunjukkan bahwa ada lebih banyak penambang atau peralatan penambangan yang lebih kuat yang berkontribusi pada jaringan. Saat laju hash meningkat, blok ditambang lebih cepat dari interval 10 menit yang dimaksudkan. Sebagai kompensasinya, jaringan meningkatkan kesulitan penambangan, memastikan blok terus ditambahkan pada tingkat yang stabil. Sebaliknya, jika laju hash menurun, kesulitan akan menurun untuk mempertahankan waktu pembuatan blok.
Misalnya, pada Oktober 2024, laju hash rata-rata pergerakan tujuh hari Bitcoin mencapai titik tertinggi sepanjang masa yaitu hampir 703 exahash per detik (EH/s), yang menyebabkan peningkatan kesulitan penambangan.
Hal sebaliknya mungkin juga terjadi. Jika penambang meninggalkan jaringan atau jika peralatan penambangan mereka menjadi usang atau tidak menguntungkan, total hash rate akan menurun.
Kasus seperti itu terjadi pada akhir tahun 2021 ketika tindakan keras Tiongkok terhadap penambangan mata uang kripto memaksa banyak operasi penambangan tutup atau pindah lokasi. Penurunan mendadak dalam tingkat hash ini telah menyebabkan penurunan signifikan dalam kesulitan penambangan. Pada bulan Juli 2021, Bitcoin mengalami penyesuaian kesulitan terbesarnya sekitar 28%, yang memungkinkan penambang untuk terus menambang blok pada tingkat yang wajar meskipun kapasitas jaringan berkurang.
Tahukah Anda? Evolusi dari penambangan CPU dan GPU ke penambangan ASIC telah meningkatkan hashrate jaringan secara signifikan selama bertahun-tahun, memerlukan penyesuaian berkala pada kesulitan penambangan untuk mempertahankan waktu blok target.
Kesulitan penambangan Bitcoin – garis waktu
Angka kesulitan penambangan menunjukkan seberapa sulit menambang blok baru dibandingkan dengan kesulitan dasar 1 (tingkat termudah saat Bitcoin pertama kali diluncurkan). Misalnya, jika angka kesulitannya 10.000.000, itu berarti menambang satu blok adalah 10 juta kali lebih sulit dibandingkan jika tingkat kesulitannya 1.
2009 – Kelahiran dan tahun-tahun awal
Januari 2009: Kesulitan penambangan dimulai pada 1, level paling sederhana, ketika Satoshi Nakamoto menambang blok genesis dengan CPU dasar. Angka rendah ini menunjukkan tingkat persaingan dan daya komputasi minimum yang diperlukan untuk menambang satu blok.
Desember 2009: Tingkat kesulitan tetap pada 1, mencerminkan terbatasnya jumlah peserta jaringan.
2010 – Beralih ke Penambangan GPU
Juli 2010: Munculnya penambangan GPU menyebabkan peningkatan kesulitan pertama yang signifikan. Pada akhir tahun 2010, tingkat kesulitannya meningkat menjadi sekitar 14, yang menunjukkan peralihan dari penambangan kasual ke partisipasi yang lebih kompetitif dengan perangkat keras yang lebih baik.
2013 – Era Penambangan ASIC
Januari 2013: Pengenalan penambang ASIC menyebabkan peningkatan kesulitan yang signifikan karena mereka menyediakan daya komputasi yang lebih besar daripada GPU. Kesulitan meningkat menjadi sekitar 3.500.000.
Desember 2013: Pada akhir tahun, kesulitan melonjak menjadi sekitar 1.500.000.000, mencerminkan adopsi cepat teknologi ASIC dan peningkatan laju hash jaringan.
2017 – Pasar Bullish Bitcoin
Januari 2017: Kesulitan penambangan sekitar 300.000.000.000, meningkat secara signifikan karena peningkatan perangkat keras penambangan dan lebih banyak penambang memasuki pasar karena naiknya harga Bitcoin.
Desember 2017: Pada akhir bull run, kesulitan mencapai sekitar 1.590.000.000.000, mencerminkan meningkatnya persaingan dan investasi dalam infrastruktur penambangan saat harga Bitcoin mendekati $20.000.
2020 – Halving Ketiga dan Dampaknya
Mei 2020: Tepat sebelum halving ketiga, kesulitan penambangan sekitar 16.100.000.000.000. Halving ini memangkas hadiah blok dari 12,5 menjadi 6,25 BTC, yang mendorong penyesuaian dalam partisipasi dan profitabilitas penambang.
Desember 2020: Kesulitan penambangan meningkat menjadi sekitar 18.600.000.000.000 karena penambang beradaptasi dengan kondisi ekonomi baru dan terus berinvestasi dalam peralatan penambangan yang lebih efisien.
2021 – Larangan Pertambangan di Tiongkok
Mei 2021: Tindakan keras Tiongkok terhadap penambangan menyebabkan tingkat hash anjlok. Kesulitan berkurang 28% pada bulan Juli 2021, menjadi sekitar 14.400.000.000.000. Penurunan ini merupakan koreksi terbesar dalam sejarah Bitcoin, menunjukkan bagaimana perubahan kebijakan di wilayah penambangan utama dapat memengaruhi jaringan.
Desember 2021: Saat penambang pindah ke area baru dan melanjutkan operasi, kesulitan akan pulih menjadi sekitar 24.200.000.000.000.
2024 – Rekor tertinggi
Oktober 2024: Kesulitan penambangan mencapai rekor tertinggi 95.672.703.408.223, yang mencerminkan peningkatan signifikan dalam tingkat hash global, kemajuan dalam perangkat keras penambangan, dan adopsi yang lebih luas.
Bagaimana Kesulitan Mempengaruhi Pendapatan Penambang Bitcoin
Seiring dengan semakin banyaknya penambang yang bergabung dalam jaringan atau meningkatkan peralatan penambangan mereka, tingkat kesulitan akan disesuaikan ke atas untuk menjaga waktu blok tetap stabil pada 10 menit. Ini berarti setiap penambang harus melakukan lebih banyak perhitungan untuk menyelesaikan satu blok, sehingga meningkatkan biaya energi dan mengurangi margin keuntungan mereka.
Seperti yang Anda lihat, pada Oktober 2024, kesulitannya mencapai titik tertinggi sepanjang masa sekitar 95,7 triliun. Persaingan ketat ini memaksa para penambang untuk menggunakan lebih banyak energi, dan bagi banyak dari mereka, itu berarti keuntungan yang lebih rendah jika mereka tidak dapat menutupi biaya mereka.
Namun, penambang tidak tinggal diam saat biaya meningkat. Berikut adalah beberapa strategi yang mereka gunakan untuk tetap unggul:
Peningkatan Perangkat Keras: ASIC yang lebih baru dan lebih efisien membantu penambang mendapatkan lebih banyak daya hashing per watt. Dengan memperbarui perlengkapan mereka secara berkala, mereka dapat menekan biaya meskipun tingkat kesulitannya meningkat.
Memotong biaya energi: Banyak penambang pindah ke daerah dengan listrik murah atau sumber energi terbarukan. Biaya energi yang lebih rendah berarti keuntungan yang lebih baik dan sumber yang berkelanjutan dapat memberikan harga yang stabil dalam jangka panjang.
Peningkatan Skala: Mengoperasikan peternakan penambangan yang lebih besar membantu menyebarkan biaya. Operasi yang lebih besar dapat membeli dalam jumlah besar dan mendapatkan penawaran lebih baik untuk peralatan dan listrik, sehingga meningkatkan keuntungan mereka.
Aliran Pendapatan Tambahan: Beberapa penambang menawarkan layanan penambangan awan atau menyewakan ruang di pusat data mereka untuk mengimbangi biaya. Yang lain bahkan bereksperimen dengan layanan AI untuk memanfaatkan aliran pendapatan baru.
Penggabungan dan ekspansi: Penggabungan dengan perusahaan penambangan lain memungkinkan perusahaan untuk menyatukan sumber daya dan mengurangi persaingan, membantu mereka mengatasi naik turunnya kesulitan dan fluktuasi harga Bitcoin.
Strategi ini membantu penambang mengatasi peningkatan tingkat kesulitan dan mempertahankan profitabilitas di pasar yang sangat kompetitif. Namun dengan setiap peningkatan kesulitan, mereka terdorong untuk menemukan cara baru agar penambangan tetap layak secara ekonomi.
Masa Depan Kesulitan Penambangan
Bitcoin tampaknya mapan, tetapi masa depannya belum terjamin.
Kebijakan pemerintah semakin memengaruhi penambangan dan penyesuaian kesulitan. Pada tahun 2022, pajak energi penambangan Kazakhstan menyebabkan penurunan sementara dalam hash rate karena penambang menghadapi biaya yang lebih tinggi.
El Salvador, di sisi lain, telah merangkul penambangan dengan mempromosikan energi panas bumi, yang membantu menstabilkan tingkat hash dan mendukung kesulitan yang lebih tinggi. Islandia dan Norwegia juga menarik para penambang dengan sumber daya energi terbarukan yang melimpah, menyediakan tingkat hash yang stabil dengan dampak lingkungan yang lebih rendah.
Namun, konsep kesulitan penambangan menyoroti tantangan lingkungan PoW. Besarnya jumlah energi yang dikonsumsi dalam perhitungan coba-coba telah menyebabkan negara-negara seperti Swedia mendorong pembatasan yang dapat membentuk kembali peraturan pertambangan di masa depan. Langkah Ethereum menuju proof-of-stake (PoS) pada tahun 2022, yang memangkas penggunaan energi hingga 99%, menunjukkan bagaimana alternatif berkelanjutan dapat berkembang dan memberi tekanan lebih jauh pada Bitcoin untuk berinovasi.
Namun, PoW tetap menjadi elemen penting dari model keamanan Bitcoin. Biaya energi yang sangat besar yang dibutuhkan untuk penambangan membuat sulit bagi pelaku jahat mana pun untuk mengubah blockchain atau melakukan serangan. Tingkat keamanan dan ketahanan ini sulit ditiru pada sistem lain dan sementara PoS menawarkan keuntungan lingkungan, PoW telah terbukti kuat dalam hal menjaga integritas jaringan.
Para penambang telah beradaptasi dengan beralih ke sumber energi terbarukan seperti tenaga air di Kanada dan tenaga surya di Amerika Serikat. Beberapa bahkan menggunakan kembali kelebihan panas tambang untuk keperluan industri guna meningkatkan keberlanjutan.
Komputer kuantum menimbulkan tantangan potensial lain, yang berpotensi menghasilkan daya penambangan dalam jumlah besar yang dapat menghasilkan hash yang dapat diterima jauh lebih cepat daripada perangkat keras saat ini, yang secara signifikan dapat meningkatkan kesulitan. Sementara para ahli mengatakan komputer kuantum yang praktis masih butuh waktu bertahun-tahun lagi, komunitas Bitcoin sudah meneliti algoritma yang tahan kuantum untuk mengamankan jaringan.
Masa depan kesulitan penambangan Bitcoin seimbang antara ancaman dan solusi. Apakah mekanisme PoW dapat terus berkembang bergantung pada bagaimana ia beradaptasi terhadap tantangan ini.
Tahukah Anda? Para ahli memperkirakan bahwa komputer kuantum yang praktis dan toleran terhadap kesalahan yang mampu mengungguli komputer klasik dalam berbagai tugas dapat muncul sekitar tahun 2035. Ini akan menandai perubahan besar dalam daya komputasi dan teknologi.
