Rynek kryptowalut zalały tysiące cyfrowych monet, ale najpopularniejszym i najdroższym pozostaje Bitcoin. Pierwsza kryptowaluta na świecie opiera się na zasadach decentralizacji i bezpieczeństwa, które są zapewniane przez proces kopania. Kopanie to zasobożerny proces, w którym zaangażowane są potężne urządzenia obliczeniowe i skomplikowane algorytmy.
Wprowadzenie do pojęcia i zasad wydobywania
Przed przejściem do głównego tematu, należy zrozumieć, czym jest blockchain. Blockchain to zdecentralizowana sieć składająca się z poszczególnych bloków z informacjami o wewnętrznych operacjach sieci Bitcoin. Bloki te następują po sobie w chronologicznej kolejności. Każdy z nich zawiera zapis o poprzednim bloku. Dlatego dodanie jakiejkolwiek zmiany do łańcucha jest niemożliwe — w przeciwnym razie trzeba by go przepisać od samego początku.
Mining to proces wspierania działania blockchaina i wydobywania nowych monet w sieciach działających na algorytmie konsensusu PoW (ang. „Proof of Work” – dowód wykonania pracy). Bitcoin to zdecentralizowana sieć blockchain, co oznacza, że nie podlega żadnemu organowi zarządzającemu. Za przetwarzanie, weryfikację i dodawanie transakcji do bloków odpowiadają węzły lub tzw. górnicy.
Zadania górnika polegają na następujących rzeczach:
- Przeprowadzanie transakcji z dodawaniem do bloków łańcucha blockchain. Za każdy nowo utworzony blok górnik otrzymuje nagrodę w bitcoinach. Odpowiada również za zapobieganie podwójnemu wydawaniu monet;
- Utrzymanie zdecentralizowanego charakteru sieci. Wszystkie węzły sieci Bitcoina przechowują zapisy o blokach blockchaina, co wyklucza możliwość ich fałszowania. W razie potrzeby każdą transakcję można zweryfikować;
- Pozyskiwanie nowych bitcoinów. Obecnie górnictwo jest jedynym dostępnym sposobem na dodanie nowych monet do obiegu.
Minerzy rozwiązują skomplikowane zadanie przy użyciu specjalnego sprzętu obliczeniowego, aby sprawdzić transakcje i włączyć informacje o nich do bloku. Nazywa się to poszukiwaniem funkcji skrótu.
Funkcja skrótu przekształca dane niezależnie od ich objętości w standardowe pole bitowe. Sens polega na znalezieniu skrótu nagłówka — to liczba z 64 znaków, w której zakodowane są dane o poprzednim bloku i transakcjach, które są w niego włączone. Skrót nagłówka nie jest rozwiązywany jako przykład matematyczny. Poszukiwanie polega na prostym przeszukiwaniu możliwych kombinacji, aż znajdzie się ta, która okaże się poprawna.
Miner, który odkrył tę liczbę i dodał nowy blok do rejestru blockchain, otrzymuje nagrodę. To swojego rodzaju motywacja, która skłania użytkowników do wspierania funkcjonowania sieci Bitcoin.
Sprzęt do kopania
Początkowo wydobycie bitcoinów można było prowadzić na zwykłych komputerach dzięki pracy procesora centralnego (CPU). Z biegiem czasu wymagania dotyczące mocy obliczeniowej wzrosły. Górnicy zaczęli korzystać z procesorów graficznych (GPU), które okazały się znacznie bardziej wydajne.
Dziś do wydobycia bitcoinów głównie używa się wyspecjalizowanych urządzeń o dużej mocy — ASIC (Układy Zintegrowane o Zastosowaniu Specyficznym), które zostały zaprojektowane do wykonywania operacji haszujących. Inne metody wydobycia są obecnie mało efektywne.
Mining pool
Z powodu wysokiej złożoności wydobycia bitcoina pojedynczym górnikom coraz trudniej konkurować z dużymi farmami wydobywczymi. W rezultacie wielu z nich łączy siły w pulach. Pula to grupa górników, którzy łączą swoje moce obliczeniowe, aby zwiększyć prawdopodobieństwo znalezienia bloku. Otrzymana nagroda dzielona jest między uczestników puli proporcjonalnie do ich wkładu w łączny hashrate.
Łączna liczba wydobywanych bitcoinów na dzień
W każdej blokowej sieci Bitcoin znajduje się średnio od 1000 do 4000 transakcji. Średni rozmiar transakcji wynosi około 226 bajtów, a rozmiar bloku jest ograniczony do 1 megabajta. Nowy blok jest dodawany do blockchainu średnio co 10 minut, za co przysługuje nagroda — obecnie wynosi ona 3,125 BTC. Średnio każdego dnia do łańcucha dodawane są około 144 bloki, co oznacza, że codziennie w obiegu wypuszczanych jest około 450 BTC.
Poza tym górnicy otrzymują niewielką ilość BTC za przetwarzanie każdej transakcji. Wysokość prowizji zależy od trudności transakcji: im są one trudniejsze, tym więcej można zarobić.
Przyszłość wydobywania bitcoina
Trudność w wydobywaniu cyfrowych monet rośnie, a nagroda z każdym halvingiem maleje. Era górników „w domu” dobiegła końca. Być może w przyszłości dla niektórych entuzjastów opracowane zostaną nowe metody konsensusu lub wprowadzone zmiany w protokole, które mogą sprawić, że proces będzie bardziej dostępny i ekologiczny.
Obecnie już nie wystarczy kupić kilka kart graficznych, a drogie asiki zwracają się średnio w ciągu roku przy minimalnych inwestycjach od kilku tysięcy dolarów. Jednak to nie oznacza, że kopanie kryptowalut odchodzi w przeszłość. To wciąż jedna z najważniejszych części ekosystemu sieci blockchain Bitcoin, która zapewnia jej stabilne i bezpieczne działanie.
W długoterminowej perspektywie wydobycie bitcoinów wydaje się bardziej niezawodne i opłacalne niż kopanie większości innych monet cyfrowych. Według analityków, Bitcoin pozostanie poszukiwany jeszcze przez co najmniej kilka dziesięcioleci, dlatego praca górników będzie dalej wynagradzana.