TL;DR
A kriptovaluta-bányászat ellenőrzi és hitelesíti a blokklánc-tranzakciókat. Ez egyben arra a folyamatra is utal, mely során új kriptovaluta-egységek jönnek létre.
Bár a bányászok által végzett munka intenzív számítási erőforrás-használattal jár, ez segít megőrizni a blokklánchálózat biztonságát.
Mi a kriptovaluta-bányászat?
A kriptobányászat biztosítja az olyan kriptovaluták biztonságát és decentralizációját, mint a Bitcoin, amelyek Proof-of-Work (PoW) konszenzusmechanizmuson alapulnak. Ez az a folyamat, amely során a felhasználók kriptovaluta-tranzakcióit hitelesítik és hozzáadják a blokklánc nyilvános főkönyvéhez. Mint ilyen, a bányászat egy kritikus elem, amely lehetővé teszi, hogy a Bitcoin központi hatóság nélkül működjön.
A bányászati műveletek vezetik be továbbá az új érméket a forgalomban lévő kínálatba. A kriptobányászat azonban olyan megváltoztathatatlan szabályokat követ, amelyek szabályozzák a bányászat folyamatát, és megakadályozzák, hogy bárki önkényesen új érméket hozzon létre. Ezeket a szabályokat beépítik a kriptovaluta-protokollokba, és a több ezer csomópontból álló hálózat egésze érvényesíti őket.
Az új kriptovaluta-egységek létrehozásához a bányászok számítási teljesítményüket komplex kriptográfiai feladványok megoldására használják. Az első bányász, aki megoldja a rejtvényt, jogosult lesz egy új tranzakcióblokkot hozzáadni a blokklánchoz, és szétküldeni azt a hálózaton.
Hogyan működik a kriptobányászat?
Ahogy a felhasználók új blokklánc tranzakciókat végeznek, azokat megküldik az úgynevezett memóriapoolnak. A bányász feladata, hogy az ilyen függőben lévő tranzakciók érvényességét hitelesítse, és blokkokba rendezze őket.
A blokkokra úgy is gondolhatunk, mint egy blokkláncfőkönyv lapjára, amelyre számos tranzakciót felvezetnek a könyvelők (más adatok mellett). Konkrétabban: a bányász csomópont feladata összegyűjteni a megerősítetlen tranzakciókat a memóriapoolból, és egy jelölt blokkba rendezni őket.
Ezután a bányász megpróbálja a jelölt blokkot érvényes, megerősített blokká alakítani. Ehhez a bányásznak egy összetett matematikai problémát kell megoldania, amely sok számítási erőforrást igényel. Azonban minden sikeresen kibányászott blokkért a bányász újonnan létrehozott kriptovalutákból és tranzakciós díjakból álló blokkjutalmat kap. Nézzük meg, hogyan működik.
1. lépés: Tranzakciók hashelése
Egy blokk bányászatának első lépése, hogy a csomópont fogja a függőben lévő tranzakciókat a memóriapoolból, és egyesével átküldi őket egy hash függvényen. Minden alkalommal, amikor egy adatot lefuttatnak egy hash-függvényen, egy fix méretű kimenet, az úgynevezett hash keletkezik.
A bányászat kontextusában az egyes tranzakciók hash-eredménye egy szám- és betűsor, amely azonosítóként működik. A tranzakcióhash képviseli a tranzakcióhoz tartozó összes információt.
A tranzakciók egyenkénti hashelésén és jegyzésén felül a bányász egy egyéni tranzakciót is hozzáad, amelyben saját magának megküldi a blokkjutalmat. Ez a tranzakció az úgynevezett coinbase (érmealap) tranzakció, amely vadonatúj érméket hoz létre. A legtöbb esetben ez a tranzakció az első, amelyet az új blokkban rögzítenek, majd ezt követik a validálásra váró, függőben lévő tranzakciók.
2. lépés: A Merkle-fa létrehozása
Az egyes tranzakciók hashelését követően a hasheket egy úgynevezett Merkle-fába (más néven hash-fába) rendezik. A Merkle-fa úgy jön létre, hogy a tranzakció hasheket párokba rendezik, majd a párokat hashelik.
Az új hash-kimeneteket ismét párokba rendezik és újra hashelik, és ezt a folyamatot addig ismétlik, amíg mindössze egyetlen hash-azonosító marad. Ez az utolsó hash a root (gyökér) hash (vagy Merkle-gyökér) néven is ismert, és alapvetően az összes korábbi hash megjelenik benne, amelyet a generálásához használtak.
3. lépés: Érvényes blokk fejléc (blokk hash) keresése
A blokk fejléc az egyes blokkok azonosítójaként működik, vagyis minden egyes blokknak van egy egyedi hash-azonosítója. Új blokk létrehozásakor a bányászok a korábbi blokk hash-azonosítóját kombinálják a jelölt blokkjuk root hash azonosítójával az új blokk hash létrehozásához. Egy tetszőleges számot is hozzá kell adniuk, az úgynevezett nonce értéket.
Tehát amikor validálni próbálja a jelölt blokkját, a bányásznak kombinálnia kell a root hasht, az előző blokk hash-azonosítóját és a nonce értéket, majd át kell küldenie őket egy hash függvényen. A céljuk az, hogy ezt addig ismételjék, amíg érvényes hasht nem tudnak létrehozni.
A root hash és a korábbi blokk hash-azonosítója nem módosítható, így a bányászoknak a nonce értéket kell néhányszor megváltoztatniuk, hogy érvényes hasht találjanak. Az érvényességhez a kimeneti értéknek (a blokk hashnek) kisebbnek kell lennie egy bizonyos célértéknél, amelyet a protokoll határoz meg. A Bitcoin-bányászatban a blokk hashnek adott számú nullával kell kezdődnie – ezt hívják bányászati nehézségnek.
4. lépés: A kibányászott blokk szétküldése
Ahogy láthattuk, a bányászoknak újra és újra hashelniük kell a blokk fejlécet, különböző nonce értékekkel. Addig ismétlik ezt a feladatot, amíg érvényes blokk hasht nem találnak, majd az a bányász, amelyik megtalálja, szétküldi ezt a blokkot a hálózaton. Az összes többi csomópont ellenőrzi, hogy a blokk és a hash-azonosítója érvényes-e, és ha igen, akkor hozzáadják az új blokkot a blokklánc náluk őrzött példányához.
Ezen a ponton a jelölt blokkból megerősített blokk lesz, és a bányászok megkezdik a következő blokkot. Azok a bányászok, akik nem találták meg időben az érvényes hash-azonosítót, elvetik a jelölt blokkjukat, és a bányászverseny újraindul.
Mi van akkor, ha egyszerre bányásznak ki két blokkot?
Néha megesik, hogy két bányász egyszerre küld szét a hálózaton egy érvényes blokkot, és a hálózaton két versengő blokk jelenik meg. A bányászok ezután elkezdik a következő blokk bányászatát az elsőként kapott blokk alapján, aminek következtében a hálózat átmenetileg a blokklánc két különböző verziójára hasad.
A blokkok közötti versengés addig folytatódik, amíg a következő blokkot ki nem bányásszák a versengő blokkok folytatásaként. Amikor az új blokk létrejön, akkor az a blokk lesz a nyertes, amelyik az új blokk előzményblokkja volt. Az elvetett blokkot árva blokknak (orphan block) vagy elévült blokknak (stale block) nevezik, az árva blokkot választó bányászok pedig folytatják a nyertes blokk láncának bányászatát.
Mi a bányászati nehézség?
A bányászati nehézséget a protokoll rendszeresen módosítja, hogy biztosítsa az új blokkok létrehozásának állandó sebességét, és ezáltal az új érmék folyamatos és kiszámítható kibocsátását. A nehézség a hálózat rendelkezésére bocsátott számítási erőforrásokkal (hash rátával) arányosan változik.
Ezért minden alkalommal, amikor új bányászok csatlakoznak a hálózathoz és növekszik a verseny, a hashelés nehézsége emelkedik, megakadályozva az átlagos blokkidő csökkenését. Ezzel szemben, ha sok bányász elhagyja a hálózatot, a hashelési nehézség csökken, ami megkönnyíti az új blokkok bányászatát. Ezek a kiigazítások biztosítják a blokkidő állandóságát, a hálózat teljes hashelési teljesítményétől függetlenül.
A kriptovaluta bányászat típusai
A kriptovaluták bányászatának számos módja van. A felszerelés és a folyamatok az új hardverek és konszenzusalgoritmusok megjelenésével együtt változnak. A bányászok általában speciális számítógépegységeket használnak a bonyolult kriptográfiai egyenletek megoldásához. Most nézzük meg, hogyan működnek a legelterjedtebb bányászati módszerek.
CPU-bányászat
A központi feldolgozó egységgel (CPU) folytatott bányászat egy számítógép processzorát használja a PoW-modell által megkövetelt hash függvényekkel végzett számításokhoz. A Bitcoin kezdeti időszakában a bányászat költségei és belépési korlátai alacsonyak voltak, és a bányászat nehézsége egy hagyományos CPU-val is kezelhető volt, így bárki megpróbálhatott BTC-t vagy más kriptovalutákat bányászni.
Ugyanakkor ahogy egyre többen kezdtek BTC-t bányászni és a hálózat hash rátája emelkedett, egyre nehezebb lett a bányászatot nyereségessé tenni. Ennek tetejébe a nagyobb számítási teljesítményű speciális bányászhardverek idővel közel lehetetlenné tették a CPU-bányászatot. Ma már a CPU-bányászat nem járható út, mivel minden bányász speciális hardvert használ.
GPU-bányászat
A grafikus processzorokat (GPU-k) alkalmazások széles körének egyidejű futtatására tervezték. Bár jellemzően videojátékokhoz vagy grafikus elemek létrehozásához használják, bányászatra is alkalmasak.
A GPU-k viszonylag olcsók és rugalmasabban használható eszközök, mint a népszerű ASIC bányászhardverek. Néhány altcoin még mindig bányászható GPU-val, de a hatékonyságuk a bányászat nehézségétől és az algoritmustól függ.
ASIC bányászat
Az Alkalmazás-specifikus integrált áramkört (Application-Specific Integrated Circuit – ASIC) egyetlen konkrét célra tervezték. A kriptovilágban ez a betűszó a bányászathoz kifejlesztett speciális hardvert jelenti. Az ASIC-bányászat arról ismert, hogy rendkívül hatékony, de ugyanakkor drága is. Mivel az ASIC-bányászok a bányásztechnológia éllovasai, egy egység ára sokkal magasabb, mint egy CPU vagy GPU ára.
Emellett az ASIC-technológia folyamatos fejlesztései miatt a régebbi ASIC modellek gyorsan elveszítik nyereségtermelő képességüket, vagyis gyakran kell őket cserélni. Ez még az áramköltségek nélkül is az egyik legdrágább bányászati móddá teszi az ASIC-bányászatot.
Bányászpoolok
Mivel a blokkjutalom az első sikeres bányásznak jut, a helyes hash-azonosító megtalálásának esélye rendkívül alacsony. A bányászteljesítmény kis százalékával bíró bányászok esélye nagyon kicsi arra, hogy önállóan megtalálják a következő blokkot. Erre a problémára jelentenek megoldást a bányászpoolok.
A bányászpoolok bányászok csoportjait jelentik, amelyek összeadják erőforrásaikat (hash teljesítmény), hogy növeljék a blokkjutalom elnyerésének esélyét. Amikor a pool sikeresen talál egy blokkot, a poolban lévő bányászok az általuk végzett munka mennyiségének megfelelően osztoznak a jutalmon.
A bányászpoolok a hardver- és az áramköltségek tekintetében kedvezőek lehetnek az egyéni bányászok számára, ám a bányászatban kialakult dominanciájuk aggályokat vet fel a hálózatok elleni esetleges 51%-os támadással kapcsolatban.
Mi az a Bitcoin-bányászat és hogyan működik?
A Bitcoin a legnépszerűbb és legnagyobb múltú példája a bányászható kriptovalutáknak; a Bitcoin-bányászat a PoW konszenzus algoritmuson alapul.
A PoW az eredeti blokklánc konszenzusmechanizmus, amelyet Satoshi Nakamoto alkotott meg, és 2008-ban mutatták be a Bitcoin fehér könyvében. Dióhéjban annyit, hogy a PoW határozza meg, hogyan jut konszenzusra a hálózat összes elosztott résztvevője harmadik fél közvetítők nélkül. A rosszindulatú szereplők elkedvetlenítésére ezt jelentős mértékű számítási kapacitás megkövetelésével teszi.
Ahogy láthattuk, egy PoW hálózaton a tranzakciókat olyan bányászok hitelesítik, akik speciális bányászhardverek segítségével bonyolult kriptográfiai rejtvények megoldásáért versenyeznek. Az a bányász, aki elsőként talál érvényes megoldást, továbbíthatja a tranzakcióblokkját a blokkláncra, és megkapja a blokkjutalmat.
A blokkjutalomban található kriptomennyiség eltér a különböző blokkláncokon. A Bitcoin blokkláncon például a bányászok a 2023 márciusi állás szerint 6,25 BTC blokkjutalmat kapnak. A blokkjutalom BTC-összege a felezési mechanizmusnak köszönhetően minden 210 000 blokk után (nagyjából négyévente) feleződik.
2023-ban is nyereséges még a kriptobányászat?
Bár lehetséges pénzt keresni a kriptopénz bányászatával, ez alapos megfontolást, kockázatkezelést és utánajárást igényel. Olyan befektetésekkel és kockázatokkal is jár, mint például a hardverköltségek, a kriptovaluták ingadozó árfolyama és a kriptovaluta-protokollok változásai. E kockázatok mérséklése érdekében a bányászok gyakran alkalmaznak kockázatkezelési gyakorlatokat, és a bányászat megkezdése előtt felmérik a bányászat lehetséges költségeit és hasznát.
A kriptobányászat jövedelmezősége több tényezőtől függ. Az egyik ilyen a kriptovaluták árfolyamának változása. Amikor a kriptovaluták ára emelkedik, a bányászati jutalmak fiat értéke is nő. Ezzel szemben a jövedelmezőség csökkenhet az árak csökkenésével együtt.
A bányászhardver hatékonysága szintén döntő tényező a bányászat jövedelmezőségének meghatározásában. A bányászhardverek drágák lehetnek, ezért a bányászoknak egyensúlyt kell teremteniük a hardver költségei és a potenciális nyereség között. Egy másik figyelembe veendő tényező az áramköltség; ha az túl magas, meghaladhatja a bevételt, és veszteségessé teheti a bányászatot.
Ráadásul a bányászati hardvereket viszonylag gyakran kell frissíteni, mivel ezek elég gyorsan elavulnak. Az új modellek felülmúlják a régieket, és ha a bányászok nem rendelkeznek elegendő pénzzel a gépeik frissítésére, akkor valószínűleg nehezen tudnak versenyképesek maradni.
Végül, de nem utolsósorban ott vannak a protokollszinten bekövetkező változások. Például a Bitcoin felezése hatással lehet a bányászat jövedelmezőségére, mivel megfelezi a blokkjutalmat. Emellett az Ethereum 2022 szeptemberében teljesen átállt a PoW-ről a Proof-of-Stake (PoS) konszenzusmechanizmusra, ami szükségtelenné tette a bányászatot.
Záró gondolatok
A kriptovaluta-bányászat a Bitcoin és más PoW-blokkláncok kritikus része, mivel segít fenntartani a hálózat biztonságát és az új érmék folyamatos kiadását. Emellett a bányászat passzív jövedelmet is generálhat a bányászok számára. Többet megtudhat ezekből a részletes útmutatókból a Hogyan bányásszunk kriptovalutát? című cikkünkből.
A bányászatnak vannak előnyei és hátrányai, az előbbiek közül a legnyilvánvalóbb a blokkjutalmakból származó potenciális bevétel. Ugyanakkor a bányászprofitot számos tényező befolyásolhatja, például az áramköltség és a piaci ár. Ezért mielőtt belevágna a kriptobányászatba, járjon utána a dolgoknak (DYOR), és mérjen fel minden lehetséges kockázatot.
További olvasnivaló
Felelősségi nyilatkozat és kockázati figyelmeztetés: A jelen bejegyzés tartalmát annak mindenkori formájában bocsátjuk rendelkezésre általános tájékoztatási és oktatási céllal, és semmilyen felelősséget vagy szavatosságot nem vállalunk az alkalmazásával kapcsolatban. Az itt leírtak nem tekintendők pénzügyi, jogi vagy egyéb szakmai tanácsadásnak, sem egy konkrét termék vagy szolgáltatás megvásárlására tett javaslatnak. Javasoljuk, hogy kérjen tanácsot a megfelelő szaktanácsadóktól. Mivel a jelen cikket külső szerző írta, felhívjuk figyelmét, hogy az itt kifejtett nézőpontok a harmadik fél szerző álláspontját részletezik, és nem feltétlenül tükrözik a Binance Academy véleményét. Kérjük, hogy idekattintva olvassa el részletes felelősségi nyilatkozatunkat. A digitális eszközök ára erősen ingadozhat. A befektetés értéke csökkenhet vagy nőhet, és az is előfordulhat, hogy Ön nem kapja vissza a befektetett összeget. A befektetési döntéseiért egyedül Ön felel, és a Binance Academy nem vállal felelősséget az esetlegesen felmerülő veszteségekért. Az itt leírtak nem minősülnek pénzügyi, hogy vagy egyéb szakmai tanácsnak. További információért tekintse meg Felhasználási feltételeinket és a Kockázati figyelmeztetést.