Verjetno slišite besedno zvezo "rudanje bitcoinov" in vaš um se začne sprehajati v zahodni fantaziji o pikapolonicah, umazaniji in presenetljivosti. Kot kaže, ta analogija ni preveč daleč.
Veliko manj glamurozno, a enako negotovo, rudarjenje bitcoinov izvajajo zmogljivi računalniki, ki rešujejo zapletene računalniške matematične težave (torej tako zapletene, da jih ni mogoče rešiti ročno, in resnično zapletene, da obdavčujejo celo neverjetno zmogljive računalnike). Na srečo in delo, ki ga računalnik potrebuje za rešitev ene od teh težav, je ekvivalent rudarja, ki je zlato udaril v tla - med kopanjem v peskovniku. V času pisanja je možnost, da računalnik reši eno od teh težav, približno 1 na 13 bilijonov, o tem pa več.
Rezultat »rudarjenja bitcoin« je dvojen. Prvič, ko računalniki rešujejo te zapletene matematične težave v omrežju Bitcoin, proizvajajo nov bitcoin (ko se nanašajo na posamezne kovance, se ponavadi "bitcoin" pojavlja brez kapitalizacije), ne za razliko od tega, ko rudarska operacija pridobiva zlato s tal. In drugič, z reševanjem računskih matematičnih problemov rudarji bitcoin naredijo plačilno omrežje Bitcoin zanesljivo in varno s preverjanjem svojih podatkov o transakcijah.
Obstaja dobra možnost, da je vse to imelo toliko smisla. Da bi podrobneje razložili, kako deluje rudarjenje bitcoinov, začnimo s postopkom, ki je nekoliko bližje domačemu: regulaciji tiskane valute.
Osnove Bitcoin: Kako se Bitcoin razlikuje od tradicionalnih valut
Potrošniki ponavadi zaupajo tiskani valuti, vsaj v ZDA. To je zato, ker ameriški dolar podpira centralna banka, imenovana Federal Reserve. Poleg številnih drugih odgovornosti zvezne rezerve urejajo proizvodnjo novega denarja, zvezna vlada pa preganja uporabo ponarejene valute.
Celo digitalna plačila z ameriškim dolarjem podpirajo centralni organi. Ko na primer opravite spletni nakup s svojo debetno ali kreditno kartico, to transakcijo obdela podjetje za obdelavo plačil, kot sta Mastercard ali Visa. Poleg evidentiranja zgodovine transakcij ta podjetja preverjajo, da transakcije niso lažne, kar je eden od razlogov, da bo vaša debetna ali kreditna kartica med potovanjem začasno onemogočena.
Po drugi strani pa Bitcoin ne ureja osrednji organ. Namesto tega Bitcoin podpira več milijonov računalnikov po vsem svetu, imenovanih "vozlišča". Ta mreža računalnikov opravlja enako funkcijo kot Federal Reserve, Visa in Mastercard, vendar z nekaj ključnimi razlikami. Vozlišča shranjujejo podatke o predhodnih transakcijah in pomagajo preveriti njihovo pristnost. Za razliko od teh osrednjih organov pa so Bitcoin vozlišča razpršena po vsem svetu in beležijo podatke o transakcijah na javnem seznamu, do katerega lahko dostopa kdorkoli, tudi vi.
Osnove Bitcoin: Kaj je rudarjenje s kripto valutami?
Ko nekdo opravi nakup ali prodajo z bitcoinom, to imenujemo "transakcija". Transakcije, izvedene v trgovini in na spletu, dokumentirajo banke, sistem prodajnih mest in fizična potrdila. Rudarji bitcoinov dosežejo enak učinek brez teh institucij, tako da transakcije združijo v "bloke" in jih dodajo v javni zapis, imenovan "blockchain". Vozlišča nato vodijo zapise o teh blokih, da jih je mogoče preveriti v prihodnosti.
Ko rudarji bitcoina dodajo nov blok transakcij v blockchain, je del njihove naloge zagotoviti, da so te transakcije točne. (Več o čarovniji, kako se to zgodi v sekundi.) Zlasti bitcoin rudarji poskrbijo, da se bitcoin ne podvaja, edinstvena presoja digitalnih valut, imenovana "dvojna poraba". Pri tiskanih valutah podvajanja denarja ni težava. Ko enkrat porabite 20 $ v trgovini, je ta račun v rokah. Z digitalno valuto pa je drugačna zgodba.
Digitalne informacije je mogoče reproducirati razmeroma enostavno, zato pri Bitcoin-u in drugih digitalnih valutah obstaja tveganje, da lahko poizvajalec ustvari kopijo svojega bitcoina in ga pošlje drugi stranki, medtem ko še vedno drži izvirnik. Vrnimo se za trenutek v tiskano valuto in recimo, da je nekdo skušal podvojiti svoj račun v vrednosti 20 USD, da bi porabil tako original kot ponarejen v trgovini. Če bi uradnik vedel, da kupci podvajajo denar, bi morali pogledati serijske številke računov. Če bi bile številke enake, bi uradnik vedel, da se je denar podvojil. Ta analogija je podobna tistemu, kar počne rudar bitcoin, ko preverjajo nove transakcije.
Nagradni rudarji
Ker se v enem dnevu zgodi kar 500.000 nakupov in prodaj, je preverjanje vsake od teh transakcij lahko veliko delo za rudarje, kar je še ena ključna razlika med rudarji bitcoin in Federal Reserve, Mastercard ali Visa. Kot nadomestilo za svoj trud rudarji dobijo bitcoin vsakič, ko dodajo nov blok transakcij v blockchain. Količina novega bitcoina, sproščenega z vsakim miniranim blokom, se imenuje "nagrada za blok". Nagrada za blok se prepolovi na vsakih 210.000 blokov ali približno na vsaka 4 leta. Leta 2009 je bilo 50. Leta 2013 je bilo 25, leta 2018 12, 5, nekje sredi leta 2020 pa se bo prepolovila na 6, 25.
Pri tej stopnji prepolovitve se bo skupno število bitkoinov v obtoku približalo omejitvi 21 milijonov, kar bo valuto sčasoma postalo bolj omejeno in dragoceno, rudarjem pa tudi dražje.
Kako deluje rudarjenje z bitcoini?
Tukaj je ulov. Da bi rudarji bitcoin dejansko pridobili bitcoin s preverjanjem transakcij, se morata zgoditi dve stvari. Najprej morajo preveriti transakcije v vrednosti 1 megabajta (MB), ki so teoretično lahko majhne kot 1 transakcija, vendar so pogosto več tisoč, odvisno od tega, koliko podatkov shrani vsaka transakcija. To je enostaven del.
Drugič, za dodajanje bloka transakcij v blockchain morajo rudarji rešiti zapleteno računalniško matematično težavo, imenovano tudi "dokaz dela". V resnici delajo s 64-mestno šestnajstično številko, imenovano "hash", ki je manjša ali enaka ciljnemu hashu. V bistvu rudarski računalnik izpušča razpršitve s hitrostjo megahašev na sekundo (MH / s), gigahaš na sekundo (GH / s) ali celo terahaše na sekundo (TH / s), odvisno od enote, ugibajoč vse možne 64- številske številke, dokler ne najdejo rešitve. Z drugimi besedami, to je igro.
Stopnja zahtevnosti najnovejšega bloka v času pisanja je več kot 13 bilijonov. To pomeni, da je možnost računalnika, ki izdela hash pod ciljno vrednost, ena od 13 milijard. Če pogledamo to v perspektivo, imate približno 44.500-krat večjo verjetnost, da boste z eno loterijsko karto osvojili jackpot Powerball, kot pa da boste v enem samem poskusu izbrali pravi hash. Na srečo rudarski računalniški sistemi izpustijo veliko, veliko več možnosti hash-a od tega. Kljub temu rudarjenje bitcoina zahteva ogromno energije in izpopolnjene računalniške naprave, o tem pa več kasneje.
Stopnja zahtevnosti se prilagodi na vsakih 2016 blokih ali približno na vsaka 2 tedna, s ciljem, da se stopnje rudarjenja ohranjajo konstantne. Se pravi, več ko se rudarji potegujejo za rešitev, težji bo problem. Velja tudi obratno. Če se računalniška moč odstrani iz omrežja, se težava prilagodi navzdol, da olajša rudarjenje.
Pojasnite, kot da sem pet (ELI5)
Tukaj je koristna analogija, ki jo morate upoštevati:
"Povem trem prijateljem, da razmišljam o številki med 1 in 100, in to številko napišem na papir in jo zapečatim v ovojnico. Moji prijatelji ne smejo ugibati natančne številke, mora biti prva oseba, ki bo uganila katero koli številko, ki je manjša ali enaka številki, na katero mislim. In ni omejitev, koliko ugibanj dobijo.
"Recimo, da mislim na številko 19. Če Friend A ugiba 21, izgubi, ker 21> 19. Če Friend B ugani 16, Prijatelj C pa 12, potem sta oba teoretično prišla do izvedljivih odgovorov, ker je 16 < 19 in 12 <19. Za prijatelja B ni nobenega dodatnega zaslužka, čeprav je bil odgovor B bolj blizu ciljnemu odgovoru iz 19.
"Zdaj si predstavljajte, da postavljam vprašanje" ugani, na katero številko mislim ", vendar ne postavljam samo treh prijateljev in ne mislim na številke med 1 in 100. Namesto tega vprašam milijone potencialnih rudarjev in mislim na 64-mestno šestnajstiško številko. Zdaj vidite, da bo pravi odgovor izjemno težko uganiti."
Kako se lahko potegujete z milijoni rudarjev?
Če se 1 od 13 bilijonov ne zdi dovolj težaven, kot je, je tu ulov za ulov. Ne samo, da morajo rudarji bitcoinov pripraviti pravega hash-a, ampak morajo biti tudi prvi, ki to storijo.
Ker je rudarjenje bitcoinov v bistvu ugibanje, je pri iskanju pravega odgovora pred drugim rudarjem skoraj vse povezano s tem, kako hitro lahko vaš računalnik ustvari heše. Še pred desetletjem je bilo mogoče rudarjenje bitcoinov konkurenčno izvajati na običajnih namiznih računalnikih. Sčasoma pa so rudarji spoznali, da so grafične kartice, ki se običajno uporabljajo za videoigre, bolj učinkovite pri rudarjenju, kot pa so v igri prevladovali namizni računalniki in grafične procesorske enote (GPU). Leta 2013 so bitcoin rudarji začeli čim bolj učinkovito uporabljati računalnike, posebej zasnovane za rudarjenje kripto valute, imenovane Application-Specific Integrated Circuits (ASIC). Te lahko znašajo od nekaj sto dolarjev do več deset tisoč. Po drugi strani pa glede na to, da je trenutna cena bitcoina po pisanju približno 9.330 dolarjev in da je nagrada za dokončanje bloka 12, 5 kovancev ali blizu 117 000 dolarjev, vnaprej naložena naložba v dragi ASIC je na koncu morda smiselna.
Danes je rudarjenje bitcoinov tako konkurenčno, da ga je mogoče dobičkonosno opraviti le z najsodobnejšimi ASIC-ji. Pri uporabi namiznih računalnikov, GPU-jev ali starejših modelov ASIC stroški porabe energije dejansko presegajo ustvarjeni prihodek. Tudi z najnovejšo enoto, ki vam je na voljo, je en računalnik le redko dovolj za tekmovanje s tistimi, ki jih rudarji imenujejo "rudniški bazeni.
Rudniški bazen je skupina rudarjev, ki združujejo svojo računalniško moč in razdeli minirani bitcoin med udeležence. Nesorazmerno veliko število blokov minirajo bazeni in ne posamezni rudarji. Na nekaterih mestih zgodovine bitcoina so rudniški skladi in podjetja predstavljali približno 80% do 90% računalniške moči bitcoina.
Ali je rudarjenje Bitcoin trajnostno?
Med 1 na 13 trilijonov kvot, povečanjem težavnostnih stopenj in množično mrežo uporabnikov, ki preverjajo transakcije, se en blok transakcij preveri približno vsakih 10 minut. Pomembno pa si je zapomniti, da je 10 minut cilj, ne pravilo.
Omrežje bitcoin lahko obdela približno sedem transakcij na sekundo, pri čemer se transakcije zabeležijo v blockchain vsakih 10 minut. Za primerjavo, Visa lahko obdeluje nekje okoli 24.000 transakcij na sekundo. Ker mreža uporabnikov bitcoinov še naprej raste, pa bo število transakcij, opravljenih v 10 minutah, sčasoma preseglo število transakcij, ki jih je mogoče obdelati v 10 minutah. Takrat se začnejo čakalne dobe za transakcije in še naprej daljšajo, razen če se protokol bitcoin spremeni.
Ta težava je v središču bitcoin protokola znana kot "skaliranje". Čeprav se rudarji bitcoinov na splošno strinjajo, da je treba storiti nekaj za obravnavo skaliranja, je manj soglasja, kako to storiti. Za reševanje problema skaliranja sta predlagali dve glavni rešitvi. Razvijalci so predlagali bodisi (1) zmanjšanje količine podatkov, potrebnih za preverjanje vsakega bloka, ali (2) povečanje števila transakcij, ki jih lahko shrani vsak blok. Z manj podatkov za preverjanje na blok bi rešitev 1 hitreje in ceneje za rudarje opravila. 2. rešitev bi obravnavala merjenje z lestvico, tako da bi omogočili obdelavo več informacij na vsakih 10 minut s povečanjem velikosti bloka.
Julija 2017 so rudarji bitcoin in rudarske družbe, ki predstavljajo približno 80% do 90% računalniške moči omrežja, glasovali za vključitev programa, ki bi zmanjšal količino podatkov, potrebnih za preverjanje vsakega bloka. Se pravi, šli so z Rešitvijo 1.
Program, za katerega so rudarji glasovali za dodajanje k protokolu bitcoin, se imenuje ločena priča ali SegWit. Ta izraz je združevanje ločeno, kar pomeni "ločiti", in priča, ki se nanaša na "podpise na bitcoin transakciji". Segregirana priča torej loči podpise transakcij od bloka - in jih pritrdite kot razširjen blok. Medtem ko dodajanje enega programa v protokol bitcoin morda ne bo preveč na poti do rešitve, se ocenjuje, da podatki o podpisih predstavljajo do 65% podatkov, obdelanih v vsakem bloku transakcij.
Manj kot mesec dni pozneje avgusta 2017 je skupina rudarjev in razvijalcev sprožila trde vilice, pri čemer je bitcoin omrežje zapustilo, da je ustvarilo novo valuto z isto kodno bazo kot bitcoin. Čeprav se je ta skupina strinjala s potrebo po rešitvi lestvice, so bili zaskrbljeni, da uporaba tehnologije ločenih prič ne bo v celoti rešila problema skaliranja.
Namesto tega so se odločili za rešitev 2. Nastala valuta, imenovana "bitcoin cash", je povečala velikost blokov na 8 MB, da bi pospešili postopek preverjanja in omogočili približno 2 milijona transakcij na dan. 6. novembra 2019 so vrednost Bitcoin Cash ocenili na približno 302 dolarja na približno 9.330 dolarjev.
