Kopanie kryptowalut - co to jest i jak działa kopanie Bitcoina?

Koncepcja górnictwa kryptowalutowego odgrywa kluczową rolę w operacjach na blockchainie, pełniąc podwójne zadanie. Po pierwsze, umożliwia tworzenie nowych cyfrowych monet, a po drugie, służy jako mechanizm weryfikacji nowych transakcji. Proces kopania kryptowalut obejmuje współpracę trzech podstawowych elementów: wysiłków uczestników sieci (nazywanych górnikami), sprzętu wykorzystywanego przez tych uczestników do pozyskiwania mocy obliczeniowej oraz oprogramowania.

Dlaczego istnieje mining?

Koncepcja jest prosta: w tradycyjnych systemach scentralizowanych jeden lub więcej organ działa jako pośrednicy. Aby zachować zdecentralizowany charakter blockchainu i kryptowalut, konieczne jest unikanie centralnych organów, które mogłyby naruszyć decentralizację. Zamiast tego odpowiedzialność za przetwarzanie transakcji i generowanie nowych monet jest przypisana górnikom (minerom). Górnicy ci są motywowani do uczestnictwa w operacjach na blockchainie przez opłaty transakcyjne lub nagrody za nowo wydobyte monety. W ten sposób odgrywają oni kluczową rolę w utrzymaniu i zabezpieczeniu integralności sieci.

Kopanie kryptowalut - jak to działa?

Bez blockchaina nie byłoby miningu, ponieważ wszystkie działania na łańcuchu bloków są związane z protokołami sieciowymi. Blockchainy funkcjonują jako publiczne rozproszone księgi, które śledzą wszystkie transakcje w chronologicznej kolejności. Brak możliwości dokonywania zmian lub edycji w dzienniku transakcji powoduje ich stuprocentową przejrzystość i transparentność.

Jak sugeruje nazwa, termin blockchain oznacza łańcuch bloków. Dlatego musimy zbadać, co oznacza blok i jak jest tworzony. "Blok" pełni funkcję fundamentalnego bloku budulcowego blockchainu, działając jako kontener przechowujący istotne informacje dotyczące poszczególnych transakcji.

W obrębie bloku można wyróżnić cztery różne elementy związane z transakcjami. Po pierwsze, istnieją "previous hash data", które zawierają informacje o poprzednim wydobywanym bloku. Te dane umożliwiają połączenie bloków, tworząc ciągły łańcuch. Drugi element składa się z wydobytego i zwalidowanego zestawu danych specyficznego dla transakcji powiązanej z blokiem. Trzeci komponent to "nonce", losowy 32-bitowy numer wykorzystywany przez górników w ich obliczeniach obliczeniowych. Górnicy angażują się w konkurencyjną rywalizację, aby jako pierwsi zgadnąć poprawny nonce i obliczyć skrót bloku. I wreszcie, czwartym atrybutem jest cyfrowy podpis bloku, który opiera się na algorytmie kryptograficznym SHA-256, który zawsze produkuje skróty o długości 256 bitów.

Różnice między blockchainami

Blockchainy różnią się od siebie, co prowadzi do różnic w sposobie wydobywania kryptowalut lub walidacji transakcji. Na przykład najpopularniejsze protokoły UTXO działają na zasadzie proof-of-work (PoW), co oznacza, że uczestnicy sieci muszą tworzyć nowe bloki, wykorzystując swoje urządzenia sprzętowe oraz zużywać wiele zasobów i energii, aby rozwiązać problemy matematyczne. Inne blockchainy pracują w oparciu o mechanizm proof-of-stake (PoS), który polega na blokowaniu określonej ilości konkretnej kryptowaluty. W ten sposób tworzony jest nowy blok, zamiast wykonywania skomplikowanych obliczeń, jak to ma miejsce w PoW.

Jak działa mining Bitcoina?

Sieć Bitcoin działa w oparciu o system oparty na UTXO i wykorzystuje mechanizm proof-of-work. Ten projekt zakłada, że wszystkie transakcje występujące na blockchainie Bitcoin są przetwarzane przez górników kryptowalutowych. Górnictwo to kluczowy proces, dzięki któremu dokonuje się weryfikacji transakcji, odgrywając istotną rolę w walce z działaniami oszukańczymi. Dodatkowo, górnictwo Bitcoin prowadzi do dodawania nowych bloków do blockchainu, co z kolei powoduje wprowadzenie nowych monet BTC do obiegu. Gdy górnicy kryptowalutowi z powodzeniem wydobywają transakcję, otrzymują Bitcoin (a dokładniej mówiąc, w satoshi), które następnie są wprowadzane do obiegu.

Wspominając o protokole Bitcoin, warto podkreślić, że rozmiar transakcji jest bezpośrednio związany z nagrodami, jakie otrzymają górnicy. Wyższy rozmiar oznacza wyższe opłaty. Domyślnie protokół Bitcoin był zaprogramowany tak, aby każdy blok mógł pomieścić nie więcej niż 1 MB danych transakcyjnych. Pojawia się pytanie - co dzieje się, gdy liczba żądań transakcyjnych o takim samym rozmiarze oczekuje na przetworzenie przez górników?

Odpowiedź jest prosta - istnieje dodatkowy mechanizm motywacyjny dla górników kryptowalutowych, a mianowicie opłaty transakcyjne, które płacą nadawcy transakcji. Im wyższą opłatę transakcyjną nadawca jest skłonny zapłacić, tym wyższy priorytet otrzymuje jego transakcja, co oznacza, że więcej górników skupia swoje zasoby na dodaniu transakcji nadawcy do następnego bloku.

Ważnym zagadnieniem w kontekście górnictwa Bitcoin jest rola węzłów górniczych. Choć powszechnie przyjmuje się, że górnicy są również węzłami, należy zauważyć, że nie wszystkie węzły pełnią rolę górników. Węzły to po prostu urządzenia komunikujące się z innymi urządzeniami w ramach protokołu blockchain.

Pełne węzły Bitcoin działają poprzez weryfikację transakcji i dodawanie ich do puli transakcji oczekujących na przetworzenie. Następnie górnicy dokonują wyboru, która transakcja wydaje się najbardziej atrakcyjna, i rozpoczynają pracę nad rozwiązaniem matematycznej łamigłówki, aby zmienić status transakcji z oczekującej na zakończoną sukcesem.

Kiedy dyskutujemy o sieci Bitcoin, jednym z kluczowych elementów, które wpływają na górników, jest podział na pół Bitcoin, znany jako "halving". Halving zachodzi około co cztery lata przez podzielenie na pół nagrody dla górników. Następny halving przewidywany jest na około 16. kwietnia 2024 roku, chociaż dokładna data nie jest znana, ponieważ halving występuje po każdych 210 000 blokach, a nie po stałym okresie czasu. Po halvingu w 2024 roku nagroda dla górników za każdy blok wyniesie 3.175 BTC, czyli połowę obecnej nagrody 6.25 BTC. Niższa nagroda za kopanie niekoniecznie oznacza, że opłaty transakcyjne, które płacą nadawcy transakcji, zostaną w jakikolwiek sposób dotknięte.