Bitcoin bányászat működése

A hagyományos pénzrendszereknél az államok kormányai szükség szerint fedezet nélküli papírpénzt nyomtathat, amit fiat pénznek nevezünk. A bitcoint azonban nem nyomtatják, hanem felfedezik. Egymással versengve világszerte számítógépek milliói „bányásszák”.

Hogyan történik a bitcoin bányászat?

A hálózat tagjai folyamatosan küldenek egymásnak bitcoint. Hogy a tranzakció követhető maradhasson, valamilyen módon nyilvántartásba kell venni a bitcoinok vándorlását. A bitcoin a tranzakció-történetet egy úgynevezett blokkláncba gyűjtik, így marad nyomon követhető a pénzmozgás. A bányászok feladata jóváhagyni ezeket a tranzakciókat és beírni őket a főkönyvbe.

A hash generálása

hardveres bitcoin bányászat munka közbenA rendszer nyilvános főkönyve tulajdonképpen egy adatbázis, blokkok egymáshoz kapcsolt hosszú sora, azaz a blokklánc. A blokkláncban a rendszer bármelyik pontján bárki által végrehajtott tranzakció visszakereshető. Amikor új tranzakció történik, az összes addigi érvényesített blokkot tartalmazó láncolat végére egy újabb blokk kerül. A bitcoin-hálózat minden tagja rendelkezik a tranzakciók folyamatosan frissülő, teljes történetének egy-egy példányával, így a bitcoinok mozgását mindenki figyelemmel kísérheti.

Hogy tud mégis biztonságos maradni ez a rendszer, amely kizárólag digitálisan tárolja az adatokat? Hogyan lehetünk biztosak abban, hogy a blokklánc sértetlen és nem manipulálható? Itt kerülnek képbe a bányászok.

Amikor egy tranzakciós blokk létrejön, a bányászok az alábbi eljárásnak vetik azt alá: az adatblokkot matematikai képletek segítségével betűkből és számokból álló sorozattá alakítják át, ezt hívjuk hash-nek. Az újonnan létrehozott hash mindig a blokklánc végére csatlakozik.

A hash-nek rendkívül érdekes tulajdonságai vannak. Egy blokkhoz tartozó hash-t nagyon könnyű legenerálni, egy adott hash-hez tartozó adatot viszont gyakorlatilag lehetetlen visszafejteni. Könnyű generálhatóságának ellenére minden hash egyedi. Ha csak egy karaktert is megváltoztatunk a blokkban, teljesen más lesz a hozzá tartozó hash-érték.

A bányászok a hash generálásakor nem csak az adott tranzakció adatait használják, de mindegyik blokk magában foglalja az őt közvetlenül megelőző blokk hash-t is.

Digitális viaszpecsétként minden adatblokk hash-e az előtte lévő hash-t is tartalmazza. Mivel az adatok legapróbb módosítása is azonnal feltűnne, így kerül igazolásra, hogy az adott blokk –– és minden utána következő blokk –– érvényes.

Ha valaki hamis tranzakciót próbálna végrehajtani egy már létező blokk módosításával, a blokkhoz tartozó hash is megváltozna. Amikor azonban a blokkhash funkciójú algoritmus futtatásával valaki le akarná igazolni a blokk érvényességét, egyből feltűnne neki, hogy a hash nem azonos a blokkban tárolt adatokkal, ennek megfelelően a blokkot hamisnak minősítené.

Mivel minden blokk hash-ét felhasználjuk az azt követő összes többi blokk hash-ének legenerálásához, egy tetszőleges blokk megváltoztatásával az utána következő blokkok hash-e is megváltozik. Tehát a blokklánc átírása vagy módosítása érvénytelenné teszi az utána következő egész szakaszt.

Harc az érmékért

Így történik tehát a blokkok „lepecsételése.” A bányászok kifejezetten bitcoin-bányászatra írt szoftverek futtatásával versengenek egymással az érmékért.

bitcoin miners

Amikor valamelyikük sikeresen generál egy hash-t, arról a hálózat minden tagja értesül, a bányász jutalmul 25 bitcoint kap, a blokklánc pedig frissül. Ez ösztönzi a bitcoin bányászat elterjedését és további tranzakciók végrehajtását.

A probléma csak az, hogy egy blokkhoz tartozó hash-t nem nehéz legenerálni. A számítógépek nagyon jók ebben. A rendszer kénytelen megnehezíteni a hash-generálást, máskülönben a bányászok percenként hoznának létre új tranzakciós blokkokat, és pillanatok alatt kibányásznák az összes bitcoint. A Bitcoin ennek szavatolására vezette be a proof-of-work protokollt.

A Bitcoin-protokoll nem fogad el korábban már legenerált hash-eket. Előírja, hogy a hash-nek hogyan kell kinéznie; például egy sor nullával kell kezdődnie. Lehetetlenség megjósolni, hogy hogyan fog kinézni a hash, és egy adat megváltoztatása teljesen más hash-t eredményez.
A bányászok elvileg nem sérthetik meg a blokk tranzakciós adatait, de egy új hash generálásakor mégis meg kell tenniük. Az úgynevezett nonce-szal hoznak létre újabb hasheket. Ha a hash nem felel meg az előírt kritériumoknak, a nonce-érték megváltoztatásával új hash generálható. Nem egyszerű feladat megtalálni a megfelelő nonce-ot, ráadásul több bányász egy időben próbálkozik vele. Így működik a bitcoin bányászat.

Frissítve: 2017.06.23