Bitcoin-mijnbouw, uitgelegd
De kans is groot dat je de uitdrukking "bitcoin mining" hoort en je geest begint af te dwalen naar de westerse fantasie van houwelen, vuil en rijk worden. Het blijkt dat die analogie niet ver weg is.
Veel minder glamoureus maar even onzeker, bitcoin-mining wordt uitgevoerd door krachtige computers die complexe rekenkundige wiskundeproblemen oplossen (lees: zo complex dat ze niet met de hand kunnen worden opgelost). Het geluk en werk dat een computer nodig heeft om een van deze problemen op te lossen, is het equivalent van een mijnwerker die goud in de grond slaat - terwijl hij in een zandbak graaft. Op het moment van schrijven is de kans dat een computer een van deze problemen oplost 1 op 6 triljoen, maar daarover later meer.
Het resultaat van "bitcoin mining" is tweeledig. Ten eerste, wanneer computers deze complexe wiskundige problemen op het bitcoin-netwerk oplossen, produceren ze nieuwe bitcoin, niet anders dan wanneer een mijnbouw goud uit de grond haalt. En ten tweede, door het oplossen van rekenkundige wiskundeproblemen, maken bitcoin-mijnwerkers het bitcoin-betalingsnetwerk betrouwbaar en veilig, door de transactie-informatie te verifiëren.
Er is een goede kans dat dat allemaal maar zo logisch was. Om uit te leggen hoe bitcoin mining in meer detail werkt, laten we beginnen met een proces dat een beetje dichter bij huis ligt: de regulering van gedrukte valuta.
Bitcoin Basics: Wat is Cryptocurrency Mining ">
Consumenten hebben de neiging om afgedrukte valuta te vertrouwen, tenminste in de Verenigde Staten. Dat komt omdat de Amerikaanse dollar wordt ondersteund door een centrale bank, de Federal Reserve. Naast een groot aantal andere verantwoordelijkheden, reguleert de Federal Reserve de productie van nieuw geld en vervolgt het het gebruik van vals geld.
Zelfs digitale betalingen met de Amerikaanse dollar worden ondersteund door een centrale autoriteit. Wanneer u bijvoorbeeld een online aankoop doet met uw bankpas of creditcard, wordt die transactie verwerkt door een betalingsverwerkingsbedrijf zoals Mastercard of Visa. Naast het vastleggen van uw transactiegeschiedenis, controleren die bedrijven dat transacties niet frauduleus zijn, wat een reden is dat uw bankpas of creditcard tijdens het reizen kan worden opgeschort.
Bitcoin wordt daarentegen niet gereguleerd door een centrale autoriteit. In plaats daarvan wordt bitcoin ondersteund door miljoenen computers over de hele wereld die 'mijnwerkers' worden genoemd. Dit netwerk van computers heeft dezelfde functie als de Federal Reserve, Visa en Mastercard, maar met een paar belangrijke verschillen. Net als de Federal Reserve, Visa en Mastercard registreren bitcoin-mijnwerkers transacties en controleren ze op juistheid. In tegenstelling tot die centrale autoriteiten zijn bitcoin-mijnwerkers echter over de hele wereld verspreid en registreren ze transactiegegevens in een openbare lijst die voor iedereen toegankelijk is, zelfs voor u.
Wanneer iemand een bitcoin koopt of verkoopt, noemen we dat een 'transactie'. In de winkel en online gemaakte transacties worden gedocumenteerd door banken, kassasystemen en fysieke kwitanties. Bitcoin-mijnwerkers bereiken hetzelfde effect zonder deze instellingen door transacties samen te voegen in "blokken" en ze toe te voegen aan een openbaar record met de naam "blockchain".
Wanneer bitcoin-mijnwerkers een nieuw blok met transacties aan de blockchain toevoegen, is een deel van hun taak om ervoor te zorgen dat die transacties nauwkeurig zijn. (Meer over de magie van hoe dit in een seconde gebeurt.) Bitcoin-mijnwerkers zorgen er in het bijzonder voor dat bitcoin niet wordt gedupliceerd, een unieke eigenaardigheid van digitale valuta's die 'dubbele uitgaven' worden genoemd. Met gedrukte valuta's is dupliceren van geld niet een probleem. Als je eenmaal $ 20 in de winkel hebt uitgegeven, is die rekening in handen van de bediende. Met digitale valuta is het echter een ander verhaal.
Digitale informatie kan relatief eenvoudig worden gereproduceerd, dus met bitcoin en andere digitale valuta's bestaat het risico dat een spender een kopie van zijn bitcoin kan maken en deze naar een andere partij kan verzenden terwijl hij het origineel nog steeds vasthoudt. Laten we even teruggaan naar de gedrukte valuta en zeggen dat iemand probeerde zijn factuur van $ 20 te dupliceren om zowel het origineel als de namaak in een supermarkt te spenderen. Als een bediende wist dat klanten geld dupliceerden, hoefden ze alleen maar naar de serienummers van de rekeningen te kijken. Als de nummers identiek waren, zou de griffier weten dat het geld was gedupliceerd. Deze analogie is vergelijkbaar met wat een bitcoin-mijnwerker doet wanneer ze nieuwe transacties verifiëren.
Met maar liefst 600.000 aankopen en verkopen op één dag, kan het controleren van elk van deze transacties echter veel werk zijn voor mijnwerkers, wat een ander belangrijk verschil oplevert tussen bitcoin-mijnwerkers en de Federal Reserve, Mastercard of Visa. Als compensatie voor hun inspanningen ontvangen mijnwerkers bitcoin wanneer ze een nieuw blok met transacties aan de blockchain toevoegen. De hoeveelheid nieuwe bitcoin die bij elk gedolven blok wordt vrijgegeven, wordt de "blokbeloning" genoemd. De blokbeloning wordt om de 210.000 blokken of ongeveer om de 4 jaar gehalveerd. In 2009 was het 50. In 2013 was het 25, in 2018 was het 12, 5 en ergens halverwege 2020 zal het halveren tot 6, 25.
Met deze halveringssnelheid zal het totale aantal bitcoin in omloop een limiet van 21 miljoen naderen, waardoor de valuta in de loop van de tijd schaarser en waardevoller wordt, maar ook duurder voor mijnwerkers om te produceren.
Hoe werkt Bitcoin-mijnbouw?
Hier is het addertje onder het gras. Om bitcoin-mijnwerkers daadwerkelijk bitcoin te laten verdienen door transacties te verifiëren, moeten er twee dingen gebeuren. Ten eerste moeten ze 1 megabyte (MB) aan transacties verifiëren, die theoretisch zo klein kunnen zijn als 1 transactie, maar vaker meerdere duizenden zijn, afhankelijk van hoeveel gegevens elke transactie opslaat. Dit is het makkelijke gedeelte.
Ten tweede moeten mijnwerkers, om een blok met transacties aan de blockchain toe te voegen, een complex rekenkundig wiskundeprobleem oplossen, ook een 'proof of work' genoemd. Wat ze eigenlijk doen, is proberen een 64-cijferig hexadecimaal getal te bedenken, een "hash" genoemd dat kleiner is dan of gelijk is aan de beoogde hash. Kortom, de computer van een mijnwerker spuwt hash uit met een snelheid van megahashes per seconde (MH / s), gigahashes per seconde (GH / s), of zelfs terahashes per seconde (TH / s) afhankelijk van de eenheid, waarbij alle mogelijke 64 wordt geraden cijfernummers totdat ze tot een oplossing komen. Met andere woorden, het is een gok.
De moeilijkheidsgraad van het meest recente blok op het moment van schrijven is ongeveer 6.061.518.831.027. Dat wil zeggen, de kans dat een computer een hash produceert onder het doel is 1 op 6.061.518.831.027 - minder dan 1 op 6 triljoen. Dat niveau wordt elke 2016 blokken aangepast, of ongeveer elke 2 weken, met als doel de mijnbouwpercentages constant te houden. Dat wil zeggen, hoe meer mijnwerkers strijden om een oplossing, hoe moeilijker het probleem zal worden. Het tegenovergestelde is ook waar. Als rekenkracht van het netwerk wordt gehaald, past de moeilijkheid zich naar beneden aan om mining gemakkelijker te maken.
Leg het uit alsof ik vijf ben (ELI5)
Hier is een nuttige analogie van Investopedia Editor Euny Hong:
"Stel dat ik drie vrienden vertel dat ik aan een getal tussen 1 en 100 denk, en ik schrijf dat nummer op een stuk papier en sluit het in een envelop. Mijn vrienden hoeven niet het exacte aantal te raden, ze moeten gewoon moet de eerste persoon zijn die een getal raadt dat kleiner is dan of gelijk is aan het aantal waar ik aan denk. En er is geen limiet aan hoeveel gissingen ze krijgen.
"Laten we zeggen dat ik denk aan het getal 19. Als vriend A 21 raadt, verliezen ze omdat 21> 19. Als vriend B 16 en vriend C raadt 12, dan zijn ze theoretisch allebei tot haalbare antwoorden gekomen, omdat 16 < 19 en 12 <19. Er is geen 'extra credit' voor vriend B, hoewel het antwoord van B dichter bij het beoogde antwoord van 19 lag.
"Stel je nu voor dat ik de vraag 'raden welk nummer ik denk aan' stel, maar ik vraag het niet alleen aan drie vrienden en ik denk niet aan een getal tussen 1 en 100. Ik vraag het eerder aan miljoenen van potentiële mijnwerkers en ik denk aan een 64-cijferig hexadecimaal getal. Nu zie je dat het extreem moeilijk zal zijn om het juiste antwoord te raden. "
Hoe kun je concurreren met miljoenen mijnwerkers?
Als 1 op 6 triljoen niet moeilijk genoeg klinkt, is dit de vangst van de vangst. Bitcoin-mijnwerkers moeten niet alleen met de juiste hash komen, ze moeten ook de eerste zijn om het te doen.
Omdat bitcoin-mining in wezen giswerk is, heeft het vinden van het juiste antwoord voordat een andere mijnwerker bijna alles te maken heeft met hoe snel uw computer hashes kan produceren. Slechts tien jaar geleden konden bitcoin-mijnwerkers concurrerend worden uitgevoerd op normale desktopcomputers. Na verloop van tijd realiseerden mijnwerkers zich echter dat grafische kaarten die vaak voor videogames worden gebruikt, effectiever waren in mijnbouw dan desktops en grafische verwerkingseenheden (GPU) het spel gingen domineren. In 2013 begonnen bitcoin-mijnwerkers computers te gebruiken die specifiek zijn ontworpen om cryptocurrency zo efficiënt mogelijk te minen, Application-Specific Integrated Circuits (ASIC) genaamd. Deze kunnen variëren van $ 500 tot tienduizenden.
Tegenwoordig is bitcoin-mining zo competitief dat het alleen winstgevend kan worden gedaan met de meest up-to-date ASIC's. Wanneer desktopcomputers, GPU's of oudere ASIC-modellen worden gebruikt, overtreffen de kosten van energieverbruik eigenlijk de gegenereerde inkomsten. Zelfs met de nieuwste eenheid tot uw beschikking, is één computer zelden genoeg om te concurreren met wat mijnwerkers 'mijnpools' noemen.
Een mijnpool is een groep mijnwerkers die hun rekenkracht combineren en de gedolven bitcoin verdelen over deelnemers. Een onevenredig groot aantal blokken worden gedolven door pools in plaats van door individuele mijnwerkers. In juli 2017 vertegenwoordigden mijnpools en bedrijven ongeveer 80% tot 90% van de rekenkracht van bitcoin.
Is Bitcoin Mining duurzaam?
Tussen 1 op 6 triljoen kansen, schaalniveaus en het enorme netwerk van gebruikers die transacties verifiëren, wordt één blok transacties ongeveer elke 10 minuten geverifieerd. Maar het is belangrijk om te onthouden dat 10 minuten een doel is, geen regel.
Het bitcoin-netwerk kan ongeveer zeven transacties per seconde verwerken, waarbij transacties om de 10 minuten in de blockchain worden vastgelegd. Naarmate het netwerk van bitcoin-gebruikers blijft groeien, zal het aantal transacties dat in 10 minuten wordt uitgevoerd uiteindelijk het aantal transacties overschrijden dat in 10 minuten kan worden verwerkt. Op dat moment zullen wachttijden voor transacties beginnen en langer worden, tenzij een wijziging wordt aangebracht in het bitcoin-protocol.
Dit probleem in het hart van het bitcoin-protocol staat bekend als 'schaling'. Hoewel bitcoin-mijnwerkers over het algemeen het erover eens zijn dat er iets moet worden gedaan om schaling aan te pakken, is er minder consensus over hoe dit te doen. Op het moment van schrijven zijn er twee belangrijke oplossingen voor het schaalprobleem, ofwel (1) om de hoeveelheid gegevens te verminderen die nodig is om elk blok te verifiëren of (2) om het aantal transacties dat elk blok kan opslaan te vergroten. Met minder gegevens om per blok te verifiëren, zou de oplossing 1 transacties sneller en goedkoper maken voor mijnwerkers. Oplossing 2 zou omgaan met schalen door elke 10 minuten meer informatie te laten verwerken.
In juli 2017 stemden bitcoin-mijnwerkers en mijnbouwbedrijven die ongeveer 80% tot 90% van de rekenkracht van het netwerk vertegenwoordigen, om een programma op te nemen dat de hoeveelheid gegevens zou verminderen die nodig is om elk blok te verifiëren. Dat wil zeggen, ze gingen met oplossing 1.
Het programma dat mijnwerkers hebben gestemd om toe te voegen aan het bitcoin-protocol wordt een gescheiden getuige of SegWit genoemd. Deze term is een samensmelting van Segregated, wat 'scheiden' betekent, en Getuige, wat verwijst naar 'handtekeningen op een bitcoin-transactie'. Segregated Witness betekent dus het scheiden van transactiekentekeningen van een blok - en deze als een uitgebreid blok koppelen. Hoewel het toevoegen van een enkel programma aan het bitcoin-protocol misschien niet veel lijkt in de weg van een oplossing, is geschat dat handtekeninggegevens verantwoordelijk zijn voor maximaal 65% van de gegevens die in elk transactieblok zijn verwerkt.
Minder dan een maand later in augustus 2017 startte een groep mijnwerkers en ontwikkelaars een harde vork en verliet het bitcoin-netwerk om een nieuwe valuta te creëren met dezelfde codebase als bitcoin. Hoewel deze groep het eens was met de noodzaak van een oplossing voor schaling, maakten ze zich zorgen dat het gebruik van gescheiden getuige-technologie het schaalprobleem niet volledig zou oplossen.
In plaats daarvan gingen ze met oplossing 2. De resulterende valuta, genaamd "bitcoin cash", verhoogde de blokgrootte tot 8 Mb om het verificatieproces te versnellen om een prestatie van ongeveer 2 miljoen transacties per dag mogelijk te maken. Op 10 februari 2019 werd Bitcoin Cash gewaardeerd op $ 122, 45 tot Bitcoin $ 3.605, 01.
Vergelijk beleggingsrekeningen Aanbieder Naam Beschrijving Adverteerder Openbaarmaking × De aanbiedingen die in deze tabel worden weergegeven, zijn afkomstig van samenwerkingsverbanden waarvan Investopedia een vergoeding ontvangt.