Hur fungerar Bitcoin Mining? Vad är Crypto Mining?

Vad är Bitcoin Mining?

Bitcoin -gruvdrift är den process genom vilken nya bitcoins kommer i omlopp, men det är också en kritisk komponent för underhåll och utveckling av blockchain -huvudboken. Det utförs med mycket sofistikerade datorer som löser extremt komplexa beräknande matematiska problem.

Kryptovaluta gruvdrift är noggrann, kostsam och bara sporadiskt givande. Ändå har gruvdrift en magnetisk dragningskraft för många investerare som är intresserade av kryptovaluta på grund av att gruvarbetare belönas för sitt arbete med kryptotoken. Detta kan bero på att entreprenörstyper ser gruvdrift som slantar från himlen, som guldprospektörer i Kalifornien 1849. Och om du är tekniskt benägen, varför inte göra det?

Men innan du investerar tid och utrustning, läs den här förklaringen för att se om gruvdrift verkligen är något för dig. Vi kommer främst att fokusera på Bitcoin (hela tiden använder vi "Bitcoin" när vi hänvisar till nätverket eller kryptovalutan som begrepp och "bitcoin" när vi hänvisar till en mängd individ tokens).

En ny guldrusning

Den främsta dragningen för många gruvor är möjligheten att belönas med Bitcoin. Som sagt, du behöver verkligen inte vara en gruvarbetare för att äga kryptovaluta -tokens. Du kan också köpa kryptovalutor med fiat -valuta; du kan byta den på en börs som Bitstämpel använda en annan krypto (som ett exempel, använda Ethereum eller NEO för att köpa Bitcoin); du kan till och med tjäna det genom att shoppa, publicera blogginlägg på plattformar som betalar användare i kryptovaluta, eller till och med skapa ränteinkomstande kryptokonton.

Ett exempel på en kryptobloggplattform är Steemit, som är ungefär som Medium förutom att användare kan belöna bloggare genom att betala dem i en proprietär kryptovaluta som kallas STEEM. STEEM kan sedan handlas någon annanstans för Bitcoin.

Bitcoin -belöningen som gruvarbetare får är ett incitament som motiverar människor att hjälpa till med det primära syftet med gruvdrift: att legitimera och övervaka Bitcoin -transaktioner och säkerställa deras giltighet. Eftersom dessa ansvarsområden är spridda bland många användare över hela världen är Bitcoin en "decentraliserad" kryptovaluta, eller en som inte förlitar sig på någon central myndighet som en centralbank eller regering för att övervaka dess reglering.

Hur man bryter bitcoins

Gruvarbetare får betalt för sitt arbete som revisorer. De gör arbetet med att verifiera legitimiteten för Bitcoin -transaktioner. Denna konvention är avsedd att hålla Bitcoin -användare ärliga och var tänkt av Bitcoins grundare, Satoshi Nakamoto. Genom att verifiera transaktioner hjälper gruvarbetare att förhindra "dubbla utgifter problem."

Dubbla utgifter är ett scenario där en Bitcoin -ägare olagligt spenderar samma bitcoin två gånger. Med fysisk valuta är detta inte ett problem: när du ger någon en $ 20 -räkning för att köpa en flaska vodka, du har det inte längre, så det är ingen fara att du kan använda samma $ 20 räkning för att köpa lotto biljetter nästa dörr. Även om det finns möjlighet att förfalska kontanter, är det inte exakt samma sak som att bokstavligen spendera samma dollar två gånger. Med digital valuta, men som Investopedia -ordboken förklarar, "finns det en risk att innehavaren kan göra en kopia av den digitala token och skicka den till en handlare eller annan part samtidigt som den behålls original."

Låt oss säga att du hade en legitim $ 20 -sedel och en förfalskning av samma $ 20. Om du skulle försöka spendera både den riktiga räkningen och den falska, någon som besvärat att titta på båda räkningarna serienummer skulle se att de var samma nummer, och därför måste en av dem vara falsk. Vad en Bitcoin -gruvarbetare gör är analogt med det - de kontrollerar transaktioner för att se till att användare inte olagligt har försökt att spendera samma bitcoin två gånger. Detta är inte en perfekt analogi - vi kommer att förklara mer detaljerat nedan.

När gruvarbetarna har verifierat 1 MB (megabyte) Bitcoin transaktioner, känd som ett "block", är dessa gruvarbetare berättigade att belönas med en mängd bitcoins (mer om bitcoin -belöningen nedan också). Gränsen på 1 MB fastställdes av Satoshi Nakamoto och är en kontrovers, eftersom vissa gruvarbetare anser att blockstorleken borde vara ökat för att rymma mer data, vilket effektivt skulle innebära att bitcoin -nätverket kunde behandla och verifiera transaktioner mer snabbt.

Observera att genom att verifiera transaktioner på 1 MB får en myntgruvarbetare rätt att tjäna bitcoin - inte alla som verifierar transaktioner får utbetalning.

1MB transaktioner kan teoretiskt vara så små som en transaktion (även om detta inte alls är vanligt) eller flera tusen. Det beror på hur mycket data transaktionerna tar upp.

"Så efter allt arbete med att verifiera transaktioner kanske jag fortfarande inte får någon bitcoin för det?"

Det är korrekt. För att tjäna bitcoins måste du uppfylla två villkor. Det ena är en ansträngningsfråga; en är en fråga om tur:

• Du måste verifiera ~ 1 MB värde av transaktioner. Detta är den enkla delen.
• Du måste vara först gruvarbetare för att komma fram till rätt svar, eller närmaste svar, på ett numeriskt problem. Denna process är också känd som bevis på arbete.

"Vad menar du," rätt svar på ett numeriskt problem "?"

De goda nyheterna: Ingen avancerad matematik eller beräkning är inblandad. Du kanske har hört att gruvarbetare löser svåra matematiska problem - det är inte riktigt sant. Vad de faktiskt gör är att försöka vara den första gruvarbetaren som kommer med ett 64-siffrigt hexadecimalt tal (a "hash") som är mindre än eller lika med målhashen. Det är i princip gissningar.

De dåliga nyheterna: Det är gissningar, men med det totala antalet möjliga gissningar för vart och ett av dessa problem i storleksordningen biljoner är det otroligt jobbigt arbete. För att först lösa ett problem behöver gruvarbetare mycket datorkraft. För att lyckas bryta måste du ha en hög "hashhastighet", som mäts i termer av megahash per sekund (MH/s), gigahash per sekund (GH/s) och terahash per sekund (TH/s).

Det är väldigt många hascher.

Om du vill uppskatta hur mycket bitcoin du kan gruva med din gruvriggs hashhastighet, sajten Cryptocompare erbjuder en användbar räknare.

Gruvdrift och Bitcoin -cirkulation

Förutom att föra gruvarbetarnas fickor och stödja Bitcoin -ekosystemet, tjänar gruvdriften ett annat viktigt syfte: Det är det enda sättet att släppa ut ny kryptovaluta i omlopp. Med andra ord är gruvarbetare i princip "myntande" valuta. Till exempel, från och med nov. 2020 var det cirka 18,5 miljoner bitcoins i omlopp.

Bortsett från mynten som präglades via genesisblocket (det allra första blocket, som skapades av grundaren Satoshi Nakamoto), uppstod varenda bitcoins på grund av gruvarbetare. I frånvaro av gruvarbetare skulle Bitcoin som nätverk fortfarande existera och vara användbart, men det skulle aldrig finnas någon ytterligare bitcoin. Det kommer så småningom att komma en tid då Bitcoin -gruvdriften slutar; per Bitcoin -protokollet kommer det totala antalet bitcoins att begränsas till 21 miljoner.

Men eftersom hastigheten på "minad" bitcoin minskar med tiden, kommer den sista bitcoin inte att cirkulera förrän omkring år 2140. Detta betyder inte att transaktioner kommer att upphöra att verifieras. Gruvarbetare kommer att fortsätta att verifiera transaktioner och kommer att betalas i avgifter för att göra det för att behålla integriteten i Bitcoins nätverk.

Bortsett från den kortsiktiga Bitcoin-utbetalningen kan en myntgruvarbetare ge dig "rösträtt" när ändringar föreslås i Bitcoin-nätverksprotokollet. Med andra ord har gruvarbetare ett visst inflytande på beslutsprocessen i frågor som gaffel.

Hur mycket en gruvarbetare tjänar

Belöningarna för Bitcoin -gruvdrift minskas med hälften vart fjärde år. När bitcoin brytades första gången 2009, skulle ett block tjäna dig 50 BTC. År 2012 halverades detta till 25 BTC. År 2016 halverades detta igen till 12,5 BTC. Den 11 maj 2020 halverades belöningen igen till 6,25 BTC. I november 2020 var priset på Bitcoin cirka 17 900 dollar per bitcoin, vilket innebär att du tjänar 111 875 dollar (6,25 x 17 900) för att slutföra ett block. Inte ett dåligt incitament att lösa det komplexa hashproblemet som beskrivs ovan, kan det tyckas.

Om du vill hålla reda på exakt när dessa halveringar inträffar kan du konsultera Bitcoin klocka, som uppdaterar denna information i realtid. Intressant nog har marknadspriset på Bitcoin genom sin historia tenderat att nära motsvara minskningen av nya mynt som tas i omlopp. Den sänkande inflationstakten ökade bristen och historiskt har priset stigit med den.

Om du är intresserad av att se hur många block som har bryts hittills finns det flera platser, inklusive Blockchain.info, som ger dig den informationen i realtid.

Vad behöver jag för att gruva bitcoins?

Även om individer tidigt i Bitcoins historia kan ha kunnat tävla om block med en vanlig hemmadator, så är det inte längre fallet. Anledningen till detta är att svårigheten att bryta Bitcoin förändras med tiden.

För att säkerställa att blockchain fungerar smidigt och dess förmåga att bearbeta och verifiera transaktioner, syftar Bitcoin -nätverket till att ha ett block producerat var tionde minut eller så. Men om det finns en miljon gruvriggar som tävlar om att lösa hashproblemet kommer de sannolikt att nå en lösning snabbare än ett scenario där 10 gruvriggar arbetar med samma problem. Av den anledningen är Bitcoin utformat för att utvärdera och justera svårigheten att bryta varannan 2016 block, eller ungefär varannan vecka.

När det är mer datorkraft som kollektivt arbetar för att bryta för bitcoins, ökar svårighetsgraden för gruvdrift för att hålla blockproduktionen i en stabil takt. Mindre datorkraft innebär att svårighetsgraden minskar. För att få en känsla av hur mycket datorkraft det handlar om, när Bitcoin lanserades 2009 var den initiala svårighetsgraden en. Från och med nov. 2019 är det mer än 13 biljoner.

Allt detta är att säga att för att kunna konkurrera konkurrenskraftigt måste gruvarbetare nu investera i kraftfull dator utrustning som en GPU (grafikprocessorenhet) eller, mer realistiskt, en applikationsspecifik integrerad krets (ASIC). Dessa kan löpa från $ 500 till tiotusentals. Vissa gruvarbetare-särskilt Ethereum-gruvarbetare-köper individuella grafikkort (GPU: er) som ett billigt sätt att samla gruvdrift.

Bilden nedan är en provisorisk, hemlagad gruvmaskin. Grafikkorten är de rektangulära blocken med virvlande fläktar. Observera smörgåsbandet som håller grafikkorten vid metallstången. Detta är förmodligen inte det mest effektiva sättet att gruva, och som du kan gissa är många gruvarbetare i det lika mycket för nöjet och utmaningen som för pengarna.

"Förklara det som om jag är fem" -versionen

Insatserna i Bitcoin -gruvdrift kan vara svåra att förstå som de är. Tänk på detta illustrativa exempel på hur hashproblemet fungerar: Jag säger till tre vänner att jag är det tänker på ett tal mellan ett och 100, och jag skriver det numret på ett papper och förseglar det i ett kuvert. Mina vänner behöver inte gissa det exakta antalet; de måste bara vara den första personen som gissar ett tal som är mindre än eller lika med det tal jag tänker på. Och det finns ingen gräns för hur många gissningar de får.

Låt oss säga att jag tänker på siffran 19. Om vän A gissar 21 förlorar de på grund av 21> 19. Om vän B gissar 16 och vän C gissar 12, så har de teoretiskt sett kommit fram till livskraftiga svar, på grund av 16 <19 och 12 <19. Det finns ingen "extra kredit" för vän B, även om B: s svar var närmare målsvaret 19. Föreställ dig nu att jag ställer frågan "gissa vilket nummer jag tänker på", men jag frågar inte bara tre vänner, och jag tänker inte på ett tal mellan 1 och 100. Jag frågar snarare miljontals blivande gruvarbetare och jag tänker på ett 64-siffrigt hexadecimalt tal. Nu ser du att det kommer att bli extremt svårt att gissa rätt svar.

Om B och C båda svarar samtidigt, bryts ELI5 -analogin sönder.

I Bitcoin -termer förekommer samtidiga svar ofta, men i slutet av dagen kan det bara finnas ett vinnande svar. När flera samtidiga svar presenteras som är lika med eller mindre än målnumret, bestämmer Bitcoin -nätverket med enkel majoritet - 51% - vilken gruvarbetare ska hedra.

Vanligtvis är det gruvarbetaren som har gjort mest arbete eller, med andra ord, den som verifierar flest transaktioner. Det förlorande blocket blir då en "föräldralöst block. "Föräldralösa block är de som inte läggs till i blockchain. Gruvarbetare som framgångsrikt löser hashproblemet men som inte har verifierat flest transaktioner belönas inte med bitcoin.

Vad är ett "64-siffrigt hexadecimalt tal"?

Tja, här är ett exempel på ett sådant nummer:

0000000000000000057fcc708cf0130d95e27c5819203e9f967ac56e4df598ee.

Siffran ovan har 64 siffror. Lätt nog att förstå så långt. Som du säkert märkte består den siffran inte bara av siffror, utan också bokstäver i alfabetet. Varför är det så?

För att förstå vad dessa bokstäver gör i mitten av siffror, låt oss packa upp ordet "hexadecimal".

Som du vet använder vi "decimal" -systemet, vilket betyder att det är bas 10. Detta betyder i sin tur att varje siffra i ett flersiffrigt tal har 10 möjligheter, noll till nio.

"Hexadecimal", å andra sidan, betyder bas 16, eftersom "hex" härrör från det grekiska ordet för sex och "deca" härleds från det grekiska ordet för 10. I ett hexadecimalt system har varje siffra 16 möjligheter. Men vårt numeriska system erbjuder bara 10 sätt att representera tal (noll till nio). Det är därför du måste sätta in bokstäver i, särskilt bokstäverna a, b, c, d, e och f.

Om du bryter Bitcoin behöver du inte beräkna det totala värdet av det 64-siffriga numret (hash). Jag upprepar: Du behöver inte beräkna det totala värdet för en hash.

Så, vad har "64-siffriga hexadecimala tal" att göra med Bitcoin-gruvdrift?

Kommer du ihåg den ELI5 -analogin, där jag skrev siffran 19 på ett papper och lade det i ett förseglat kuvert?

I Bitcoin mining -termer kallas det metaforiska oupplysta numret i kuvertet målhash.

Vad gruvarbetare gör med de enorma datorerna och dussintals kylfläktar gissar på målhashen. Gruvarbetare gör dessa gissningar genom att slumpmässigt generera så många "nonces"som möjligt, så snabbt som möjligt. Ett nonce är en förkortning för "nummer som bara används en gång", och nonce är nyckeln till att generera dessa 64-bitars hexadecimala tal som jag fortsätter prata om. I Bitcoin mining är en nonce 32 bitar i storlek - mycket mindre än hashen, som är 256 bitar. Den första gruvarbetaren vars nonce genererar en hash som är mindre än eller lika med målhashen tilldelas kredit för att slutföra det blocket och tilldelas byten på 6,25 BTC.

I teorin kan du uppnå samma mål genom att rulla en 16-sidig dör 64 gånger för att komma fram till slumpmässiga tal, men varför i helvete skulle du vilja göra det?

Skärmdumpen nedan, hämtad från webbplatsen Blockchain.info, kan hjälpa dig att sammanfatta all denna information. Du tittar på en sammanfattning av allt som hände när block #490163 bryts. Den nonce som genererade den "vinnande" hash var 731511405. Målhashen visas överst. Termen "Relayed by Antpool" hänvisar till det faktum att just det här blocket slutfördes av AntPool, en av de mer framgångsrika gruvpoolerna (mer om gruvbassänger nedan).

Som du ser här, deras bidrag till Bitcoin -gemenskapen är att de bekräftade 1768 transaktioner för detta block. Om du verkligen vill se alla 1768 av dessa transaktioner för detta block, gå till denna sida och rulla ner till rubriken "Transaktioner".

(källa: Blockchain.info)

"Så hur gissar jag på målhashen?"

Alla mål hashar börjar med nollor - minst åtta nollor och upp till 63 nollor.

Det finns inget minimimål, men det finns ett maximalt mål som anges av Bitcoin -protokollet. Inget mål kan vara större än detta nummer:

00000000ffff00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000.

Här är några exempel på randomiserade hashningar och kriterierna för om de kommer att leda till framgång för gruvarbetaren:

"Hur maximerar jag mina chanser att gissa målhashen innan någon annan gör det?"

Du måste skaffa en snabb gruvrigg eller, mer realistiskt, gå med i en gruvpool - en grupp myntgruvarbetare som kombinerar sin datorkraft och delar upp den brytade Bitcoin. Gruvpooler är jämförbara med de Powerball -klubbar vars medlemmar köper lotter massor och går med på att dela eventuella vinster. Ett oproportionerligt stort antal block bryts av pooler snarare än av enskilda gruvarbetare.

Med andra ord är det bokstavligen bara ett nummerspel. Du kan inte gissa mönstret eller göra en förutsägelse baserad på tidigare mål -hashningar. De svårighetsgrad av det senaste blocket i skrivande stund är cirka 17,59 biljoner, vilket innebär att chansen för varje given nonce att producera en hash under målet är en på 17,59 biljoner. Inte stora odds om du arbetar på egen hand, även med en oerhört kraftfull gruvrigg.

"Hur avgör jag om Bitcoin kommer att vara lönsamt för mig?"

Inte bara måste gruvarbetarna ta med i kostnaderna för dyr utrustning som är nödvändig för att ha en chans att lösa ett hashproblem. De måste också överväga den betydande mängd elektriska gruvriggar som används för att generera stora mängder nonces på jakt efter lösningen. Sammantaget är Bitcoin -gruvdrift i stort sett olönsamt för de flesta enskilda gruvarbetare i skrivande stund. Platsen Cryptocompare erbjuder en användbar kalkylator som låter dig koppla in nummer som din hash -hastighet och elkostnader för att uppskatta kostnaderna och fördelarna.

(Källa: Cryptocompare)

Vad är myntgrupp?

Gruvbelöningar betalas till gruvarbetaren som först upptäcker en lösning på pusslet och sannolikheten för att a deltagaren är den som upptäcker att lösningen är lika med andelen av den totala gruvkraften på nätverk.

Deltagare med en liten andel av gruvkraften har en mycket liten chans att upptäcka nästa block på egen hand. Till exempel skulle ett gruvkort som man kunde köpa för ett par tusen dollar representera mindre än 0,001% av nätverkets gruvkraft. Med en så liten chans att hitta nästa block kan det dröja länge innan gruvarbetaren hittar ett block, och svårigheten att gå upp gör saker och ting ännu värre. Gruvarbetaren kanske aldrig får tillbaka sin investering. Svaret på detta problem är gruvbassänger.

Gruvbassänger drivs av utomstående och samordna grupper av gruvarbetare. Genom att arbeta tillsammans i en pool och dela utbetalningarna mellan alla deltagare kan gruvarbetare få ett stabilt flöde av bitcoin från och med den dag de aktiverar sina gruvarbetare. Statistik över några av gruvpoolerna kan ses på Blockchain.info.

"Jag har räknat. Glöm gruvdrift. Finns det ett mindre betungande sätt att tjäna på kryptovalutor? "

Som nämnts ovan är det enklaste sättet att förvärva Bitcoin att helt enkelt köpa det på en av många utbyten. Alternativt kan du alltid utnyttja "hacka -strategin". Detta är baserat på den gamla sågen som under 1849 Gold rush i Kalifornien, den smarta investeringen var inte att panorera efter guld, utan snarare att göra hackarna som används till brytning.

För att uttrycka det i moderna termer, investera i de företag som tillverkar dessa hackor. I ett kryptovaluta -sammanhang skulle hacka -ekvivalenten vara ett företag som tillverkar utrustning som används för Bitcoin -gruvdrift. Du kan överväga att titta på företag som tillverkar ASIC -utrustning eller GPU: er istället, till exempel.

Är Bitcoin Mining lagligt?

Lagligheten av Bitcoin -gruvdrift beror helt på din geografiska plats. Begreppet Bitcoin kan hota fiatvalutornas dominans och regeringens kontroll över finansmarknaderna. Av denna anledning är Bitcoin helt olagligt på vissa platser.

Bitcoin ägande och gruvdrift är lagligt i fler länder än inte. Några exempel på platser där det är olagligt är Algeriet, Egypten, Marocko, Bolivia, Ecuador, Nepal och Pakistan.Totalt sett är Bitcoin -användning och gruvdrift lagligt över stora delar av världen.

Risker med gruvdrift

Riskerna med gruvdrift är ofta finansiella och reglerande. Som nämnts är Bitcoin -gruvdrift och gruvdrift i allmänhet en ekonomisk risk. Man kan gå igenom alla ansträngningar att köpa hundra eller tusentals dollar för gruvutrustning bara för att inte ha någon avkastning på sin investering. Som sagt, denna risk kan minskas genom att gå med i gruvpooler. Om du funderar på gruvdrift och bor i ett område där det är förbjudet bör du ompröva det. Det kan också vara en bra idé att undersöka dina länders regler och övergripande känsla för kryptovaluta innan du investerar i gruvutrustning.

En ytterligare potentiell risk för tillväxten av Bitcoin-gruvdrift (och även andra arbetssäkerhetssystem) är den ökande energianvändningen som krävs av datorsystemen som kör gruvalgoritmerna. Medan mikrochipeffektiviteten har ökat dramatiskt för ASIC -chips, ökar själva nätverkets tillväxt tekniska framsteg. Som ett resultat finns det oro över miljöpåverkan och koldioxidavtrycket av Bitcoin -gruvdrift.

Det finns emellertid ansträngningar för att mildra denna negativa externitet genom att söka renare och grön energi källor för gruvdrift (t.ex. geotermi eller sol), samt utnyttjande av koldioxidkompensation poäng. Byte till mindre energikrävande konsensusmekanismer som bevis på insats (PoS), som Ethereum planerar att göra, är en annan strategi; dock kommer PoS med sin egen uppsättning nackdelar och ineffektivitet.