Co to jest Hashrate i trudność wydobycia?

Niezależnie od tego, czy dopiero zaczynasz przygodę z Bitcoinem i chcesz głębiej zagłębić się w jego koncepcję, czy też jesteś doświadczonym użytkownikiem i chcesz zbudować swoją pierwszą platformę wydobywczą, musisz wiedzieć, jak odbywa się wydobycie i jakie są wymagania, aby to zrobić.

Terminologia stosowana przy opisywaniu procesu wydobywczego może być dla niektórych myląca. Stąd istnieje wiele nieporozumień na temat tego procesu, zwłaszcza jeśli chodzi o niedoświadczonych użytkowników. Dzisiaj wyjaśnimy prostą logikę wydobywania i opowiemy o jedynym sposobie, w jaki nowe Bitcoiny dostają się do sieci. Zaczynajmy!

Istota Proof-of-Work

kopalnia bitcoinówŹródło: „Złota moneta z chipem komputerowym i kilofem. Obraz symbolu górnictwa wg 123rf

Wiele technologii wykorzystywanych przez Bitcoin nie było nowych ani rewolucyjnych w momencie jego uruchomienia. Przed 2008 rokiem było kilka prób stworzenia pieniądza internetowego, np. Flooz.com i E-gold. Jednak albo wymagali scentralizowanej strony do kontrolowania procesu, albo byli podatni na podwójne wydatki – sytuacja, w której złośliwy aktor przeprowadza dwie transakcje na inny adres na tę samą kwotę w tym samym czasie. W przypadku ataku polegającego na podwójnych wydatkach prawdziwa sieć peer-to-peer nie byłaby w stanie rozróżnić, która transakcja przyszła pierwsza i zaakceptowałaby obie. W rezultacie nie było trwałych sposobów przesyłania pieniędzy przez Internet w sposób zdecentralizowany.

Piękno Bitcoina polegało na tym, że oferował mechanizm, który zastosował mechanizm znacznika czasu, aby uniemożliwić podwójne wydawanie. Ostatecznie świat został przedstawiony z automatycznym systemem, który umieszcza wszystkie transakcje w księdze w porządku chronologicznym, więc pierwsza transakcja, która dotarła do sieci, jest uznawana za ważną, a wszystkie inne dla tych samych funduszy są odrzucane. Aby zabezpieczyć listę transakcji przed zmianą przez osoby atakujące, wprowadzono mechanizm Proof-of-Work (PoW). PoW wymaga od użytkowników poświęcenia czasu i mocy obliczeniowej na tworzenie nowych bloków dla sieci, aby żaden atakujący (lub grupa atakujących) nie mógł utworzyć łańcucha bloków dłuższego niż oryginalny. Ponieważ tylko najdłuższy łańcuch jest akceptowany przez sieć, użytkownicy mają pewność, że ich pieniądze są bezpieczne.

PoW i wydobycie

Mówiąc najprościej, PoW to sposób na zapewnienie, że każdy nowy blok wymagał trochę czasu i wysiłku (moc obliczeniowa), aby go stworzyć. Uniemożliwia to ludziom tworzenie tylu bloków, ile chcą, ponieważ na świecie jest tylko tyle mocy obliczeniowej (nawet gdybyśmy nagle zrobili gigantyczny skok technologiczny, a moc obliczeniowa procesorów wzrosłaby, o czym później). W rezultacie najszybszy, a zatem prawidłowy łańcuch to tylko ten, który zużywał większość mocy obliczeniowej, czyli największą liczbę procesorów.

PoW opiera się na hashu Bitcoina. Hash to jednokierunkowa funkcja kryptograficzna (co oznacza, że ​​odwrócenie wyniku jest niezwykle trudne), która konwertuje dane wejściowe na ciąg znaków ze stałą liczbą symboli. W przypadku Bitcoin używany jest algorytm mieszający SHA-256. Po utworzeniu i wypełnieniu bloku wszystkie transakcje są przepuszczane przez SHA-256, a wynik jest umieszczany na początku następnego bloku. Ten mechanizm łańcuchowy zapewnia, że ​​poprzednie bloki w łańcuchu są nienaruszone, ponieważ zmiana pojedynczej transakcji spowoduje powstanie zupełnie innego ciągu symboli, który sprawi, że blok będzie nieprawidłowy.

Górnictwo i trudność wydobycia

Wydobywanie bitcoinów zasadniczo oznacza utworzenie nowego bloku i uzyskanie za niego nagrody, która obecnie wynosi 12,5 BTC za każdy blok wydobywany mniej więcej co 10 minut. Każdy może dołączyć i zrezygnować z procesu w dowolnym momencie. Tylko jeden górnik (węzeł) może wygenerować pojedynczy blok i pomimo popularnego nieporozumienia, kto będzie wydobywał blok, zależy w dużej mierze od przypadku, a nie od ilości mocy obliczeniowej, jaką posiadają użytkownicy.

Nagłówek bloku jest kluczową częścią procesu wydobywania. Zawiera wersję rdzenia Bitcoin, znacznik czasu (czas utworzenia), hash poprzedniego bloku, korzeń Merkle (hash transakcji w poprzednim bloku), cel trudności i wartość jednorazową. Cel trudności to 256-bitowy zapis liczbowy w formacie odpowiadającym długości skrótu SHA-256. Razem z nonce służy on górnikom do generowania nowych bloków.

Aby wydobyć blok, górnicy uruchamiają funkcję skrótu przez nagłówek bloku istniejącego bloku i porównują go z docelowym poziomem trudności. Jeśli wartość hash jest niższa lub równa docelowej trudności, tworzony jest blok, a górnik, który wyprodukował odpowiedni hash, otrzymuje nagrodę. Haszowanie jest deterministyczne, co oznacza, że ​​skrót nie byłby różny dla tego samego zestawu danych. W tym miejscu do gry wkracza nonce. Górnicy stale zwiększają liczbę jednorazową, aby uzyskać odpowiedni hash. Im niższa liczba docelowa, tym trudniej jest uzyskać hash, który pasuje do wymagań.

Trudność wydobycia i hashrate

kopalnia bitcoinówŹródło: „Zbliżenie na płytkę drukowaną z procesorem na niebieskim tonie”, zdjęcie wg 123rf

Na tym etapie czytania prawdopodobnie zastanawiasz się, kto zmienia poziom trudności sieci i dlaczego. Aby zrozumieć przyczyny trudności w dostosowywaniu się, musimy najpierw zrozumieć pojęcie hashrate.

Wiemy już, że aby utworzyć blok, górnik musi haszować nagłówek ostatniego bloku, dopóki nie uzyska wartości niższej niż liczba docelowa. Aby to zrobić, górnik potrzebuje maszyny z procesorem (-ami) zdolnym do tego. Szereg operacji mieszania, które komputer jest w stanie wykonać w ciągu sekundy, nazywa się hashrate.

Pamiętaj, że wydobywanie to bardziej loteria niż wyścig, więc wyższy hashrate nie oznacza, że ​​dany górnik utworzy każdy blok. Jednak im więcej operacji może wykonać górnik, tym większe są jego szanse na znalezienie odpowiedniego skrótu szybciej niż inni. Hashrate jest wyrażony w hashach na sekundę. Najczęściej moc obliczeniowa platform górniczych jest mierzona w Mega Hashes (MH, milion hashes), Giga Hashes (GH, jeden miliard hashes) i Tera Hashes (TH, jeden bilion hashes).

W dzisiejszych czasach górnictwo stało się dochodowym biznesem dla dużych firm z ogromną liczbą wysokowydajnych procesorów i tanią energią elektryczną. Tacy giganci używają codziennie tysięcy haszów Tera, walcząc o przywilej tworzenia nowych bloków, a tym samym zdobywania nowych bitcoinów. Jednak u zarania istnienia Bitcoin użytkownicy używali swoich domowych komputerów i laptopów i nadal potrafili wydobywać Bitcoiny przez dłuższy czas. Jak to było możliwe?

Bitcoin ma na celu utrzymanie pewnych trudności wydobywczych, tak że wyprodukowanie bloku zajmuje średnio 10 minut. Jeśli górnicy zmagają się z docelową trudnością ustawioną na zbyt niskim poziomie, sieć ją podnosi i odwrotnie. Protokół tego nazywa się retargetowaniem trudności. Po wydobyciu bloków z 2016 r. (Co zajmuje około dwóch tygodni), sieć przegląda ich nagłówki, aby przeanalizować sygnatury czasowe. Jeśli sieć poruszała się zbyt szybko, docelowa liczba trudności w następnym bloku będzie niższa, jeśli sieć zajęła więcej czasu niż oczekiwano, liczba będzie wyższa. Dlatego nawet jeśli Intel lub AMD nagle zaczną produkować procesory o ogromnej przepustowości, Bitcoinowi zajmie bardzo mało czasu, aby dostosować się do tempa i powrócić do klasycznej formuły produkcji jednego bloku w ciągu dziesięciu minut. Nowa trudność to mnożnik starej trudności i iloraz 20160 minut & liczba minut spędzonych na ostatnich blokach 2016 roku.

streszczenie

Podsumowując, wydobywanie bitcoinów nie jest trudne do obejścia, ale niektóre dorywcze i techniczne terminy, a także nowatorskie pojęcie pieniądza internetowego mogą na pierwszy rzut oka wydawać się zniechęcające. Aby zrozumieć, jakie są trudności w kopaniu i hashrate, musisz pamiętać tylko o kilku rzeczach:

  • Aby bezpiecznie funkcjonować, sieć wymaga wydobycia.

  • Wydobywanie Bitcoinów oznacza tworzenie nowych bloków i być nagradzanym w postaci nowych monet.

  • Wydobywanie to użycie mocy procesora (hashrate) do nagłówka bloku uruchamiania za pomocą funkcji SHA-256 z różnymi wartościami nonces, aż do osiągnięcia celu trudności.

  • Celem trudności jest liczba w formacie 256-bitowym, a ten format zapewnia, że ​​długość takiej liczby jest taka sama jak hash SHA-256.

Mamy nadzieję, że nasz artykuł wyjaśnił Ci wydobywanie bitcoinów. Będzie to bardzo pomocne w wyjaśnianiu zasad kryptowalut znajomym i krewnym, unikaniu oszustw i uzyskiwaniu dodatkowych dochodów z wydobywania. Cieszyć się!