Krótka treść
Wydobywanie kryptowalut weryfikuje i zatwierdza transakcje typu blockchain. Dotyczy to również procesu tworzenia nowych jednostek kryptowaluty.
Chociaż praca wykonywana przez górników wymaga intensywnych obliczeń, to właśnie ona pomaga zachować bezpieczeństwo sieci blockchain.
Czym jest wydobywanie kryptowalut?
Wydobywanie kryptowalut promuje bezpieczeństwo i decentralizację kryptowalut, takich jak Bitcoin, które opierają się na mechanizmie konsensusu Proof of Work (PoW). Jest to proces, podczas którego transakcje użytkownika są weryfikowane i dodawane do publicznej księgi blockchain. Zatem wydobycie jest krytycznym elementem, który pozwala Bitcoinowi funkcjonować bez potrzeby istnienia organu centralnego.
Działalność wydobywcza jest również odpowiedzialna za dodanie monet do istniejącej podaży. Jednak wydobywanie kryptowalut opiera się na zestawie zakodowanych na stałe zasad, które regulują proces wydobywania i uniemożliwiają komukolwiek arbitralne tworzenie nowych monet. Reguły te są wbudowane w podstawowe protokoły kryptowalut i są 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 wydobywanie kryptowalut?
Gdy w łańcuchu bloków dokonywane są nowe transakcje, są one wysyłane do puli zwanej pulą pamięci (lub pulą pamięci). Zadaniem górnika jest sprawdzanie oczekujących transakcji i organizowanie ich w bloki.
Możesz myśleć o bloku jako o stronie księgi blockchain, która przechowuje wiele transakcji (wraz z innymi danymi). W szczególności węzły wydobywcze są odpowiedzialne za zbieranie niepotwierdzonych transakcji z puli pamięci i kompilowanie ich w blok kandydujący.
Następnie górnik próbuje zamienić ten blok kandydujący w ważny, potwierdzony blok. W tym celu górnik musi rozwiązać złożony problem matematyczny, który wymaga dużych zasobów obliczeniowych. Jednak za każdy pomyślnie wydobyty blok górnik otrzymuje nagrodę za blok składającą się z nowo utworzonych kryptowalut oraz opłaty transakcyjnej. Zobaczmy jak to działa.
Krok 1. Haszowanie transakcji
Pierwszym krokiem w wydobywaniu bloku jest pobranie oczekujących transakcji z puli pamięci i wysłanie ich jedna po drugiej za pomocą funkcji skrótu. Za każdym razem, gdy fragment danych przechodzi przez funkcję skrótu, generowany jest wynik o stałym rozmiarze, tj. skrót.
W kontekście eksploracji skrót każdej transakcji składa się z ciągu cyfr i liter, który pełni rolę identyfikatora. Hash transakcji reprezentuje wszystkie informacje zawarte w tej transakcji.
Oprócz mieszania i dodawania każdej transakcji z osobna, górnik dodaje także transakcję, w ramach której wysyła sobie nagrodę blokową. Ta transakcja nazywana jest transakcją coinbase i tworzy nowe monety. W większości przypadków ta transakcja jest pierwszą zapisaną w nowym bloku, po niej następują wszystkie oczekujące transakcje oczekujące na weryfikację.
Krok 2. Tworzenie drzewa Merkle
Po zaszyfrowaniu każdej transakcji skróty są organizowane w tak zwane drzewo Merkle (znane również jako drzewo skrótów). Drzewo Merkle jest tworzone poprzez łączenie skrótów transakcji w pary, a następnie ich mieszanie.
Nowe oryginalne wartości skrótu są następnie parowane i ponownie mieszane, a proces jest powtarzany, aż do wygenerowania pojedynczego kodu 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. Znalezienie prawidłowego nagłówka bloku (blok mieszający)
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 swojego bloku kandydującego, aby wygenerować nowy blok mieszający. Muszą także dodać dowolną liczbę zwaną liczbą jednorazową.
Zatem próbując zweryfikować kandydata na blok, górnik musi połączyć skrót główny, skrót poprzedniego bloku i wartość jednorazową, a następnie przeprowadzić je przez funkcję mieszającą. Ich celem jest robienie tego wielokrotnie, aż uda im się utworzyć prawidłowy skrót.
Nie można zmienić skrótu głównego ani skrótu poprzedniego bloku, więc górnicy muszą kilkakrotnie zmieniać wartość jednorazową, aż znajdą właściwy skrót. Aby wynik (hash bloku) został uznany za ważny, musi być mniejszy niż pewna wartość docelowa zdefiniowana przez protokół. Podczas wydobywania Bitcoina hash bloku musi zaczynać się od określonej liczby zer. Nazywa się to trudnością wydobycia.
Krok 4. Transmisja wydobytego bloku
Jak już widzieliśmy, górnicy muszą ponownie zaszyfrować nagłówek bloku, używając różnych wartości jednorazowych. Robią to, dopóki nie znajdą prawidłowego skrótu bloku, w którym to momencie górnik, który go znalazł, rozgłasza ten blok do sieci. Wszystkie pozostałe węzły sprawdzą, czy blok i jego skrót są prawidłowe, a jeśli tak, dodają nowy blok do swojej kopii łańcucha bloków.
W tym momencie kandydat na blok zostaje potwierdzony i wszyscy górnicy przechodzą do wydobycia kolejnego bloku. Górnicy, którzy nie mogli znaleźć prawidłowego skrótu na czas, odrzucają kandydata na blok i wyścig wydobywczy rozpoczyna się od nowa.
Co zrobić, jeśli wydobywane są jednocześnie dwa bloki?
Czasami dwóch górników transmituje ważny blok w tym samym czasie, a w sieci pojawiają się dwa konkurujące ze sobą bloki. Następnie górnicy rozpoczynają wydobywanie następnego bloku w oparciu o blok, który zdobyli jako pierwszy, co powoduje tymczasowe rozdzielenie sieci na dwie różne wersje łańcucha bloków.
Rywalizacja między tymi blokami trwa do momentu, gdy na jednym z konkurujących bloków zostanie wydobyty następny blok. Kiedy nowy blok zostanie wygrany, blok, który pojawił się przed nim, uważany jest za zwycięzcę. Blok, który jest następnie porzucony, nazywany jest blokiem osieroconym lub blokiem przestarzałym, co zmusza wszystkich górników, którzy wybrali ten blok, do powrotu do wydobywania blockchainu zwycięskiego bloku.
Jaka jest trudność wydobycia?
Stopień trudności wydobycia jest regularnie dostosowywany przez protokół, aby zapewnić stałe tempo tworzenia nowych bloków, a co za tym idzie, stabilne i przewidywalne uwalnianie nowych monet. Złożoność jest regulowana proporcjonalnie do ilości mocy obliczeniowej (hashrate) przydzielonej sieci.
Zatem za każdym razem, gdy do sieci przyłączają się nowi górnicy i wzrasta konkurencja, wzrasta trudność mieszania, zapobiegając skróceniu średniego czasu bloku. I odwrotnie, jeśli wielu górników opuści sieć, trudność mieszania maleje, co ułatwia wydobycie nowego bloku. Te regulacje utrzymują stały czas blokowania niezależnie od całkowitej mocy mieszającej sieci.
Rodzaje wydobywania kryptowalut
Istnieje kilka sposobów wydobywania kryptowalut. Sprzęt i procesy zmieniają się wraz z nowym sprzętem i algorytmami konsensusu. Z reguły górnicy korzystają ze specjalistycznych urządzeń obliczeniowych do rozwiązywania złożonych równań kryptograficznych. Teraz przyjrzymy się niektórym z najpopularniejszych metod wydobycia.
Wydobywanie procesorów
Wydobywanie jednostek centralnych (CPU) polega na wykorzystaniu procesora komputera do wykonywania funkcji skrótu wymaganych dla modelu PoW. Na początku istnienia Bitcoina koszty wydobycia i bariery wejścia były niskie, a jego złożonością mógł obsłużyć zwykły procesor, więc każdy mógł spróbować wydobywać BTC i inne kryptowaluty.
Jednak w miarę jak coraz więcej osób zaczęło wydobywać BTC, a hashrate sieci wzrósł, opłacalne wydobycie stawało się coraz trudniejsze. Ponadto pojawienie się specjalistycznego sprzętu wydobywczego o większej mocy obliczeniowej ostatecznie sprawiło, że wydobycie procesorów stało się praktycznie niemożliwe. Obecnie wydobywanie procesorów nie jest już opłacalną opcją, ponieważ wszyscy górnicy korzystają ze specjalistycznego sprzętu.
Wydobywanie GPU
Jednostki przetwarzania grafiki (GPU) są przeznaczone do jednoczesnego przetwarzania szerokiego zakresu aplikacji. Chociaż są one zwykle używane do gier wideo lub renderowania grafiki, można je również wykorzystać do wydobywania.
Procesory graficzne są stosunkowo niedrogie i bardziej elastyczne niż popularny sprzęt wydobywczy ASIC. Można ich używać do wydobywania niektórych altcoinów, ale ich skuteczność zależy od trudności wydobycia i algorytmu.
Wydobycie ASIC
Układ scalony specyficzny dla aplikacji (ASIC) jest zaprojektowany do jednego określonego celu. W kryptowalutach termin ten odnosi się do specjalistycznego sprzętu przeznaczonego do wydobywania. Wiadomo, że wydobycie ASIC jest bardzo wydajne, ale jednocześnie drogie. Ponieważ koparki ASIC to zaawansowane technologie wydobywcze, koszt sprzętu jest znacznie wyższy niż koszt procesora lub procesora graficznego.
Ponadto ciągłe doskonalenie technologii ASIC może szybko sprawić, że starsze modele ASIC staną się nieopłacalne i dlatego będą wymagały regularnej wymiany. Nawet wyłączając koszty energii, sprawia to, że wydobycie ASIC jest jednym z najdroższych sposobów wydobycia.
Baseny górnicze
Ponieważ pierwszy udany górnik otrzymuje nagrodę za blok, szansa na znalezienie prawidłowego skrótu jest niezwykle mała. Górnicy posiadający niewielki procent mocy wydobywczej mają niewielką szansę na samodzielne odkrycie kolejnego bloku. Baseny wydobywcze oferują rozwiązanie tego problemu.
Pule wydobywcze to grupy górników, którzy łączą swoje zasoby (moc mieszania), aby zwiększyć szansę na nagrodę za blok. Kiedy w puli uda się znaleźć blok, górnicy w puli dzielą się nagrodą w zależności od ilości pracy wykonanej przez każdego z nich.
Pule wydobywcze mogą przynosić korzyści poszczególnym górnikom pod względem kosztów sprzętu i energii, ale ich dominacja w górnictwie wzbudziła obawy dotyczące możliwego ataku 51% na sieć.
Co to jest wydobywanie Bitcoinów i jak to działa?
Bitcoin jest najpopularniejszym przykładem kryptowaluty, która sprawdziła się jako aktywo możliwe do wydobycia. Wydobywanie bitcoinów opiera się na algorytmie konsensusu PoW.
PoW to oryginalny mechanizm konsensusu blockchain stworzony przez Satoshi Nakamoto. Został on wprowadzony w białej księdze Bitcoina w 2008 roku. Krótko mówiąc, PoW definiuje, w jaki sposób sieć blockchain osiąga konsensus wśród wszystkich rozproszonych uczestników bez pośredników zewnętrznych. Osiąga się to dzięki temu, że odstraszanie atakujących wymaga znacznej mocy obliczeniowej.
Jak widzieliśmy, transakcje w sieci PoW są weryfikowane przez górników konkurujących w rozwiązywaniu skomplikowanych zagadek kryptograficznych przy użyciu specjalistycznego sprzętu wydobywczego. Pierwszy górnik, który znajdzie właściwe rozwiązanie, może przesłać swój blok transakcji do łańcucha bloków, aby otrzymać nagrodę za blok.
Ilość kryptowaluty w nagrodzie blokowej różni się w zależności od różnych łańcuchów bloków. Na przykład w łańcuchu bloków Bitcoin górnik może otrzymać 6,25 BTC jako nagrodę za blok (stan na marzec 2023 r.). Ze względu na mechanizm halvingu Bitcoina, ilość BTC w nagrodzie za blok jest zmniejszana o połowę co 210 000 bloków (mniej więcej co cztery lata).
Czy wydobywanie kryptowalut będzie opłacalne w 2023 roku?
Chociaż możliwe jest zarabianie pieniędzy na wydobywaniu kryptowalut, wymaga to dokładnego rozważenia, zarządzania ryzykiem i badań. Wydobywanie wiąże się również z inwestycjami i ryzykiem, takim jak koszty sprzętu, zmienność cen kryptowalut i zmiany protokołów kryptowalut. Aby zmniejszyć to ryzyko, górnicy często stosują techniki zarządzania ryzykiem i oceniają potencjalne koszty i korzyści związane z wydobyciem przed rozpoczęciem.
Rentowność wydobywania kryptowalut zależy od kilku czynników. Jednym z nich jest zmiana cen kryptowalut. Kiedy ceny kryptowalut rosną, rośnie też fiatkowa wartość nagród za wydobycie. I odwrotnie, rentowność może spaść wraz ze spadkiem cen.
Sprawność sprzętu górniczego jest także istotnym czynnikiem decydującym o opłacalności wydobycia. Sprzęt wydobywczy może być drogi, dlatego górnicy muszą zrównoważyć koszt sprzętu z potencjalnymi korzyściami, jakie może przynieść. Kolejnym czynnikiem, który należy wziąć pod uwagę, jest koszt energii elektrycznej. Jeśli jest zbyt wysoka, może przewyższyć zysk i sprawić, że wydobycie stanie się nieopłacalne.
Ponadto sprzęt górniczy może wymagać stosunkowo częstej modernizacji, ponieważ dość szybko staje się przestarzały. Nowe modele będą lepsze od starych, a jeśli górnicy nie będą mieli dość pieniędzy na modernizację swoich maszyn, prawdopodobnie będzie im trudno utrzymać konkurencyjność.
I wreszcie, zmiany zachodzą na poziomie protokołu. Na przykład halving Bitcoina może wpłynąć na rentowność wydobycia, ponieważ nagroda za wydobycie bloku zostanie zmniejszona o połowę. Ponadto we wrześniu 2022 r. Ethereum całkowicie przeszło z mechanizmu konsensusu PoW na mechanizm konsensusu Proof of Stake (PoS), dzięki czemu wydobycie stało się niepotrzebne.
Wyniki
Wydobywanie kryptowalut jest ważną częścią Bitcoina i innych łańcuchów bloków PoW, ponieważ pomaga utrzymać bezpieczeństwo sieci i ciągłe wypuszczanie nowych monet. Ponadto wydobycie może zapewnić górnikom dochód pasywny. Możesz dowiedzieć się więcej, korzystając z instrukcji krok po kroku w artykule Jak wydobywać kryptowalutę.
Wydobywanie ma pewne zalety i wady, z których najbardziej oczywistą jest potencjalny dochód z nagrody za blok. Wpływ na to ma jednak wiele czynników, m.in. koszt energii elektrycznej i ceny rynkowe. Dlatego zanim zaczniesz wydobywać kryptowalutę, powinieneś przeprowadzić własne badania (DYOR) i ocenić wszystkie potencjalne ryzyko.
Powiązane artykuły
Czym są ekskluzywne i inkluzywne łańcuchy bloków?
Na czym polega stakowanie kryptowalut?
Czym są NFT?
Zastrzeżenie i ostrzeżenie o ryzyku: Niniejsza treść jest dostarczana w stanie „takim, jakim jest” wyłącznie w celach informacyjnych i edukacyjnych, bez żadnych oświadczeń ani gwarancji. Nie należy jej interpretować jako porady finansowej, prawnej lub innej profesjonalnej i nie ma na celu rekomendowania zakupu żadnego konkretnego produktu lub usługi. Powinieneś zasięgnąć porady u odpowiednich profesjonalnych doradców. Jeśli artykuł został napisany przez autora zewnętrznego, pamiętaj, że wyrażone opinie są opiniami autora zewnętrznego i niekoniecznie odzwierciedlają opinie Akademii Binance. Aby uzyskać więcej informacji, zapoznaj się z naszym pełnym zastrzeżeniem. Ceny aktywów cyfrowych mogą być zmienne. Wartość Twojej inwestycji może spaść lub wzrosnąć, a Ty możesz nie odzyskać zainwestowanej kwoty. Ponosisz wyłączną odpowiedzialność za swoje decyzje inwestycyjne, a Binance Academy nie ponosi odpowiedzialności za jakiekolwiek straty, które możesz ponieść. Materiał ten nie powinien być interpretowany jako porada finansowa, prawna lub inna profesjonalna. Aby uzyskać więcej informacji, zapoznaj się z naszymi Warunkami użytkowania i Ostrzeżeniem o ryzyku.