Как майнърът изгражда и добавя блок
Когато изпращате bitcoin, вашата транзакция се излъчва в мрежата и изчаква в зона за задържане, често наричана mempool. Майнърите избират транзакции от този пул и ги сглобяват в блок кандидат, заедно със специален първи запис, който плаща на майнъра. Един блок по същество е партида от транзакции плюс компактен хедър, който го свързва с предходния блок.
За да добави блока към веригата, майнърът трябва да намери валидно „доказателство за работа“ (proof of work): версия на хедъра на блока, чийто криптографски отпечатък (неговият хеш) пада под целева стойност. Тъй като един хеш е непредсказуем, няма умен пряк път. Майнърите просто променят малък брояч, наречен nonce, и хешват отново и отново, докато някой опит случайно не даде достатъчно малко число.
Първият майнър, който намери валиден хеш, излъчва блока. Всеки друг участник може да го провери за миг, а веднъж приет, той става новият връх на веригата, върху който всички следващо надграждат. Всеки допълнителен блок, натрупан отгоре, се нарича потвърждение, а повече потвърждения правят една минала транзакция все по-трудна за отмяна.
Доказателство за работа и корекцията на трудността
Правилото, че хешът на блока трябва да е под целева стойност, е това, което прави намирането му трудно. Понижаването на целта означава, че съществуват по-малко валидни хешове, така че средно са нужни повече опити. Това е „работата“ в доказателството за работа: реална електроенергия, изразходвана за реални изчисления.
Bitcoin се стреми към нов блок приблизително на всеки десет минути. С включването на повече изчислителна мощ в мрежата блоковете биха започнали да пристигат по-бързо, затова софтуерът автоматично пренасочва трудността приблизително на всеки две седмици (на всеки 2016 блока), за да върне средната стойност обратно към десет минути. Ако изчислителна мощ напусне, трудността намалява. Този самокоригиращ се механизъм поддържа емисията по график, независимо колко машини се състезават.
Наградата за блок, таксите и халвингът
Печелившият майнър получава плащане по два начина. Първият е субсидията за блок: чисто нов bitcoin, създаден от самия протокол и емитиран чрез онази специална първа транзакция (coinbase). Вторият е сумата от таксите за транзакции, прикрепени от потребителите, за да бъдат включени плащанията им.
Субсидията не е фиксирана. Тя започна с 50 BTC на блок през 2009 г. и се намалява наполовина на всеки 210 000 блока, приблизително на всеки четири години, при събитие, известно като халвинг. Тя се понижи до 25, после 12,5, после 6,25, а след халвинга през 2024 г. до 3,125 BTC на блок. Този график е причината общото предлагане да е ограничено до около 21 милиона монети.
С течение на времето субсидията се свива към нула, а таксите за транзакции са замислени така, че да съставляват все по-голям дял от това, което майнърите печелят. Това постепенно предаване от новоемитирани монети към такси е един от най-наблюдаваните дългосрочни въпроси на Bitcoin.
Потреблението на енергия и търсенето на евтин ток
Тъй като спечелването зависи от извършването на повече изчисления от конкурентите, добивът консумира голямо количество електроенергия по света. Този разход не е случайност или недостатък, който да бъде напълно оптимизиран; той е физическата котва, която прави пренаписването на историята скъпо и следователно непрактично.
Електроенергията е най-големият текущ разход на майнъра, затова операторите неуморно търсят най-евтиния ток, който могат да намерят. На практика това е насочило добива към излишна водноелектрическа енергия, ограничена вятърна и слънчева енергия и иначе разхищавана енергия, като изгарян природен газ. Някои оператори също продават гъвкавост обратно на електроенергийните мрежи, като изключват по време на пиково търсене.
Екологичният дебат е реален и нерешен. Критиците сочат самия мащаб на потреблението и въглеродната интензивност на някои региони; поддръжниците твърдят, че добивът може да монетизира изолирана или разхищавана енергия и да подпомага балансирането на мрежата. Честното обобщение е, че въздействието силно зависи от това къде и как дадена операция черпи енергията си, и картината продължава да се променя.
Стимули: защо добивът поддържа Bitcoin честен
Умната част на Bitcoin не е самото хеширане, а структурата на стимулите около него. Играенето по правилата носи предвидима награда. Опитът да измамиш, например като се опиташ да отмениш собствено минало харчене, би изисквал да надминеш изчислително останалата част от мрежата, което е изключително скъпо и вероятно би обезценило точно онези монети, които атакуващият се надява да спечели.
Възлите независимо проверяват всеки блок спрямо правилата за консенсус, а мрежата третира веригата с най-много натрупана работа като меродавна. Майнър, който публикува невалиден блок, просто вижда как той се отхвърля и губи изразходваната електроенергия. С други думи, честността не се налага чрез доверие или власт; тя е направена най-печелившият избор.
Това е и причината общата изчислителна мощ за добив, или хешрейтът, често да се използва като груб заместител на това колко скъпа би била една атака. Той отразява разходите за сигурност, а не цената, макар че двете са свързани в дългосрочен план.
Пулове, ASIC-и и как изглежда добивът днес
В началото обикновените процесори, а после видеокартите можеха да добиват печелившо. Днес работата е доминирана от ASIC-и — чипове, изградени да не правят нищо друго освен специфичното хеш изчисление на Bitcoin възможно най-ефективно. Тази специализация е причината домашният добив на лаптоп вече да не е реалистичен за печелене на значими награди.
Тъй като една-единствена машина може да чака години, за да спечели блок самостоятелно, повечето майнъри се присъединяват към пулове. Един пул обединява изчислителната мощ на много участници, печели блокове по-редовно и разделя наградата пропорционално на работата, която всеки член е допринесъл. Това изглажда лотарийната случайност в по-стабилни, по-малки плащания.
Добивът стои на страната на предлагането на Bitcoin: той управлява как новите монети влизат в обращение и как се уреждат транзакциите. Как това ново предлагане взаимодейства с по-широките финансови условия е отделен въпрос на пазарен контекст. Аналитичен изглед, фокусиран върху ликвидността, като BIKENZO, който начертава Индекс на глобалната ликвидност спрямо цената на Bitcoin, може да помогне да се очертае този фон, макар че той описва условия, а не механиката на самия добив.