Bitcoin bányászat működése

  • 11
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  

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 rögzíteni kell venni a bitcoinok vándorlását. A bitcoin 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

A 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.

Bitcoin bányászat működése - illusztráció
A Bitcoin blokklánc működése

Hogy tud mégis biztonságos maradni 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 algoritmusok általános struktúrája

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.

Miért fontosak a hash-ek a bányászatkor?

A bányászok a hash generálásakor nem csak az adott tranzakció adatait használják, de mindegyik blokk magában foglalja az azt 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 blokk hash 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 és a benne lévő tranzakciók rögzítése és hitelesítése. A bányászok kifejezetten bitcoin bányászatra írt szoftverek futtatásával versengenek egymással az érmékért.

Bitcoin bányászat működése

Amikor valamelyikük sikeresen generál egy hash-t, arról a hálózat minden tagja értesül, a bányász jutalmul 12.5 bitcoint kap (az érték négy évente, avagy 210.000 blokkonként feleződik), 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 hasheket. 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.

További hasznos információt a bitcoin bányászat működéséről a Bitcoin.org portálon találtok.

A bitcoin bányászat állapota 2021-ben

A bitcoin bányászata újra reneszánszát éli köszönhetően a 2020 novemberében indult és a cikkfrissítés napjáig tartó kriptovaluta ralinak. Sok 2018-2019-ben csőd szélén álló vagy lekapcsolt bányászfarm kezdett el újra bányászni a magas jövedelmezőség miatt. A magas profitok ezalatt egyre nagyobb és komolyabb vállalati szereplőket is arra késztetnek, hogy kipróbálják magukat a BTC bányászat területén. A hónapokban több hír is érkezett, miszerint olajipari vállalatok, elosztók, nukleáris erőművek üzemeltetői is fantáziát látnak a kriptovaluta bányászatban.

Hardver terén továbbra is jellemző az ASIC-modellek általános hiánya, ami egyrészt írható az óriási kereslet másrészt a pandémia miatt kialakult általános chiphiány számlájára. A vezető hardvergyártó cégek többsége továbbra is kínai: a Bitmain, Canaan, Innosilicon és a Linzhi uralja a hardverpiacot. Ezeknek a cégeknek az oldalán sokszor több hónapos várakozási idővel előre fizetve lehet csak új modelleket rendelni. A hiány miatt virágzik a használt hardverek piaca is: az elavultnak számító Antminer S9-esek, köszönhetően a magas bányászjövedelmezőségnek, még mindig a Bitcoin teljes hálózati hashráta ~20%-áért felelősek.

Az idei új trend

Az évben egy új trend is kezd kibontakozni a hashráta teljesítmény földrajzi eloszlását illetően. Mialatt a kínai bányászok továbbra is a Bitcoin hashráta közel ~55 százalékát adják, ezalatt egyre nagyobb szeletet hasítanak ki a FÁK országok, mint Oroszország és Kazahsztán, illetve az Észak-Amerikába telepített farmok, írja a Cambridge Egyetem Alternatív Pénzügyi Központjának friss publikációja.

Ezalatt a Bitcoin hálózat biztonságát aládúcoló hashráta teljesítmény továbbra is robusztusan növekedik és 2021 májusában elérte a 177 EH/mp (exahash/másodperc) kapacitást, ami 46%-os emelkedést jelent egyetlen év leforgása alatt. A bitcoin bányászat nehézsége szintén rekordszinten áll, köszönhetően a dinamikusan bővülő hashráta kapacitásnak.

Frissítve: 2021.05.11