Hogyan épít fel és ad hozzá egy blokkot a bányász
Amikor bitcoint küldesz, a tranzakciódat szétküldik a hálózatnak, és egy várakozási területen vár, amelyet gyakran mempoolnak neveznek. A bányászok tranzakciókat választanak ki ebből a készletből, és jelöltblokká állítják össze őket egy különleges első bejegyzéssel együtt, amely a bányásznak fizet. Egy blokk lényegében tranzakciók kötege, plusz egy tömör fejléc, amely az előtte lévő blokkhoz kapcsolja.
Ahhoz, hogy a blokkot hozzáadja a lánchoz, a bányásznak érvényes "munkabizonyítékot" (proof of work) kell találnia: a blokk fejlécének olyan változatát, amelynek kriptográfiai ujjlenyomata (a hashe) egy célérték alá esik. Mivel a hash kiszámíthatatlan, nincs ravasz rövidítés. A bányászok egyszerűen módosítanak egy nonce nevű kis számlálót, és újra és újra hasht számolnak mindaddig, amíg egy próbálkozás véletlenül elég kis számot nem eredményez.
Az első bányász, aki érvényes hasht talál, szétküldi a blokkot. Minden más résztvevő egy pillanat alatt ellenőrizni tudja, és amint elfogadják, a lánc új csúcsa lesz, amelyre mindenki a következőt építi. Minden további, a tetejére rakott blokkot megerősítésnek (confirmation) neveznek, és több megerősítéssel egy korábbi tranzakciót fokozatosan egyre nehezebb visszafordítani.
Munkabizonyíték és a nehézség kiigazítása
Az a szabály, hogy egy blokk hashének a célérték alatt kell lennie, teszi nehézzé a megtalálását. A cél csökkentése azt jelenti, hogy kevesebb érvényes hash létezik, így átlagosan több próbálkozásra van szükség. Ez a "munka" a munkabizonyítékban: valódi áram, amelyet valódi számításra fordítanak.
A Bitcoin nagyjából tízpercenként céloz meg egy új blokkot. Ahogy egyre több számítási teljesítmény csatlakozik a hálózathoz, a blokkok gyorsabban kezdenének érkezni, ezért a szoftver körülbelül kéthetente (minden 2016 blokk után) automatikusan újrahangolja a nehézséget, hogy az átlagot visszahúzza a tíz perc felé. Ha bányászati teljesítmény távozik, a nehézség csökken. Ez az önjavító mechanizmus tartja ütemben a kibocsátást, függetlenül attól, hány gép versenyez.
A blokkjutalom, a díjak és a felezés
A győztes bányász kétféleképpen kap fizetést. Az első a blokktámogatás (block subsidy): vadonatúj bitcoin, amelyet maga a protokoll hoz létre, és azon a különleges első tranzakción (a coinbase-en) keresztül bocsát ki. A második a felhasználók által csatolt tranzakciós díjak összege, amelyekkel elérik, hogy fizetéseik bekerüljenek.
A támogatás nem rögzített. 2009-ben blokkonként 50 BTC-vel indult, és 210 000 blokkonként, nagyjából négyévente feleződik, egy felezésnek (halving) nevezett eseményben. Lépcsőzetesen 25-re, majd 12,5-re, majd 6,25-re csökkent, a 2024-es felezés után pedig blokkonként 3,125 BTC-re. Ez az ütemterv az oka annak, hogy a teljes kínálat körülbelül 21 millió érmére van korlátozva.
Idővel a támogatás nullához közelít, a tranzakciós díjakat pedig úgy tervezték, hogy egyre nagyobb részt tegyenek ki abból, amit a bányászok keresnek. Ez a fokozatos átadás a frissen kibocsátott érmékről a díjakra a Bitcoin egyik leginkább figyelt hosszú távú kérdése.
Energiafelhasználás és az olcsó áram utáni hajsza
Mivel a győzelem attól függ, hogy több számítást végzel-e, mint a versenytársak, a bányászat világszerte nagy mennyiségű áramot fogyaszt. Ez a költség nem véletlen vagy hiba, amelyet teljesen ki kellene optimalizálni; ez az a fizikai horgony, amely drágává, és ezáltal életszerűtlenné teszi a történelem átírását.
Az áram a bányász legnagyobb folyamatos költsége, ezért az üzemeltetők könyörtelenül keresik a legolcsóbb áramot, amit csak találnak. A gyakorlatban ez a bányászatot a felesleges vízenergia, a visszafogott szél- és napenergia, valamint az egyébként elpazarolt energia, például a fáklyázott földgáz felé terelte. Egyes üzemeltetők rugalmasságot is visszaadnak az áramhálózatoknak azzal, hogy csúcskereslet idején lekapcsolnak.
A környezetvédelmi vita valós és eldöntetlen. A kritikusok a fogyasztás puszta méretére és egyes régiók szén-dioxid-intenzitására mutatnak rá; a támogatók azzal érvelnek, hogy a bányászat pénzzé teheti a leragadt vagy elpazarolt energiát, és támogathatja a hálózat kiegyensúlyozását. A tisztességes összegzés az, hogy a hatás nagyban függ attól, hol és hogyan nyeri egy adott üzem az áramát, és a kép folyamatosan változik.
Ösztönzők: miért tartja a bányászat becsületesen a Bitcoint
A Bitcoin zseniális része nem maga a hashelés, hanem a köré épülő ösztönzőszerkezet. A szabályok betartása kiszámítható jutalmat hoz. A csalás megkísérlése, például a saját korábbi költésed visszafordítására tett kísérlet, megkövetelné, hogy túlszámold a hálózat többi részét, ami rendkívül drága, és valószínűleg elértéktelenítené épp azokat az érméket, amelyeket a támadó remél megszerezni.
A csomópontok (nodes) függetlenül ellenőriznek minden blokkot a konszenzusszabályokkal szemben, és a hálózat a legtöbb felhalmozott munkát tartalmazó láncot tekinti mérvadónak. Egy bányász, aki érvénytelen blokkot tesz közzé, egyszerűen visszautasítást kap, és elveszíti az elköltött áramot. Más szóval a becsületességet nem bizalom vagy tekintély kényszeríti ki; azt tették a legjövedelmezőbb lehetőséggé.
Ez az oka annak is, hogy a teljes bányászati teljesítményt, azaz a hash rátát, gyakran durva közelítésként használják arra, milyen költséges lenne egy támadás. Ez a biztonságra fordított kiadást tükrözi, nem az árat, bár a kettő hosszú távon összefügg.
Poolok, ASIC-ek és hogyan néz ki ma a bányászat
Kezdetben a hagyományos processzorok (CPU-k), majd a videokártyák nyereségesen tudtak bányászni. Ma a munkát az ASIC-ek uralják, olyan chipek, amelyeket arra építettek, hogy semmi mást ne csináljanak, csak a Bitcoin specifikus hash-számítását a lehető leghatékonyabban. Ez a specializáció az oka annak, hogy az otthoni bányászat laptopon már nem reális az érdemi jutalmak megszerzéséhez.
Mivel egyetlen gép akár évekig is várhatna arra, hogy egyedül nyerjen egy blokkot, a legtöbb bányász poolokhoz csatlakozik. Egy pool sok résztvevő hash-teljesítményét egyesíti, rendszeresebben nyer blokkokat, és a jutalmat annak arányában osztja el, amennyi munkát az egyes tagok hozzájárultak. Ez a lottószerű véletlenszerűséget kiegyenlítettebb, kisebb kifizetésekké simítja.
A bányászat a Bitcoin kínálati oldalán helyezkedik el: azt szabályozza, hogyan kerülnek forgalomba az új érmék, és hogyan rendeződnek a tranzakciók. Az, hogy ez az új kínálat hogyan hat kölcsön a tágabb pénzügyi feltételekkel, a piaci kontextus külön kérdése. Egy likviditásra fókuszáló elemzési nézet, mint amilyen a BIKENZO, amely egy globális likviditási indexet (Global Liquidity Index) ábrázol a Bitcoin árához viszonyítva, segíthet keretbe foglalni ezt a hátteret, bár a feltételeket írja le, nem magának a bányászatnak a mechanikáját.