Je pravděpodobné, že uslyšíte frázi „těžba bitcoinů“ a vaše mysl začne putovat k západní fantazii krumpáčů, špíny a udeří to bohatým. Jak se ukazuje, tato analogie není příliš daleko.
Daleko méně okouzlující, ale stejně nejistá, těžba bitcoinů se provádí pomocí výkonných počítačů, které řeší složité matematické problémy s výpočtem (tj. Jsou tak složité, že je nelze řešit ručně, a skutečně tak komplikované, aby zdanily i neuvěřitelně silné počítače). Štěstí a práce, které počítač potřebuje k vyřešení jednoho z těchto problémů, je ekvivalentem zlata zasaženého zlata v zemi - při kopání v karanténě. V době psaní je pravděpodobnost, že počítač vyřeší jeden z těchto problémů, asi 1 z 13 bilionů, ale více o tom později.
Výsledek „těžby bitcoinů“ je dvojí. Nejprve, když počítače řeší tyto složité matematické problémy v bitcoinové síti, produkují nový bitcoin (když se odkazuje na jednotlivé mince samotné, „bitcoin“ se obvykle objevuje bez kapitalizace), na rozdíl od případu, kdy těžební operace získává zlato ze země. A zadruhé, díky řešení výpočtových matematických problémů dělají bitcoinové horníci důvěryhodnost a zabezpečení platební sítě bitcoinů ověřením jejích transakčních informací.
Existuje dobrá šance, že to všechno dávalo tolik smysl. Abychom vysvětlili, jak těžba bitcoinů funguje podrobněji, začněme procesem, který je trochu blíže domovu: regulací tištěné měny.
Základy bitcoinů: Jak se bitcoiny liší od tradičních měn
Spotřebitelé mají tendenci důvěřovat tištěným měnám, alespoň ve Spojených státech. Je to proto, že americký dolar je podporován centrální bankou zvanou Federální rezervní systém. Federální rezervní systém kromě řady dalších povinností reguluje výrobu nových peněz a federální vláda stíhá používání padělané měny.
I digitální platby využívající americký dolar jsou podporovány ústředním orgánem. Pokud například provedete online nákup pomocí debetní nebo kreditní karty, je tato transakce zpracována společností zpracovávající platby, jako je Mastercard nebo Visa. Kromě zaznamenávání historie transakcí tyto společnosti ověřují, že transakce nejsou podvodné, což je jeden z důvodů, proč může být vaše debetní nebo kreditní karta během cestování pozastavena.
Bitcoin naproti tomu není regulován ústředním orgánem. Místo toho jsou bitcoiny podporovány miliony počítačů na celém světě, které se nazývají „uzly“. Tato síť počítačů plní stejnou funkci jako federální rezervace, víza a Mastercard, ale s několika klíčovými rozdíly. Uzly ukládají informace o předchozích transakcích a pomáhají ověřovat jejich pravost. Na rozdíl od těchto ústředních orgánů jsou však bitcoinové uzly rozmístěny po celém světě a zaznamenávají transakční data do veřejného seznamu, ke kterému má přístup kdokoli, dokonce i vy.
Základy bitcoinů: Co je kryptoměna?
Když někdo provede nákup nebo prodej pomocí bitcoinů, nazýváme to „transakce“. Transakce provedené v obchodě a online jsou dokumentovány bankami, systémy prodeje a fyzickými příjmy. Horníci bitcoinů dosahují stejného účinku bez těchto institucí tím, že shlukují transakce společně do „bloků“ a přidávají je do veřejného záznamu nazvaného „blockchain“. Uzly pak vedou záznamy o těchto blocích, aby mohly být ověřeny do budoucnosti.
Když horníci bitcoinů přidají nový blok transakcí do blockchainu, součástí jejich práce je zajistit, aby tyto transakce byly přesné. (Více o kouzlu toho, jak se to stane za vteřinu.) Zejména bitcoinové horníci dbají na to, aby bitcoiny nebyly duplikovány, což je jedinečná hádka digitálních měn nazvaná „dvojí utrácení“. U tištěných měn duplikování peněz není problém. Jakmile v obchodě utratíte 20 $, bude tento účet v rukou úředníka. U digitální měny je to však jiný příběh.
Digitální informace lze reprodukovat relativně snadno, takže u bitcoinů a dalších digitálních měn existuje riziko, že si spender může vytvořit kopii svého bitcoinu a poslat je jinému účastníkovi, zatímco bude stále držet originál. Vraťme se na chvíli k tištěné měně a řekněme, že se někdo pokusil duplikovat svůj účet 20 $, aby mohl utratit původní i padělky v obchodě s potravinami. Pokud by úředník věděl, že zákazníci duplikovali peníze, museli by jen podívat na sériová čísla účtů. Pokud by čísla byla totožná, úředník by věděl, že peníze byly duplikovány. Tato analogie je podobná tomu, co dělá bitcoinový horník, když ověřují nové transakce.
Odměna horníků
Až 500 000 nákupů a prodejů za jeden den však může pro každou z těchto transakcí znamenat pro horníky spoustu práce, což přináší další klíčový rozdíl mezi horníky bitcoinů a Federální rezervou, Mastercard nebo Visa. Jako kompenzaci za své úsilí získávají horníci bitcoiny vždy, když do blockchainu přidají nový blok transakcí. Množství nových bitcoinů uvolněných s každým těženým blokem se nazývá „bloková odměna“. Odměna za blok se sníží na polovinu každých 210 000 bloků nebo zhruba každé 4 roky. V roce 2009 to bylo 50. V roce 2013 to bylo 25, v roce 2018 to bylo 12, 5 a někdy v polovině roku 2020 se sníží na polovinu na 6, 25.
Při této rychlosti snižování na polovinu se celkový počet bitcoinů v oběhu přiblíží na hranici 21 milionů, čímž se měna stane vzácnější a cennější v průběhu času, ale bude také těžší pro těžařské podniky.
Jak funguje těžba bitcoinů?
Tady je háček. Aby bitcoinové horníci skutečně získali bitcoiny z ověřovacích transakcí, musí nastat dvě věci. Nejprve musí ověřit transakce v hodnotě 1 megabajtu (MB), které mohou být teoreticky malé jako 1 transakce, ale jsou častěji několik tisíc, v závislosti na tom, kolik dat každá transakce ukládá. To je snadná část.
Za druhé, aby přidali blok transakcí do blockchainu, musí horníci řešit složitý výpočetní matematický problém, také nazývaný „důkaz práce“. To, co ve skutečnosti dělají, je pokusit se přijít s 64místným hexadecimálním číslem, které se nazývá „hash“, které je menší nebo rovno cílovému hashe. Počítač v zásadě vyprazdňuje hashe rychlostí megahashů za sekundu (MH / s), gigahashů za sekundu (GH / s) nebo dokonce terahashů za sekundu (TH / s) v závislosti na jednotce, hádání všech možných 64- číslice, dokud nedospějí k řešení. Jinými slovy, je to hazard.
Úroveň obtížnosti posledního bloku v době psaní je více než 13 bilionů. To znamená, že šance, že počítač vyprodukuje hash pod cílem, je 1 ze 13 bilionů. Abychom to uvedli v perspektivě, máte asi 44 500krát vyšší pravděpodobnost, že vyhrajete jackpot Powerball s jedinou loterijní vstupenkou, než abyste si vybrali správný hash při jednom pokusu. Naštěstí těžební počítačové systémy vyplivly mnoho, mnohem více možností hašování než to. Těžba bitcoinů však vyžaduje obrovské množství energie a sofistikované výpočetní soupravy, ale více o tom později.
Úroveň obtížnosti je upravována každých 2016 bloků, nebo zhruba každé 2 týdny, s cílem udržet konstantní míru těžby. To znamená, že čím více horníků soutěží o řešení, tím obtížnější bude problém. Opak je také pravdou. Pokud je výpočetní síla odebrána ze sítě, obtížnost se upraví dolů, aby se těžba usnadnila.
Vysvětlete to, jako bych byl pět (ELI5)
Zde je užitečné vzít v úvahu analogii:
„Řekněme třem přátelům, že mám na mysli číslo mezi 1 a 100 a toto číslo píšu na kus papíru a zapečetím do obálky. Moji přátelé nemusí uhodnout přesné číslo, prostě musí být první osobou, která uhodne jakékoli číslo, které je menší nebo rovno číslu, na které myslím. A počet odhadů, které získají, není nijak omezen.
"Řekněme, že přemýšlím o čísle 19. Pokud přítel A hádá 21, prohraje, protože 21> 19. Pokud přítel B hádá 16 a přítel C hádá 12, pak oba teoreticky dospěli k životaschopným odpovědím, protože 16 < 19 a 12 <19. Neexistuje žádný „extra kredit“ pro přítele B, přestože odpověď B byla blíže cílové odpovědi 19.
„Teď si představte, že představuji„ hádej, na jaké číslo myslím “otázku, ale neptám se jen tří přátel a nemyslím na číslo mezi 1 a 100. Spíše se ptám milionů budoucích horníků a myslím na 64místné hexadecimální číslo. Nyní vidíte, že bude těžké uhádnout správnou odpověď. “
Jak můžete konkurovat milionům horníků?
Pokud 1 z 13 bilionů nezní dost obtížně, jak to je, je tu úlovek k úlovku. Nejenom, že horníci bitcoinů musí přijít se správným hashem, ale také musí být první, kdo to udělá.
Vzhledem k tomu, že těžba bitcoinů je v zásadě hádáním, dospět ke správné odpovědi dříve, než jiný horník má téměř co do činění s tím, jak rychle počítač dokáže hashovat. Ještě před deseti lety lze těžbu bitcoinů provádět konkurenčně na běžných stolních počítačích. Postupem času si však horníci uvědomili, že grafické karty běžně používané pro videohry byly při těžbě účinnější než stolní počítače a jednotky grafického zpracování (GPU) začaly ovládat hru. V roce 2013 začaly těžařové bitcoinů používat počítače určené speciálně pro těžbu kryptoměny co nejefektivněji, tzv. Integrované obvody specifické pro aplikace (ASIC). Ty mohou běžet od několika stovek do desítek tisíc. Na druhou stranu, vzhledem k tomu, že současná cena bitcoinu od tohoto psaní je zhruba 9 330 USD a že odměna za dokončení bloku je 12, 5 mincí, což je téměř 117 000 USD, může být v konečném důsledku přínosná investice do drahého ASIC.
V současné době je těžba bitcoinů tak konkurenceschopná, že ji lze ziskovat pouze s nejaktuálnějšími ASIC. Při použití stolních počítačů, GPU nebo starších modelů ASIC náklady na spotřebu energie skutečně převyšují generované příjmy. I s nejnovějšími jednotkami, které máte k dispozici, stačí jeden počítač jen zřídka, aby konkuroval tomu, co horníci nazývají „těžební bazény“.
Těžební fond je skupina horníků, kteří kombinují svůj výpočetní výkon a rozdělují těžený bitcoin mezi účastníky. Nepoměrně velké množství bloků je těženo spíše bazény než jednotlivými horníky. V některých bodech v historii bitcoinů představovaly těžební fondy a společnosti zhruba 80% až 90% výpočetní kapacity bitcoinů.
Je těžba bitcoinů udržitelná?
Mezi pravděpodobnostmi 1: 13 bilionů, stupnicemi obtížnosti a rozsáhlou sítí uživatelů ověřujících transakce je jeden blok transakcí ověřován zhruba každých 10 minut. Je však důležité si uvědomit, že 10 minut je cíl, nikoli pravidlo.
Bitcoinová síť může zpracovat přibližně sedm transakcí za sekundu, přičemž transakce jsou protokolovány v blockchainu každých 10 minut. Pro srovnání, Visa může zpracovat někde kolem 24 000 transakcí za sekundu. Protože síť uživatelů bitcoinů stále roste, počet transakcí provedených za 10 minut nakonec překročí počet transakcí, které lze zpracovat za 10 minut. V tomto okamžiku budou čekací doby na transakce začínat a nadále se prodlužují, pokud nedojde ke změně bitcoinového protokolu.
Tento problém v jádru bitcoinového protokolu je znám jako „škálování“. Zatímco horníci bitcoinů obecně souhlasí s tím, že je třeba udělat něco pro vyřešení škálování, je méně konsensu o tom, jak to udělat. Byly navrženy dvě hlavní řešení pro řešení problému škálování. Vývojáři navrhli buď (1) snížení množství dat potřebných k ověření každého bloku nebo (2) zvýšení počtu transakcí, které může každý blok uložit. S méně dat k ověření na blok, řešení 1 by transakce rychlejší a levnější pro horníky. Řešení 2 by se zabývalo škálováním umožněním zpracování dalších informací každých 10 minut zvýšením velikosti bloku.
V červenci 2017 hlasovali bitcoinové horníci a těžební společnosti představující zhruba 80% až 90% výpočetního výkonu sítě, aby zahrnuli program, který by snížil množství dat potřebných k ověření každého bloku. To znamená, že šli s řešením 1.
Program, který horníci hlasovali pro přidání do bitcoinového protokolu, se nazývá segregovaný svědek neboli SegWit. Tento termín je sloučením segregovaných, což znamená „oddělit“ a svědka, což se týká „podpisů na bitcoinové transakci“. Segregovaný svědek tedy znamená oddělit podpisy transakcí od bloku - a připojit je jako rozšířený blok. Přestože přidání jediného programu do bitcoinového protokolu se nemusí zdát jako řešení příliš mnoho, odhaduje se, že data podpisů představují až 65% dat zpracovaných v každém bloku transakcí.
O necelý měsíc později v srpnu 2017 zahájila skupina těžařů a vývojářů tvrdou vidličku a zanechala bitcoinovou síť, aby vytvořila novou měnu pomocí stejné kódové základny jako bitcoin. Ačkoli tato skupina souhlasila s potřebou řešení škálování, obávali se, že přijetí segregované technologie svědků nebude problém škálování plně řešit.
Místo toho šli s řešením 2. Výsledná měna, zvaná „bitcoinová hotovost“, zvýšila blokování na 8 MB, aby urychlil proces ověřování, aby umožnil výkon přibližně 2 milionů transakcí denně. 6. listopadu 2019 byla bitcoinová hotovost oceněna zhruba 302 USD na zhruba 9 330 USD za bitcoiny.
