Kopalnia bitcoinów

Kopalnia bitcoinów
16 października 2020

Jest szansa, że ​​usłyszysz wyrażenie „wydobywanie bitcoinów”, a Twój umysł zacznie wędrować ku zachodnim fantazjom o kilofach, brudu i uderzaniu bogatym. Jak się okazuje, ta analogia nie jest zbyt odległa.

O wiele mniej efektowne, ale równie niepewne, wydobywanie bitcoinów jest wykonywane przez komputery o dużej mocy, które rozwiązują złożone obliczeniowe problemy matematyczne (to znaczy tak złożone, że nie można ich rozwiązać ręcznie, a nawet wystarczająco skomplikowane, aby opodatkować nawet niewiarygodnie potężne komputery). Szczęście i praca wymagana przez komputer do rozwiązania jednego z tych problemów to cyfrowy odpowiednik górnika uderzającego złoto w ziemię – podczas kopania w piaskownicy. W chwili pisania tego tekstu szansa, że ​​komputer rozwiąże jeden z tych problemów, wynosi około 1 do 16 bilionów, ale o tym później.

Wynik „wydobywania bitcoinów” jest dwojaki. Po pierwsze, kiedy komputery rozwiązują te złożone problemy matematyczne w sieci Bitcoin, wytwarzają nowe bitcoiny, podobnie jak w przypadku operacji wydobywczej wydobywającej złoto z ziemi. Po drugie, rozwiązując obliczeniowe problemy matematyczne, górnicy bitcoinów sprawiają, że sieć płatności Bitcoin jest godna zaufania i bezpieczna, weryfikując informacje o transakcjach.

Jest duża szansa, że ​​to wszystko miało tylko tyle sensu. Aby dokładniej wyjaśnić, jak działa wydobywanie bitcoinów, zacznijmy od procesu, który jest nieco bliższy: regulacji drukowanej waluty.

Podstawy Bitcoin: Czym różni się Bitcoin od tradycyjnych walut

Konsumenci zwykle ufają drukowanym walutom, przynajmniej w Stanach Zjednoczonych. Dzieje się tak, ponieważ dolar amerykański jest wspierany przez bank centralny zwany Rezerwą Federalną. Oprócz wielu innych obowiązków, Rezerwa Federalna reguluje produkcję nowych pieniędzy, a rząd federalny ściga użycie fałszywej waluty. Wcześniejsze    

Nawet płatności cyfrowe przy użyciu dolara amerykańskiego są obsługiwane przez centralny organ. Na przykład, gdy dokonujesz zakupu online przy użyciu karty debetowej lub kredytowej, transakcja ta jest przetwarzana przez firmę przetwarzającą płatności, taką jak Mastercard lub Visa. Oprócz rejestrowania historii transakcji firmy te sprawdzają, czy transakcje nie są fałszywe, co jest jednym z powodów, dla których Twoja karta debetowa lub kredytowa może zostać zawieszona podczas podróży.

Z drugiej strony Bitcoin nie jest regulowany przez centralny organ. Zamiast tego Bitcoin jest obsługiwany przez miliony komputerów na całym świecie zwanych „węzłami”. Ta sieć komputerów pełni tę samą funkcję, co Rezerwa Federalna, Visa i Mastercard, ale z kilkoma kluczowymi różnicami. Węzły przechowują informacje o wcześniejszych transakcjach i pomagają zweryfikować ich autentyczność. Jednak w przeciwieństwie do tych organów centralnych, węzły Bitcoin są rozproszone po całym świecie i rejestrują dane transakcji na publicznej liście, do której każdy, nawet Ty, ma dostęp.

Podstawy Bitcoin: Co to jest kopanie kryptowalut?

Kiedy ktoś wysyła Bitcoin w dowolne miejsce, nazywamy to „transakcją”. Transakcje dokonywane w sklepie lub online są dokumentowane przez banki, systemy punktów sprzedaży i fizyczne pokwitowania. Kopacze bitcoinów osiągają ten sam efekt bez tych instytucji, łącząc transakcje w „bloki” i dodając je do publicznego rejestru zwanego „blockchain”. Węzły następnie przechowują zapisy tych bloków, aby można je było zweryfikować w przyszłości.

Kiedy górnicy bitcoinów dodają nowy blok transakcji do łańcucha bloków, częścią ich pracy jest upewnienie się, że te transakcje są dokładne. (Więcej o magii tego, jak to się dzieje w ciągu sekundy). W szczególności górnicy bitcoinów upewniają się, że bitcoin nie jest duplikowany, co jest unikalnym dziwactwem walut cyfrowych zwanym „podwójnym wydatkiem”. W przypadku walut drukowanych fałszerstwo jest zawsze problemem, ale ogólnie rzecz biorąc, gdy wydasz 20 USD w sklepie, rachunek jest w rękach sprzedawcy. Jednak w przypadku waluty cyfrowej to inna historia.

Informacje cyfrowe można odtworzyć stosunkowo łatwo, więc w przypadku Bitcoin i innych walut cyfrowych istnieje ryzyko, że wydawca może wykonać kopię swojego bitcoina i wysłać go innej osobie, wciąż trzymając oryginał. Wróćmy na chwilę do drukowanej waluty i powiedzmy, że ktoś próbował zduplikować ich 20-dolarowy rachunek, aby wydać oryginał i podróbkę w sklepie spożywczym. Gdyby urzędnik wiedział, że klienci kopiują pieniądze, wystarczyłoby spojrzeć na numery seryjne rachunków. Gdyby numery były identyczne, urzędnik wiedziałby, że pieniądze zostały zduplikowane. Ta analogia jest podobna do tego, co robi kopacz bitcoinów, gdy weryfikuje nowe transakcje. Gdyby ktoś z powodzeniem wydał dwa razy bitcoiny, musiałby przejąć 51% mocy wydobywczej w sieci. Gdy Bitcoin rośnie,staje się to coraz trudniejsze, a początkowy koszt osiągnięcia czegoś takiego byłby astronomiczny i prawie niemożliwy.

Nagradzanie górników

Ponieważ aż 300000 zakupów i sprzedaży odbyło się w ciągu jednego dnia od sierpnia 2020 r., Weryfikacja każdej z tych transakcji może być jednak dużym nakładem pracy dla górników, co daje jeszcze jedną kluczową różnicę między kopaczami bitcoinów a Rezerwą Federalną, Mastercard lub Visa. W ramach rekompensaty za swoje wysiłki górnicy otrzymują bitcoiny za każdym razem, gdy dodają nowy blok transakcji do łańcucha blokowego.

Ilość nowych bitcoinów wydanych z każdym wydobytym blokiem nazywana jest „nagrodą za blok”. Nagroda blokowa jest zmniejszana o połowę co 210 000 bloków lub mniej więcej co 4 lata. W 2009 roku było to 50. W 2013 roku było to 25, w 2018 było to 12,5, aw maju 2020 spadło o połowę do 6,25.

Ważny

  • Bitcoin po raz trzeci zmniejszył o połowę swoją nagrodę za wydobycie 11 maja 2020 r.
  • Od tej daty minie około 1458 dni, zanim sieć osiągnie czwartą połowę, co daje nagrodę za wydobycie zaledwie 3,125 Bitcoinów na blok.

System będzie działał do około 2140 roku. W tym momencie górnicy zostaną nagrodzeni opłatami za przetwarzanie transakcji, które zapłacą użytkownicy sieci. Te opłaty zapewniają, że górnicy nadal mają motywację do wydobywania i utrzymywania sieci. Chodzi o to, że konkurencja o te opłaty spowoduje, że pozostaną one na niskim poziomie po zakończeniu o połowę.

Te połówki zmniejszają tempo tworzenia nowych monet, a tym samym zmniejszają dostępną podaż. Może to mieć pewne konsekwencje dla inwestorów, ponieważ inne aktywa o niskiej podaży, takie jak złoto, mogą mieć wysoki popyt i powodować wzrost cen. Przy tym tempie zmniejszania się o połowę całkowita liczba bitcoinów w obiegu osiągnie limit 21 milionów, co sprawi, że waluta będzie całkowicie ograniczona i potencjalnie bardziej wartościowa w czasie. Wcześniejsze  

Jak działa wydobywanie bitcoinów?

Oto haczyk. Aby kopacze bitcoinów faktycznie zarabiali bitcoiny na weryfikacji transakcji, muszą wystąpić dwie rzeczy. Najpierw muszą zweryfikować transakcje o wartości 1 megabajta (MB), które teoretycznie mogą być tak małe jak 1 transakcja, ale częściej kilka tysięcy, w zależności od tego, ile danych przechowuje każda transakcja. To jest łatwa część.

Po drugie, aby dodać blok transakcji do łańcucha bloków, górnicy muszą rozwiązać złożony problem matematyczny obliczeniowy, zwany także „dowodem pracy”. W rzeczywistości próbują wymyślić 64-cyfrową liczbę szesnastkową, zwaną „hashem”, która jest mniejsza lub równa docelowej wartości hash. Zasadniczo komputer górnika wypluwa skróty z szybkością megahashów na sekundę (MH / s), gigahashów na sekundę (GH / s), a nawet teraszy na sekundę (TH / s) w zależności od jednostki, zgadując wszystkie możliwe 64- cyfry, aż dojdą do rozwiązania. Innymi słowy, to hazard.

Poziom trudności ostatniego bloku z sierpnia 2020 roku to ponad 16 bilionów. Oznacza to, że prawdopodobieństwo, że komputer wygeneruje wartość skrótu poniżej celu, wynosi 1 do 16 bilionów. Ujmując to z perspektywy, prawdopodobieństwo wygrania kumulacji Powerball za pomocą jednego kuponu na loterię jest około 44,500 razy większe, niż wybranie prawidłowego hasha za jednym razem. Na szczęście kopalne systemy komputerowe wypluwają o wiele, wiele więcej możliwości mieszania. Niemniej jednak wydobywanie bitcoinów wymaga ogromnych ilości energii i wyrafinowanych platform obliczeniowych, ale o tym również później.

Poziom trudności jest dostosowywany co 2016 bloków lub mniej więcej co 2 tygodnie w celu utrzymania stałego tempa wydobywania. Oznacza to, że im więcej górników rywalizuje o rozwiązanie, tym trudniejszy będzie problem. Jest też odwrotnie. Jeśli moc obliczeniowa zostanie odłączona od sieci, trudność dostosowuje się w dół, aby ułatwić wydobycie.

Wyjaśnij to jakbym miał pięć lat (ELI5)

Oto pomocna analogia do rozważenia:

„Powiedzmy, że powiem trzem znajomym, że myślę o liczbie od 1 do 100, i piszę tę liczbę na kartce papieru i zaklejam w kopercie. Moi przyjaciele nie muszą musi być pierwszą osobą, która zgadnie jakąkolwiek liczbę, która jest mniejsza lub równa liczbie, o której myślę. I nie ma ograniczeń co do tego, ile trafią.

„Powiedzmy, że myślę o liczbie 19. Jeśli Przyjaciel A zgadnie 21, przegrywa, ponieważ 21> 19. Jeśli Przyjaciel B zgaduje 16, a Przyjaciel C – 12, to obaj teoretycznie doszli do realnych odpowiedzi, ponieważ 16 Jak Czy możesz konkurować z milionami górników?

Jeśli 1 na 16 bilionów nie wydaje się wystarczająco trudny, jak jest, oto haczyk. Górnicy bitcoinów nie tylko muszą wymyślić odpowiedni hash, ale także muszą być pierwszymi, którzy to zrobią.

Ponieważ wydobywanie bitcoinów jest zasadniczo zgadywaniem, znalezienie właściwej odpowiedzi, zanim inny górnik będzie miał prawie wszystko związane z tym, jak szybko Twój komputer może generować hashe. Jeszcze dziesięć lat temu wydobywanie bitcoinów można było przeprowadzić w sposób konkurencyjny na zwykłych komputerach stacjonarnych. Z czasem jednak górnicy zdali sobie sprawę, że karty graficzne powszechnie używane w grach wideo są bardziej efektywne i zaczęli dominować w grze. W 2013 roku górnicy bitcoinów zaczęli używać komputerów zaprojektowanych specjalnie do wydobywania kryptowaluty tak wydajnie, jak to tylko możliwe, zwanych układami scalonymi specyficznymi dla aplikacji (ASIC). Mogą one wynosić od kilkuset dolarów do kilkudziesięciu tysięcy, ale ich skuteczność w wydobywaniu bitcoinów jest lepsza.

Obecnie wydobywanie bitcoinów jest tak konkurencyjne, że można to zrobić z zyskiem tylko przy użyciu najbardziej aktualnych ASIC. Podczas korzystania z komputerów stacjonarnych, procesorów graficznych lub starszych modeli układów ASIC koszt zużycia energii w rzeczywistości przekracza generowane przychody. Nawet mając do dyspozycji najnowszą jednostkę, jeden komputer rzadko wystarcza, aby konkurować z tym, co górnicy nazywają „basenami wydobywczymi”.

Pula wydobywcza to grupa górników, którzy łączą swoją moc obliczeniową i dzielą wydobyty bitcoin między uczestników. Nieproporcjonalnie duża liczba bloków jest wydobywana przez pule, a nie przez pojedynczych górników. Pule wydobywcze i firmy reprezentują duży procent mocy obliczeniowej bitcoina.

Czy wydobywanie bitcoinów jest zrównoważone?

Od 1 do 16 bilionów kursów, skalowanie poziomów trudności i ogromna sieć użytkowników weryfikujących transakcje, jeden blok transakcji jest weryfikowany mniej więcej co 10 minut. Ale trzeba pamiętać, że 10 minut to cel, a nie reguła.

Sieć bitcoin przetwarza obecnie niecałe cztery transakcje na sekundę od sierpnia 2020 r., A transakcje są rejestrowane w łańcuchu bloków co 10 minut. Dla porównania Visa może przetwarzać około 65 000 transakcji na sekundę. Jednak wraz z rozwojem sieci użytkowników bitcoinów liczba transakcji dokonywanych w ciągu 10 minut ostatecznie przekroczy liczbę transakcji, które można przetworzyć w ciągu 10 minut. W tym momencie czas oczekiwania na transakcje zacznie się i będzie się wydłużał, chyba że nastąpi zmiana w protokole bitcoin.

Ten problem w sercu protokołu bitcoin jest znany jako „skalowanie”. Podczas gdy górnicy bitcoinów generalnie zgadzają się, że należy coś zrobić, aby rozwiązać problem skalowania, jest mniej zgody co do tego, jak to zrobić. Zaproponowano dwa główne rozwiązania problemu skalowania. Programiści zasugerowali albo (1) utworzenie dodatkowej warstwy „poza łańcuchem” dla Bitcoin, która umożliwiłaby szybsze transakcje, które mogą być później zweryfikowane przez łańcuch bloków, albo (2) zwiększenie liczby transakcji, które każdy blok może przechowywać. Mając mniej danych do zweryfikowania na blok, Rozwiązanie 1 sprawiłoby, że transakcje byłyby szybsze i tańsze dla górników. Rozwiązanie 2 zajmowałoby się skalowaniem, pozwalając na przetwarzanie większej ilości informacji co 10 minut poprzez zwiększenie rozmiaru bloku.

W lipcu 2017 r. Górnicy bitcoinów i firmy wydobywcze reprezentujące około 80% do 90% mocy obliczeniowej sieci głosowali za wprowadzeniem programu, który zmniejszyłby ilość danych potrzebnych do weryfikacji każdego bloku. Oznacza to, że wybrali rozwiązanie 1.

Program, który górnicy głosowali za dodaniem do protokołu bitcoin, nazywa się segregowanym świadkiem lub SegWit. Termin ten jest połączeniem słów Segregated, co oznacza „oddzielić”, i Witness, co oznacza „podpisy transakcji bitcoin”. Segregated Witness oznacza zatem oddzielenie podpisów transakcji od bloku – i dołączenie ich jako rozszerzonego bloku. Chociaż dodanie pojedynczego programu do protokołu bitcoin może nie wydawać się zbyt dużym rozwiązaniem, szacuje się, że dane podpisu stanowią do 65% danych przetwarzanych w każdym bloku transakcji.

Niecały miesiąc później, w sierpniu 2017 roku, grupa górników i programistów zainicjowała hard fork, opuszczając sieć bitcoin, aby stworzyć nową walutę przy użyciu tego samego kodu co bitcoin. Chociaż ta grupa zgodziła się z potrzebą rozwiązania problemu skalowania, obawiała się, że przyjęcie technologii oddzielnego świadka nie rozwiąże w pełni problemu skalowania.

Zamiast tego zdecydowali się na rozwiązanie 2. Powstała waluta, zwana „bitcoin cash”, zwiększyła rozmiar bloku do 8 MB w celu przyspieszenia procesu weryfikacji i umożliwienia wykonywania około 2 milionów transakcji dziennie. 16 sierpnia 2020 r.Bitcoin Cash został wyceniony na około 302 USD do około 11800 USD za Bitcoin. Wcześniejsze    

We use cookies to provide you with the best possible experience. By continuing, we will assume that you agree to our cookie policy