Bitcoin kasyba paaiškinta: blokai, atlygis, energija ir paskatos paprastais žodžiais

Kai siunčiate bitcoiną, jūsų operacija paskleidžiama tinkle ir laukia laikymo srityje, dažnai vadinamoje mempool. Kasėjai išsirenka operacijas iš šio telkinio ir sudėlioja jas į kandidatinį bloką kartu su specialiu pirmuoju įrašu, kuris apmoka kasėją. Blokas iš esmės yra operacijų partija ir kompaktiška antraštė, susiejanti jį su ankstesniu bloku.

Kad blokas būtų pridėtas prie grandinės, kasėjas turi rasti galiojantį „darbo įrodymą“ (proof of work): tokią bloko antraštės versiją, kurios kriptografinis pirštų atspaudas (jo maiša, angl. hash) yra mažesnis už tikslinę reikšmę. Kadangi maiša yra nenuspėjama, gudraus trumpesnio kelio nėra. Kasėjai tiesiog keičia mažą skaitiklį, vadinamą nonce, ir maišo iš naujo, vėl ir vėl, kol vienas bandymas atsitiktinai duoda pakankamai mažą skaičių.

Pirmasis galiojančią maišą radęs kasėjas paskleidžia bloką. Kiekvienas kitas dalyvis gali jį patikrinti akimirksniu, o kai blokas priimamas, jis tampa nauju grandinės viršumi, ant kurio visi statys toliau. Kiekvienas papildomas ant viršaus sudėtas blokas vadinamas patvirtinimu, ir daugiau patvirtinimų daro praėjusią operaciją vis sunkiau atšaukiamą.

Būtent taisyklė, kad bloko maiša turi būti mažesnė už tikslą, ir daro jos radimą sunkų. Sumažinus tikslą, galiojančių maišų būna mažiau, todėl vidutiniškai reikia daugiau bandymų. Tai ir yra „darbas“ darbo įrodyme: reali elektra, išleista realiems skaičiavimams.

Bitcoin siekia naujo bloko maždaug kas dešimt minučių. Prisijungiant vis daugiau skaičiavimo galios, blokai pradėtų atsirasti greičiau, todėl programinė įranga automatiškai perkoreguoja sudėtingumą maždaug kas dvi savaites (kas 2 016 blokų), kad vidurkis grįžtų link dešimties minučių. Jei kasybos galios sumažėja, sudėtingumas krinta. Šis save koreguojantis mechanizmas išlaiko emisiją pagal grafiką, nesvarbu, kiek įrenginių konkuruoja.

Laimėjęs kasėjas apmokamas dviem būdais. Pirmasis yra bloko subsidija: visiškai naujas bitcoinas, sukurtas paties protokolo ir išleistas per tą specialią pirmąją operaciją (coinbase). Antrasis yra operacijų mokesčių suma, kurią naudotojai prideda, kad jų mokėjimai būtų įtraukti.

Subsidija nėra fiksuota. 2009 m. ji prasidėjo nuo 50 BTC už bloką ir perpus sumažinama kas 210 000 blokų, maždaug kas ketverius metus, per įvykį, žinomą kaip halvingas. Ji laipsniškai krito iki 25, paskui 12,5, tada 6,25, o po 2024 m. halvingo – iki 3,125 BTC už bloką. Būtent dėl šio grafiko bendra pasiūla apribota maždaug 21 milijonu monetų.

Ilgainiui subsidija traukiasi link nulio, o operacijų mokesčiai sumanyti taip, kad sudarytų vis didesnę kasėjų uždarbio dalį. Šis laipsniškas perėjimas nuo naujai išleidžiamų monetų prie mokesčių yra vienas iš labiausiai stebimų ilgalaikių Bitcoin klausimų.

Kadangi laimėjimas priklauso nuo to, kas atlieka daugiau skaičiavimų nei konkurentai, kasyba visame pasaulyje sunaudoja daug elektros. Ta kaina nėra atsitiktinumas ar trūkumas, kurį reikėtų visiškai pašalinti optimizuojant; tai fizinis inkaras, dėl kurio istorijos perrašymas tampa brangus ir todėl nepraktiškas.

Elektra yra didžiausia nuolatinė kasėjo išlaida, todėl operatoriai nenuilstamai ieško pigiausios energijos, kokią tik gali rasti. Praktiškai tai pastūmėjo kasybą link hidroenergijos pertekliaus, apribotos vėjo ir saulės energijos bei kitos švaistomos energijos, pavyzdžiui, deginamų gamtinių dujų. Kai kurie operatoriai taip pat parduoda lankstumą elektros tinklams, išsijungdami piko paklausos metu.

Aplinkosaugos diskusija yra tikra ir neišspręsta. Kritikai atkreipia dėmesį į patį suvartojimo mastą ir kai kurių regionų anglies intensyvumą; šalininkai teigia, kad kasyba gali paversti pinigais įstrigusią ar švaistomą energiją ir padėti balansuoti tinklą. Sąžininga santrauka yra tokia: poveikis stipriai priklauso nuo to, kur ir kaip konkreti veikla gauna energiją, ir vaizdas nuolat keičiasi.

Gudriausia Bitcoin dalis yra ne pati maišos funkcija, o ją supanti paskatų struktūra. Laikymasis taisyklių duoda nuspėjamą atlygį. Bandymas sukčiauti, pavyzdžiui, mėginant atšaukti savo paties praeitas išlaidas, reikalautų pralenkti visą likusį tinklą skaičiavimo galia, o tai yra be galo brangu ir tikriausiai nuvertintų būtent tas monetas, kurių užpuolikas tikisi gauti.

Mazgai (nodes) savarankiškai tikrina kiekvieną bloką pagal konsensuso taisykles, o tinklas laiko autoritetinga tą grandinę, kurioje sukaupta daugiausiai darbo. Kasėjas, paskelbęs negaliojantį bloką, tiesiog jį atmeta ir praranda išleistą elektrą. Kitaip tariant, sąžiningumo neužtikrina pasitikėjimas ar valdžia; jis paverčiamas pelningiausiu pasirinkimu.

Būtent todėl bendra kasybos galia, arba maišos sparta (hash rate), dažnai naudojama kaip apytikslis rodiklis, kiek kainuotų ataka. Ji atspindi išlaidas saugumui, o ne kainą, nors ilgainiui šie du dalykai yra susiję.

Iš pradžių pelningai kasti galėjo įprasti centriniai procesoriai (CPU), o vėliau – vaizdo plokštės. Šiandien darbe dominuoja ASIC – lustai, sukurti nieko kito nedaryti, tik atlikti specifinį Bitcoin maišos skaičiavimą kuo efektyviau. Būtent dėl šios specializacijos naminė kasyba nešiojamuoju kompiuteriu nebėra realistiška, jei norima uždirbti reikšmingą atlygį.

Kadangi vienas įrenginys galėtų metų metus laukti, kol pats laimės bloką, dauguma kasėjų jungiasi į telkinius (pools). Telkinys sujungia daugelio dalyvių maišos galią, laimi blokus reguliariau ir padalija atlygį proporcingai kiekvieno nario įneštam darbui. Tai išlygina į loteriją panašų atsitiktinumą, paverčiant jį stabilesnėmis, mažesnėmis išmokomis.

Kasyba yra Bitcoin pasiūlos pusėje: ji lemia, kaip naujos monetos patenka į apyvartą ir kaip atsiskaitomos operacijos. Kaip ta nauja pasiūla sąveikauja su platesnėmis finansinėmis sąlygomis – atskiras rinkos konteksto klausimas. Į likvidumą orientuota analitikos priemonė, tokia kaip BIKENZO, kuri brėžia Global Liquidity Index kartu su Bitcoin kaina, gali padėti apibrėžti tą foną, nors ji apibūdina sąlygas, o ne pačios kasybos mechaniką.