Bitcoinien louhiminen: täydellinen opas

Bitcoinin louhinta on prosessi, jossa Bitcoin-tapahtumat validoidaan ja uusi Bitcoin (BTC) lasketaan liikkeeseen.

Bitcoinin louhinnan edut:

• Kannustimia asetetaan louhijoille, jotka ehdottavat ja vahvistavat uusia tapahtumia Bitcoin-lohkoketjulle.

• Bitcoin-lohkoketjua suojataan hyökkäyksiltä.

• Hallinnoidaan markkinoille ensimmäistä kertaa laskettavien Bitcoin-kryptovaluuttayksiköiden luomista ja käsittelyä.

Bitcoinin louhintaan tarvitaan erikoislaitteita, energiaa ja hieman onnea samalla tavoin kuin kullan kaltaisten arvokkaiden metallien louhintaan.

Kuitenkin lapioiden ja pannujen sijaan Bitcoin-louhijat kilpailevat toisiaan vastaan käyttämällä erityisesti rakennettuja tietokoneita. 

Jokaisen louhijan tavoite on voittaa salaukseen perustuva kilpailu. Jokaisen kierroksen voittaja saa erittäin halutun lohkopalkkion vaivannäöstään. Hän saa myös oikeuden ehdottaa uutta lohkoa odottavista tapahtumatiedoista liitettäväksi lohkoketjuun.

Jos tämä on sinulle uutta, jatka lukemista ja perehdy alla Bitcoinin louhintaa käsittelevään kattavaan oppaaseemme.

Jos kuitenkin haluat perehtyä aiheeseen syvällisemmin ja teknisemmin, lue artikkelimme, Miten kryptovaluutat käyttävät salausta?.

Ennen kuin uppoudut tarkemmin Bitcoinin toimintaan, on tärkeä ymmärtää, miksi Bitcoinia ylipäänsä louhitaan.

Bitcoin-verkkoa ei hallinnoi keskuspankki, valtaa pitävä miljardööri tai välikätenä toimiva rahoituslaitos. Sen hallinnoinnista vastaavat kollektiivisesti vapaaehtoiset eri puolilla maailmaa, ja kuka tahansa voi liittyä mukaan. 

Tämä tarkoittaa, että Bitcoinin toiminta perustuu sen käyttäjien yhteistyöhön. Louhijat antavat tietokoneensa tehoa tapahtumien validoimiseen, ja vastineeksi tästä protokolla palkitsee heidät uusilla Bitcoin-kryptovaluutan yksiköillä. 

Louhijoita kannustetaan yhteistyöhön, ja näin he yhdessä turvaavat verkkoa tekemällä pahantahtoisille toimijoille kohtuuttoman kalliiksi saada enemmistövalta siihen.

Bitcoinin hajautusta voi ymmärtää paremmin tarkastelemalla perinteistä, keskitetysti hallittua yritystä, kuten Uberia. 

Kuvittele, että Uberia hallitsisivat yhdessä sen miljoonat taksinkuljettajat ja sovelluksen käyttäjät sen sijaan, että se olisi valikoidun ylimmän johdon hallinnassa. Tässä hajautetummassa Uber-mallissa kaikki osapuolet sopisivat yhdessä siitä, miten kuljettajille maksetaan ja miten kyytisovellus toimii. Johtoryhmä ei siis tekisi näitä päätöksiä heidän puolestaan.

Sen sijaan että yritys hallitsisi tärkeitä rooleja, kuten hallintoa ja sovelluksen kehittämistä, kuka tahansa maailmassa voisi myös auttaa näissä rooleissa kotoa käsin omilla laitteillaan. Tämä voisi luoda paljon saavutettavamman ja läpinäkyvämmän ekosysteemin kaikille.  

Siltikin tämän tason hajautus voi herättää vakavia kysymyksiä. Jos kuka tahansa voi osallistua verkostoon eikä mikään yksittäinen taho valvo sen toimintaa, kuinka voidaan estää epärehellisiä ihmisiä yrittämästä korruptoida verkostoa? Miten voidaan myös varmistaa, että kaikki tekevät yhteistyötä tehokkaasti?

Tässä vaiheessa lohkoketjun konsensusmekanismi tulee kuvaan.

Yksinkertaisesti sanottuna Bitcoinin louhinta on arpapeli, joka toistuu noin kerran kymmenessä minuutissa.

Siinä louhijat luovat erityisillä laitteilla satunnaisia arvoja. Kuka tahansa tavoitearvon voittavan arvon tuottava louhija voittaa. Vaikeaa on, ettei louhijoilla ole mahdollisuutta hallita luomiaan arvoja. Heidän on vain jatkettava uusien arvojen tuottamista toivoen, että he lopulta löytävät voittavan arvon.

Kun joku löytää voittavan arvon, hän lähettää sen kaikille muille louhijoille verkostossa tarkistaakseen sen pätevyyden.

Helpompi tapa ymmärtää tätä prosessia on ajatella tuhansia ihmisiä, jotka yrittävät ratkaista Rubikin kuutiota sokkona, kaikki samaan aikaan. 

Kilpailun alussa jokaisella on oma identtisesti sekoitettu kuutio. Kun kilpailu alkaa, kaikki alkavat satunnaisesti kääntää kuutioitaan, kunnes valvoja ilmoittaa voittajan. Muut kilpailijat ottavat silmälaput pois ja tarkistavat voittajan kuution varmistaakseen, että se on koottu oikein. Sitten kilpailu alkaa alusta uudelleen.

Ymmärrätkö tähänastisen? Sukelletaan hieman syvemmälle. 

Tarkemmin sanottuna louhijat kilpailevat keskenään käyttämällä erityisesti rakennettuja tietokoneita. He luovat kryptografisia hajautuksia, yleensä useita miljoonia sekunnissa, toivoen, että he arvaavat oikean hajautuksen ensimmäisenä.

Jokainen uusi hajautus on kuin Rubikin kuution yksi käännös. 

Oikean hajautuksen ensimmäisenä arvaava louhija saa oikeuden lisätä kyseinen lohko lohkoketjuun. Tästä työstä hän saa lohkopalkkion.

Lohkoketjun konsensusmekanismi on tietokoneohjattu järjestelmä, joka varmistaa, että hajautetun verkon osallistujat voivat saavuttaa yhteisymmärryksen lohkoketjuun tulevista uusista tiedoista.

Koska Bitcoin-lohkot ja niiden sisällä olevat tapahtumat muuttuvat pysyviksi, kun ne on lisätty lohkoketjuun, on ratkaisevan tärkeää, että tämä tieto on oikeanlaista. 

Verkoston on esimerkiksi varmistettava, että ihmiset eivät yritä siirtää varoja, joita heillä ei oikeasti ole. Samaa saldoa ei myöskään saa kuluttaa kahdesti lähettämällä se kahdelle eri henkilölle samaan aikaan.

Konsensusmekanismit auttavat verkostoa kollektiivisesti sopimaan näistä kysymyksistä. Näin varmistetaan, että uudet tapahtumat ovat protokollan sääntöjen mukaisia, ennen kuin ne lisätään pysyvästi lohkoketjuun.

Lohkoketjupohjaisessa verkostossa voidaan käyttää erilaisia konsensusmekanismeja, joilla jokaisella on oma erityinen menetelmänsä epärehellisten käyttäjien suodattamiseen. 

Bitcoin käyttää Proof-of-Work (PoW) -konsensusmekanismia, joka vaatii laskentatehoa ja energiaa varmistaakseen, että osallistujat toimivat verkon parhaiden etujen mukaisesti. 

Tämä menetelmä hyödyntää peliteorian periaatteita, eli ihmisten välistä vuorovaikutusta koskevaa matemaattista tutkimusta. Osallistujia vaaditaan laittamaan panoksiaan peliin, eli ostamaan laitteita ja maksamaan käyttökustannuksia. Näin Proof-of-Work-järjestelmä estää huonoja toimijoita korruptoimasta verkkoa.

Lisätietoja Proof-of-Work-mallista ja muista konsensusmekanismeista on Krakenin ohjekeskuksen artikkelissa Mikä on lohkoketjun konsensusmekanismi?.

Hajautusarvot ovat kiinteän pituisia koodeja, joita luodaan, kun joku syöttää mitä tahansa tietoa kryptografiseen hajautusfunktioon.

Voit ajatella kryptografisia hajautusfunktioita taikakoodikoneina, jotka voivat ottaa vastaan mitä tahansa yhdestä kirjaimesta tietosanakirjaan ja muuttaa sen täysin ainutlaatuiseksi ja satunnaiseksi kiinteän pituiseksi koodiksi.

Vuosien varrella on syntynyt erilaisia hajautusalgoritmeja. Jokainen niistä käyttää eri menetelmää syötteiden ottamiseen ja muuttamiseen satunnaisiksi koodeiksi.

Bitcoin-verkko käyttää Secure Hash Algorithm 256 (SHA-256) -algoritmia, jonka kehitti alun perin Yhdysvaltojen kansallinen turvallisuusvirasto (NSA).

SHA-256-hajautusarvoilla on kiinteä 28 merkin pituus. Ne ovat heksadesimaalikoodeja, jotka sisältävät sekoituksen numeroita 0–9 ja kirjaimia A–F. 

Syötteen koolla ei ole väliä. Tuloksena saatavan koodin pituus on aina sama. Jos esimerkiksi syötät SHA-256-algoritmin läpi joko yksittäisen sanan ”Heippa” tai koko Taru sormusten herrasta -kirjan, saat kaksi yksilöllistä 28 merkin hajautuskoodia.

Hajautusarvot ovat elintärkeitä louhinnassa, koska niillä on useita ainutlaatuisia ominaisuuksia.

Hajautusarvojen ominaisuudet:

• Deterministinen: sama syöte tuottaa aina täsmälleen saman hajautuskoodin.

• Yksisuuntainen: vaikka syötteen muuttaminen hajautusarvoksi on helppoa, syötettä on mahdoton selvittää tuloksen pohjalta.

• Satunnainen: hajautuskoodit eivät muistuta syötteitään.

• Yksilöllinen: kahta samanlaista hajautusarvoa ei voi olla olemassa.

Näillä ominaisuuksilla on erityinen vaikutus. Jos syötteestä muuttaa vain pienen osan, tulos on täysin erilainen.

Jos esimerkiksi muutat yhden kirjaimen Taru sormusten herrasta -kirjassa, saat täysin uuden hajautuskoodin, jota ei voi tunnistaa ensimmäisen pohjalta.

Kuka tahansa voi luoda hajautusarvoja syöttämällä mitä tahansa tietoa kryptografiseen hajautusfunktioon. Voit jopa kokeilla sitä itse käyttämällä ilmaista verkossa toimivaa hajautuslaskinta.

Voittaakseen Bitcoin-louhintakilpailun ja ansaitakseen lohkopalkinnon louhijan on luotava hajautusarvo, jonka arvo on yhtä suuri tai pienempi kuin Bitcoin-protokollan automaattisesti asettama tavoite. Tätä arvoa kutsutaan tavoitehajautukseksi.

Jokaisen tavoitehajautuksen alussa on tietty määrä nollia. Nollia voi olla vain muutama tai lukuisia riippuen nykyisestä louhinnan vaikeudesta, jonka protokolla asettaa automaattisesti.

Mitä enemmän nollia tavoitehajautuksen edessä on, sitä vaikeampaa louhijan on voittaa se ja päinvastoin.

Bitcoinin tyypillinen tavoitehajautus voi näyttää tällaiselta.

00000000000a28ba41fe240e0b37

Helpompi tavoitehajautus olisi tällainen.

000agh3h5g6711deabcc650918d9

Huomaatko, että siinä on merkittävästi vähemmän nollia edessä?

Vaikka tämä saattaa tuntua triviaalilta, pelkästään yhden ylimääräisen nollan lisääminen eteen tekee kilpailusta satoja kertoja vaikeamman voittaa. 

Voit ymmärtää sen paremmin ajattelemalla, millainen ero kolikonheitossa on saada klaava kolmesti peräkkäin kuin kaksikymmentä kertaa peräkkäin.

Jokaisen uuden tapahtumalohkon tavoitehajautus lähetetään ensin verkostoon osana edellistä lohkoa. Tämä tieto tallennetaan lohkopäähän. Se on Bitcoin-lohkon tärkeä osa, joka sisältää useita olennaisia tunnistustietoja.

Myös lohkopään sisällä on arvo, jota kutsutaan termillänonce. Se on lyhenne englannin kielen ilmaisusta ”number used once” ja tarkoittaa kerran käytettyä numeroa. 

Kun luodaan tavoitehajautusta voittavaa hajautusarvoa kaikki louhijat ottavat edellisen lohkon lohkopään, muuttavat nonce-arvon uudeksi numeroksi ja ajavat sen SHA-256-hajautusalgoritmin läpi. Täysin uusi hajautusarvo syntyy joka kerta, kun nonce-arvoa muutetaan.

Koska louhijoiden on mahdotonta tietää, mitkä syötteet tuottavat millaisia hajautusarvoja, tavoitteen voittamiseksi tarvitaan yksinkertaisesti yrityksiä ja erehdyksiä. 

Arvaaminen ja tarkistaminen jatkuu, kunnes yksi louhija onnistuu luomaan hajautusarvon, jossa on nollia saman verran tai enemmän kuin nykyisessä tavoitehajautuksessa.

Voittava louhija ehdottaa sitten uutta tapahtumatietojen lohkoa kaikille muille louhijoille lohkoketjussa, jotta muut voivat itsenäisesti vahvistaa sen. Louhintakilpailussa voiton menettäneet muut louhijat vahvistavat itsenäisesti ehdotetun lohkon ja varmistavat, että se voidaan hyväksyä.

Kun louhinnan vaikeus kasvaa, myös sen kustannukset kasvavat.

Joissakin tapauksissa yksittäisten louhijoiden voi olla hyvin vaikeaa saada työstä kannattavaa.

Näissä skenaarioissa monet yksittäiset louhijat päättävät yhdistää resurssinsa niin kutsuttuihin louhintapooleihin.

Louhintapooleissa prosessointiteho jaetaan ja ansaitut palkkiot jaetaan annetun tehon suhteessa pooliin osallistuville louhijoille. 

Tänä päivänä tällaiset ryhmät vastaavat suurimmasta osasta Bitcoinin louhintaa. On kuitenkin mahdollista louhia kryptovaluuttaa kotona.

Louhintakilpailun voittamisen helppous tai vaikeus ja lohkopalkkion ansaitseminen riippuu kolmesta keskeisestä tekijästä:

1. Louhintateho

2. Louhinnan vaikeus

3. Laitteet

Louhintatehoa käytetään mittarina, jolla lasketaan lohkoketjuverkoston kaikkien louhijoiden laskentatehoa. Lyhyesti sanottuna se yhdistää tiedot kaikkien louhijoiden laitteillaan sekunnissa tuottamien hajautusten määrästä. 

Tämä mittari antaa tietoa lohkoketjun louhintaverkoston kokonaiskoosta ja siitä, kuinka turvallinen se on enemmistöhyökkäyksiltä.

Kun verkon louhintateho kasvaa, louhinta usein vaikeutuu ja päinvastoin.

Palataan aiempaan Rubikin kuution esimerkkiin. Mitä enemmän ihmisiä kilpailee kuution ratkaisemisessa, sitä pienemmät voittomahdollisuudet ovat.

Bitcoin-protokollassa on sisäänrakennettu ominaisuus, joka säätää automaattisesti louhintakilpailun vaikeutta. Näin varmistetaan, että louhijat löytävät uusia lohkoja mahdollisimman lähellä 10 minuutin lohkoaikatavoitetta.

Kuten edellä mainittiin, vasta luotu Bitcoin tulee kiertoon lohkopalkkioiden kautta joka kerta, kun louhija onnistuneesti voittaa tavoitehajautuksen ja saa oikeuden lisätä uuden lohkon lohkoketjuun.

Jotta uusia kolikoita ei tulvi markkinoille uusien louhijoiden liittyessä verkostoon ajan myötä, Bitcoinissa on algoritminen vaikeuden säätöjärjestelmä, jonka Bitcoinin luoja Satoshi Nakamoton koodasi protokollaan ennen sen lanseeraamista tätä tarkoitusta varten.

Bitcoinin louhintavaikeusalgoritmissa jokaisen 2 016 lohkon jälkeen (noin joka toinen viikko) protokolla tarkistaa, kuinka kauan louhijoilta kesti löytää voittava hajautusarvo jokaiselle lohkolle. Tätä aikaa verrataan 20 160 minuuttiin, jonka verran siihen pitäisi mennä (10 x 2 016). 

Jos Bitcoinin louhintaan osallistuvien määrä yhtäkkiä kasvaa ja uusia lohkoja löydetään liian nopeasti, algoritmi lisää tavoitehajautuksen vaikeutta (lisää nollien määrää edessä) hidastaakseen louhijoita. 

Vastaavasti jos louhijoiden määrä vähenee tai uusien lohkojen löytämiseen kuluu liian kauan, algoritmi helpottaa seuraavia tavoitehajautuksia (vähentämällä nollien määrää).

Ajattele sitä kuin Rubikin kuution vaikeuden säätämisenä lisäämällä tai vähentämällä kuutiorivien määrää.

Esimerkiksi 3x3-kuution ratkaiseminen on paljon helpompaa kuin 5x5-kuution ja niin edelleen.

Monet louhijat pyrkivät saamaan kilpailuetua muihin verkoston toimijoihin nähden käyttämällä Application-Specific Integrated Circuits (ASIC) -louhintatyökaluja. Nämä laitteet pystyvät tuottamaan satoja miljoonia hajautuksia sekunnissa, ja niitä voidaan käyttää rinnakkain. Tämä antaa omistajille suuremman mahdollisuuden voittaa lohkopalkintoja.

Useilla suurilla julkisilla yrityksillä, kuten Riot Platformsilla, Marathon Digitalilla ja CleanSpark Inc:llä, on tällä hetkellä suuria kryptovaluutan louhintatiloja, joissa on tuhansia ASIC-louhintalaitteita.

Tällaisten suurempien toimijoiden osallistuminen on lisännyt Bitcoinin yleistä louhintatehoa merkittävästi, mikä tekee uusien lohkojen löytämisestä yhä vaikeampaa.

Kuka tahansa voi selvittää Bitcoinin tämänhetkisen louhintatehon milloin tahansa ilmaisilla verkkokaavioilla.

Kun louhinnan vaikeus kasvaa, myös sen kustannukset kasvavat.

Joissakin tapauksissa yksittäisten louhijoiden voi olla hyvin vaikeaa saada työstä kannattavaa.

Näissä skenaarioissa monet yksittäiset louhijat päättävät yhdistää resurssinsa niin kutsuttuihin louhintapooleihin.

Louhintapooleissa prosessointiteho jaetaan ja ansaitut palkkiot jaetaan annetun tehon suhteessa pooliin osallistuville louhijoille. 

Tänä päivänä tällaiset ryhmät vastaavat suurimmasta osasta Bitcoinin louhintaa. On kuitenkin mahdollista louhia kryptovaluuttaa kotona.

Nyt kun olet tutustunut Bitcoinin louhintaan, oletko valmis ottamaan seuraavan askeleen kryptopolullasi?

Napsauta alla olevaa painiketta ja osta Bitcoinia Krakenista jo tänään!