Kuidas kaevandaja ploki ehitab ja lisab
Kui saadad bitcoini, edastatakse su tehing võrku ja see ootab ooteala, mida sageli nimetatakse mempooliks. Kaevandajad valivad sellest kogumist tehinguid ja panevad need kokku kandidaatplokiks koos erilise esimese kirjega, mis maksab kaevandajale. Plokk on sisuliselt tehingute partii pluss kompaktne päis, mis seob selle eelmise plokiga.
Ploki ahelasse lisamiseks peab kaevandaja leidma kehtiva „töötõendi“ (proof of work): ploki päise versiooni, mille krüptograafiline sõrmejälg (selle räsi) langeb allapoole sihtväärtust. Kuna räsi on ettearvamatu, pole ühtki nutikat otseteed. Kaevandajad lihtsalt muudavad väikest loendurit nimega nonce ja räsivad uuesti, ikka ja jälle, kuni mõni katse juhtub tekitama piisavalt väikese arvu.
Esimene kaevandaja, kes leiab kehtiva räsi, edastab ploki. Iga teine osaleja saab seda hetkega kontrollida ja pärast heakskiitmist saab sellest ahela uus tipp, millele kõik edasi ehitavad. Iga peale laotud lisaplokki nimetatakse kinnituseks ja rohkem kinnitusi muudab varasema tehingu järk-järgult üha raskemini tagasipööratavaks.
Töötõend ja raskusastme kohandamine
Reegel, et ploki räsi peab olema allpool sihtväärtust, ongi see, mis muudab selle leidmise raskeks. Sihi langetamine tähendab, et kehtivaid räsisid on vähem, seega on keskmiselt vaja rohkem katseid. See ongi „töö“ töötõendis: reaalne elekter, mis kulub reaalsele arvutusele.
Bitcoin sihib uut plokki umbes iga kümne minuti tagant. Kui võrku liitub rohkem arvutusvõimsust, hakkaksid plokid saabuma kiiremini, mistõttu tarkvara kohandab raskusastet automaatselt umbes iga kahe nädala tagant (iga 2016 ploki järel), et tõmmata keskmine tagasi kümne minuti poole. Kui kaevandusvõimsus lahkub, raskusaste langeb. See iseparandav mehhanism hoiab emissiooni graafikus, olenemata sellest, kui palju masinaid võistleb.
Plokitasu, tasud ja poolitamine
Võitnud kaevandajale makstakse kahel viisil. Esimene on plokitoetus: täiesti uus bitcoin, mille loob protokoll ise ja mis emiteeritakse selle erilise esimese tehingu (coinbase) kaudu. Teine on tehingutasude summa, mille kasutajad lisasid, et nende maksed sisse arvataks.
Toetus ei ole fikseeritud. See algas 2009. aastal 50 BTC-st ploki kohta ja poolitatakse iga 210 000 ploki järel, umbes iga nelja aasta tagant, sündmusel, mida tuntakse poolitamisena. See on langenud 25-le, seejärel 12,5-le, seejärel 6,25-le ja pärast 2024. aasta poolitamist 3,125 BTC-le ploki kohta. See ajakava on põhjus, miks kogupakkumine on piiratud umbes 21 miljoni mündiga.
Aja jooksul kahaneb toetus nulli poole ja tehingutasud on kavandatud moodustama suuremat osa sellest, mida kaevandajad teenivad. See järkjärguline üleminek värskelt emiteeritud müntidelt tasudele on üks Bitcoini enim jälgitud pikaajalisi küsimusi.
Energiakasutus ja odava voolu jaht
Kuna võitmine sõltub konkurentidest rohkema arvutuse tegemisest, tarbib kaevandamine kogu maailmas suurel hulgal elektrit. See kulu ei ole juhus ega viga, mis tuleks täielikult optimeerimisega kõrvaldada; see on füüsiline ankur, mis muudab ajaloo ümberkirjutamise kulukaks ja seega ebapraktiliseks.
Elekter on kaevandaja suurim jooksev kulu, mistõttu operaatorid otsivad halastamatult kõige odavamat voolu, mida leida saavad. Praktikas on see suunanud kaevandamise ülemäärase hüdroenergia, piiratud tuule- ja päikeseenergia ning muul viisil raisatud energia, näiteks põletatud maagaasi poole. Mõned operaatorid müüvad ka paindlikkust elektrivõrkudele tagasi, lülitades tippnõudluse ajal seadmed välja.
Keskkonnadebatt on tõeline ja lahendamata. Kriitikud osutavad tarbimise puhtale mahule ja mõne piirkonna süsinikumahukusele; pooldajad väidavad, et kaevandamine suudab rahaks muuta lõksus või raisatud energia ja toetada võrgu tasakaalustamist. Aus kokkuvõte on, et mõju sõltub tugevalt sellest, kus ja kuidas antud tegevus oma voolu ammutab, ja pilt muutub jätkuvalt.
Stiimulid: miks kaevandamine hoiab Bitcoini ausana
Bitcoini nutikas osa ei ole räsimine ise, vaid selle ümber olev stiimulite struktuur. Reeglite järgi mängimine toob etteaimatava tasu. Petmise katse, näiteks püüdes tühistada oma varasemat kulutamist, nõuaks ülejäänud võrgu arvutuslikku ületamist, mis on tohutult kulukas ja tõenäoliselt kahandaks väärtust just neil müntidel, mida ründaja loodab võita.
Sõlmed kontrollivad iga plokki sõltumatult konsensusreeglite vastu ja võrk käsitleb autoriteetsena seda ahelat, millel on kõige rohkem kogunenud tööd. Kaevandaja, kes avaldab kehtetu ploki, näeb lihtsalt selle tagasilükkamist ja kaotab kulutatud elektri. Teisisõnu ei jõustata ausust usalduse ega autoriteedi kaudu; see on tehtud kõige kasumlikumaks valikuks.
See on ka põhjus, miks kaevandamise koguvõimsust ehk räsikiirust (hash rate) kasutatakse sageli jämeda näitajana selle kohta, kui kulukas rünnak oleks. See peegeldab pigem turvakulutusi kui hinda, kuigi need kaks on pikas perspektiivis omavahel seotud.
Kogumid, ASIC-id ja milline kaevandamine tänapäeval välja näeb
Alguses said tavalised protsessorid ja seejärel graafikakaardid kasumlikult kaevandada. Tänapäeval domineerivad töös ASIC-id, kiibid, mis on ehitatud tegema ainult Bitcoini konkreetset räsiarvutust nii tõhusalt kui võimalik. See spetsialiseerumine on põhjus, miks kodune kaevandamine sülearvutil ei ole enam realistlik tähendusrikaste tasude teenimiseks.
Kuna üks masin võib oodata aastaid, et üksinda plokk võita, liituvad enamik kaevandajaid kogumitega (pools). Kogum ühendab paljude osalejate räsivõimsuse, võidab plokke regulaarsemalt ja jagab tasu vastavalt tööle, mille iga liige panustas. See silub loteriilaadse juhuslikkuse ühtlasemateks, väiksemateks väljamakseteks.
Kaevandamine asub Bitcoini pakkumise poolel: see reguleerib, kuidas uued mündid ringlusse jõuavad ja kuidas tehingud lõplikult teostuvad. Kuidas see uus pakkumine suhestub laiemate finantstingimustega, on eraldi turukonteksti küsimus. Likviidsusele keskenduv analüütiline vaade nagu BIKENZO, mis kannab graafikule globaalse likviidsuse indeksi Bitcoini hinna suhtes, võib aidata seda tausta raamistada, ehkki see kirjeldab tingimusi, mitte kaevandamise enda mehaanikat.