Bitcoin mining: En komplet vejledning

Bitcoin mining er en proces, der validerer Bitcoin-transaktioner og udsteder nye bitcoin (BTC) i cirkulation.

Bitcoin mining hjælper med at:

• Incentivere minearbejdere, der foreslår og verificerer nye transaktioner for Bitcoin blockchain.

• Sikre Bitcoin blockchain mod angreb.

• Håndtere oprettelsen og strømmen af nye enheder af bitcoin-kryptovaluta, der kommer ind på markedet for første gang.

Ligesom fysisk mining af ædle metaller som guld kræver mining af bitcoin specialiseret hardware, energi og lidt held.

Men i stedet for skovle og pander konkurrerer Bitcoin-minearbejdere mod hinanden ved hjælp af specialbygget computerudstyr. 

Hver miners mål er at vinde en kryptografibaseret konkurrence. Vinderen af hver runde modtager en meget eftertragtet blokbelønning for deres indsats. De får også ret til at foreslå en ny blok af ventende transaktionsdata til at tilslutte sig blockchain.

Hvis dette er alt nyt for dig, så fortsæt med at læse vores komplette guide til Bitcoin mining nedenfor.

Men hvis du ønsker en dybere og mere teknisk forståelse, kan du være interesseret i at tjekke vores artikel, Hvordan bruger kryptovalutaer kryptografi?

Før vi dykker ned i mekanikken bag Bitcoin, er det vigtigt at forstå, hvorfor Bitcoin mining sker i første omgang.

Bitcoin-netværket styres ikke af en centralbank, magtfuld milliardær eller mellemfinansiel institution. Det styres kollektivt af frivillige spredt over hele kloden, og enhver kan deltage. 

Dette betyder, at Bitcoin er afhængig af samarbejdet mellem sine brugere for at fungere og operere. Som belønning for at dedikere deres computerkraft til at validere transaktioner, belønner protokollen minearbejdere med nye enheder af bitcoin-kryptovaluta. 

Ved at incentivisere samarbejde hjælper minearbejdere kollektivt med at sikre netværket ved at gøre det prohibitively dyrt for ondsindede aktører at få flertalskontrol over det.

For bedre at forstå Bitcoins decentralisering, lad os se på en traditionel, centralt styret virksomhed som Uber. 

Forestil dig, hvis Uber blev kollektivt styret af sine millioner af taxichauffører og app-brugere, i stedet for en udvalgt gruppe af topeksperter. I denne mere decentraliserede model for Uber ville alle involverede parter kollektivt blive enige om, hvordan chaufførerne blev betalt, og hvordan appen til at bestille ture ville fungere - i stedet for at disse beslutninger blev truffet for dem af et ledelsesteam.

Desuden, i stedet for at virksomheden håndterer vigtige roller som administration og app-udvikling, kunne enhver i verden bidrage til disse roller hjemmefra ved at bruge deres egne enheder. Dette kunne skabe et meget mere tilgængeligt og gennemsigtigt økosystem for alle.  

Alt dette sagt, kan dette niveau af decentralisering rejse nogle alvorlige spørgsmål; hvis alle kan deltage i netværket, og der ikke er nogen enkelt autoritet til at overvåge dets drift, hvordan kan det afskrække uærlige mennesker fra at forsøge at korrumpere netværket, og hvordan kan det sikre, at alle samarbejder effektivt?

Det er her blockchain konsensusmekanismen kommer ind.

Simpelthen sagt, bitcoin-minedrift er et kapløb for at vinde et held-spil, der gentager sig cirka hver tiende minut.

Det involverer minearbejdere, der bruger specialiserede maskiner til at generere tilfældige værdier. Den, der genererer en værdi, der slår mål værdien, vinder. Den svære del er, at minearbejdere ikke har kontrol over de værdier, de skaber. De skal bare fortsætte med at generere nye værdier i håbet om, at de til sidst falder over en vindende.

Når nogen gør det, sender de deres værdi til alle andre minearbejdere i netværket for at tjekke dens gyldighed.

En lettere måde at forstå denne proces på er at tænke på tusindvis af mennesker, der prøver at løse en Rubiks terning med bind for øjnene, alle på samme tid. 

I starten har hver person deres egen identisk blandede terning. Når konkurrencen begynder, begynder alle tilfældigt at dreje deres terninger, indtil en overvåger annoncerer en vinder. Resten af deltagerne tager deres bind for øjnene af og inspicerer vinderens terning for at bekræfte dens fuldførelse. Så starter konkurrencen forfra.

Giver det mening indtil videre? Lad os dykke lidt dybere. 

For at være mere specifik, konkurrerer minearbejdere mod hinanden ved at bruge specialbyggede computere til at generere kryptografiske hashes - normalt mange millioner af dem per sekund - i håbet om at være den første til at gætte den rigtige hash.

Du kan tænke på hver ny hash som et enkelt træk af en Rubiks terning. 

Den minearbejder, der først gætter den korrekte hash, får ret til at tilføje den blok til blockchainen. Som betaling for deres arbejde modtager minearbejderen blokbelønningen.

En blockchain konsensusmekanisme er et computer-drevet system, der sikrer, at deltagere i et decentraliseret netværk kan nå til enighed om nye data, der kommer ind i blockchainen.

Fordi Bitcoin blokke og transaktionsdataene indeni dem bliver permanente, når de tilføjes til blockchainen, er det afgørende, at disse oplysninger er gyldige. 

For eksempel skal netværket sikre, at folk ikke forsøger at overføre midler, som de faktisk ikke har, eller "dobbeltbruge" den samme saldo ved at sende den til to forskellige personer på samme tid.

Konsensusmekanismer hjælper netværket med kollektivt at blive enige om disse spørgsmål for at sikre, at nye transaktioner følger protokollens regler, før de permanent tilføjes til blockchainen.

Der er en række forskellige konsensusmekanismer, der kan anvendes på et blockchain-baseret netværk, hver med sin egen specifikke metode til at filtrere uærlige brugere. 

Bitcoin bruger proof-of-work (PoW) konsensusmekanismen - et system, der involverer computerkraft og energi for at sikre, at deltagerne handler i netværkets bedste interesse. 

Denne metode udnytter principper fra spilteori, en matematisk undersøgelse af, hvordan mennesker interagerer med hinanden. Ved at kræve, at deltagerne har noget på spil - køb af udstyr og dækning af driftsomkostninger - hjælper proof-of-work systemet med at afskrække dårlige aktører fra at forsøge at korrumpere netværket.

Du kan lære mere om proof-of-work og andre typer konsensusmekanismer i vores Kraken Learn Center artikel Hvad er en blockchain konsensusmekanisme?.

Hashes er faste længdekoder, der oprettes, når nogen kører en hvilken som helst form for input gennem en kryptografisk hash-funktion.

Du kan tænke på kryptografiske hash-funktioner som magiske kode-maskiner, der kan tage alt fra et enkelt bogstav til en encyklopædi og omdanne det til en helt unik og tilfældig fast længdekode.

Gennem årene er der opstået forskellige typer hashing-algoritmer. Hver bruger en forskellig metode til at tage input og omdanne dem til tilfældige koder.

Bitcoin-netværket bruger Secure Hash Algorithm 256 (SHA-256), som oprindeligt blev udviklet af den amerikanske National Security Agency (NSA).

SHA-256 hashes er 28 tegn lange, faste hexadecimale koder, der indeholder en blanding af tal mellem 0-9 og bogstaver mellem A-F. 

Det betyder ikke noget, hvor lille eller stor en input er, det vil altid generere en kode af præcis samme længde. For eksempel, hvis man kører enten det enkelte ord "Hej" eller en hel Lord of the Rings-bog gennem SHA-256-algoritmen, vil det producere to unikke 28-tegns hash-koder.

Hashes er vitale i minedriftsprocessen, fordi de besidder en række unikke egenskaber.

Hashes er:

• Deterministisk - Det samme input vil altid producere den præcise samme hash-kode.

• En-vejs - Mens det er let at omdanne et input til en hash, er det umuligt at vide, hvad inputtet var ud fra outputtet.

• Tilfældig - Hash-koder ligner ikke deres input.

• Unik - Ingen to hashes er nogensinde de samme.

Det, der er særligt ved disse funktioner, er, at hvis en person ændrer blot en lille del af inputtet, skaber det et helt andet output.

For eksempel, hvis du ændrede et enkelt bogstav i en Lord of the Rings-bog, ville det producere en helt ny hash-kode, der ikke kan genkendes fra den første.

Enhver kan skabe hashes ved at køre ethvert input gennem en kryptografisk hash-funktion. Du kan endda prøve det selv ved at bruge en gratis online hashing calculator.

For at vinde Bitcoin-minedriftskonkurrencen og tjene blokbelønninger, skal minearbejdere skabe en hash med en værdi, der er lig med eller lavere end et mål, der automatisk er sat af Bitcoin-protokollen selv. Denne værdi er kendt som mål hash.

Hver mål hash vil have et bestemt antal nuller foran. Afhængigt af den nuværende minedriftsvanskelighed, som også er sat automatisk af protokollen, kan der kun være et par nuller foran eller mange.

Jo flere nuller der er foran en mål-hash, jo sværere er det for minearbejdere at slå den, og omvendt.

For eksempel kan en typisk bitcoin mål-hash se sådan ud.

00000000000a28ba41fe240e0b37

En lettere mål-hash at slå kan se sådan ud.

000agh3h5g6711deabcc650918d9

Lagde du mærke til, at den har betydeligt færre nuller foran?

Selvom dette kan virke trivielt, gør det at tilføje blot ét ekstra nul foran konkurrencen mange hundrede gange sværere at vinde. 

Du kan tænke på det som forskellen mellem at flippe en mønt og få den til at lande på plat tre gange i træk versus tyve gange i træk.

Mål-hashen for hver ny blok af transaktioner bliver først sendt til netværket som en del af den forrige blok. Disse oplysninger gemmes i blokheaderen, som er en del af bitcoin-blokken, der gemmer flere vigtige stykker identifikationsoplysninger.

Også inde i blokheaderen er en værdi kaldet en nonce, forkortelse for "nummer der bruges én gang." 

Når man skaber en hash for at slå mål-hashen, tager alle minearbejdere blokheaderen fra den forrige blok, ændrer nonce til et nyt nummer og kører det gennem SHA-256 hashing-algoritmen. Hver gang nonce-værdien ændres, producerer den en helt ny hash.

Da det er umuligt for minearbejdere at vide, hvilke input der vil producere hvilke hashes, er det at slå målet simpelthen et spørgsmål om forsøg og fejl. 

Processen med at gætte og kontrollere fortsætter, indtil en minearbejder med succes skaber en hash, der har det samme eller flere nuller foran som den nuværende mål-hash.

Den vindende minearbejder foreslår derefter en ny blok af transaktionsdata til alle de andre minearbejdere på blockchainen, så de kan verificere den uafhængigt. Disse andre minearbejdere, som ikke vandt minedriftkonkurrencen, verificerer uafhængigt den foreslåede blok for at sikre, at den er gyldig.

Når minedrift sværhedsgraden stiger, stiger omkostningerne forbundet med minedrift også.

I nogle tilfælde kan det gøre det utrolig svært for solo-minearbejdere at operere over break-even niveauer.

I disse scenarier beslutter mange uafhængige minearbejdere at samle deres ressourcer i såkaldte minedriftpuljer.

Mining pools deler deres behandlingskraft og opdeler proportionalt eventuelle blokbelønninger, de tjener blandt alle medlemmer af puljen. 

I dag udføres størstedelen af bitcoin-mining af disse grupper, selvom det er muligt at mine kryptovaluta fra hjemmet.

Letheden eller sværhedsgraden ved at vinde mining-konkurrencen og tjene blokbelønningen afhænger af tre nøglefaktorer:

1. Hashrate.

2. Mining-sværhedsgrad.

3. Udstyr.

Hashrate er en måling, der bruges til at spore den samlede beregningskraft af alle minearbejdere i et blockchain-netværk. Kort sagt kombinerer det antallet af hashes pr. sekund, hver minearbejder producerer med deres maskiner. 

Denne måling giver indsigt i den samlede størrelse af et blockchains mining-netværk og hvor sikkert det er mod flertalsangreb.

Når et netværks hashrate stiger, fører det ofte til øget mining-sværhedsgrad, og omvendt.

Når vi vender tilbage til Rubik's terningeksemplet, jo flere mennesker der konkurrerer om at løse terningen, jo lavere er chancerne for at vinde.

Bitcoin-protokollen har en indbygget funktion, der automatisk justerer sværhedsgraden af mining-konkurrencen for at sikre, at minearbejdere fortsætter med at opdage nye blokke så tæt på 10 minutters bloktidmål som muligt.

Som nævnt ovenfor, kommer nypræget bitcoin i cirkulation via blokbelønninger hver gang en minearbejder med succes slår mål-hashen og får ret til at tilføje en ny blok til blockchain.

For at sikre, at nye mønter ikke oversvømmer markedet, når netværket svulmer op med et stadigt stigende antal nye minearbejdere, blev et algoritmisk sværhedsjusteringssystem kodet ind i Bitcoins protokol af dens skaber, Satoshi Nakamoto, før lanceringen for at håndtere dette problem.

Bitcoin mining-sværhedsgrad algoritmen er sådan, at efter hver 2.016 blokke (ca. hver anden uge), kontrollerer protokollen, hvor lang tid det tog for minearbejdere at opdage den vindende hash for hver blok og sammenligner den tid med de 20.160 minutter, det burde tage (10 x 2.016). 

Hvis der pludselig er en stigning i antallet af mennesker, der miner bitcoin, og nye blokke opdages for hurtigt, vil algoritmen øge mål-hash-sværhedsgraden (øge antallet af nuller foran) for at bremse minearbejderne. 

Omvendt, hvis antallet af minearbejdere falder, eller det begynder at tage for lang tid for dem at opdage nye blokke, vil algoritmen gøre efterfølgende mål-hashes lettere (ved at reducere antallet af nuller foran).

Tænk på det som at justere sværhedsgraden ved at løse en Rubik's terning ved at øge eller mindske antallet af rækker, terningen har.

En 3x3 terning ville for eksempel være meget lettere at løse end en 5x5 terning, og så videre.

For at opnå en konkurrencefordel over andre i netværket bruger mange minearbejdere applikationsspecifikke integrerede kredsløb (ASIC) mining rigs. Disse maskiner er i stand til at generere hundreder af millioner af hashes pr. sekund og kan køres parallelt for at give ejere en større chance for at vinde blokbelønninger.

Flere store offentlige virksomheder, herunder Riot Platforms, Marathon Digital og CleanSpark Inc., driver i øjeblikket enorme kryptovaluta-mining faciliteter, der indeholder tusindvis af ASIC mining maskiner.

Deltagelsen af disse større virksomheder har dramatisk øget Bitcoins samlede hashrate, hvilket gør det stadig sværere at opdage nye blokke.

Det er muligt for alle at se, hvad den nuværende Bitcoin hashrate er på ethvert givet tidspunkt ved at bruge flere gratis online hashrate diagrammer.

Når minedrift sværhedsgraden stiger, stiger omkostningerne forbundet med minedrift også.

I nogle tilfælde kan det gøre det utrolig svært for solo-minearbejdere at operere over break-even niveauer.

I disse scenarier beslutter mange uafhængige minearbejdere at samle deres ressourcer i såkaldte minedriftpuljer.

Mining pools deler deres behandlingskraft og opdeler proportionalt eventuelle blokbelønninger, de tjener blandt alle medlemmer af puljen. 

I dag udføres størstedelen af bitcoin-mining af disse grupper, selvom det er muligt at mine kryptovaluta fra hjemmet.

Nu hvor du har lært alt om bitcoin mining, er du klar til at tage det næste skridt i din kryptorejse?

Klik på knappen nedenfor for at købe bitcoin på Kraken i dag!