Hash oranı terimi, bir bilgisayarın hash hesaplamaları gerçekleştirebildiği hızı ifade etmektedir. Bitcoin ve kripto para birimleri bağlamında, hash oranı bir madencilik makinesinin verimliliğini ve performansını temsil etmektedir. Hash oranı, geçerli bir blok hashini hesaplamaya çalışırken madencilik donanımının ne kadar hızlı çalıştığını tanımlamaktadır.
Kısacası, madencilik süreci, geçerli bir hash üretilinceye kadar sayısız hash girişimi içermektedir. Başka bir deyişle, Bitcoin madencisinin bir hash üretmek için bir hash fonksiyonu aracılığıyla bir grup veriyi çalıştırması gerekir ve bunlar yalnızca belirli bir hash değeri üretildiğinde (belirli sayıda sıfırdan başlayan bir hash) başarılı olur. Bu nedenle hash oranı, bir madenci veya madencilik havuzunun karlılığıyla doğru orantılıdır. Daha yüksek bir hash oranı, bir blok madenciliği olasılığının daha yüksek olduğu ve dolayısıyla madencinin blok ödülünü alma şansının daha yüksek olduğu anlamına gelir.
"Hash" terimi, anlam olarak herhangi bir uzunluktaki kelimeleri, mesajları ve verileri temsil etmek için kullanılan sabit uzunluklu alfasayısal bir kod olarak da tanımlanmaktadır. Kripto para projeleri, farklı türlerde hash kod oluşturmak için çeşitli hashing algoritmaları kullanmaktadır. Bu nedenle bunlar, her algoritmanın rastgele sözcükler üretmek için farklı bir sistem olduğu rastgele sözcük oluşturucular olarak da düşünülebilmektedir.
Genek olarak, karma oranı mega, giga veya tera gibi bir SI öneki ile birlikte saniye başına hash (h / s) cinsinden ölçülmektedir. Buna örnek olarak, saniyede bir trilyon hash hesaplayan bir blockchain ağının hash oranı 1 Th / s olacaktır.
Bitcoin'in hash oranı 2011'de 1 Th / s'ye ve 2013'te 1.000 Th / s'ye ulaşmıştır. Ağın ilk aşamalarında, kullanıcılar kişisel bilgisayarlarını ve grafik kartlarını kullanarak yeni bloklar çıkarabilirken, özel madencilik donanımının (ASIC cihazları) yaratılmasıyla, hash oranı çok hızlı artmaya başladı ve madencilik zorluğunun artmasına neden olmuştur. Böylece kişisel bilgisayarlar ve grafik kartları artık Bitcoin madenciliği için mantıklı bir seçenek olmaktan çıkmıştır denebilmektedir. Bitcoin'in hash oranı 2016'da 1.000.000 Th / s'yi ve 2017'de 10.000.000 Th / s'yi aşmıştır ve Temmuz 2019 itibarıyla ağ yaklaşık 67.500.000 Th / s ile çalışmaktadır.
Zincirdeki bir sonraki bloğa yeni işlem verileri eklenmeden önce, minerlar zor bir matematik problemini çözmek için makinelerini kullanarak rekabet etmeleri gerekmektedir. Daha spesifik olarak minerlar, "nonce" adı verilen tek bir değeri değiştirerek "hedef" hash değerinin sayısal değerinden daha düşük veya ona eşit bir hash üretmeye çalışmaktadırlar. Nonce değeri her değiştirildiğinde, yeni bir hash değeri oluşturulmaktadır. Bu durum, her yeni hash'in kendine özel numaralandırmalara sahip benzersiz bir bilet olduğu bir piyango bilet sistemi gibidir.
Buna örnek olarak, “coindesk” alınıp ilk harfi “foindesk” yapacak şekilde değiştirilirse, bu hash değeri = 5a12a9af1b5794bf6855c15944339d41ff713665e415b5434b8c9f081c61b66a olarak elde edilir.
Oluşturulan her hash değeri rastgele olduğu için, hedefe ulaşılması ve bir minerın bir sonraki bloğu doldurma hakkını kazanması için milyonlarca tahmin veya hash alabilmektedir. Bu durum her gerçekleştiğinde, başarılı olan minera yeni blokta depoladıkları işlemlere eklenmiş herhangi bir ücret ödemesiyle birlikte yeni basılan coinlerin bir blok ödülü verilmektedir.
Bir minera her yeni blok çıkarıldığında verilen önceden belirlenmiş bir ücretsiz token miktarı olan blok ödülü, coinin mining ömrü boyunca toplam arzı kademeli olarak azaltmak için programlanmış halving’e indirilmektedir. Bitcoin için blok ödülleri her 210.000 blokta bir veya yaklaşık 4 yılda bir yarıya indirilmektedir. 2021 itibariyle, minerlar her yeni blok miningi yaptıklarında 6.25 Bitcoin almaktadırlar. Bir sonraki halving’in 2024'te gerçekleşmesi beklenmekte ve Bitcoin blok ödüllerinin blok başına 3.125 Bitcoin'e düştüğü görülmektedir. Ayrıca Dash, blok ödüllerini her 210.240 blokta %7,14 azaltan, mininge uygun başka bir kripto para birimidir ve Litecoin ise her 840.000 blokta bir ödüllerini yarıya indirmektedir.
Uygulamaya özel tümleşik devre (Application Specific Integrated Circuit, ASIC) mining donanımı, kripto mining alanına hakimdir ve yalnızca hash işlevlerini gerçekleştirmek için tasarlanmıştır. Bazı modern ASIC donanımları, saniyede 110 tera hash (Th/s) elde etme kapasitesine sahiptir; bir başka deyişle, hash sorununun çözülmesi saniyede 110 trilyon girişime eşittir.
Minerlar, tüm bunları parasal ödüller kazanmak için yapmaya teşvik edilmektedir. Ancak bu süreçte, saldırganların blok zinciri ağı üzerinde %51 çoğunluk kontrol elde etmelerini zorlaştırarak (yani çok pahalı) kripto para birimlerinden popülaritesi en yüksek Bitcoin'i güvence altına almada önemli bir rol oynamaktadırlar.

Bitcoin’in mevcut hash oranı, saniyede exa hash anlamına gelen 171 milyon Eh/s olarak bilinmektedir. Ayrıca exa hash basit bir matematik ile anlatılmak istenildiğinde 1 exa hash = 1 kentilyon hash ile açıklanmaktadır. Bu durum, minerların saniyede 171 kentilyon hash hesapladığı anlamına gelmektedir.

Hash oranının daha yüksek olması, blok zincirindeki işlemleri işlemek için daha fazla kaynağın ayrıldığı anlamına gelmektedir. Bu durum, bir ağı saldırılara karşı daha dirençli hale getirmektedir, bunun sebebi herhangi bir siber saldırı durumunda, %51 çoğunluk kontrolü elde etmek ve diğer insanların işlemlerini durdurmak veya kendi paralarını iki katına çıkarmak için diğer mining alanlarını geride bırakmak için büyük miktarda para harcanması gerekmektedir.
Hash oranı ne kadar yüksek olursa, herhangi bir siber saldırı için gerekli hash gücünü sağlamak o kadar zor olur ve bu nedenle ağa saldırmak o kadar da zor olur.

Mining işleminin “zorluğu”, minerların hedef hash değerinin altında bir hash üretmesinin zorluk seviyesinden bahsetmektedir. Söz konusu Bitcoin için zorluk seviyesi, her 2.016 blokta bir otomatik olarak ayarlanmaktadır. Blokların her on dakikada bir minerlar tarafından bulunması hedeflenmektedir. Minerlar ortalama olarak her on dakikada bir daha yoğun Bitcoin bulmaları durumunda, zorluk seviyesi yukarı doğru hareket etmektedir. Minerlar, ortalama olarak her on dakikada bir daha az yoğunlukla Bitcoin bulmaları durumunda ise, zorluk seviyesi azalmaktadır. Ethereum ile mining karmaşıklığı için ise, 2015'te tanıtılan ve 2016'nın başlarında Homestead güncellemesi sırasında yayına giren bir "zorluk bombası" eklenmesiyle Bitcoin'e benzer bir sistem kullanmaktadır. Bu durum, Ethereum 2.0 güncellenmesinde yeni hisse kanıtı (Proof of Stake, POS) mekanizmasına yer açmak için Ether mining işlemi aşamalı olarak sona erdirilmek amacıyla her yeni bloğun miningi için gereken süreyi artırmaktadır.