On todennäköistä, että kuulet lauseen “bitcoin mining” ja mielesi alkaa harhailla länsimaista fantasiaa pikkuista, lialta ja lyödä sitä rikkaana. Kuten käy ilmi, tämä analogia ei ole liian kaukana.
Bitcoinin louhinta on paljon vähemmän houkuttelevaa, mutta epävarmaa, mutta sitä tekevät suuritehoiset tietokoneet, jotka ratkaisevat monimutkaisia laskennallisia matematiikkaongelmia (ts. Niin monimutkaisia, että niitä ei voida ratkaista käsin, ja todellakin tarpeeksi monimutkaisia, jotta verotetaan jopa uskomattoman tehokkaita tietokoneita). Onni ja työ, jota tietokone vaatii jonkin näistä ongelmista ratkaisemiseksi, vastaa kaivostyöntekijän iskua kultaa maahan kaivaessaan hiekkalaatikossa. Kirjoittamishetkellä mahdollisuus tietokoneen ratkaista jokin näistä ongelmista on noin 1 triljoonassa 13 biljoonaa, mutta enemmän myöhemmin.
Bitcoin-louhinnan tulos on kaksinkertainen. Ensinnäkin, kun tietokoneet ratkaisevat nämä monimutkaiset matemaattiset ongelmat Bitcoin-verkossa, ne tuottavat uusia bitcoineja (kun viitataan yksittäisiin kolikoihin, "bitcoin" esiintyy yleensä ilman isoja kirjaimia), toisin kuin silloin, kun kaivostoiminta poimii kultaa maasta. Ja toiseksi, ratkaisemalla laskennalliset matemaattiset ongelmat, bitcoin-kaivostoimijat tekevät Bitcoin-maksuverkosta luotettavan ja turvallisen tarkistamalla sen transaktiotiedot.
Siellä on hyvät mahdollisuudet, että kaikella on vain niin paljon järkeä. Selittääksemme, kuinka bitcoin-louhinta toimii yksityiskohtaisemmin, aloitetaan prosessilla, joka on hiukan lähempänä kotia: painetun valuutan sääntelyllä.
Bitcoin-perusteet: Miten Bitcoin eroaa perinteisistä valuutoista
Kuluttajilla on taipumus luottaa painettuihin valuuttoihin ainakin Yhdysvalloissa. Tämä johtuu siitä, että Yhdysvaltain dollaria tukee keskuspankki nimeltään Federal Reserve. Lukuisten muiden velvollisuuksien lisäksi keskuspankki säätelee uuden rahan tuottoa, ja liittohallitus syyttää väärennetyn rahan käytöstä.
Jopa digitaaliset maksut Yhdysvaltain dollarilla on keskusviranomaisen tuella. Kun teet online-ostoksesi esimerkiksi pankki- tai luottokortillasi, kyseisen tapahtuman käsittelee maksunkäsittelyyritys, kuten Mastercard tai Visa. Tapahtumahistorian tallentamisen lisäksi nämä yritykset tarkistavat, että tapahtumat eivät ole vilpillisiä. Tästä syystä luotto- tai luottokorttisi voidaan keskeyttää matkan aikana.
Bitcoin ei sitä vastoin ole keskusviranomaisen sääntelemä. Sen sijaan miljoonat tietokoneet ympäri maailmaa tukevat Bitcoinia, jota kutsutaan ”solmuiksi”. Tämä tietokoneverkko suorittaa saman toiminnon kuin Federal Reserve, Visa ja Mastercard, mutta muutamilla keskeisillä eroilla. Solmut tallentavat tietoja aikaisemmista tapahtumista ja auttavat todentamaan niiden aitouden. Toisin kuin näissä keskusviranomaisissa, Bitcoin-solmut ovat kuitenkin levinneet ympäri maailmaa ja tallentavat transaktiotiedot julkiseen luetteloon, johon kuka tahansa voi päästä, jopa sinä.
Bitcoin-perusteet: Mikä on cryptocurrency Mining?
Kun joku tekee ostoksia tai myyntiä bitcoinilla, me kutsumme sitä ”transaktioksi”. Kaupassa ja verkossa tehdyt transaktiot dokumentoidaan pankeissa, myyntipistejärjestelmissä ja fyysisissä kuitteissa. Bitcoin-kaivostyöläiset saavuttavat saman vaikutuksen ilman näitä instituutioita ryhmittelemällä transaktiot "lohkoihin" ja lisäämällä ne julkiseen tietueeseen nimeltä "blockchain". Solmut ylläpitävät sitten kyseisten lohkojen tietueita, jotta ne voidaan tarkistaa tulevaisuuteen.
Kun bitcoin-kaivostyöläiset lisäävät uuden tapahtumalohkon blokkiketjuun, heidän tehtävänsä on varmistaa näiden tapahtumien paikkansapitävyys. (Enemmän taikuutta siitä, kuinka tämä tapahtuu sekunnissa.) Erityisesti bitcoin-kaivostyöläiset varmistavat, että bitcoinia ei kopioida, mikä on ainutlaatuinen digitaalisten valuuttojen virta, jota kutsutaan ”kaksinkertaiseksi kuluttamiseksi”. Painettujen valuuttojen kanssa päällekkäinen raha ei ole ongelma. Kun olet kuluttanut 20 dollaria kaupassa, se lasku on virkailijan käsissä. Digitaalisessa valuutassa se on kuitenkin erilainen tarina.
Digitaalista tietoa voidaan toistaa suhteellisen helposti, joten Bitcoinin ja muiden digitaalisten valuuttojen kanssa on vaara, että kuluttaja voi kopioida bitcoinistaan ja lähettää sen toiselle osapuolelle pitäen samalla alkuperäistä. Palatkaamme hetkeksi painettuun valuuttaan ja sanotaan, että joku yritti kopioida 20 dollarin laskunsa kuluttaakseen sekä alkuperäisen että väärennetyn ruokakauppaan. Jos virkailija tietäisi, että asiakkaat kopioivat rahaa, heidän tarvitsee vain katsoa laskujen sarjanumeroita. Jos numerot olisivat samat, virkailija tietäisi, että rahat oli kopioitu. Tämä analogia on samanlainen kuin mitä bitcoin-louhija tekee, kun he todentavat uusia liiketoimia.
Kaivostyöntekijöiden palkitseminen
Koska yhdellä päivällä tapahtuu jopa 500 000 ostoa ja myyntiä, jokaisen näiden tapahtumien tarkistaminen voi kuitenkin olla paljon työtä kaivostyöntekijöille, mikä saa aikaan yhden muun tärkeän eron bitcoin-kaivostyöläisten ja liittovaltion keskuspankin, Mastercardin tai Visa: n välillä. Kaivostyöntekijöille annetaan korvauksena ponnisteluistaan bitcoinille aina, kun ne lisäävät uuden tapahtumaryhmän lohkoketjuun. Jokaisen louhitun lohkon yhteydessä vapautuneen uuden bitcoinin määrää kutsutaan "lohkopalkkioksi". Ryhmäpalkkio puolitetaan 210 000 kappaleella tai suunnilleen joka 4. vuosi. Vuonna 2009 se oli 50. Vuonna 2013 se oli 25, vuonna 2018 se oli 12, 5 ja joskus vuoden 2020 puolivälissä se puolittuu 6, 25: een.
Tällä puolittumisasteella liikkeessä olevien bitcoinien kokonaismäärä lähestyy 21 miljoonan rajaa, mikä tekee valuutasta vähäisemmän ja arvokkaamman ajan myötä, mutta myös kaivostyöläisten tuottaminen on kalliimpaa.
Kuinka Bitcoin Mining toimii?
Tässä on saalis. Jotta bitcoin-kaivostyöläiset voisivat tosiasiallisesti ansaita bitcoineja liiketoimien todentamisesta, täytyy tapahtua kaksi asiaa. Ensinnäkin heidän on tarkistettava 1 megatavun (MB) arvoinen transaktio, joka voi teoriassa olla niin pieni kuin yksi tapahtuma, mutta joka on useammin useita tuhansia, riippuen siitä, kuinka paljon tietoa kukin tapahtuma tallentaa. Tämä on helppo osa.
Toiseksi, lisätäkseen transaktiolohkon lohkoketjuun, kaivostyöntekijöiden on ratkaistava monimutkainen laskennallinen matematiikkaongelma, jota kutsutaan myös "työn todisteeksi". Mitä he todella tekevät, yritetään saada aikaan 64-numeroinen heksadesimaaliluku, jota kutsutaan "hashiksi", joka on pienempi tai yhtä suuri kuin kohde-hash. Periaatteessa kaivostyöntekijä sylkee räjäytyksiä nopeudella megahasheja sekunnissa (MH / s), gigahasheja sekunnissa (GH / s) tai jopa terahasheja sekunnissa (TH / s) yksiköstä riippuen, arvaamalla kaikki mahdolliset 64- numeroita, kunnes ne saapuvat ratkaisuun. Toisin sanoen, se on uhkapeli.
Viimeisimmän lohkon vaikeustaso kirjoittamishetkellä on yli 13 biljoonaa. Toisin sanoen tietokoneen mahdollisuus tuottaa tiiviste tavoitteen alapuolella on 1/13 biljoonaa. Tarkoituksena on, että olet noin 44 500 kertaa todennäköisempi voittamaan Powerball-jättipotin yhdellä arpalipulla kuin valitset oikean tiivisteen yhdellä kertaa. Onneksi kaivosalan tietokonejärjestelmät sylkevät paljon, paljon enemmän tiivistelmämahdollisuuksia. Siitä huolimatta, bitcoinien louhinta vaatii valtavia määriä energiaa ja hienostuneita laskentatapoja, mutta lisää siitä myöhemmin.
Vaikeustasoa säädetään jokaisen vuoden 2016 lohkojen kohdalla tai suunnilleen kahden viikon välein tavoitteena pitää kaivosasteet vakiona. Eli mitä enemmän kaivosmiestä kilpailee ratkaisusta, sitä vaikeammaksi ongelmasta tulee. Päinvastoin on myös totta. Jos laskentateho otetaan pois verkosta, vaikeus säädetään alaspäin kaivostoiminnan helpottamiseksi.
Selitä se kuin olen viisi (ELI5)
Tässä on hyödyllinen analogia harkitsemaan:
"Sano, että kerron kolmelle ystävälle, että ajattelen lukua välillä 1 - 100, ja kirjoitan numeron paperille ja sinetöidä se kirjekuoreen. Ystävieni ei tarvitse arvata tarkkaa lukua, he vain on oltava ensimmäinen henkilö, joka arvaa minkä tahansa luvun, joka on pienempi tai yhtä suuri kuin ajattelemani lukumäärä. Ja kuinka monelle arvaukselle he eivät ole rajoituksia.
"Oletetaan, että ajattelen numeroa 19. Jos ystävä A arvaa 21, he menettävät, koska 21> 19. Jos ystävä B arvaa 16 ja ystävä C arvaa 12, niin he ovat molemmat teoreettisesti saaneet kannattavia vastauksia, koska 16 < 19 ja 12 <19. Ystävälle B ei ole 'ylimääräistä hyvitystä', vaikka B: n vastaus oli lähempänä 19: n tavoitevastausta.
"Kuvittele nyt, että esitän kysymyksen 'arvata, kuinka monta numeroa ajattelen', mutta en kysy vain kolmea kaveria, enkä ajattele numeroa välillä 1–100. Pikemmin kysyin miljoonia mahdollisille kaivosmiestä ja ajattelen 64-numeroista heksadesimaalilukua. Nyt näet, että on erittäin vaikea arvata oikeaa vastausta."
Kuinka voit kilpailla miljoonien kaivosmiesten kanssa?
Jos 1/13 biljoonaa ei kuulosta niin vaikealta kuin on, tässä on saalis saaliille. Bitcoin-kaivostyölijöiden ei tarvitse vain löytää oikea hash, vaan heidän on myös oltava ensimmäinen, joka tekee sen.
Koska bitcoinin louhinta on pääosin arvausta, oikean vastauksen saavuttamisella ennen toista kaivosmiestä on melkein kaikki tekemistä sen kanssa, kuinka nopeasti tietokoneesi pystyy tuottamaan hashia. Vain kymmenen vuotta sitten bitcoinin louhinta voitiin suorittaa kilpailukykyisesti normaaleissa pöytätietokoneissa. Ajan myötä kaivostyöläiset kuitenkin ymmärsivät, että videopeleihin yleisesti käytetyt näytönohjaimet olivat tehokkaampia kaivoksessa kuin pöytätietokoneet ja grafiikkakäsittely-yksiköt (GPU) tulivat hallitsemaan peliä. Bitcoinin kaivostyöläiset aloittivat vuonna 2013 nimenomaan kryptovaluutan louhimiseksi suunnitellut tietokoneet, nimeltään sovelluskohtaiset integroidut piirit (ASIC). Ne voivat olla useita satoja dollareita kymmeniin tuhansiin. Toisaalta, kun otetaan huomioon, että bitcoinin nykyinen hinta tästä kirjoituksesta on noin 9 330 dollaria ja että palkkio lohkon suorittamisesta on 12, 5 kolikkoa tai lähellä 117 000 dollaria, ennakkoinvestointi kalliin ASIC: iin voi viime kädessä olla kannattavaa.
Nykyään bitcoin-kaivostoiminta on niin kilpailukykyistä, että se voidaan suorittaa kannattavasti vain ajan tasalla olevilla ASICilla. Kun käytetään pöytätietokoneita, GPU: ita tai vanhempia ASIC-malleja, energiankulutuksen todelliset kustannukset ylittävät saadut tulot. Jopa uusimmalla käytettävissä olevalla yksikölläsi yksi tietokone riittää harvoin kilpailemaan kaivosmiesten kutsuman "kaivosaltaan" kanssa.
Kaivosallas on ryhmä kaivosmiestä, jotka yhdistävät laskentatehonsa ja jakavat louhitun bitcoinin osallistujien kesken. Suhteellisen suuri määrä lohkoja louhitaan pikemminkin uima-altaan kuin yksittäisten kaivostyöntekijöiden sijaan. Bitcoin-historian joissakin vaiheissa kaivostoiminta-altaat ja yritykset ovat edustaneet noin 80% - 90% bitcoin-laskentatehosta.
Onko Bitcoinin louhinta kestävää?
Välillä 1: sta 13 biljoonaan kertoimeen, skaalausvaikeustasoihin ja laajaan verkostoon, joka todentaa tapahtumia, yksi tapahtumaryhmä varmennetaan suunnilleen 10 minuutin välein. Mutta on tärkeää muistaa, että 10 minuuttia on tavoite, ei sääntö.
Bitcoin-verkko pystyy käsittelemään noin seitsemää tapahtumaa sekunnissa, ja tapahtumat kirjataan lohkoketjuun 10 minuutin välein. Vertailun vuoksi Visa voi käsitellä noin 24 000 tapahtumaa sekunnissa. Koska bitcoin-käyttäjien verkosto kasvaa edelleen, 10 minuutissa suoritettujen tapahtumien määrä kuitenkin lopulta ylittää 10 minuutissa käsiteltävien tapahtumien määrän. Siinä vaiheessa transaktioiden odotusajat alkavat ja jatkavat pidempään, ellei bitcoin-protokollaa muuteta.
Tätä bitcoin-protokollan ytimessä olevaa kysymystä kutsutaan ”skaalaamiseksi”. Vaikka bitcoin-kaivostyöläiset ovat yleensä yhtä mieltä siitä, että mittakaavan käsittelemiseksi on tehtävä jotain, on vähemmän yksimielisyyttä siitä, miten se tehdään. Skaalausongelman ratkaisemiseksi on ehdotettu kahta suurta ratkaisua. Kehittäjät ovat ehdottaneet, että (1) vähennetään kunkin lohkon varmentamiseksi tarvittavan tietomäärän määrää tai (2) lisätään tapahtumien lukumäärää, joita kukin lohko voi tallentaa. Ratkaisulla 1 tehtäisiin transaktioita nopeampia ja halvempia kaivostyöntekijöitä varten, jos lohkoa kohti olisi vähemmän varmennettavia tietoja. Ratkaisu 2 käsittelisi skaalausta sallimalla lisätietojen käsittelyn 10 minuutin välein lisäämällä lohkon kokoa.
Bitcoin-kaivostyöläiset ja kaivosyritykset, jotka edustavat noin 80–90% verkon laskentatehosta, äänestivät heinäkuussa 2017 sisällyttämään ohjelmaan, joka vähentäisi kunkin lohkon varmentamiseen tarvittavaa tietomäärää. Eli he menivät ratkaisun 1 kanssa.
Ohjelmaa, jonka kaivostyöt äänestivät lisäämään bitcoin-protokollaan, kutsutaan erilliseksi todistajaksi tai SegWitiksi. Tämä termi on yhdistelmä erotetusta, tarkoittaen ”erottamista”, ja todistajasta, joka viittaa ”allekirjoituksiin bitcoin-transaktiossa”. Erotettu todistaja tarkoittaa siis erottaa tapahtuma-allekirjoitukset lohkosta - ja liittää ne laajennettuna lohkona. Vaikka yhden ohjelman lisääminen bitcoin-protokollaan ei ehkä tunnu paljolta ratkaisulta, allekirjoitustietojen on arvioitu muodostavan jopa 65% jokaisessa tapahtumalohkossa käsitellystä tiedosta.
Alle kuukautta myöhemmin, elokuussa 2017, ryhmä kaivostyöntekijöitä ja kehittäjiä aloitti kovan haarukan jättämisen bitcoin-verkosta luomaan uuden valuutan käyttäen samaa koodipohjaa kuin bitcoin. Vaikka tämä ryhmä oli yhtä mieltä tarpeesta löytää ratkaisu skaalaamiseen, he olivat huolissaan siitä, että erillisen todistajateknologian käyttöönotto ei poistaisi koko skaalausongelmaa.
Sen sijaan he menivät ratkaisun 2 kanssa. Tuloksena oleva valuutta, nimeltään “bitcoin cash”, kasvatti ryhmämäärää 8 MB: iin vahvistusprosessin nopeuttamiseksi, jotta voidaan suorittaa noin 2 miljoonaa tapahtumaa päivässä. Bitcoin Cash -lautakunnan arvo 6. marraskuuta 2019 oli noin 302 dollaria Bitcoinin karkeasti 9330 dollariin.
