Bitcoin-bányászat: Egy teljes útmutató

A Bitcoin-bányászat egy olyan folyamat, amely hitelesíti a Bitcoin-tranzakciókat, és új Bitcoin (BTC) egységeket bocsát forgalomba.

A Bitcoin-bányászat segít:

• Ösztönözni azokat a bányászokat, akik új tranzakciókat javasolnak és ellenőriznek a Bitcoin-blokkláncon.

• Megvédeni a Bitcoin-blokkláncot a támadásokkal szemben.

• Szabályozni a Bitcoin kriptovaluta új egységeinek létrehozását és első piaci forgalomba kerülését.

Hasonlóan a nemesfémek, például az arany fizikai bányászatához, a Bitcoin-bányászata is speciális hardvert, energiát és egy kis szerencsét igényel.

Azonban lapátok és csákányok helyett a Bitcoin-bányászok egymással versenyeznek, kifejezetten erre a célra tervezett számítástechnikai eszközökkel. 

Minden bányász célja, hogy megnyerjen egy kriptográfián alapuló versenyt. Minden kör győztese egy rendkívül keresett blokkjutalmat kap az erőfeszítéseiért. Emellett jogot is kap arra, hogy egy új blokknyi függőben lévő tranzakciós adatot javasoljon a blokklánchoz való csatlakoztatásra.

Ha ez számodra teljesen új, olvasd tovább a Bitcoin-bányászatról szóló átfogó útmutatónkat alább.

Ha azonban mélyebb és technikaibb megértésre vágysz, érdemes lehet elolvasnod a következő cikkünket: Hogyan használják a kriptovaluták a kriptográfiát?

Mielőtt belemennénk a Bitcoin működésének részleteibe, fontos megérteni, miért is létezik egyáltalán a Bitcoin-bányászat.

A Bitcoin-hálózatot nem egy központi bank, befolyásos milliárdos vagy közvetítő pénzügyi intézmény irányítja. Világszerte szétszórt önkéntesek közösen működtetik, és bárki csatlakozhat. 

Ez azt jelenti, hogy a Bitcoin a felhasználói együttműködésére támaszkodik a működéshez. Cserébe azért, hogy számítógépes kapacitásukat tranzakciók hitelesítésére fordítják, a protokoll új Bitcoin kriptovaluta-egységekkel jutalmazza a bányászokat. 

Az együttműködés ösztönzésével a bányászok közösen segítenek megvédeni a hálózatot azáltal, hogy rendkívül költségessé teszik a rosszindulatú szereplők számára a többségi irányítás megszerzését.

A Bitcoin decentralizációjának jobb megértéséhez nézzünk meg egy hagyományos, központilag irányított vállalatot, például az Ubert. 

Képzeld el, hogy az Ubert a taxisofőrök és az alkalmazás felhasználóinak milliói közösen irányítják, nem pedig egy szűk felső vezetői csoport. Ebben a decentralizáltabb Uber-modellben minden érintett fél közösen döntene arról, hogyan kapnak fizetést a sofőrök, és hogyan működik az utazásrendelő alkalmazás – ahelyett, hogy ezeket a döntéseket egy vezetői csapat hozná meg helyettük.

Továbbá ahelyett, hogy a vállalat kezelné az olyan fontos szerepköröket, mint az adminisztráció és az alkalmazásfejlesztés, a világ bármely pontján bárki hozzájárulhatna ezekhez a feladatokhoz otthonról, a saját eszközeit használva. Ez egy sokkal hozzáférhetőbb és átláthatóbb ökoszisztémát teremthet mindenki számára.  

Mindezek ellenére ez a decentralizációs szint komoly kérdéseket vethet fel; ha bárki részt vehet a hálózatban, és nincs egyetlen hatóság sem, amely felügyelné a működését, hogyan tudja eltántorítani a tisztességtelen szereplőket attól, hogy megpróbálják megrontani a hálózatot, és hogyan biztosítja, hogy mindenki hatékonyan működjön együtt?

Itt lép be a blokklánc-konszenzusmechanizmus.

Egyszerűen fogalmazva, a Bitcoin-bányászat egy verseny, amelyben egy szerencsealapú játékot kell megnyerni, és amely körülbelül tízpercenként ismétlődik.

Ez azt jelenti, hogy a bányászok speciális gépeket használnak véletlenszerű értékek előállítására. Aki olyan értéket generál, amely meghaladja a célértéket, az nyer. A nehézség abban rejlik, hogy a bányászoknak nincs befolyásuk az általuk létrehozott értékekre. Egyszerűen folyamatosan új értékeket kell generálniuk abban a reményben, hogy végül rátalálnak egy nyerőre.

Amint valaki ilyet talál, továbbítja az értéket a hálózat összes többi bányászának, hogy ellenőrizzék annak érvényességét.

A folyamat könnyebb megértéséhez képzeld el, hogy emberek ezrei próbálnak egyszerre, bekötött szemmel kirakni egy Rubik-kockát. 

Kezdetben mindenkinél egy azonos módon összekevert kocka van. Amikor a verseny elkezdődik, mindenki véletlenszerűen forgatni kezdi a kockáját, amíg egy felügyelő ki nem hirdeti a győztest. A többi versenyző leveszi a szemkötőt, és megvizsgálja a győztes kockáját, hogy ellenőrizze annak helyes kirakását. Ezután a verseny elölről kezdődik.

Eddig érthető? Menjünk egy kicsit mélyebbre. 

Pontosabban fogalmazva, a bányászok egymással versenyeznek úgy, hogy kifejezetten erre a célra tervezett számítógépekkel kriptográfiai hasheket generáljanak – általában másodpercenként több milliót másodpercenként – abban a reményben, hogy elsőként találják el a helyes hash-t.

Gondolj minden egyes új hash-re úgy, mint a Rubik-kocka egyetlen elforgatására. 

Az a bányász, aki elsőként találja el a helyes hash-t, megszerzi a jogot, hogy hozzáadja az adott blokkot a blokklánchoz. A munkájáért cserébe a bányász megkapja a blokkjutalmat.

A blokklánc-konszenzusmechanizmus egy számítógép-vezérelt rendszer, amely biztosítja, hogy egy decentralizált hálózat résztvevői konszenzusra jussanak a blokkláncba bekerülő új adatokkal kapcsolatban.

Mivel a Bitcoin-blokkok és a bennük található tranzakciós adatok véglegessé válnak, miután hozzáadják őket a blokklánchoz, kulcsfontosságú, hogy ezek az információk érvényesek legyenek. 

Például a hálózatnak biztosítania kell, hogy senki ne próbáljon olyan összegeket átutalni, amelyekkel valójában nem rendelkezik, vagy ugyanazt az egyenleget „dupla költéssel” egyszerre két különböző személynek elküldeni

A konszenzusmechanizmusok segítik a hálózatot abban, hogy közösen megegyezzen ezekben a kérdésekben, és biztosítsa, hogy az új tranzakciók megfeleljenek a protokoll szabályainak, mielőtt véglegesen hozzáadnák őket a blokklánchoz.

Számos különböző konszenzusmechanizmus alkalmazható egy blokkláncalapú hálózaton, amelyek mindegyike saját módszerrel szűri ki a tisztességtelen felhasználókat. 

A Bitcoin a proof-of-work (PoW) konszenzusmechanizmust használja – egy olyan rendszert, amely számítási kapacitást és energiát igényel annak biztosítására, hogy a résztvevők a hálózat legjobb érdekei szerint járjanak el. 

Ez a módszer a játékelmélet elveire támaszkodik, amely annak matematikai vizsgálata, hogyan lépnek kapcsolatba egymással az emberek. Azáltal, hogy megköveteli a résztvevőktől a tényleges elköteleződést – berendezések vásárlását és a működési költségek fedezését –, a proof-of-work rendszer segít eltántorítani a rosszindulatú szereplőket attól, hogy megpróbálják megrontani a hálózatot.

Többet is megtudhatsz a proof-of-work rendszerről és más konszenzusmechanizmus-típusokról a Kraken Tanulási központ Mi az a blokklánc-konszenzusmechanizmus? című cikkében

A hashek rögzített hosszúságú kódok, amelyek akkor jönnek létre, amikor valaki bármilyen bemenetet átfuttat egy kriptográfiai hash-függvényen.

A kriptográfiai hash-függvényeket elképzelheted úgy, mint varázslatos kódgépeket, amelyek egyetlen betűtől kezdve akár egy enciklopédiáig bármit képesek teljesen egyedi és véletlenszerű, rögzített hosszúságú kóddá alakítani.

Az évek során számos különböző hashing algoritmus jelent meg. Mindegyik eltérő módszertant alkalmaz a bemenetek átalakítására és véletlenszerű kódokká alakítására.

A Bitcoin-hálózat a Secure Hash Algorithm 256 (SHA-256) algoritmust használja, amelyet eredetileg az Egyesült Államok Nemzetbiztonsági Ügynöksége (NSA) fejlesztett ki.

A SHA-256 hashek 28 karakter hosszú, rögzített hosszúságú hexadecimális kódok, amelyek 0–9 közötti számokat és A–F közötti betűket tartalmaznak vegyesen. 

Nem számít, hogy a bemenet milyen kicsi vagy nagy, a rendszer mindig pontosan azonos hosszúságú kódot generál. Például ha akár az egyetlen „Hello” szót, akár A Gyűrűk Ura teljes könyvét átfuttatod a SHA-256 algoritmuson, az két egyedi, 28 karakteres hash-kódot eredményez.

A hashek létfontosságúak a bányászati folyamatban, mert számos egyedi tulajdonsággal rendelkeznek.

A hashek:

• Determinisztikusak – Ugyanaz a bemenet mindig pontosan ugyanazt a hash-kódot eredményezi.

• Egyirányúak – Míg egy bemenetből könnyű hash-t készíteni, a kimenetből lehetetlen megállapítani, mi volt az eredeti bemenet.

• Véletlenszerűek – A hash-kódok semmilyen hasonlóságot nem mutatnak a bemenetükkel.

• Egyediek – Soha nincs két teljesen azonos hash.

E tulajdonságok különlegessége abban rejlik, hogy ha valaki a bemenetnek csak egy apró részét módosítja, az teljesen eltérő kimenetet eredményez.

Például ha A Gyűrűk Ura könyvben egyetlen betűt megváltoztatnál, az egy teljesen új hash-kódot hozna létre, amely az elsőhöz képest felismerhetetlen.

Bárki létrehozhat hash-eket úgy, hogy bármilyen bemenetet átfuttat egy kriptográfiai hash-függvényen. Te magad is kipróbálhatod egy ingyenes online hash-kalkulátor segítségével.

Ahhoz, hogy megnyerjék a Bitcoin-bányászati versenyt és blokkjutalmat szerezzenek, a bányászoknak olyan hash-t kell létrehozniuk, amelynek értéke megegyezik vagy alacsonyabb annál a célnál, amelyet maga a Bitcoin-protokoll automatikusan határoz meg. Ezt az értéket cél hash-nek nevezik.

Minden cél hash bizonyos számú nullával kezdődik. Az aktuális bányászati nehézségtől függően – amelyet szintén automatikusan állít be a protokoll – lehet, hogy csak néhány nulla szerepel az elején, vagy akár sok.

Minél több nulla van egy cél hash elején, annál nehezebb a bányászok számára felülmúlni azt, és fordítva.

Például egy tipikus Bitcoin cél hash nagyjából így nézhet ki.

00000000000a28ba41fe240e0b37

Egy könnyebben teljesíthető cél hash pedig így nézhet ki.

000agh3h5g6711deabcc650918d9

Észrevetted, hogy ennek jelentősen kevesebb nulla van az elején?

Bár ez apróságnak tűnhet, már egyetlen plusz nulla hozzáadása az elején is több százszorosára növeli a verseny megnyerésének nehézségét. 

Gondolhatsz erre úgy, mint a különbségre aközött, hogy egy érme háromszor egymás után fejre esik, vagy hússzor egymás után.

Az egyes új tranzakciós blokkok cél hash-e először az előző blokk részeként kerül továbbításra a hálózatra. Ez az információ a blokkfejlécben tárolódik, amely a Bitcoin-blokk azon része, amely több fontos azonosító információt tartalmaz.

A blokkfejlécben található egy nonce nevű érték is, amely a „number used once” (azaz egyszer használt szám) kifejezés rövidítése. 

Amikor a bányászok olyan hash-t próbálnak létrehozni, amely felülmúlja a cél hash-t, mindannyian az előző blokk blokkfejlécét veszik alapul, megváltoztatják a nonce értékét egy új számra, majd átfuttatják azt a SHA-256 hashing algoritmuson. Valahányszor megváltozik a nonce értéke, egy teljesen új hash jön létre.

Mivel a bányászok számára lehetetlen előre tudni, mely bemenetek milyen hash-eket eredményeznek, a cél legyőzése pusztán próbálkozás és tévedés kérdése. 

A találgatás és ellenőrzés folyamata addig folytatódik, amíg egy bányász sikeresen létre nem hoz egy olyan hash-t, amelynek elején ugyanannyi vagy több nulla szerepel, mint az aktuális cél hash elején.

A nyertes bányász ezután egy új tranzakciós adatblokkot javasol a blokklánc összes többi bányászának, hogy azok egymástól függetlenül ellenőrizzék azt. Azok a bányászok, akik nem nyerték meg a bányászati versenyt, függetlenül ellenőrzik a javasolt blokkot annak érdekében, hogy megbizonyosodjanak annak érvényességéről.

Amikor a bányászati nehézség növekszik, a bányászathoz kapcsolódó költségek is emelkednek.

Bizonyos esetekben ez rendkívül megnehezítheti az egyéni bányászok számára, hogy nullszaldó felett működjenek.

Ilyen helyzetekben sok független bányász úgy dönt, hogy erőforrásaikat úgynevezett bányászpoolokban egyesítik.

A bányászpoolok megosztják egymás között a számítási kapacitásukat, és az általuk megszerzett blokkjutalmakat arányosan osztják szét a pool minden tagja között. 

Napjainkban a Bitcoin-bányászat többsége ilyen csoportok által történik, bár továbbra is lehetséges kriptovalutát otthonról bányászni.

A bányászati verseny megnyerésének és a blokkjutalom megszerzésének könnyűsége vagy nehézsége három kulcsfontosságú tényezőtől függ:

1. Hash-arány.

2. Bányászati nehézség.

3. Felszerelés.

A hash-arány egy olyan mutató, amely a blokklánchálózat összes bányászának teljes számítási kapacitását méri. Röviden, összeadja, hogy az egyes bányászok gépei másodpercenként hány hash-t állítanak elő. 

Ez a mérőszám betekintést nyújt a blokklánc bányászati hálózatának teljes méretébe, valamint abba, hogy mennyire ellenálló a többségi támadásokkal szemben.

Ahogy egy hálózat hash-aránya emelkedik, az gyakran a bányászati nehézség növekedéséhez vezet, és fordítva.

Visszatérve a Rubik-kocka példájához, minél többen versenyeznek a kocka kirakásáért, annál kisebb az esély a győzelemre.

A Bitcoin-protokoll beépített funkcióval rendelkezik, amely automatikusan módosítja a bányászati verseny nehézségét annak érdekében, hogy a bányászok továbbra is a lehető legközelebb maradjanak a 10 perces blokkidő-célhoz az új blokkok felfedezése során.

Ahogyan fentebb említettük, az újonnan kibocsátott Bitcoin blokkjutalmak formájában kerül forgalomba minden alkalommal, amikor egy bányász sikeresen felülmúlja a cél hash-t, és megkapja a jogot egy új blokk hozzáadására a blokklánchoz.

Annak érdekében, hogy az új érmék ne árasszák el a piacot, miközben a hálózat egyre több új bányásszal bővül, a nehézség algoritmikus kiigazítási rendszerét a Bitcoin-protokollba annak létrehozója, Satoshi Nakamoto kódolta még az indulás előtt, hogy kezelje ezt a problémát.

A Bitcoin bányászati nehézségi algoritmusa úgy működik, hogy minden 2016 blokk után (körülbelül kéthetente) a protokoll ellenőrzi, mennyi időbe telt a bányászoknak megtalálni az egyes blokkokhoz tartozó nyertes hash-t, majd ezt az időt összeveti azzal a 20 160 perccel, amelynek elvileg el kellene telnie (10 × 2016). 

Ha hirtelen megugrik a Bitcoint bányászók száma, és az új blokkok túl gyorsan kerülnek felfedezésre, az algoritmus növeli a cél hash nehézségét (megnöveli az elején szereplő nullák számát), hogy lassítsa a bányászokat. 

Ezzel szemben, ha csökken a bányászok száma, vagy túl sok időbe telik az új blokkok megtalálása, az algoritmus megkönnyíti a következő cél hash-eket (az elején szereplő nullák számának csökkentésével).

Gondolj erre úgy, mint amikor a Rubik-kocka kirakásának nehézségét a sorok számának növelésével vagy csökkentésével állítod be.

Egy 3×3-as kockát például sokkal könnyebb kirakni, mint egy 5×5-ös kockát, és így tovább.

Ahhoz, hogy versenyelőnyt szerezzenek a hálózat többi résztvevőjével szemben, sok bányász alkalmazásspecifikus integrált áramköröket (ASIC) használó bányászgépeket alkalmaz. Ezek a gépek másodpercenként több százmillió hash generálására képesek, és párhuzamosan is működtethetők, hogy tulajdonosaik nagyobb eséllyel nyerjenek blokkjutalmat.

Számos nagy tőzsdei vállalat, köztük a Riot Platforms, a Marathon Digital és a CleanSpark Inc. jelenleg hatalmas kriptobányászati létesítményeket üzemeltet, amelyek több ezer ASIC bányászgépet tartalmaznak.

E nagyobb szereplők részvétele drámaian megnövelte a Bitcoin teljes hash-arányát, ami egyre nehezebbé teszi az új blokkok felfedezését.

Bárki megnézheti a Bitcoin aktuális hasharányát bármely adott időpontban több ingyenes online hash-aránydiagram segítségével.

Amikor a bányászati nehézség növekszik, a bányászathoz kapcsolódó költségek is emelkednek.

Bizonyos esetekben ez rendkívül megnehezítheti az egyéni bányászok számára, hogy nullszaldó felett működjenek.

Ilyen helyzetekben sok független bányász úgy dönt, hogy erőforrásaikat úgynevezett bányászpoolokban egyesítik.

A bányászpoolok megosztják egymás között a számítási kapacitásukat, és az általuk megszerzett blokkjutalmakat arányosan osztják szét a pool minden tagja között. 

Napjainkban a Bitcoin-bányászat többsége ilyen csoportok által történik, bár továbbra is lehetséges kriptovalutát otthonról bányászni.

Most, hogy mindent megtudtál a Bitcoin-bányászatról, készen állsz megtenni a következő lépést a kriptós utadon?

Kattints az alábbi gombra, hogy még ma Bitcoint vásárolj a Krakenen!