Kako funkcionira rudarenje Bitcoina?

• Bitcoini se rudare, a ne tiskaju.
• Računala diljem svijeta “rudare” kovanice natječući se međusobno.
• Bitcoin rudarenje je proces otkrivanja novih blokova, provjere transakcija i njihovog dodavanja u Bitcoin blockchain.
• Svaki put kada se otkrije novi blok, uspješnom rudaru se daje pravo da taj blok ispuni novim podacima o transakciji.
• U zamjenu za posvećivanje vremena i resursa izvršavanju ovog zadatka, rudari dobivaju besplatnu količinu novostvorenog bitcoina. Novostvoreni bitcoin poznat je kao “nagrada za blok”, kao i sve naknade vezane za transakcije koje pohranjuju u novim blokovima.
• Proces davanja uspješnim rudarima tek iskovanih bitcoina isključivo je način na koji novi novčići ulaze u optjecaj.

Zašto ljudi rudare bitcoin?

Dva su osnovna razloga zašto bi osoba ili tvrtka željela rudariti kriptovalutu poput bitcoina. Prvi je razlog šansa da zaradite nagrade za blok bitcoina (koji od 2022. iznosi 6,25 bitcoina – otprilike 210 000 USD.) Novi blokovi se otkrivaju otprilike svakih 10 minuta. Drugi je razlog sudjelovanje u osiguravanju i održavanju decentralizirane Bitcoin mreže.

Na koji način rudari bitcoina otkrivaju nove blokove?

Kako bi potvrdili i dodali nove transakcije u blockchain, rudari se moraju međusobno natjecati pomoću specijalizirane računalne opreme. Oni koriste svoju opremu za generiranje kodova fiksne duljine poznatih kao “haševi”. Kako bi otkrili sljedeći blok, rudari moraju generirati hash koji ima jednak ili veći broj nula ispred sebe od “ciljanog hasha.”

Ciljni hash je 64-znamenkasti heksadecimalni kod (koji se sastoji od brojeva 0-9 i slova A-F) koji svi rudari pokušavaju dobiti kako bi otkrili sljedeći blok.

Kao početnu točku, svi rudari uzimaju podatke iz prethodnog bloka, poznatog kao “zaglavlje bloka” – koje sadrži stvari poput vremenske oznake bloka, hash podataka prethodnog bloka i prazan prostor poznat. Većina podataka u zaglavlju bloka je fiksna, što znači da se ne može mijenjati, osim nonce. Nonce označava “broj koji se koristi samo jednom” i dio je prethodnog zaglavlja bloka koji rudari smiju podesiti. Zapamtite, samo promjena jednog bita unosa proizvodi potpuno drugačiji hash.

Zamršeno je to što se hashevi generiraju potpuno nasumično, što znači da je rudarima nemoguće znati hasheve prije nego što ih generiraju. Dakle, to je jednostavno slučaj pokušaja i pogrešaka dok netko ne pronađe pravu nonce vrijednost – poznatu kao “zlatni nonce”.

To je razlog zašto rudari moraju ulagati svoja računala, postoje i računala s integriranim krugom specifičnim za aplikacije (ASIC), koja mogu generirati trilijune hashova u sekundi.

Jednostavan način razmišljanja o rudarenju bitcoina je zamisliti da je svaki novi blok škrinja s blagom s kombiniranom bravom na sebi. Da biste dobili nagradu za blok bitcoina unutra i osvojili pravo na dodavanje novih podataka o transakciji u njega (i prikupljanje povezanih naknada), morate nastaviti okretati jedan od kotačića s brojevima na bravi (nonce) dok ne razbijete kombinaciju ( ciljani hash.)
Evo primjera kako bi ciljani hash mogao izgledati: 0000000000000000057fcc708cf0130d95e27c5819203e9f967ac56e4df598ee

Da biste vidjeli koliko je teško generirati hash s više nula na prednjoj strani od gornjeg ciljanog hasha, pokušajte sami stvoriti dobitni hash s ovim besplatnim online generatorom hash-a. Jednostavno upišite sve što želite u predviđeni okvir za tekst i provjerite proizvodi li hash s više od 17 nula na prednjoj strani!

Što je hash?

Hash je kriptografska matematička funkcija koja pretvara bilo koju poruku ili unos podataka u kod fiksne duljine. Zamislite to kao tehniku ​​šifriranja u kojoj se poruke matematički transponiraju u niz brojeva i slova fiksne duljine. Na primjer, hash za riječ “bok” bio bi točno iste dužine kao i hash cijelog teksta knjige o Harryju Potteru.

Ove hash funkcije su nepovratne, što znači da je nemoguće vratiti hash natrag na izvorni unos. Isti unos također će uvijek generirati isti slijed slova i brojeva. Na primjer, hash “bok” bit će isti kod svaki put. Svaki generirani kod također je potpuno jedinstven, što znači da je nemoguće proizvesti isti hash s dva različita ulaza.

U slučaju Bitcoina, blockchain koristi Secure Hash Algoritam 256 ili SHA 256 za generiranje izlaza od 256 bita ili 64 znaka, bez obzira na veličinu ulaza.

Koliko je vrijedno rudarenje bitcoina?

Za svaki novi blok dodan u blockchain, protokol – skup pravila programiranih u Bitcoin – pušta fiksnu količinu novoskovanih kovanica uspješnom rudaru. Ovaj sustav nagrađivanja blokova udvostručuje se kao mehanizam distribucije za Bitcoin.

Kao dio programiranih mjera koje je uveo Satoshi Nakamoto za postojano smanjenje broja bitcoina koji se s vremenom oslobađaju, kovanice se režu otprilike svake četiri godine, ili 210.000 blokova, u procesu poznatom kao “prepolovljenje bitcoina”. U 2009. godini, nagrada za blok je bila 50 BTC. Ova brojka je smanjena na 25 BTC u 2013. Posljednje prepolovljenje dogodilo se 2020., a nagrade za blok su pale sa 12,5 BTC na 6,25 BTC.

Imajte na umu da bitcoin ima ograničenje maksimalne količine od 21 milijun. Mi već imamo 18,9 milijuna kovanica u optjecaju. Nagrade za blok više se neće dijeliti nakon što 21 milijun BTC-a bude pušteno na tržište. Nakon što se to dogodi, rudari će moći zaraditi samo nagrade u obliku naknada za bitcoin transakcije.

Čak i uz ovu kombinaciju dva izvora prihoda, svaki rudar ne ostvaruje profit. Kako bi spojio kraj s krajem, zarada rudara mora premašiti iznos potrošen na struju, kupnju i održavanje rudarskih platformi (računala). Također, kako se težina rudarenja povećava, velike rudarske operacije prisiljene su proširiti ili nadograditi svoju opremu kako bi održale konkurentsku prednost.

Za većinu prosječnih rudara koji si ne mogu priuštiti ulaganje u skupu opremu, postoji mogućnost kombiniranja svojih resursa s drugim rudarima diljem svijeta. Svaki rudar pristaje podijeliti nagrade prema doprinosima svakog rudara. Ove mreže rudara nazivaju se “rudnički bazeni”.

Postoje, međutim, rijetki slučajevi u kojima su solo rudari uspješno rudarili blokove sami iz udobnosti svoga doma.

Poteškoće kod rudarenja Bitcoina

Važna stvar koju treba znati o Bitcoinu je da kada je Satoshi Nakamoto kreirao protokol, vrijeme otkrivanja ciljnog bloka bilo je 10 minuta. To znači da je rudaru trebalo otprilike 10 minuta da uspješno stvori pobjednički kod kako bi otkrio sljedeći blok.

Protokol Bitcoin ima mogućnost automatskog povećanja ili smanjenja složenosti procesa rudarenja ovisno o tome koliko se brzo ili sporo pronalaze blokovi.

Svaka dva tjedna, Bitcoin protokol automatski prilagođava ciljni hash kako bi rudarima otežao ili olakšao pronalaženje blokova. Ako traju predugo (više od 10 minuta), težina će se smanjiti; manje od 10 minuta, podesit će se prema gore. Točnije, protokol će povećati ili smanjiti broj nula na prednjoj strani. Ovo možda ne zvuči previše, ali samo dodavanje jedne nule ciljnom hashu čini kod znatno težim za nadmašiti, i obrnuto.

Suzbijanje rudarskih aktivnosti u Kini 2021. uzrokovalo je poteškoće u mreži bitcoina. To je kasnije dovelo do toga da su preostali rudari bitcoina prijavili značajan porast prihoda od rudarenja.

Iako aktivno sudjelovanje u Bitcoin mreži može biti vrlo isplativ pothvat, zahtjevi za električnom energijom i hardverom često ograničavaju njegovu profitabilnost – osobito za rudare s ograničenim resursima.

Zašto rudarenje bitcoina troši toliko energije?

Jedan od najvećih nedostataka Bitcoina je ogromna količina energije koju koristi za rudarenje novih kovanica, validaciju transakcija i osiguranje svoje mreže. Bitcoinov hash rate – mjera sve računske snage posvećene rudarenju novih kovanica – iznosi 183 exahash (Eh/s). To znači da rudari bitcoina zajednički pokušavaju probiti ciljni hash sljedećeg novog bloka 183 kvintiliona puta.

Prema Cambridge Bitcoin indeksu potrošnje električne energije (CBECI), ova aktivnost troši približno 131 TeraWatt sati (TWh) električne energije godišnje. To je više električne energije nego što država Ukrajina troši tijekom istog vremenskog razdoblja.

Glavni razlog za ovu ekstremnu potrošnju je taj što svaki put kada bitcoin poskupi, potiče nove rudare da se pridruže u borbi za osvajanje novih kovanica i prisiljava postojeće tvrtke da kupe više uređaja ili nadograde svoju opremu kako bi ostale konkurentne. Kada se to dogodi, povećava se količina računalne snage koja se koristi za rudarenje bitcoina što, zauzvrat, uzrokuje da protokol bitcoina povećava poteškoću tako da se blokovi nastavljaju otkrivati ​​stalnom brzinom svakih 10 minuta.

Prirodni nusprodukt ove povećane konkurencije je veća potrošnja energije. Što se više strojeva rudari bitcoin, to je veća zajednička potrošnja energije.