Streszczenie
Wydobywanie kryptowalut weryfikuje i zatwierdza transakcje typu blockchain. Działalność ta to także proces tworzenia nowych jednostek kryptowaluty.
Praca wykonywana przez górników wymaga intensywnych zasobów obliczeniowych, ale to właśnie zapewnia bezpieczeństwo sieci blockchain.
Co to jest wydobywanie kryptowalut?
Wydobywanie kryptowalut zapewnia bezpieczeństwo i decentralizację kryptowalut, takich jak Bitcoin, które opierają się na mechanizmie konsensusu Proof of Work (PoW). Dzięki temu procesowi transakcje użytkowników są weryfikowane i dodawane do księgi publicznej blockchain. Dlatego wydobycie jest ważnym elementem, który pozwala Bitcoinowi funkcjonować bez potrzeby istnienia organu centralnego.
Działalność wydobywcza jest również odpowiedzialna za uzupełnienie istniejącej podaży monet. Jednak wydobywanie kryptowalut opiera się na zestawie zasad ze stałym kodem, który reguluje proces wydobywania i uniemożliwia komukolwiek arbitralne tworzenie nowych monet. Reguły te są zintegrowane z podstawowym protokołem kryptowaluty i egzekwowane przez całą sieć składającą się z tysięcy węzłów.
Aby stworzyć nowe jednostki kryptowaluty, górnicy wykorzystują swoją moc obliczeniową do rozwiązywania skomplikowanych zagadek kryptograficznych. Górnik, który jako pierwszy ułoży zagadkę, ma prawo dodać nowy blok transakcyjny do blockchainu i rozesłać go do sieci.
Jak działa kopanie kryptowalut?
Po utworzeniu nowe transakcje typu blockchain są wysyłane do puli zwanej pulą pamięci. Zadaniem górnika jest weryfikacja ważności oczekujących transakcji, a następnie organizowanie ich w bloki.
Możesz myśleć o bloku jako o stronie księgi blockchain. Rejestrowanych jest w nim kilka transakcji (wraz z innymi danymi). Mówiąc dokładniej, węzły wydobywcze są odpowiedzialne za zbieranie niepotwierdzonych transakcji z puli pamięci, a następnie składanie ich w bloki kandydujące.
Następnie górnicy próbują przekształcić te potencjalne bloki w potwierdzone, prawidłowe bloki. Aby tego dokonać, górnicy muszą rozwiązywać złożone problemy matematyczne, które wymagają dużych zasobów obliczeniowych. Jednak za każdy pomyślnie wydobyty blok górnik otrzymuje nagrodę za blok zawierającą nowo utworzoną kryptowalutę oraz opłaty transakcyjne. Dowiedzmy się, jak to działa.
Krok 1: Haszowanie transakcji
Pierwszym krokiem do wydobycia bloku jest pobranie oczekujących transakcji z puli pamięci, a następnie wysłanie ich jedna po drugiej za pomocą funkcji mieszającej. Za każdym razem, gdy fragment danych przechodzi przez funkcję mieszającą, pojawia się wynik o stałym rozmiarze, zwany skrótem.
W kontekście eksploracyjnym skrót każdej transakcji składa się z ciągu cyfr i liter, który służy jako identyfikator. Hash transakcji reprezentuje wszystkie informacje zawarte w tej transakcji.
Oprócz mieszania i osobnego wyświetlania każdej transakcji, górnicy dodają także transakcje niestandardowe. W tych transakcjach wysyłają do siebie nagrody blokowe. Transakcja ta nazywana jest transakcją coinbase, która tworzy nową monetę. W większości przypadków jest to pierwsza transakcja zarejestrowana w nowym bloku, po której następują wszystkie oczekujące transakcje oczekujące na zatwierdzenie.
Krok 2: Utwórz drzewo Merkle
Gdy każda transakcja zostanie poddana haszowaniu, skróty są organizowane w coś, co nazywa się drzewem Merkle (znanym również jako drzewo skrótów). Drzewa Merkle są generowane poprzez organizowanie skrótów transakcji w pary, a następnie ich mieszanie.
Następnie nowe wyniki mieszania są układane w pary, a następnie ponownie poddawane mieszaniu. Proces ten powtarza się aż do utworzenia skrótu. Ten ostatni skrót jest również nazywany skrótem głównym (lub korzeniem Merkle'a) i jest w zasadzie skrótem reprezentującym wszystkie poprzednie skróty użyte do jego wygenerowania.
Krok 3: Znajdź prawidłowy nagłówek bloku (hash bloku).
Nagłówek bloku służy jako identyfikator każdego oddzielnego bloku. Oznacza to, że każdy blok ma unikalny skrót. Tworząc nowy blok, górnicy łączą hash poprzedniego bloku z hashem głównym bloku kandydującego, aby utworzyć hash nowego bloku. Muszą także dodać dowolną liczbę znaną jako nonce.
W ten sposób, próbując sprawdzić poprawność bloku kandydującego, górnik musi połączyć skrót główny, skrót poprzedniego bloku i wartość jednorazową, a następnie przekazać je wszystkie do funkcji mieszającej. Ich celem jest robienie tego w kółko, aż uda im się utworzyć prawidłowy skrót.
Nie można zmienić skrótu głównego ani skrótu poprzedniego bloku, więc górnik musi kilkakrotnie zmieniać wartość jednorazową, aż znajdzie prawidłowy skrót. Aby sygnał wyjściowy (hash bloku) został uznany za ważny, musi być mniejszy niż pewna wartość docelowa zdefiniowana przez protokół. W wydobywaniu Bitcoinów hash bloku musi być poprzedzony określoną liczbą zer — nazywa się to trudnością wydobywania.
Krok 4: Wysyłanie wydobytego bloku
Jak już wiemy, górnicy muszą wielokrotnie hashować nagłówek bloku, używając różnych wartości jednorazowych. Robią to, dopóki nie znajdą prawidłowego skrótu bloku. Następnie górnik, który go znajdzie, wyemituje ten blok do sieci. Wszystkie pozostałe węzły sprawdzą, czy blok i jego skrót są prawidłowe. Jeśli tak, dodadzą nowy blok do swojej kopii łańcucha bloków.
W tym momencie blok kandydujący stał się blokiem potwierdzonym i wszyscy górnicy kontynuują wydobycie następnego bloku. Górnicy, którzy nie będą w stanie znaleźć prawidłowego skrótu na czas, odrzucą swoje bloki kandydujące i wyścig wydobywczy rozpocznie się od nowa.
Co się stanie, jeśli dwa bloki wejdą do wydobycia w tym samym czasie?
Czasami dwóch górników transmituje prawidłowe bloki w tym samym czasie, co kończy się na tym, że w sieci znajdują się dwa konkurujące ze sobą bloki. Następnie górnik może rozpocząć wydobycie kolejnego bloku w oparciu o blok otrzymany jako pierwszy, dzięki czemu sieć zostanie tymczasowo podzielona na dwie wersje blockchain.
Konkurencja między tymi blokami będzie trwała do momentu wydobycia kolejnego bloku na jednym z konkurujących bloków. Kiedy zostanie wydobyty nowy blok, którykolwiek z bloków będzie poprzednią sekwencją, zostanie uznany za zwycięski. Blok, który zostanie następnie porzucony, nazywany jest blokiem sierocym lub blokiem przestarzałym, więc wszyscy górnicy, którzy przejmą ten blok, przełączą się z powrotem do łańcucha wydobywczego zwycięskiego bloku.
Jaka jest trudność wydobycia?
Protokół regularnie reguluje stopień trudności wydobycia, aby zapewnić stałe tempo tworzenia nowych bloków, dzięki czemu emisja nowych monet jest stabilna i przewidywalna. Stopień trudności dostosowywany jest proporcjonalnie do ilości mocy obliczeniowej (hashrate) przeznaczonej dla sieci.
W ten sposób za każdym razem, gdy do sieci dołączy nowy górnik i wzrośnie konkurencja, trudność mieszania będzie rosła, tak że średni czas bloku nie będzie się zmniejszał. I odwrotnie, jeśli wielu górników opuści sieć, trudność mieszania zmniejszy się, dzięki czemu wydobywanie nowych bloków stanie się łatwiejsze. Ta regulacja utrzymuje stały czas bloku, niezależnie od całkowitej mocy mieszającej sieci.
Rodzaje wydobywania kryptowalut
Istnieje kilka sposobów wydobywania kryptowaluty. Narzędzia i procesy zmieniają się wraz z pojawieniem się nowego sprzętu i algorytmów konsensusu. Zazwyczaj górnicy używają specjalnych jednostek obliczeniowych do rozwiązywania złożonych równań kryptograficznych. Teraz przyjrzymy się niektórym z najpopularniejszych metod wydobycia.
Procesor górniczy
Wydobywanie jednostek centralnych (CPU) polega na używaniu procesora komputera do wykonywania funkcji mieszania wymaganych przez PoW. Na początku istnienia Bitcoina koszty i bariery wejścia dla górnictwa były niskie. Z trudnością poradzi sobie zwykły procesor, więc każdy może spróbować wydobywać BTC i inne kryptowaluty.
Jednak w miarę jak coraz więcej osób zaczyna wydobywać BTC, a współczynnik haszowania sieci wzrasta, opłacalne wydobycie staje się coraz trudniejsze. Ponadto pojawienie się dedykowanego sprzętu wydobywczego o większej mocy obliczeniowej ostatecznie sprawiło, że wydobycie procesorów stało się prawie niemożliwe. W dzisiejszych czasach wydobywanie procesorów nie jest już opłacalną opcją, ponieważ wszyscy górnicy korzystają ze specjalistycznego sprzętu.
GPU górnicze
Jednostki przetwarzania grafiki (GPU) są przeznaczone do jednoczesnego przetwarzania szerokiej gamy aplikacji. Chociaż procesory graficzne są zwykle używane do gier wideo lub renderowania obrazów, mogą być również używane do wydobywania.
Procesory graficzne są stosunkowo tanie i bardziej elastyczne niż popularny sprzęt wydobywczy ASIC. Do wydobywania wielu altcoinów można nadal używać procesorów graficznych, ale ich wydajność zależy od trudności wydobycia i algorytmu.
Górnictwo ASIC
Układy scalone specyficzne dla aplikacji (ASIC) zaprojektowano, aby osiągnąć jeden konkretny cel. W kryptografii termin ten odnosi się do specjalnego sprzętu przeznaczonego do wydobywania. Górnicze układy ASIC słyną z tego, że są bardzo wydajne, ale jednocześnie drogie. Ponieważ górnicy ASIC są w czołówce technologii wydobywczych, koszt jednostki jest znacznie wyższy niż koszt procesora lub karty graficznej.
Ponadto ciągły postęp w technologii ASIC może szybko sprawić, że starsze modele ASIC staną się nieopłacalne, co spowoduje konieczność ich regularnej wymiany. Nawet nie biorąc pod uwagę kosztów energii elektrycznej, wydobycie ASIC jest jednym z najdroższych sposobów wydobycia.
Kopanie w puli
Ponieważ pierwszy udany górnik otrzymuje nagrodę za blok, szanse na znalezienie prawidłowego skrótu są bardzo niskie. Górnicy posiadający niewielki procent mocy wydobywczej mają bardzo małe szanse na samodzielne odnalezienie kolejnego bloku. Wydobycie w kopalniach oferuje rozwiązanie tego problemu.
Pula wydobywcza to grupa górników, którzy łączą swoje zasoby (moc mieszającą), aby zwiększyć szanse na wygranie nagrody za blok. Kiedy ta pula pomyślnie znajdzie blok, górnicy w tej puli podzielą się nagrodami w zależności od ilości włożonej pracy.
Grupy wydobywcze mogą przynosić korzyści poszczególnym górnikom pod względem kosztów sprzętu i energii elektrycznej, ale ich dominacja w górnictwie wzbudziła obawy co do możliwości ataku 51% na sieć.
Co to jest wydobywanie bitcoinów i jak to działa?
Bitcoin jest najpopularniejszym i uznanym przykładem kryptowaluty, którą można wydobywać. Wydobywanie Bitcoina opiera się na algorytmie konsensusu PoW.
PoW to wczesny mechanizm konsensusu blockchain stworzony przez Satoshi Nakamoto i wprowadzony w białej księdze Bitcoin w 2008 roku. Krótko mówiąc, PoW definiuje, w jaki sposób sieć blockchain osiąga konsensus wśród wszystkich rozproszonych uczestników bez zewnętrznych pośredników. Osiąga się to poprzez wymaganie znacznej mocy obliczeniowej, aby zniechęcić przestępców.
Jak widzieliśmy, transakcje w sieciach PoW są weryfikowane przez górników, którzy rywalizują w rozwiązywaniu skomplikowanych zagadek kryptograficznych przy użyciu specjalistycznego sprzętu wydobywczego. Pierwszy górnik, który znajdzie prawidłowe rozwiązanie, może przesłać swój blok transakcji do łańcucha bloków, a następnie otrzymać nagrodę za blok.
Ilość kryptowalut w nagrodzie blokowej różni się w zależności od jednego łańcucha bloków. Na przykład na blockchainie Bitcoin górnicy mogą otrzymać nagrodę za blok w wysokości 6,25 BTC od marca 2023 r. Ze względu na mechanizm halvingu Bitcoina ilość BTC w nagrodzie za blok zmniejsza się o połowę co 210 000 bloków (mniej więcej co cztery lata).
Czy wydobywanie kryptowalut będzie opłacalne w 2023 roku?
Możesz zarabiać na wydobywaniu kryptowaluty, ale wymaga to oceny, zarządzania ryzykiem i badań. Działania te obejmują również inwestycje i ryzyko, takie jak koszty sprzętu, zmienność cen kryptowalut i zmiany protokołów kryptowalut. Aby złagodzić to ryzyko, górnicy często stosują praktyki zarządzania ryzykiem i oceniają potencjalne koszty i korzyści związane z wydobyciem przed rozpoczęciem.
Rentowność wydobywania kryptowalut zależy od kilku czynników. Jednym z nich są zmiany cen kryptowalut. Kiedy cena kryptowaluty rośnie, wzrasta również fiatkowa wartość nagród za wydobycie. I odwrotnie, rentowność może spaść wraz z obniżkami cen.
Wydajność sprzętu wydobywczego jest również ważnym czynnikiem decydującym o rentowności wydobycia. Sprzęt wydobywczy może być drogi, dlatego górnicy muszą zrównoważyć koszt sprzętu z potencjalnymi nagrodami, jakie może wygenerować. Kolejnym czynnikiem, który należy wziąć pod uwagę, są koszty energii elektrycznej. Jeśli będą zbyt wysokie, koszty te mogą przekroczyć przychody i sprawić, że wydobycie stanie się nieopłacalne.
Ponadto sprzęt wydobywczy może wymagać częstej modernizacji, ponieważ szybko staje się przestarzały. Nowy model będzie przewyższał stary. Jeśli górnikom zabraknie budżetu na modernizację swoich maszyn, będą mieli trudności z konkurencją.
Ostatnie, ale równie ważne, są zmiany zachodzące na poziomie protokołu. Na przykład halving Bitcoina może wpłynąć na rentowność wydobycia, zmniejszając nagrodę za wydobycie bloku o połowę. Ponadto we wrześniu 2022 r. Ethereum całkowicie przejdzie z mechanizmu PoW na mechanizm konsensusu Proof of Stake (PoS), co sprawi, że wydobycie nie będzie już konieczne.
Okładka
Wydobywanie kryptowalut jest ważną częścią Bitcoina i innych łańcuchów bloków PoW, ponieważ utrzymuje bezpieczeństwo sieci i stabilność emisji nowych monet. Poza tym wydobycie może generować pasywny dochód dla górników. Więcej informacji znajdziesz w naszym artykule zatytułowanym Jak wydobywać kryptowaluty, korzystając z instrukcji krok po kroku.
Górnictwo ma pewne zalety i wady. Najbardziej oczywistą zaletą jest potencjalny dochód z nagród blokowych. Na potencjał ten wpływa jednak wiele czynników, m.in. koszty energii elektrycznej i ceny rynkowe. Dlatego przed wydobyciem kryptowaluty powinieneś przeprowadzić własne badania (DYOR) i ocenić wszystkie potencjalne ryzyko.
Dalsze czytanie
Co to jest dozwolony i bez zezwolenia Blockchain?
Co to jest stakowanie w kryptowalutach?
Czym są NFT?
Zastrzeżenie i ostrzeżenie o ryzyku: Niniejsza treść jest prezentowana użytkownikowi w stanie „takim, jakim jest” wyłącznie w celach informacyjnych i edukacyjnych, bez jakiejkolwiek reprezentacji lub gwarancji. Treści te nie powinny być interpretowane jako porada finansowa, prawna lub inna profesjonalna, ani nie mają na celu rekomendowania zakupu jakiegokolwiek konkretnego produktu lub usługi. Powinieneś zasięgnąć porady u odpowiednich profesjonalnych doradców. Jeśli artykuł jest wkładem strony trzeciej, pamiętaj, że wyrażone poglądy są poglądami autora strony trzeciej i niekoniecznie odzwierciedlają poglądy Binance Academy. Aby uzyskać więcej informacji, prosimy o zapoznanie się z naszym pełnym zastrzeżeniem tutaj. Ceny aktywów cyfrowych mogą być zmienne. Wartość Twojej inwestycji może spaść lub wzrosnąć. Możesz nie odzyskać zainwestowanej kwoty. Ponosisz pełną odpowiedzialność za swoje decyzje inwestycyjne. Binance Academy nie ponosi odpowiedzialności za jakiekolwiek straty, które możesz ponieść. Materiał ten nie powinien być traktowany jako porada finansowa, prawna ani inna profesjonalna porada. Aby uzyskać więcej informacji, przeczytaj nasze Warunki użytkowania i Ostrzeżenie o ryzyku.