Kas ir kriptovalūtu ieguve?
Satura rādītājs
Ievads
Kā notiek ieguve?
Vai var iegūt jebkuru kriptovalūtu?
Darba apliecinājums (PoW)
Atšķirīgas kriptovalūtu ieguves metodes
Ieguve ar centrālo procesoru
Ieguve, izmantojot grafisko procesoru
ASIC ieguve
Ieguves fondi
Noslēgumā
Kas ir kriptovalūtu ieguve?
SākumlapaRaksti
Kas ir kriptovalūtu ieguve?

Kas ir kriptovalūtu ieguve?

Published Dec 6, 2018Updated Jan 14, 2022
8m

TL;DR

Kriptovalūtu ieguve ir process, kurā tiek verificēti un apstiprināti blokķēdes darījumi. Šis process ietver arī jaunu kriptovalūtas vienību radīšanu. Šī ieguvēju veiktā darba izpildei ir nepieciešami apjomīgi skaitļošanas resursi, tomēr tas veicina blokķēdes tīkla drošību. Godīgie un sekmīgie ieguvēji par savu darbu saņem jaunizveidotās kriptovalūtas un papildus arī darījumu komisijas maksas.


Ievads

Ieguve ir process, kurā starp lietotājiem notikušie kriptovalūtu darījumi tiek pārbaudīti un pievienoti blokķēdes publiskajai virsgrāmatai. Ieguves rezultātā tiek iegūtas arī jaunas kriptovalūtas vienības, kas tiek pievienotas apgrozībā esošajam kriptovalūtas daudzumam.

Ieguve ir viens no galvenajiem elementiem, kas ļauj Bitcoin blokķēdei darboties kā sadalītajai virsgrāmatai. Visi darījumi tiek reģistrēti vienādranga tīklā, neiesaistot nevienu centrālo iestādi. Šajā rakstā apskatīsim ieguves procesu Bitcoin tīklā, taču šis process ir līdzīgs arī alternatīvajām kriptovalūtām, kuras izmanto tādu pašu ieguves mehānismu.


Kā notiek ieguve?

Visi jaunie blokķēdes darījumi tiek nosūtīti uz atmiņas fondu. Ieguvēja darbs ir verificēt šo neapstiprināto darījumu derīgumu un organizēt tos blokos. Bloku var iztēloties kā blokķēdes virsgrāmatas lapu, kurā tiek reģistrēti vairāki darījumi (kopā ar citiem datiem).
Proti, ieguves mezgls ir atbildīgs par neapstiprināto darījumu apkopošanu no atmiņas fonda un sakārtošanu potenciālajā blokā. Pēc tam ieguvējs cenšas pārveidot šo potenciālo bloku par derīgu, apstiprinātu bloku. Lai to paveiktu, ieguvējam ir jārod risinājums sarežģītai matemātiskai problēmai. Tās atrisināšanai ir nepieciešami ievērojami skaitļošanas resursi, taču par katru veiksmīgi iegūtu bloku ieguvējs saņem bloka atlīdzību, kas ietver jaunizveidotās kriptovalūtas un darījumu komisijas maksas. Aplūkosim ieguves procesu sīkāk.


1. darbība – darījumu jaukšana

Bloka ieguves pirmais posms ir neapstiprināto darījumu ņemšana no atmiņas fonda un iesniegšana (pa vienam), izmantojot jaukšanas funkciju. Katru reizi, kad iesniedzam datus, izmantojot jaukšanas funkciju, mēs ģenerējam nemainīga izmēra rezultātu, kuru sauc par jaucējkodu. Ieguves kontekstā katra darījuma jaucējkods sastāv no ciparu un burtu virknes, kas kalpo kā identifikators. Darījuma jaucējkods atspoguļo visu darījumā iekļauto informāciju.
Papildus jaukšanai un katra darījuma atsevišķai uzskaitīšanai ieguvējs pievieno arī pielāgotu darījumu, ar kuru sev nosūta bloka atlīdzību. Šo darījumu sauc par sākotnējo monetāro darījumu, un ar to tiek izveidotas pilnīgi jaunas kriptovalūtas monētas. Vairumā gadījumu sākotnējais monetārais darījums ir pirmais jaunā blokā reģistrētais darījums, kuram seko visi neapstiprinātie darījumi.

2. darbība – Merkles koka izveide

Pēc visu darījumu jaukšanas procesa pabeigšanas jaucējkodi tiek sakārtoti t. s. Merkles kokā. Merkles jeb jaucējkodu koku veido, sakārtojot darījumu jaucējkodus pa pāriem un pēc tam tos jaucot. Pēc tam jauniegūtie jaucējkodi tiek atkal sakārtoti pa pāriem un jaukti, atkārtojot šo procesu, līdz tiek iegūts viens jaucējkods. Šo pēdējo jaucējkodu sauc par saknes jaucējkodu jeb Merkles sakni, un tas atspoguļo visus iepriekšējos jaucējkodus, kas tika izmantoti saknes jaucējkoda izveidei.

3. darbība – derīgas bloka galvenes (bloka jaucējkoda) atrašana

Bloka galvene kalpo kā identifikators katram atsevišķajam blokam, kas nozīmē, ka katram blokam ir savs unikāls jaucējkods. Veidojot jaunu bloku, ieguvēji apvieno iepriekšējā bloka jaucējkodu ar sava potenciālā bloka saknes jaucējkodu, lai veidotu jaunu bloka jaucējkodu. Tomēr papildus šiem diviem elementiem ir nepieciešams pievienot arī brīvi noteiktu skaitli – vienreizējo kodu.

Tātad, cenšoties validēt savu potenciālo bloku, ieguvējam ir jāapvieno saknes jaucējkods, iepriekšējā bloka jaucējkods un vienreizējais kods un tie visi jāiesniedz, izmantojot jaukšanas funkciju. Mērķis ir izveidot jaucējkodu, kas ir uzskatāms par derīgu.

Saknes jaucējkodu un iepriekšējā bloka jaucējkodu nevar mainīt, tāpēc ieguvējiem ir vairākkārt jāmaina vienreizējais kods, līdz tiek atrasts derīgs jaucējkods.

Lai bloka jaucējkods būtu uzskatāms par derīgu, tam ir jābūt mazākam par noteiktu mērķa vērtību, kuru nosaka protokols. Bitcoin ieguvē bloka jaucējkodam ir jāsākas ar noteiktu skaitu nuļļu. To mēs saucam par ieguves sarežģītību.

4. darbība – iegūtā bloka pārraide

Kā nupat redzējām, ieguvējiem ir atkal un atkal jājauc bloka galvene, izmantojot atšķirīgas vienreizējā koda vērtības. Ieguvēji atkārto šo darbību, līdz atrod derīgu bloka jaucējkodu. Ieguvējs, kurš to atrod, pēc tam pārraida savu bloku tīklā. Visi pārējie mezgli pārbauda attiecīgā bloka un tā jaucējkoda derīgumu un, ja tie ir derīgi, pievieno jauno bloku savā blokķēdes kopijā.

Šajā brīdī potenciālais bloks kļūst par apstiprinātu bloku un visi ieguvēji ķeras klāt nākamā bloka ieguvei. Visi ieguvēji, kuriem neizdevās atrast derīgu jaucējkodu, atmet savu potenciālo bloku, un ieguves sacensības sākas no jauna.


Ieguves sarežģītības korekcijas

Ieguves sarežģītību pastāvīgi koriģē protokols, lai jaunu bloku izveides ātrums būtu nemainīgs. Tas padara jaunu kriptovalūtas monētu izdošanu stabilu un paredzamu. Sarežģītību koriģē proporcionāli skaitļošanas jaudai (jaukšanas ātrumam), kas atvēlēta tīklam.

Attiecīgi katru reizi, kad tīklam pievienojas jauni ieguvēji un palielinās konkurence, jaukšanas sarežģītība paaugstinās, novēršot vidējā bloka izveides laika samazināšanos. Turpretī gadījumā, ja daudzi ieguvēji nolemtu pamest tīklu, jaukšanas sarežģītība pazeminātos un būtu vieglāk iegūt jaunu bloku. Pateicoties šīm korekcijām, bloka izveides laiks saglabājas nemainīgs neatkarīgi no tīkla kopējās skaitļošanas jaudas.


Kas notiek gadījumā, ja vienlaikus tiek iegūti divi bloki?

Dažkārt gadās, ka divi ieguvēji vienlaikus pārraida tīklā derīgus blokus un tīklā tiek izveidoti divi konkurējoši bloki. Tādā gadījumā ieguvēji sāk nākamā bloka ieguvi, pamatojoties uz pirmā saņemtā bloka datiem. Tā rezultātā tīkls īslaicīgi tiek sadalīts divās atšķirīgās blokķēdes versijās.

Abi šie bloki turpina konkurēt, līdz tiek iegūts nākamais bloks aiz kāda no šiem konkurējošajiem blokiem. Pēc jaunā bloka iegūšanas par uzvarētāju tiek atzīts bloks, kurš atrodas jaunā bloka pamatā. Atmesto bloku sauc par pamesto jeb novecojušo bloku, un visi ieguvēji, kas šo bloku bija izvēlējušies, pievēršas ieguvei uzvarējušā bloka ķēdē.


Vai var iegūt jebkuru kriptovalūtu?

Bitcoin ir populārākā un visplašāk atzītā kriptovalūta, kurai iespējams veikt ieguvi, taču pastāv arī kriptovalūtas, kurām ieguve nav pieejama. Bitcoin ieguve ir balstīta konsensa algoritmā, ko sauc par darba apliecinājumu (PoW).


Darba apliecinājums (PoW)

Darba apliecinājums (PoW) ir sākotnējais blokķēdes konsensa mehānisms, kuru izveidoja Satoshi Nakamoto. Tas tika iekļauts Bitcoin tehniskajā dokumentā 2008. gadā. Īsumā – PoW nosaka, kā blokķēdes tīklā tiek sasniegts konsenss starp visiem decentralizētā tīkla dalībniekiem, neiesaistot trešo personu starpniekus. Lai to īstenotu un vienlaikus arī atturētu ļaunprātīgas personas, ir nepieciešama iespaidīga skaitļošanas jauda.
Kā redzējām, darījumus PoW tīklā verificē ieguvēji. Lai iegūtu tiesības iegūt nākamo bloku, ieguvēji sacenšas, risinot sarežģītus kriptogrāfiskus uzdevumus ar specializētu ieguves aparatūru. Pirmais ieguvējs, kurš atrod derīgu risinājumu, var pārraidīt savu darījumu bloku blokķēdē un saņem bloka atlīdzību.

Kriptovalūtas daudzums bloka atlīdzībā dažādās blokķēdēs atšķiras. Piemēram, Bitcoin blokķēdē sekmīgs ieguvējs bloka atlīdzībā var saņemt 6,25 BTC (dati uz 2021. gada decembri). Pusdales mehānisma dēļ BTC daudzums bloka atlīdzībā samazinās uz pusi ik pēc 210 000 blokiem (aptuveni reizi četros gados).


Atšķirīgas kriptovalūtu ieguves metodes

Nav vienas metodes kriptovalūtu ieguvei. Līdz ar jaunu aparatūru un konsensa algoritmiem mainās arī aprīkojums un ieguves process. Parasti ieguvēji izmanto specializētus datorus un risina sarežģītus kriptogrāfiskus vienādojumus. Apskatīsim dažas populārākās ieguves metodes.


Ieguve ar centrālo procesoru

Ieguve ar centrālo procesoru (CPU) nozīmē datora centrālā procesora izmantošanu, lai veiktu jaukšanas funkcijas, kuras paredz PoW. Bitcoin pirmsākumos ieejas barjera un izmaksas ieguves uzsākšanai bija zemas. Ieguves sarežģītību varēja pārvarēt parasts datora procesors, līdz ar to iegūt BTC un citas kriptovalūtas varēja visi.

Tomēr, arvien lielākam skaitam cilvēku iesaistoties ieguvē un palielinoties tīkla jaukšanas ātrumam, gūt peļņu ar ieguvi kļuva arvien grūtāk. Turklāt, parādoties specializētai ieguves aparatūrai ar lielāku skaitļošanas jaudu, ieguve ar procesoriem galu galā kļuva gandrīz neiespējama. Šobrīd ieguve, izmantojot procesoru, vairs nav vērā ņemams risinājums, jo visi ieguvēji izmanto specializētu aparatūru.


Ieguve, izmantojot grafisko procesoru

Grafiskie procesori ir paredzēti dažādu uzdevumu vienlaicīgai apstrādei. Lai arī tos parasti izmanto datorspēlēm vai grafiska satura atveidei, tiem ir pielietojums arī ieguvē.

Grafiskie procesori ir samērā lēts un elastīgs risinājums, salīdzinot ar populāro ASIC ieguves aparatūru. Dažas alternatīvās kriptovalūtas var iegūt, izmantojot grafiskos procesorus, tomēr ieguves efektivitāte ir atkarīga no ieguves sarežģītības un algoritma.


ASIC ieguve

Specifiska lietojuma integrētā shēma (ASIC) ir veidota, lai kalpotu vienam konkrētam mērķim. Kriptovalūtu jomā tā attiecas uz specializētu ieguves aparatūru. ASIC ieguve ir ļoti efektīva, taču arī dārga.

Ieguve nozīmē konkurenci. Lai varētu pelnīt ar ieguvi, jāizmanto konkurētspējīga ieguves aparatūra. Tā kā ASIC ieguvēji izmanto progresīvāko ieguves tehnoloģiju, to iegādes izmaksas ir daudz augstākas nekā centrālo vai grafisko procesoru izmaksas. Turklāt ASIC tehnoloģija strauji attīstās un senāki ASIC modeļi ātri noveco un kļūst nerentabli, tāpēc tos nākas regulāri aizstāt ar jaunākiem. Tādējādi ASIC ieguve ir viens no dārgākajiem ieguves veidiem – pat neņemot vērā elektrības izmaksas.


Ieguves fondi

Tā kā bloka atlīdzība tiek piešķirta pirmajam sekmīgajam ieguvējam, iespējamība atrast pareizo jaucējkodu ir ārkārtīgi maza. Ieguvējiem ar mazu ieguves jaudas procentuālo apmēru ir niecīgas iespējas patstāvīgi atklāt nākamo bloku. Šo problēmu risina ieguves fondi.

Ieguves fondi ir ieguvēju grupas, kas apvieno savus resursus (skaitļošanas jaudu), lai palielinātu iespējas iegūt bloka atlīdzību. Ja ieguves fonds gūst panākumus bloka atrašanā, ieguvēji vienlīdzīgi savā starpā sadala bloka atlīdzību atbilstoši ieguldītajam darba apjomam.

Ieguves fondi var būt izdevīgi individuāliem ieguvējiem aparatūras un elektrības izmaksu ziņā, taču to dominējošā pozīcija ieguvē rada bažas par 51 % uzbrukumu iespējamību tīklā.


Noslēgumā

Kriptovalūtu ieguve ir nozīmīga Bitcoin un citu darba apliecinājuma (PoW) blokķēžu daļa. Tas ir viens no aspektiem, kas aizsargā tīklu un nodrošina pastāvīgu jaunu kriptovalūtu monētu izdošanu. Ieguvei ir savas priekšrocības un trūkumi, un acīmredzamākā priekšrocība ir iespējamā peļņa, saņemot bloku atlīdzības. Tomēr peļņu no ieguves var ietekmēt vairāki faktori, tostarp elektrības izmaksas un tirgus cenas. Peļņa nav garantēta, tāpēc pirms pievēršanās kriptovalūtu ieguvei ir jāveic patstāvīga izpēte un jāizvērtē visi iespējamie riski.