TL;DR
Krüptoraha kaevandamine kontrollib ja kinnitab plokiahela tehinguid. See viitab ka uute krüptoraha ühikute loomise protsessile.
Kuigi kaevurite töö nõuab suuremahulisi arvutusressursse, aitab see plokiahela võrku turvalisena hoida.
Mis on krüptoraha kaevandamine?
Krüptoraha kaevandamine tagab selliste krüptorahade (nt Bitcoin) turvalisuse ja detsentraliseerimise, mis põhinevad töötõenduse konsensusmehhanismil. See on protsess, mille käigus kontrollitakse kasutajate tehingud ja lisatakse need plokiahela avalikku pearaamatusse. Kaevandamine on kriitiline element, mis võimaldab Bitcoinil toimida ilma, et sellel oleks vajadust keskasutuse järele.
Kaevandamisega seotud tegevused vastutavad ka müntide lisamise eest juba olemasolevate müntide hulka. Krüptorahade kaevandamise puhul järgitakse aga kindlaid kodeeritud reegleid, mis reguleerivad kaevandamisprotsessi ja takistavad kellelgi meelevaldselt uusi münte luua. Need reeglid on aluseks olevatesse krüptoraha protokollidesse sisse ehitatud ja neid rakendab kogu tuhandetest sõlmedest koosnev võrk.
Uute krüptoraha ühikute loomiseks kasutavad kaevurid keeruliste krüptomõistatuste lahendamiseks oma arvutusvõimsust. Esimesena mõistatuse lahendanud kaevandajal on õigus lisada plokiahelasse uus tehinguplokk ja see võrku edastada.
Kuidas krüptokaevandamine töötab?
Kui tehakse uusi plokiahela tehinguid, saadetakse need kogumisse, mida nimetatakse mälukogumiks. Kaevandaja ülesanne on kontrollida nende pooleliolevate tehingute õigsust ja koondada need plokkidesse.
Plokist võib mõelda kui plokiahela arvestusraamatu leheküljest, kuhu on (koos muude andmetega) salvestatud mitu tehingut. Täpsemalt vastutab kaevandamissõlm selle eest, et kogub mälukogumist kinnitamata tehingud ja koondab need kandidaatplokkidesse.
Siis proovib kaevandaja selle kandidaatploki teisendada kehtivaks kinnitatud plokiks. Selleks peab kaevandaja lahendama keeruka matemaatilise probleemi, mis vajab palju arvutusressursse. Iga edukalt kaevandatud ploki eest saab aga kaevandaja ploki tasu, mis koosneb vastloodud krüptorahadest pluss tehingutasud. Vaatame lähemalt, kuidas need toimivad.
1. samm: tehingute räsimine
Ploki kaevandamise esimene samm on võtta mälukogumist ootel olevad tehingud ja need ükshaaval räsifunktsiooni kaudu esitada. Iga kord, kui andmeid räsifunktsiooni kaudu käivitatakse, genereeritakse fikseeritud suurusega väljund, mida nimetatakse räsiks.
Kaevandamise kontekstis koosneb iga tehingu räsi numbrite ja tähtede jadast, mis toimib identifikaatorina. Tehingu räsi esindab kogu selles tehingus sisalduvat teavet.
Lisaks iga tehingu räsimisele ja loetlemisele lisab kaevandaja ka kohandatud tehingu, mille käigus ta saadab endale ploki tasu. Seda tehingut kutsutakse mündibaasi tehinguks ja selle abil luuakse täiesti uusi münte. Enamikul juhtudel salvestatakse see tehing uude plokki esimesena, millele järgnevad kõik ootel tehingud, mida ootavad kinnitamist.
2. samm: Merkle'i puu loomine
Pärast iga tehingu räsimist korraldatakse räsid nn Merkle'i puuks (tuntud ka kui räsipuu). Merkle'i puu luuakse tehingute räside paaridesse organiseerimisel ja seejärel räsimisel.
Seejärel jagatakse uued räsiväljundid paaridesse ja räsitakse uuesti ning protsessi korratakse, kuni luuakse üks räsi. Seda viimast räsi nimetatakse ka juurräsiks (või Merkle'i juureks) ja see on põhimõtteliselt räsi, mis esindab kõiki eelnevaid räsisid, mida selle genereerimiseks kasutati.
3. samm: kehtiva ploki päise (ploki räsi) leidmine
Ploki päis töötab iga üksiku ploki identifikaatorina, mis tähendab, et igal plokil on kordumatu räsi. Uue ploki loomisel ühendavad kaevandajad eelmise ploki räsi oma kandidaadiploki juurräsiga, et genereerida uus ploki räsi. Samuti peavad nad lisama suvalise arvu, mida nimetatakse nonsiks.
Sellisena, proovides oma kandidaatplokki valideerida, peab kaevandaja ühendama juurräsi, eelmise ploki räsi ja nonsi ning esitama need kõik räsifunktsiooni kaudu. Nende eesmärk on teha seda korduvalt, kuni nad saavad kehtiva räsi luua.
Juurräsi ja eelmise ploki räsi ei saa muuta, seega peavad kaevandajad muutma nonsi väärtust mitu korda, kuni leitakse kehtiv räsi. Selleks, et olla kehtiv, peab väljund (ploki räsi) olema väiksem kui teatud sihtväärtus, mille määrab protokoll. Bitcoini kaevandamise puhul peab ploki räsi algama teatud arvu nullidega – seda nimetatakse kaevandamise keerukuseks.
4. samm: kaevandatud ploki levitamine
Nagu oleme nüüd tähele pannud, peavad kaevurid ploki päist korduvalt räsima, kasutades erinevaid nonsi väärtusi. Nad teevad seda seni, kuni leiavad kehtiva ploki räsi, mille järel saadab selle leidnud kaevandaja selle ploki võrku. Kõik teised sõlmed kontrollivad, kas plokk ja selle räsi on kehtivad, ja kui on, lisavad uue ploki oma plokiahela koopiasse.
Sel hetkel muutub kandidaatplokk kinnitatud plokiks ja kõik kaevurid liiguvad järgmise bloki kaevandamise juurde. Kaevurid, kes ei leidnud õigel ajal kehtivat räsi, loobuvad oma kandidaatplokist ja kaevandamine algab jälle otsast peale.
Mis saab, kui kaks plokki kaevandatakse korraga?
Mõnikord kaks kaevurit levitavad kehtiva ploki korraga ja võrku satub kaks konkureerivat plokki. Seejärel alustavad kaevandajad esimesena saadud ploki alusel järgmise ploki kaevandamist, mistõttu võrk jaguneb ajutiselt kaheks erinevaks plokiahela versiooniks.
Kuni järgmise ploki kaevandamiseni jätkub nende plokkide vahel võistlus, kumma peale uus plokk ehitatakse. Kui kaevandatakse uus plokk, loetakse võitjaks plokk, mis oli enne seda. Kaotanud plokki nimetatakse hulkurplokiks või aegunud plokiks, mistõttu kõik selle ploki valinud kaevurid lähevad tagasi võitjaplokiga jätkuvat ahelat kaevandama.
Mis on kaevandamise raskus?
Protokoll reguleerib regulaarselt kaevandamise raskust, et tagada pidev uute plokkide loomise kiirus ning omakorda uute müntide stabiilne ja prognoositav emiteerimine. Raskusaste kohandub võrdeliselt võrgule eraldatud arvutusvõimsusega (räsimiskiirus).
Iga kord, kui võrguga liituvad uued kaevurid ja konkurents suureneb, suureneb räsimise raskusaste, mis takistab ploki keskmise kaevandamisaja vähenemist. Ja vastupidi, räsimise raskus väheneb, kui paljud kaevurid võrgust lahkuvad, mis muudab uue ploki kaevandamise lihtsamaks. Need kohandused hoiavad ploki kaevandamisaja konstantsena, sõltumata kogu räsimisvõimsusest.
Krüptoraha kaevandamise tüübid
Krüptorahade kaevandamiseks on mitu võimalust. Seadmed ja protsess muutuvad uue riistvara ja konsensusalgoritmide esilekerkimisel. Tavaliselt kasutavad kaevurid keeruliste krüptograafiliste võrrandite lahendamiseks spetsiaalseid arvutusseadmeid. Vaatame nüüd mõningaid levinumaid kaevandamismeetodeid.
CPU kaevandamine
Protsessoriga (CPU) kaevandamine hõlmab arvuti protsessori kasutamist töötõenduse nõutavate räsifunktsioonide täitmiseks. Bitcoini algusaegadel olid kaevandamise kulud ja sisenemistõkked madalad ning selle raskusega sai hakkama tavaline protsessor, nii et igaüks võis proovida BTC-d ja muid krüptorahasid kaevandada.
Kuna aga kaevandama asus üha rohkem inimesi ja võrgu räsimismaht kasvas, muutus kasumlik kaevandamine üha raskemaks. Lisaks muutis suurema arvutusvõimsusega spetsiaalse kaevandusriistvara turuletulek protsessoriga kaevandamise peaaegu võimatuks. Tänapäeval ei ole protsessoriga kaevandamine tõenäoliselt enam mõistlik valik, kuna kõik kaevandajad kasutavad spetsiaalset riistvara.
GPU kaevandamine
Graafikaprotsessorid (GPU) on mõeldud paljude rakenduste samaaegseks töötlemiseks. Kuigi neid kasutatakse tavaliselt videomängude või graafika renderdamiseks, saab neid kasutada ka kaevandamiseks.
Graafikaprotsessorid on suhteliselt odavad ja paindlikumad kui populaarne ASIC-kaevandusriistvara. Nendega saab kaevandada isegi mõningaid altcoine, kuid nende tõhusus sõltub kaevandamise raskusest ja algoritmist.
ASIC-kaevandamine
Rakendusotstarbeline integraallülitus (ASIC - Application-Specific Integrated Circuit) on loodud täitma üht kindlat eesmärki. Krüptograafia keeles viitab see termin kaevandamiseks välja töötatud spetsiaalsele riistvarale. ASIC-kaevandamine on tuntud selle poolest, et see on väga tõhus, kuid samal ajal kallis. Kuna ASIC-kaevurite kaevandustehnoloogia on esirinnas, maksab seade palju rohkem kui CPU või GPU.
Lisaks võib ASIC-tehnoloogia pidev areng muuta vanemad ASIC-mudelid kiiresti kahjumlikuks ja seetõttu vajavad regulaarset väljavahetamist. Isegi kui elektrikulud välja jätta, muudab see ASIC-kaevandamise üheks kõige kallimaks kaevandamisviisiks.
Kaevandamise kogumid
Kuna esimesele edukale kaevandajale antakse ploki tasu, on õige räsi leidmise tõenäosus äärmiselt väike. Kaevuritel, kellel on vähe kaevandusvõimsust, on väga väike võimalus järgmist plokki ise avastada. Kaevandamise kogumid pakuvad sellele probleemile lahenduse.
Kaevandamise kogumid on kaevurite rühmad, kes ühendavad oma ressursid (räsivõimsus), et suurendada ploki tasude saamise võimalusi. Kui kogum leiab edukalt ploki, jagavad kogumis olevad kaevurid tasu vastavalt nende tehtud töö mahule.
Kaevandamise kogumid võivad üksikutele kaevandajatele riistvara- ja elektrikulude osas kasu tuua, kuid nende domineerimine kaevandamises on tekitanud võrkude vastu 51% rünnaku riski.
Mis on Bitcoini kaevandamine ja kuidas see toimib?
Bitcoin on kõige populaarsem ja hea näide kaevandatavast krüptorahast. Bitcoini kaevandamine põhineb töötõenduse konsensusalgoritmil.
Töötõendus on Satoshi Nakamoto loodud algne plokiahela konsensusmehhanism ja seda tutvustati Bitcoini valges raamatus 2008. aastal. Lühidalt määrab töötõendus selle, kuidas plokiahela võrk saavutab konsensuse kõigi hajutatud osalejate vahel ilma kolmandatest osapooltest vahendajateta. Selleks on vaja probleemsete osalejate motiveerimiseks märkimisväärset arvutusvõimsust.
Nagu nägime, kontrollivad töötõenduse võrgu tehinguid kaevurid, kes võistlevad keerukate krüptograafiliste mõistatuste lahendamisel, kasutades spetsiaalset kaevandusriistvara. Esimene kaevandaja, kes leiab sobiva lahenduse, saab edastada oma tehinguploki ploki tasu saamiseks plokiahelasse.
Ploki tasus sisalduv krüptoraha on eri plokiahelates erinev. Näiteks Bitcoini plokiahelas on 2023. aasta märtsist kaevurite saadav ploki tasu 6,25 BTC-d. Bitcoini poolitamise mehhanismi tõttu väheneb BTC kogus ploki tasus poole võrra iga 210 000 ploki järel (umbes iga nelja aasta järel).
Kas krüptoraha kaevandamine on 2023. aastal kasumlik?
Kuigi krüptoraha kaevandamisega on võimalik raha teenida, peab seda hoolikalt kaaluma, ning selle puhul on vaja riskijuhtimist ja teha uurimistööd. See sisaldab lisaks investeeringuid ja riske, nagu riistvarakulud, krüptoraha hindade volatiilsus ja krüptoraha protokolli muudatused. Nende riskide maandamiseks kasutavad kaevurid sageli riskijuhtimise häid tavasid ning hindavad enne kaevandamisega alustamist võimalikke kulusid ja tulusid.
Krüptorahade kaevandamise tasuvus sõltub mitmest tegurist. Üks neist on muutused krüptorahade hindades. Kui krüptorahade hinnad tõusevad, suureneb ka kaevandamise tasude fiat-väärtus. Vastupidiselt võib kasumlikkus koos hindade alanemisega langeda.
Kaevandamise kasumlikkuse määramisel on määravaks teguriks ka kaevandusriistvara efektiivsus. Kaevandusriistvara võib olla kallis, nii et kaevurid peavad hoidma riistvara maksumuse tasakaalus võimalike tasudega, mida sellega saada võib. Teine tegur, mida tuleb arvestada, on elektri hind. Kui see on liiga kõrge, võib see olla suurem kui tulu ja muudab kaevandamise kahjumlikuks.
Lisaks võib kaevandusriistvara vajada suhteliselt sageli uuendamist, kuna see kipub üsna kiiresti vananema. Uued mudelid on paremad kui vanad ja kui kaevuritel pole eelarvet oma masinate uuendamiseks, on neil tõenäoliselt raskusi konkurentsis püsida.
Viimane, kuid mitte vähem oluline on protokolli tasemel toimuvad muudatused. Näiteks Bitcoini tasude poole võrra vähendamine võib mõjutada kaevandamise kasumlikkust, kuna see vähendab ploki kaevandamise tasu poole võrra. Lisaks läks Ethereum 2022. aasta septembris täielikult töötõenduselt üle panuse tõenduse konsensusmehhanismile, mis muutis kaevandamise ebavajalikuks.
Lõppmärkused
Krüptorahade kaevandamine on Bitcoini ja teiste töötõenduse plokiahelate oluline osa, kuna see aitab hoida võrku turvalisena ja uute müntide väljastamist stabiilsena. Lisaks võib kaevandamine tekitada kaevurite passiivset tulu. Saad sammsammulisi juhiseid meie artiklist Kuidas krüptoraha kaevandada?.
Kaevandamisel on teatud eelised ja puudused, millest kõige ilmsem on potentsiaalne sissetulek ploki tasudest. Kaevandamise kasumit mõjutavad aga mitmed tegurid, sealhulgas elektrikulud ja turuhinnad. Seetõttu peaksid enne krüptorahade kaevandamisega tegelema hakkamist tegema iseseisvalt uurimistööd ja hindama kõiki võimalikke riske.
Lisalugemist
Lahtiütlus ja riskihoiatus: seda sisu esitatakse sellisel kujul, nagu see on, ainult üldiseks teabeks ning hariduslikel eesmärkidel, ilma igasuguse esinduse või garantiita. Seda ei tohiks tõlgendada kui finants-, juriidilist või muud professionaalset nõustamist ega kui soovitust konkreetse toote või teenuse ostmiseks. Peaksid küsima nõu asjakohastelt professionaalsetelt nõustajatelt. Kui artiklit on koostanud kolmandast osapoolest kaastööline, pane tähele, et väljendatud seisukohad kuuluvad kolmandast osapoolest kaastöölisele ja ei pruugi kajastada Binance'i Akadeemia omasid. Lisateabe saamiseks lugege meie täielikku lahtiütlust siit.Digitaalsete varade hinnad võivad olla kõikuvad. Sinu investeeringu väärtus võib langeda või tõusta ning sa ei pruugi investeeritud summat tagasi saada. Sina vastutad ainuisikuliselt oma investeerimisotsuste eest ja Binance'i Akadeemia ei vastuta võimalike kahjude eest. Seda materjali ei tohiks tõlgendada finants-, juriidilise või muu professionaalse nõustamisena. Lisateabe saamiseks loe meie kasutustingimusi ja riskihoiatust.