La difficulté Bitcoin expliquée

La difficulté est le curseur qui maintient le rythme des blocs près de dix minutes alors que le hashrate mondial bouge en permanence. Elle se recalcule tous les 2016 blocs, ce qui en fait une variable de vos calculs de rendement, jamais une constante.

Cible, nBits, difficulté

Un bloc est valide si le double SHA-256 de son en-tête est inférieur à une cible. Cette cible voyage dans l'en-tête sous forme compacte, dans le champ nBits.

La difficulté est une façon humaine de parler de cette cible. Plus la difficulté est haute, plus la cible est petite, et moins un hash tiré au hasard a de chances de passer. Elle se définit par rapport à une cible de référence historique, le maximum du protocole. Un opérateur n'a pas à recalculer cela à la main : les nœuds et les pools s'en chargent.

Difficulté et cible disent donc la même chose, à l'envers. Le firmware affiche parfois les deux. Le pool, lui, vous donne surtout une difficulté de share, beaucoup plus basse, qui sert à mesurer votre travail entre deux blocs.

Recalcul tous les 2016 blocs

Tous les 2016 blocs, le réseau compare le temps réellement écoulé sur cette fenêtre au temps visé, soit 2016 fois dix minutes.

• Si les blocs sont arrivés trop vite, le hashrate a probablement monté, et la difficulté augmente.
• S'ils sont arrivés trop lentement, elle baisse.

L'ajustement est borné : le protocole ne multiplie ni ne divise sans limite en une seule fois. Entre deux retargets, la difficulté réseau reste constante. Au rythme nominal, 2016 blocs représentent environ deux semaines ; une accélération du hashrate raccourcit cette fenêtre, un ralentissement l'allonge.

Conséquence pratique : le jour où vous lisez une valeur de difficulté, le retarget suivant a peut-être déjà eu lieu. Toute projection doit porter la date de la difficulté utilisée.

Hashrate, temps de bloc, et ce que ça implique

Le temps moyen entre blocs dépend du hashrate total et de la cible, donc de la difficulté. Le protocole vise dix minutes. Si des machines se branchent et que la difficulté n'a pas encore bougé, les blocs se précipitent jusqu'au prochain retarget, après quoi le rythme revient vers dix minutes avec une difficulté plus haute.

Pour un mineur isolé, l'espérance de trouver un bloc s'écrit :

votre hashrate divisé par le hashrate réseau, multiplié par un bloc toutes les dix minutes environ.

Vous ne contrôlez pas le dénominateur. Vous contrôlez le numérateur, c'est-à-dire des machines allumées et stables, ainsi que vos pertes : shares rejetées, pannes, chaleur.

Shares, pools et revenu

En pool, vous n'attendez pas de gagner un bloc vous-même. Vous soumettez des shares sous une difficulté de pool, et quand le pool trouve un bloc, il répartit selon ses règles, PPS, FPPS, PPLNS ou autre.

Quatre effets à distinguer :

• La difficulté réseau monte. Votre débit de shares à difficulté de pool fixe ne change pas, puisque la machine hashe autant. Ce qui change, c'est la valeur de ce travail rapportée au puzzle global, donc le BTC attendu par TH et par jour une fois les règles du pool et les frais appliqués.
• Votre hashrate monte. Vous produisez plus de shares valides, donc votre part augmente.
• Le hashrate des autres monte. Après retarget, la difficulté suit. Même machine, même consommation, moins de BTC espérés.
• La récompense de bloc change. Subvention et frais forment un levier distinct, que la difficulté ne fixe pas.

Ce que l'opérateur fait concrètement

1. Regarder le temps de bloc observé et la date du dernier retarget, plutôt qu'un chiffre isolé recopié de site en site.
2. Comparer son hashrate pool à son hashrate local. Un écart durable vient d'une perte de shares ou d'un mauvais job, jamais de la difficulté.
3. Dimensionner l'électrique et le refroidissement sur le watt réel, sans compter sur une baisse de difficulté.
4. Identifier ses machines marginales, celles au mauvais J/TH ou au tarif élevé. Ce sont elles qui passent sous le seuil de rentabilité en premier quand la difficulté monte, et il vaut mieux savoir lesquelles avant que ça arrive.

Trois pièges de calcul

• Confondre difficulté réseau et difficulté de share. La seconde est un instrument de mesure interne au pool et n'a aucune influence sur vos revenus.
• Croire qu'éteindre quelques machines fait baisser la difficulté. À l'échelle d'un petit parc, le poids dans le retarget est négligeable.
• Laisser une difficulté de six mois dans un tableur encore ouvert. C'est l'erreur qui fausse le plus de plans de financement, parce qu'elle passe inaperçue.