Ostrożnie! Dużo tekstu.
Wydobywanie kryptowalut służy do weryfikacji i potwierdzania transakcji na blockchainie, a także tworzenia nowych jednostek kryptowaluty.
Praca górników wymaga znacznych zasobów obliczeniowych, ale jest niezbędna do zapewnienia bezpieczeństwa sieci blockchain.
Co to jest wydobywanie kryptowalut
Wydobywanie kryptowalut zapewnia bezpieczeństwo i decentralizację kryptowalut (takich jak Bitcoin) w oparciu o mechanizm konsensusu Proof of Work (PoW). Podczas tego procesu transakcje użytkowników są weryfikowane i dodawane do publicznej księgi blockchain. Zatem to właśnie wydobycie zapewnia funkcjonowanie Bitcoina bez potrzeby istnienia scentralizowanego organu.
Górnictwo odpowiada również za wprowadzanie do obiegu nowych monet. Jednocześnie wydobywanie kryptowalut jest ściśle regulowane przez zbiór zasad regulujących ten proces i zapobiegających samowolnemu tworzeniu nowych monet. Zasady te są wbudowane w podstawowe protokoły kryptowalut i mają zastosowanie do całej sieci składającej się z tysięcy węzłów.
Aby stworzyć nowe jednostki kryptowaluty, górnicy wykorzystują moc obliczeniową do rozwiązywania skomplikowanych zagadek kryptograficznych. Pierwszy górnik, który znajdzie rozwiązanie, dodaje swój blok do blockchainu i otrzymuje nagrodę za blok.
Jak działa wydobywanie kryptowalut?
Wszystkie nowe transakcje w blockchainie trafiają do tzw. puli pamięci. Zadaniem górnika jest weryfikacja ważności przetwarzanych transakcji i łączenie ich w bloki.
Blok można traktować jako stronę księgową łańcucha bloków, na której wprowadza się wiele transakcji (wraz z innymi danymi). W szczególności węzeł wydobywczy jest odpowiedzialny za zbieranie niepotwierdzonych transakcji z puli pamięci i łączenie ich w blok kandydujący.
Następnie górnik próbuje przekształcić swój blok kandydujący w blok potwierdzony. Aby to zrobić, konieczne jest znalezienie rozwiązania złożonego problemu matematycznego, zużywającego dużo mocy obliczeniowej. Za każdy pomyślnie utworzony blok górnik otrzymuje nagrodę składającą się z nowych jednostek kryptowaluty oraz opłat transakcyjnych. Następnie przyjrzymy się szczegółowo temu procesowi.
Krok 1: Haszowanie transakcji
W pierwszym etapie górnik pobiera oczekujące transakcje z puli pamięci i pojedynczo je miesza. Mieszając każdy fragment danych, górnik generuje wynik o stałym rozmiarze, zwany skrótem.
W kontekście eksploracji skrót każdej transakcji składa się z ciągu cyfr i liter, który służy jako identyfikator. Hash transakcji zawiera wszystkie informacje zawarte w tej transakcji.
Oprócz mieszania i potwierdzania każdej transakcji z osobna, górnik dodaje także własną transakcję, w której wysyła sobie nagrodę za blok. Transakcja ta nazywa się bazą monet i generuje nowe monety. W większości przypadków transakcja coinbase jest pierwszą transakcją dodaną do nowego bloku, po której następują wszystkie inne niepotwierdzone transakcje.
Krok 2: Utwórz drzewo Merkle
Po zaszyfrowaniu każdej transakcji skróty są zorganizowane w strukturę zwaną drzewem Merkle (lub drzewem skrótów). Drzewo Merkle tworzy się poprzez organizowanie skrótów transakcji w pary, a następnie ich mieszanie.
Uzyskane nowe skróty są następnie parowane i ponownie mieszane. Proces jest powtarzany aż do uzyskania jednego skrótu. Ten najnowszy hash jest również nazywany hashem głównym (lub rootem Merkle) i zawiera wszystkie poprzednie skróty, które zostały użyte do jego utworzenia.
Krok 3: Znalezienie prawidłowego nagłówka bloku (hash bloku)
Nagłówek bloku działa jak identyfikator każdego pojedynczego bloku, co oznacza, że każdy blok ma unikalny skrót. Tworząc nowy blok, górnicy łączą hash poprzedniego bloku z hashem głównym bloku kandydującego, aby utworzyć nowy hash bloku. Oprócz tego dodają także dowolną liczbę zwaną nonce.
Dlatego też, próbując zweryfikować blok kandydujący, górnik musi połączyć skrót główny, skrót poprzedniego bloku i wartość jednorazową, a następnie je zahaszować. Proces ten jest powtarzany aż do znalezienia prawidłowego skrótu.
Nie można zmienić skrótu głównego ani skrótu poprzedniego bloku, więc górnicy muszą zmieniać wartość jednorazową, dopóki nie zostanie znaleziony prawidłowy skrót. Ten skrót musi być mniejszy niż wartość docelowa zdefiniowana przez protokół. Podczas wydobywania w sieci Bitcoin skrót bloku musi zaczynać się od określonej liczby zer (nazywa się to trudnością wydobywania).
Krok 4. Przenieś blok
Jak się dowiedzieliśmy, górnicy muszą wielokrotnie hashować nagłówek bloku z różnymi wartościami jednorazowymi. Robią to, dopóki nie znajdą prawidłowego skrótu bloku, w którym to momencie górnik rozgłasza blok do sieci. Wszystkie pozostałe węzły sprawdzają ważność bloku i skrótu i jeśli wszystko się zgadza, dodają go do swojej kopii łańcucha bloków.
W tym momencie blok kandydujący zostaje potwierdzony i wszyscy górnicy przechodzą do wydobywania następnego. Ci górnicy, którym nie udało się znaleźć prawidłowego skrótu, usuwają swój blok kandydujący i zaczynają wszystko od nowa.
Co zrobić, jeśli wydobywane są jednocześnie dwa bloki?
Czasami dwóch górników przesyła ważny blok w tym samym czasie i w sieci pojawiają się dwa konkurujące ze sobą bloki. Następnie górnicy przechodzą do wydobywania następnego bloku na podstawie przesłanego bloku. Powoduje to (tymczasowe) rozdzielenie sieci na dwie wersje łańcucha bloków.
Rywalizacja trwa do momentu wydobycia następnego bloku, przed wszystkimi konkurującymi blokami. Po utworzeniu nowego bloku, poprzedni blok tego samego górnika zostanie uznany za zwycięski. Porzucony blok przez innego górnika nazywany jest sierotą lub wypuszczonym z łańcuchów. Wszyscy górnicy, którzy wybrali ten blok, przechodzą na zwycięski blok i kontynuują w jego oparciu wydobycie.
Co to jest trudność wydobycia
Stopień trudności wydobycia jest stale dostosowywany przez protokół, aby zapewnić stabilne tempo tworzenia nowych bloków, a co za tym idzie, przewidywalną emisję nowych monet. Trudność różni się w zależności od wielkości mocy obliczeniowej (hashrate) sieci.
Zatem za każdym razem, gdy do sieci dołączają nowi górnicy i wzrasta konkurencja, wzrasta trudność mieszania, zapobiegając skróceniu średniego czasu tworzenia bloku. I odwrotnie, jeśli wielu górników opuści sieć, trudność mieszania zmniejszy się, a utworzenie nowego bloku stanie się łatwiejsze. Takie korekty utrzymują stabilny czas tworzenia bloku, niezależnie od całkowitej mocy obliczeniowej sieci.
Rodzaje wydobywania kryptowalut
Istnieje kilka sposobów wydobywania kryptowaluty. Sprzęt i procesy wydobywcze stale się zmieniają w miarę udostępniania nowych urządzeń i algorytmów konsensusu. Zazwyczaj górnicy korzystają ze specjalistycznych urządzeń obliczeniowych do rozwiązywania złożonych równań kryptograficznych. Przyjrzyjmy się najczęstszym metodom wydobycia.
Wydobywanie za pomocą procesora
Wydobywanie jednostek centralnych (CPU) polega na używaniu procesora komputera do wykonywania mieszania w konsensusie PoW. We wczesnych latach istnienia Bitcoina koszt wydobycia i wymagania stawiane uczestnikom były dość niskie, a jego złożonością mógł obsłużyć procesor zwykłego komputera. W rezultacie każdy mógł wydobywać BTC i inne kryptowaluty.
Jednak wraz ze wzrostem liczby górników wzrósł hashrate sieci, a wraz z nim trudność w opłacalnym wydobyciu. Ponadto pojawienie się specjalistycznego sprzętu o większej mocy obliczeniowej sprawiło, że eksploracja na procesorach jest prawie niemożliwa. W tej chwili wydobywanie procesorów nie jest opłacalną opcją, ponieważ wszyscy górnicy korzystają ze specjalistycznego sprzętu.
Kopanie za pomocą GPU
Jednostki przetwarzania grafiki (GPU) są przeznaczone do jednoczesnego przetwarzania szerokiego zakresu operacji. Chociaż są one zwykle używane do gier wideo lub renderowania grafiki, można je również wykorzystać do wydobywania.
Procesory graficzne są stosunkowo niedrogie i w przeciwieństwie do sprzętu wydobywczego ASIC mogą wykonywać wiele różnych zadań. Można ich również używać do wydobywania niektórych altcoinów, ale wydajność będzie zależeć od algorytmu i trudności wydobycia.
Wydobywanie z ASIC
Układ scalony specyficzny dla aplikacji (ASIC) został zaprojektowany do jednego określonego celu. W przestrzeni kryptowalut jest to nazwa nadawana specjalistycznemu sprzętowi przeznaczonemu do wydobywania. Wydobywanie na urządzeniach ASIC jest bardzo wydajne, ale wymaga znacznych kosztów. Ponieważ sprzęt ASIC jest najnowocześniejszym sprzętem w technologii wydobywczej, takie platformy są znacznie droższe niż korzystanie z procesorów lub procesorów graficznych.
Ponadto w wyniku ciągłego rozwoju układów ASIC dotychczasowe modele szybko stają się przestarzałe i wymagają regularnej wymiany. Nawet bez kosztów energii elektrycznej konieczność zakupu nowych platform ASIC sprawia, że wydobycie za ich pomocą jest niezwykle kosztowne.
Basen górniczy
Ponieważ górnicy rywalizują o nagrodę za blok, prawdopodobieństwo znalezienia prawidłowego skrótu jest niezwykle niskie. Górnicy posiadający małą moc obliczeniową mają bardzo małe szanse na samodzielne znalezienie kolejnego bloku. Aby rozwiązać ten problem, stworzono baseny wydobywcze.
Pule wydobywcze to grupy górników, którzy łączą swoje zasoby (moc mieszającą) w celu zwiększenia prawdopodobieństwa znalezienia bloku i otrzymania nagrody. Jeśli w puli uda się znaleźć blok, górnicy w puli dzielą między siebie nagrodę w zależności od ilości wykonanej pracy.
Baseny wydobywcze są atrakcyjne dla niezależnych górników, ponieważ zmniejszają koszty sprzętu i energii elektrycznej, ale dominacja tych basenów w wydobyciu zwiększa ryzyko ataku na sieć nawet o 51%.
Co to jest wydobywanie Bitcoinów i jak to działa?
Bitcoin to najsłynniejsza kryptowaluta, która przetrwała próbę czasu. Bitcoiny można wydobywać za pomocą algorytmu konsensusu PoW.
PoW to mechanizm konsensusu blockchain stworzony przez Satoshi Nakamoto i wprowadzony w białej księdze Bitcoin z 2008 roku. PoW definiuje, w jaki sposób sieć blockchain osiąga konsensus wśród wszystkich rozproszonych uczestników bez udziału pośredników zewnętrznych. W ramach tego mechanizmu atakujący będą potrzebowali znacznej mocy obliczeniowej, aby przeprowadzić atak.
Jak wspomnieliśmy powyżej, górnicy sprawdzają transakcje w sieci PoW i rywalizują w rozwiązywaniu skomplikowanych zagadek kryptograficznych przy użyciu specjalistycznego sprzętu wydobywczego. Pierwszy górnik, któremu uda się znaleźć rozwiązanie tych problemów matematycznych, dodaje swój blok do blockchaina i otrzymuje nagrodę za blok.
Wielkość nagrody w postaci kryptowaluty zależy od użytego blockchainu. Na przykład od grudnia 2021 r. blockchain Bitcoin ma nagrodę za blok w wysokości 6,25 BTC. Bitcoin wykorzystuje mechanizm halvingu, który obcina nagrodę BTC o połowę co 210 000 bloków (mniej więcej co cztery lata).
Rentowność wydobycia kryptowalut w 2023 roku
Zarabianie na kryptowalutach jest całkowicie możliwe, ale wymaga dokładnych badań, zarządzania ryzykiem i badań. Trzeba też mądrze inwestować i brać pod uwagę koszty sprzętu, zmienność cen kryptowalut i ewentualne zmiany w protokole kryptowalut. Aby zapewnić ochronę, górnicy stosują techniki zarządzania ryzykiem i z wyprzedzeniem oceniają potencjalne koszty i korzyści związane z wydobyciem.
Rentowność wydobywania kryptowalut zależy od kilku czynników, jednym z nich są zmiany cen kryptowalut. Kiedy ceny rosną, wzrasta również fiatkowa wartość nagród za wydobycie. I odwrotnie, rentowność spadnie wraz ze spadkiem cen.
Wydajność sprzętu wydobywczego jest kluczowym czynnikiem decydującym o opłacalności wydobycia. Sprzęt wydobywczy może być drogi, dlatego górnicy muszą porównać koszt swoich platform z potencjalnym zyskiem, jaki mogą osiągnąć. Kolejnym ważnym czynnikiem jest koszt energii elektrycznej. Zbyt wysokie koszty energii elektrycznej mogą przekroczyć dochody i sprawić, że wydobycie stanie się nieopłacalne.
Ponadto sprzęt górniczy wymaga regularnej wymiany, ponieważ szybko się starzeje. Nowe modele będą bardziej produktywne, dlatego też górnicy bez możliwości finansowych na modernizację swoich platform nie będą w stanie pozostać konkurencyjni.
Ostatnią, ale nie najmniej ważną kwestią są zmiany na poziomie protokołu. Na przykład zmniejszenie o połowę ceny Bitcoina mogłoby wpłynąć na rentowność wydobycia, ponieważ zmniejszyłoby nagrodę za blok o połowę. Dodatkowo we wrześniu 2022 roku Ethereum całkowicie przeszło z mechanizmu konsensusu PoW na mechanizm Proof of Stake (PoS), całkowicie eliminując wydobycie z sieci.
Podsumowując
Wydobywanie kryptowalut jest ważną częścią Bitcoina i innych łańcuchów bloków PoW, zapewniając bezpieczeństwo tych sieci i stabilną emisję nowych monet. Ponadto górnictwo może stać się dla górników źródłem pasywnego dochodu. Więcej informacji znajdziesz w naszym artykule z instrukcją krok po kroku jak kopać kryptowalutę.
Wydobywanie ma swoje zalety i wady i przyciąga górników możliwością zarabiania na nagrodach za bloki. Na zyski z wydobycia wpływa jednak szereg czynników, w tym koszt energii elektrycznej i ceny rynkowe. Jeśli interesuje Cię wydobywanie kryptowalut, najpierw przeprowadź badania i oceń wszystkie potencjalne ryzyko.
Rekomendowane lektury
Co to są dozwolone i publiczne łańcuchy bloków?
Na czym polega stawka w kryptowalutach
Co to jest NFT
Ostrzeżenie o ryzyku i zastrzeżenie: Poniższe materiały są dostarczane „tak jak są”, bez jakiejkolwiek gwarancji, wyłącznie w celach informacyjnych i edukacyjnych. Informacji tych nie należy uważać za poradę finansową, poradę prawną ani rekomendację zakupu konkretnego produktu lub usługi. Powinieneś zasięgnąć porady u odpowiednich profesjonalnych doradców. Ponieważ ten artykuł został napisany przez autora będącego stroną trzecią, należy pamiętać, że wyrażone opinie są opiniami autora będącego stroną trzecią i niekoniecznie odzwierciedlają poglądy Akademii Binance. Aby uzyskać bardziej szczegółowe informacje, kliknij link. Wartość aktywów cyfrowych może być zmienna. Wartość zainwestowanych środków może rosnąć i spadać. Możesz nie odzyskać zainwestowanych środków. Ponosisz wyłączną odpowiedzialność za swoje decyzje inwestycyjne. Binance Academy nie ponosi odpowiedzialności za Twoje ewentualne straty. Informacje te nie stanowią porady finansowej, prawnej ani zawodowej. Aby dowiedzieć się więcej, przeczytaj nasze Warunki użytkowania i Informacje o ryzyku.