BIKENZO

Perlombongan Bitcoin dijelaskan: blok, ganjaran, tenaga dan insentif dalam istilah mudah

Perlombongan Bitcoin ialah proses berdaya saing yang mana komputer khusus menggabungkan transaksi yang menunggu ke dalam satu blok dan berlumba untuk mencari penyelesaian kriptografi yang sah; pemenang menambah blok ke dalam blockchain dan memperoleh bitcoin yang baru diterbitkan serta yuran transaksi, dan ganjaran itulah yang sebenarnya membayar keselamatan rangkaian.

"Perlombongan" (mining) ialah perkataan yang sedikit mengelirukan. Tiada apa-apa yang digali. Apa yang sebenarnya berlaku lebih hampir kepada satu loteri global yang berterusan, yang mana komputer berkuasa tinggi mengulang pengiraan matematik yang mudah bertrilion kali sesaat, cuba menjadi yang pertama menemui satu nombor yang mematuhi peraturan yang ketat. Pemenang memperoleh hak untuk menulis halaman seterusnya bagi lejar berkongsi Bitcoin dan mengutip ganjaran kerana berbuat demikian. Artikel ini menelusuri apa yang sebenarnya dilakukan oleh pelombong, bagaimana ganjaran blok dan "halving" berjadualnya berfungsi, mengapa perlombongan menggunakan begitu banyak elektrik, dan bagaimana insentif disusun supaya perkara termurah yang boleh dilakukan oleh pelombong adalah mematuhi peraturan.

Bagaimana seorang pelombong membina dan menambah blok

Apabila anda menghantar bitcoin, transaksi anda disiarkan ke rangkaian dan menunggu di kawasan simpanan yang sering dipanggil mempool. Pelombong memilih transaksi daripada kumpulan ini dan menyusunnya menjadi blok calon, bersama satu entri pertama khas yang membayar pelombong. Sesebuah blok pada asasnya ialah satu kelompok transaksi ditambah pengepala padat yang memautkannya kepada blok sebelumnya.

Untuk menambah blok ke dalam rantai, pelombong perlu menemui "bukti kerja" (proof of work) yang sah: satu versi pengepala blok yang cap jari kriptografinya (cincangannya, atau hash) jatuh di bawah nilai sasaran. Oleh sebab cincangan tidak dapat diramal, tiada jalan pintas yang bijak. Pelombong hanya menukar satu pembilang kecil yang dipanggil nonce dan mencincang semula, berulang kali, sehingga satu percubaan kebetulan menghasilkan nombor yang cukup kecil.

Pelombong pertama yang menemui cincangan yang sah menyiarkan blok tersebut. Setiap peserta lain boleh menyemaknya dalam sekelip mata, dan sebaik sahaja diterima, ia menjadi hujung baharu rantai yang akan dibina oleh semua orang seterusnya. Setiap blok tambahan yang ditindan di atasnya dipanggil pengesahan, dan lebih banyak pengesahan menjadikan transaksi lampau semakin sukar untuk diterbalikkan.

Bukti kerja dan pelarasan kesukaran

Peraturan bahawa cincangan sesebuah blok mesti di bawah sasaran itulah yang menjadikannya sukar untuk ditemui. Menurunkan sasaran bermakna lebih sedikit cincangan sah yang wujud, jadi lebih banyak percubaan diperlukan secara purata. Inilah "kerja" dalam bukti kerja: elektrik sebenar yang dibelanjakan untuk pengiraan sebenar.

Bitcoin mensasarkan satu blok baharu kira-kira setiap sepuluh minit. Apabila lebih banyak kuasa pengkomputeran menyertai rangkaian, blok akan mula tiba lebih pantas, jadi perisian secara automatik menyasar semula kesukaran kira-kira setiap dua minggu (setiap 2,016 blok) untuk menarik purata kembali ke arah sepuluh minit. Jika kuasa perlombongan berkurangan, kesukaran menurun. Mekanisme membetul diri ini mengekalkan penerbitan mengikut jadual tidak kira berapa banyak mesin yang bersaing.

Ganjaran blok, yuran dan halving

Pelombong yang menang dibayar dalam dua cara. Yang pertama ialah subsidi blok: bitcoin yang benar-benar baharu yang dicipta oleh protokol itu sendiri dan diterbitkan melalui transaksi pertama khas itu (coinbase). Yang kedua ialah jumlah yuran transaksi yang dilampirkan oleh pengguna untuk memasukkan pembayaran mereka.

Subsidi itu tidak tetap. Ia bermula pada 50 BTC setiap blok pada tahun 2009 dan dipotong separuh setiap 210,000 blok, kira-kira setiap empat tahun, dalam satu peristiwa yang dikenali sebagai halving. Ia telah menurun secara berperingkat kepada 25, kemudian 12.5, seterusnya 6.25, dan selepas halving 2024 kepada 3.125 BTC setiap blok. Jadual inilah sebab bekalan keseluruhan dihadkan pada kira-kira 21 juta syiling.

Dari masa ke masa subsidi mengecil menuju sifar, dan yuran transaksi direka untuk membentuk bahagian yang lebih besar daripada pendapatan pelombong. Peralihan beransur-ansur daripada syiling yang baru diterbitkan kepada yuran ini ialah salah satu persoalan jangka panjang Bitcoin yang paling banyak diperhatikan.

Penggunaan tenaga dan pemburuan kuasa murah

Oleh sebab kemenangan bergantung pada melakukan lebih banyak pengiraan daripada pesaing, perlombongan menggunakan sejumlah besar elektrik di seluruh dunia. Kos itu bukan satu kebetulan atau kecacatan yang perlu dioptimumkan sehingga hilang sepenuhnya; ia ialah sauh fizikal yang menjadikan penulisan semula sejarah mahal dan oleh itu tidak praktikal.

Elektrik ialah kos berterusan terbesar bagi seorang pelombong, jadi para pengendali tanpa henti mencari kuasa termurah yang mereka boleh temui. Dalam amalan, itu telah menolak perlombongan ke arah lebihan hidro, kuasa angin dan suria yang dikurangkan, serta tenaga terbuang lain seperti gas asli yang disuluh (flared). Sesetengah pengendali juga menjual fleksibiliti kembali kepada grid kuasa dengan mematikan mesin semasa permintaan puncak.

Perdebatan alam sekitar adalah tulen dan belum selesai. Pengkritik menunjukkan skala penggunaan yang besar dan keamatan karbon di sesetengah wilayah; penyokong berhujah bahawa perlombongan boleh mengewangkan tenaga yang terperangkap atau terbuang dan menyokong pengimbangan grid. Rumusan yang jujur ialah kesannya banyak bergantung pada di mana dan bagaimana sesuatu operasi mendapatkan kuasanya, dan gambaran itu terus berubah.

Insentif: mengapa perlombongan mengekalkan Bitcoin jujur

Bahagian yang bijak dalam Bitcoin bukanlah pencincangan itu sendiri tetapi struktur insentif di sekelilingnya. Mematuhi peraturan memperoleh ganjaran yang boleh diramal. Cuba menipu, contohnya dengan cuba menerbalikkan perbelanjaan lampau anda sendiri, akan memerlukan mengatasi kuasa pengiraan seluruh rangkaian yang lain, yang teramat mahal dan berkemungkinan menyusutkan nilai syiling yang cuba diperoleh oleh penyerang itu sendiri.

Nod (nodes) mengesahkan setiap blok secara bebas terhadap peraturan konsensus, dan rangkaian menganggap rantai dengan kerja terkumpul paling banyak sebagai berwibawa. Seorang pelombong yang menerbitkan blok tidak sah hanya akan ditolak dan kehilangan elektrik yang dibelanjakan. Dengan kata lain, kejujuran tidak dikuatkuasakan oleh kepercayaan atau autoriti; ia dijadikan pilihan yang paling menguntungkan.

Inilah juga sebab jumlah kuasa perlombongan, atau kadar cincangan (hash rate), sering digunakan sebagai anggaran kasar bagi betapa mahalnya sesuatu serangan. Ia mencerminkan perbelanjaan keselamatan dan bukan harga, walaupun kedua-duanya berkaitan dalam jangka panjang.

Kumpulan (pool), ASIC dan rupa perlombongan hari ini

Pada awalnya, CPU biasa dan kemudian kad grafik boleh melombong secara menguntungkan. Hari ini kerja itu dikuasai oleh ASIC, cip yang dibina semata-mata untuk melakukan pengiraan cincangan khusus Bitcoin secekap mungkin. Pengkhususan inilah sebab perlombongan di rumah menggunakan komputer riba tidak lagi realistik untuk memperoleh ganjaran yang bermakna.

Oleh sebab sebuah mesin tunggal mungkin menunggu bertahun-tahun untuk memenangi satu blok dengan sendirinya, kebanyakan pelombong menyertai kumpulan (pool). Sebuah kumpulan menggabungkan kuasa cincangan ramai peserta, memenangi blok dengan lebih kerap, dan membahagikan ganjaran mengikut kadar kerja yang disumbangkan oleh setiap ahli. Ini melicinkan kerawakan seperti loteri menjadi bayaran yang lebih mantap dan lebih kecil.

Perlombongan berada di sisi bekalan Bitcoin: ia menentukan bagaimana syiling baharu memasuki peredaran dan bagaimana transaksi diselesaikan. Bagaimana bekalan baharu itu berinteraksi dengan keadaan kewangan yang lebih luas adalah persoalan berasingan tentang konteks pasaran. Satu pandangan analitik yang berfokus pada kecairan seperti BIKENZO, yang memplot Global Liquidity Index terhadap harga Bitcoin, boleh membantu membingkai latar belakang itu, walaupun ia menggambarkan keadaan dan bukan mekanik perlombongan itu sendiri.

FAQ

Berapa lama masa yang diperlukan untuk melombong satu Bitcoin?
Tiada jawapan tetap, kerana bitcoin tidak dilombong satu syiling pada satu masa. Rangkaian menghasilkan satu blok kira-kira setiap sepuluh minit, dan blok itu pada masa ini membayar subsidi 3.125 BTC serta yuran kepada seorang pemenang. Bahagian seorang pelombong individu bergantung pada kuasa cincangannya berbanding orang lain, dan itulah sebabnya kebanyakan orang melombong melalui kumpulan (pool) dan menerima bayaran kecil yang kerap, bukannya syiling penuh.
Bolehkah saya masih melombong Bitcoin secara menguntungkan di rumah?
Bagi kebanyakan orang, tidak. Perlombongan berdaya saing kini memerlukan perkakasan ASIC yang dibina khas dan, yang paling penting, elektrik yang sangat murah, kerana kuasa ialah kos yang dominan. Peminat hobi masih boleh menjalankan mesin kecil untuk mempelajari cara sistem berfungsi, tetapi memperoleh pulangan yang bermakna di rumah adalah sukar dan banyak bergantung pada harga elektrik tempatan, kecekapan perkakasan dan harga Bitcoin, yang semuanya berubah-ubah.
Apa yang berlaku apabila kesemua 21 juta bitcoin telah dilombong?
Subsidi blok mengecil dengan setiap halving dan dijangka mencapai sifar secara berkesan sekitar tahun 2140. Selepas itu, pelombong akan dibayar sepenuhnya melalui yuran transaksi dan bukannya syiling yang baru diterbitkan. Sama ada yuran sahaja akan membiayai keselamatan yang mencukupi adalah persoalan terbuka yang aktif diperdebatkan, bukan fakta yang telah dimuktamadkan.
Adakah perlombongan Bitcoin membazir tenaga?
Ia menggunakan sejumlah besar tenaga secara sengaja (by design), kerana kos itulah yang menjadikan rangkaian mahal untuk diserang. Sama ada itu merupakan pembaziran adalah dipertikaikan: kesannya bergantung pada sumber tenaga, dan sesetengah perlombongan menggunakan tenaga lebihan, yang dikurangkan atau yang disuluh (flared), manakala operasi lain bergantung pada grid yang berkeamatan karbon tinggi. Perinciannya berbeza mengikut lokasi dan terus berkembang.
Apa itu kumpulan perlombongan (mining pool)?
Kumpulan perlombongan ialah sekumpulan pelombong yang menggabungkan kuasa pengkomputeran mereka untuk menemui blok dengan lebih konsisten. Apabila kumpulan itu memenangi satu blok, ganjaran dibahagikan dalam kalangan ahli mengikut kadar kerja yang disumbangkan oleh setiap seorang. Kumpulan menukar peluang kecil untuk ganjaran solo yang besar dengan bayaran yang lebih mantap, lebih kecil dan lebih boleh diramal.
Apa itu kadar cincangan (hash rate) dan mengapa ia penting?
Kadar cincangan mengukur berapa banyak percubaan pencincangan yang dilakukan oleh rangkaian sesaat, mencerminkan jumlah kuasa pengkomputeran yang ditumpukan kepada perlombongan. Kadar cincangan yang lebih tinggi secara amnya bermakna rangkaian yang lebih selamat, kerana menterbalikkan sejarah akan memerlukan mengatasi kesemua pengiraan itu. Ia sering digunakan sebagai penunjuk kasar bagi perbelanjaan keselamatan, walaupun ia bukan peramal langsung bagi harga.

A Bitcoin liquidity terminal. Global central-bank liquidity, plotted against the Bitcoin price, in one screen.

Minta pratonton