TL;DR
Kopanie kryptowalut służy do weryfikacji i zatwierdzania transakcji w sieci blockchain. Określa się tak również proces tworzenia nowych jednostek kryptowaluty.
Chociaż praca wykonywana przez górników wymaga intensywnego wykorzystania zasobów obliczeniowych, to właśnie ona pomaga utrzymać bezpieczeństwo sieci blockchain.
Czym Jest Kopanie Krypto?
Kopanie kryptowalut zapewnia bezpieczeństwo i decentralizację kryptowalut takich jak Bitcoin, które działają na mechanizmie konsensusu Proof of Work (PoW). Jest to proces weryfikowania i dodawania transakcji użytkowników do księgi głównej sieci blockchain. W związku z tym górnictwo jest krytycznym elementem, dzięki któremu Bitcoin może funkcjonować bez potrzeby istnienia organu centralnego.
Operacje górnicze odpowiadają również za dodawanie monet do podaży bieżącej. Jednak kopanie kryptowalut odbywa się według zestawu twardych zasad, które regulują proces wydobycia i uniemożliwiają byle komu na arbitralne tworzenie nowych monet. Zasady te są wbudowane w bazowe protokoły kryptowalutowe i egzekwowane przez całą sieć złożoną z tysięcy węzłów.
Aby stworzyć nowe jednostki kryptowaluty, górnicy rozwiązują skomplikowane zagadki kryptograficzne przy użyciu swojej mocy obliczeniowej. Pierwszy górnik, który rozwiąże zagadkę, ma prawo dodać nowy blok transakcyjny do sieci blockchain i rozgłosić go w sieci.
Jak Faktycznie Działa Górnictwo?
W miarę ich zawierania, nowe transakcje w sieci blockchain są przesyłane do puli zwanej pulą pamięci. Zadaniem górnika jest weryfikacja ważności tych oczekujących transakcji i organizowanie ich w bloki.
Blok można sobie wyobrazić jako stronę księgi głównej sieci blockchain, na której zapisanych jest kilka transakcji (wraz z innymi danymi). Dokładniej rzecz ujmując, węzeł górniczy odpowiada za zebranie niepotwierdzonych transakcji z puli pamięci i złożenie ich w blok kandydujący.
Następnie górnik próbuje przekształcić ten blok kandydujący w ważny, potwierdzony blok. Aby to zrobić, górnik musi rozwiązać złożony problem matematyczny, który wymaga dużych zasobów obliczeniowych. Jednak za każdy pomyślnie wydobyty blok górnik otrzymuje nagrodę blokową, która zawiera nowo utworzone jednostki kryptowaluty plus opłaty transakcyjne. Przyjrzymy się całemu procesowi krok po kroku.
Krok 1: Haszowanie transakcji
Pierwszym etapem wydobycia bloku jest pobranie oczekujących transakcji z puli pamięci i przesłanie ich kolejno przez funkcję hashującą. Za każdym razem, kiedy fragment danych przechodzi przez funkcję hashującą, następuje utworzenie danych wyjściowych o stałej wielkości zwanych hashem.
W kontekście górnictwa hash każdej transakcji składa się z ciągu liczb i liter, który pełni rolę identyfikatora. Hash transakcji stanowi reprezentację wszystkich informacji zawartych w tej transakcji.
Oprócz zahaszowania i wypisania każdej transakcji z osobna, górnik dodaje również własną transakcję, w ramach której wysyła sobie nagrodę blokową. Ta transakcja to tzw. transakcja bazy monety i to waśnie w ramach niej powstają zupełnie nowe monety. W większości przypadków jest to pierwsza transakcja rejestrowana w nowym bloku, a po niej następują wszystkie transakcje oczekujące na zatwierdzenie.
Krok 2: Tworzenie drzewa Merkle
Po zahaszowaniu każdej transakcji hashe organizuje się w tzw. drzewo Merkle (zwane również drzewem hashów). Drzewo Merkle tworzy się poprzez organizowanie hashów transakcji w pary, a następnie ich haszowanie.
Nowe dane wyjściowe hashów są następnie ponownie organizowane w pary i haszowane, a proces powtarza się aż do uzyskania jednego hashu. Ten ostatni hash nosi również nazwę korzenia (lub korzenia Merkle) i jest w zasadzie hashem, który reprezentuje wszystkie poprzednie hashe użyte do jego utworzenia.
Krok 3: Znalezienie prawidłowego nagłówka bloku (hashu bloku)
Nagłówek bloku pełni funkcję identyfikatora poszczególnych bloków, co oznacza, że każdy blok ma niepowtarzalny hash. Podczas tworzenia nowego bloku górnicy łączą hash poprzedniego bloku z hashem korzenia swojego bloku kandydackiego, aby utworzyć nowy hash bloku. Muszą również dodać losową liczbę, tzw. nonce.
W związku z tym, aby zatwierdzić swój blok kandydacki, górnik musi połączyć korzeń, hash poprzedniego bloku oraz nonce i przepuścić je razem przez funkcję hashującą. Chodzi o to, aby robić to wielokrotnie, dopóki nie uda się stworzyć poprawnego hashu.
Korzenia i hashu poprzedniego bloku nie da się zmienić, więc górnicy muszą kilka razy zmieniać wartość nonce, dopóki nie znajdą prawidłowego hashu. Aby dane wyjściowe (hash bloku) można było uznać za prawidłowe, muszą być mniejsze niż pewna wartość docelowa określona przez protokół. W przypadku kopania Bitcoina hash bloku musi się zaczynać od określonej liczby zer – jest to tzw. trudność wydobycia.
Krok 4: Rozgłaszanie wydobytego bloku
Jak już teraz wiemy, górnicy muszą w kółko haszować nagłówek bloku przy użyciu różnych wartości nonce. Robią to, dopóki nie znajdą prawidłowego hashu bloku, po czym górnik, który go znajdzie, rozgłasza ten blok w sieci. Wszystkie pozostałe węzły sprawdzają prawidłowość bloku i jego hashu, a jeżeli wszystko jest w porządku, dodają nowy blok do swojej kopii blockchaina.
Z tą chwilą blok kandydacki staje się blokiem potwierdzonym i wszyscy górnicy przechodzą do kopania kolejnego bloku. Górnicy, którym nie uda się na czas znaleźć prawidłowego hashu, odrzucają swoje bloki kandydackie i wyścig górniczy zaczyna się od nowa.
Co jeśli dwa bloki są wydobywane w tym samym czasie?
Czasami poprawny blok rozgłosi dwóch górników naraz i sieć ma dwa konkurencyjne bloki. Górnicy zaczynają wtedy wydobywać następny blok na podstawie bloku, który otrzymali jako pierwszy, przez co sieć tymczasowo dzieli się na dwie różne wersje blockchainu.
Rywalizacja między tymi blokami trwa do chwili wydobycia na jednym z konkurencyjnych bloków kolejnego bloku. Po wydobyciu nowego bloku ten, który pojawił się przed nim, zostaje uznany za zwycięski. Blok, który zostaje wówczas porzucony, to tzw. blok sierocy lub blok przeterminowany, a wszyscy górnicy, którzy wybrali ten blok, przerzucają się z powrotem na kopanie na łańcuchu zwycięskiego bloku.
Czym Jest Trudność Wydobycia?
Protokół regularnie koryguje trudność wydobycia, aby zapewnić stałe tempo tworzenia nowych bloków, a w związku z tym, stałą i przewidywalną emisję nowych monet. Trudność dopasowuje się proporcjonalnie do ilości mocy obliczeniowej (mocy haszowania, hash rate) przypisanej sieci.
W związku z tym za każdym razem, kiedy do sieci dołączają nowi górnicy i rośnie konkurencja, wzrasta trudność haszowania – co zapobiega zmniejszeniu średniego czasu bloku. I odwrotnie, jeżeli sieć opuszcza wielu górników, spada trudność haszowania, co ułatwia wydobycie nowego bloku. Dzięki tym korektom czas bloku pozostaje na stałym poziomie niezależnie od całkowitej mocy haszowania sieci.
Rodzaje Górnictwa Kryptowalutowego
Istnieje kilka metod kopania kryptowalut. Urządzenia i techniki ulegają zmianie w miarę pojawiania się nowego sprzętu i algorytmów konsensusu. Zazwyczaj górnicy rozwiązują skomplikowane równania kryptograficzne przy użyciu wyspecjalizowanych jednostek obliczeniowych. Przyjrzymy się teraz kilku najbardziej powszechnym metodom wydobywczym.
Wydobycie na CPU
Kopanie na Procesorze (CPU) polega na wykonywaniu funkcji hashujących koniecznych w ramach modelu PoW przy użyciu procesora komputera. Na wczesnym etapie istnienia sieci Bitcoin koszty wydobycia i bariery wejścia były niskie, a z trudnością wydobycia radził sobie zwykły procesor, więc każdy mógł próbować wydobywać BTC oraz inne kryptowaluty.
Jednak w miarę wzrostu liczby górników i wzrostu mocy haszowania sieci opłacalne wydobycie stawało się coraz trudniejsze. Ponadto przez pojawienie się wyspecjalizowanego sprzętu górniczego o większej mocy obliczeniowej kopanie na procesorach stało się prawie niemożliwe. Obecnie kopanie na procesorach prawdopodobnie nie jest już opłacalne, ponieważ wszyscy górnicy używają specjalistycznych urządzeń.
Wydobycie na GPU
Karty graficzne (GPU, Graphics Processing Units) są zaprojektowane do jednoczesnego przetwarzania szerokiej gamy aplikacji. Chociaż używa się ich zazwyczaj do gier wideo lub renderowania grafiki, mogą również służyć do kopania.
Karty graficzne są stosunkowo niedrogie i bardziej elastyczne niż popularny sprzęt górniczy ASIC. Można na nich kopać niektóre altcoiny, ale ich wydajność zależy od trudności wydobycia i algorytmu.
Wydobycie na ASIC
Do jednego, konkretnego celu zaprojektowany jest Specjalizowany Układ Scalony (ASIC). W kryptowalutach termin ten oznacza specjalne urządzenia przeznaczone do kopania. Górnictwo ASIC słynie z tego, że jest bardzo wydajne, ale jednocześnie drogie. Ponieważ górnicy ASIC znajdują się w awangardzie technologii górniczej, koszt jednostki jest tu znacznie wyższy niż w przypadku procesorów lub kart graficznych.
Ponadto przez ciągły postęp technologii ASIC starsze modele koparek ASIC mogą się stawać nierentowne, co oznacza, że trzeba je często wymieniać. Nawet jeżeli nie bierzemy pod uwagę kosztów energii elektrycznej, górnictwo ASIC to jedna z najdroższych metod kopania.
Pule wydobywcze
Ponieważ pierwszy górnik, któremu uda się wykopać blok, dostaje nagrodę blokową, prawdopodobieństwo znalezienia prawidłowego hashu jest niezwykle niskie. Górnicy, którzy dysponują niewielkim procentem mocy wydobywczej, mają bardzo małe szanse na samodzielne odkrycie kolejnego bloku. Rozwiązaniem tego problemu są pule Górnicze.
Pule górnicze to grupy górników, którzy łączą swoje zasoby (moc haszowania), aby mieć większe szanse na zdobycie nagród blokowych. Kiedy puli uda sie znaleźć blok, górnicy w puli dzielą się nagrodą zgodnie z ilością pracy, jaką każdy z nich włożył.
Pule wydobywcze mogą dawać korzyści indywidualnym górnikom, jeżeli chodzi o koszty urządzeń i energii elektrycznej, ale ich dominacja w górnictwie budzi obawy związane z potencjalnym "atakiem 51%" na sieć.
Czym Jest I Na Czym Polega Kopanie Bitcoina?
Bitcoin jest najbardziej popularnym i uznanym przykładem kryptowaluty wydobywalnej. Kopanie Bitcoina odbywa się na algorytmie konsensusu PoW.
PoW to pierwotny mechanizm konsensusu sieci blockchain stworzony przez Satoshiego Nakamoto i wprowadzony w whitepaperze Bitcoina w 2008 roku. Krótko mówiąc, PoW określa, w jaki sposób sieć blockchain osiąga konsensus wśród wszystkich rozproszonych uczestników, bez pośrednictwa stron trzecich. Realizuje to poprzez wymóg posiadania znacznej mocy obliczeniowej, aby zniechęcić podmioty o złych intencjach.
Jak już wiemy, transakcje w sieci PoW weryfikują górnicy, którzy rywalizują o rozwiązanie złożonych zagadek kryptograficznych przy użyciu specjalistycznych urządzeń górniczych. Pierwszy górnik, który znajdzie prawidłowe rozwiązanie, może rozgłosić swój blok transakcyjny w sieci blockchain, aby otrzymać nagrodę blokową.
Kwota krypto w nagrodzie blokowej różni się w zależności od sieci blockchain. Np. w sieci Bitcoin od marca 2023 roku górnik może otrzymać tytułem nagrody blokowej 6,25 BTC. Ze względu na mechanizm halvingu Bitcoina kwota BTC w nagrodzie blokowej zmniejsza się o połowę co 210 tys. bloków (mniej więcej co cztery lata).
Czy Opłaca się Kopać Krypto w 2023 Roku?
Chociaż zarabianie pieniędzy na kopaniu kryptowaluty jest możliwe, wymaga głębokiego namysłu, gruntownej oceny ryzyka oraz analizy. Wiąże się również z inwestycjami i ryzykiem, np. kosztami urządzeń, zmiennością cen kryptowalut i zmianami protokołu kryptowalutowego. Aby zmniejszyć to ryzyko, górnicy często stosują praktyki zarządzania ryzykiem i przed rozpoczęciem wydobycia oceniają jego potencjalne koszty i zalety.
Opłacalność kopania krypto zależy od kilku czynników. Jednym z nich są zmiany cen kryptowalut. Kiedy ceny kryptowalut rosną, wzrasta również wartość nagród górniczych w walucie fiat. I odwrotnie, rentowność może spadać wraz ze spadkiem cen.
Kluczowym czynnikiem, który decyduje o tym, czy kopanie się opłaca, jest również wydajność sprzętu górniczego. Sprzęt górniczy bywa drogi, więc górnicy muszą szukać równowagi między kosztem sprzętu a potencjalnymi nagrodami, jakie może wygenerować. Kolejnym czynnikiem, który należy wziąć pod uwagę, jest koszt energii elektrycznej. Jeżeli będzie zbyt wysoki, może przewyższyć zyski i przekreślić opłacalność kopania.
Ponadto urządzenia górnicze mogą wymagać stosunkowo częstej modernizacji, ponieważ zazwyczaj dość szybko się dezaktualizują. Nowe modele są wydajniejsze od starych i jeżeli górnicy nie mają budżetu na modernizację maszyn, prawdopodobnie będą mieć kłopot z zachowaniem konkurencyjności.
Ostatnim, ale nie mniej ważnym elementem są zmiany, które zachodzą na poziomie protokołu. Np halving Bitcoina może mieć wpływ na rentowność wydobycia, ponieważ o połowę zmniejsza nagrodę za wykopanie bloku. Ponadto sieć Ethereum we wrześniu 2022 roku całkowicie przeszła z mechanizmu konsensusu PoW na Proof of Stake (PoS), przez co górnictwo stało się zbędne.
Wnioski Końcowe
Kopanie kryptowalut to krytyczny element Bitcoina oraz innych sieci PoW, ponieważ pomaga utrzymać bezpieczeństwo sieci i stabilność emisji nowych monet. Poza tym dzięki kopaniu górnicy mogą osiągać dochód pasywny. Więcej informacji można uzyskać z instrukcji krok po kroku w naszym artykule Jak Kopać Krypto.
Kopanie ma wady i zalety, przy czym najbardziej oczywistą zaletą jest potencjalny dochód z nagród blokowych. Ma na nie jednak wpływ wiele czynników, np. koszty energii elektrycznej i ceny rynkowe. Dlatego przed podjęciem decyzji o kopaniu krypto warto wykonać własną analizę (DYOR) i ocenić wszystkie potencjalne zagrożenia.
Dalsza Lektura
Wyłączenie Odpowiedzialności i Ostrzeżenie o Ryzyku: Niniejsza treść jest prezentowana bez rękojmi, wyłącznie w celach ogólnoinformacyjnych i edukacyjnych, bez jakichkolwiek gwarancji. Nie należy jej interpretować jako porady finansowej, prawnej ani innej porady specjalistycznej. Nie ma ona również charakteru zachęty do zakupu jakiegokolwiek konkretnego produktu lub usługi. Użytkownik powinien zasięgnąć własnej porady u odpowiednich zawodowych doradców. Jeżeli artykuł jest napisany przez osobę z zewnątrz, należy pamiętać, że wyrażone poglądy są poglądami tej osoby i nie muszą odzwierciedlać poglądów Akademii Binance. Więcej informacji można znaleźć w naszym pełnym wyłączeniu odpowiedzialności tutaj. Ceny aktywów cyfrowych mogą być zmienne. Wartość Twojej inwestycji może spaść lub wzrosnąć i możesz nie odzyskać zainwestowanej kwoty. Ponosisz wyłączną odpowiedzialność za swoje decyzje inwestycyjne, a Akademia Binance nie ponosi odpowiedzialności za jakiekolwiek straty, jakie możesz ponieść. To nie jest porada z zakresu finansów, prawa ani innej dziedziny. Aby uzyskać więcej informacji, zapoznaj się z naszymi Warunkami użytkowania i Ostrzeżeniem o Ryzyku.