Čo je ťažba kryptomeny?
Obsah
Úvod
Ako funguje ťažba?
Dajú sa ťažiť všetky kryptomeny?
Dôkaz o práci (PoW)
Rôzne metódy ťažby kryptomien
Ťažba pomocou CPU
Ťažba pomocou GPU
Ťažba pomocou ASIC
Ťažobné pooly
Záverečné myšlienky
Domov
Články
Čo je ťažba kryptomeny?

Čo je ťažba kryptomeny?

Začiatočník
Zverejnené Dec 6, 2018Aktualizované Nov 16, 2022
8m

Zhrnutie

Ťažba kryptomeny označuje proces overovania a validácie blockchainových transakcií. Je to tiež proces, ktorý vytvára nové jednotky kryptomien. Práca ťažiarov si vyžaduje náročné počítačové zdroje, no práve to zabezpečuje bezpečnosť siete blockchainu. Poctiví a úspešní ťažiari sú za svoju prácu odmeňovaní novovytvorenými kryptomenami plus poplatkami za transakciu.


Úvod

Ťažba je proces, v rámci ktorého sa transakcie kryptomien medzi používateľmi overujú a pridávajú do verejnej účtovnej knihy blockchainu. Ťažobné operácie sú tiež zodpovedné za zavedenie nových mincí do existujúcej zásoby v obehu.

Ťažba je jedným z kľúčových prvkov, ktoré umožňujú blockchainu Bitcoin fungovať ako distribuovaná účtovná kniha. Všetky transakcie sa zaznamenávajú v sieti typu peer-to-peer bez potreby centrálneho orgánu. V tomto článku budeme opisovať ťažbu tak, ako prebieha v sieti Bitcoin, ale proces je podobný v altcoinoch, ktoré využívajú rovnaký mechanizmus ťažby.


Ako funguje ťažba?

Keď sa uskutočnia nové blockchainové transakcie, odosielajú sa do oblasti nazývanej pamäťový pool. Úlohou ťažiara je overiť platnosť týchto čakajúcich transakcií a usporiadať ich do blokov. Blok si môžete predstaviť ako stránku účtovnej knihy blockchainu, v ktorej je zaznamenaných viacero transakcií (spolu s ďalšími údajmi).

Konkrétnejšie, ťažobný uzol je zodpovedný za zhromažďovanie nepotvrdených transakcií z pamäťového poolu a ich zostavovanie do kandidátneho bloku. Potom sa ťažiar pokúsi konvertovať tento kandidátny blok na platný, potvrdený blok. Na to však potrebuje nájsť riešenie zložitého matematického problému. Vyžaduje si to veľa výpočtových zdrojov, ale každý úspešne vyťažený blok poskytne ťažiarovi odmenu za blok, ktorá pozostáva z novovytvorených kryptomien plus poplatkov za transakciu. Pozrime sa bližšie na proces ťažby.


Krok 1 – Hašovanie transakcií

Prvým krokom ťažby bloku je zobrať čakajúce transakcie z pamäťového poolu a odoslať ich, jednu po druhej, prostredníctvom funkcie hashovania. Zakaždým, keď odošleme časť údajov prostredníctvom funkcie hashovania, vygenerujeme výstup s pevnou veľkosťou nazývaný hash. V kontexte ťažby sa hash každej transakcie skladá z reťazca čísel a písmen, ktorý funguje ako identifikátor. Hash transakcie predstavuje všetky informácie obsiahnuté v danej transakcii.

Okrem hašovania a uvedenia každej transakcie jednotlivo ťažiar pridáva aj vlastnú transakciu, pri ktorej si posiela odmenu za blok. Táto transakcia sa označuje ako transakcia coinbase a vytvárajú sa pri nej úplne nové mince. Vo väčšine prípadov je transakcia coinbase prvá zaznamenaná v novom bloku, po ktorej nasledujú všetky transakcie čakajúce na overenie.

Krok 2 – Vytvorenie stromu Merkle

Po zahašovaní každej transakcie sa haše usporiadajú do niečoho, čo sa nazýva strom Merkle. Strom Merkle, nazývaný tiež hašový strom, sa vytvára usporiadaním transakčných hašov do párov a ich následným hašovaním. Nové hašujú výstupy sa potom usporiadajú do párov a znova hašujú a celý postup sa opakuje, až kým sa nevytvorí jeden haš. Tento posledný haš sa tiež nazýva koreňový haš (alebo koreň Merkle) a je to v podstate haš, ktorý predstavuje všetky predchádzajúce haše, ktoré boli použité na jeho vytvorenie.

Krok 3 – Nájdenie platnej hlavičky bloku (blokový haš)

Hlavička bloku funguje ako identifikátor pre každý jednotlivý blok, čo znamená, že každý blok má jedinečný hash. Pri vytváraní nového bloku ťažiari kombinujú hash predchádzajúceho bloku s koreňovým hashom svojho kandidátskeho bloku na vytvorenie nového blokového hashu. Okrem týchto dvoch prvkov však musia pridať aj ľubovoľné číslo s názvom nonce.

Keď sa teda ťažiar pokúša overiť svoj kandidátny blok, musí skombinovať koreňový haš, haš predchádzajúceho bloku a nonce a všetky ich odoslať prostredníctvom funkcie hašovania. Cieľom je vytvorenie hašu, ktorý sa považuje za platný.

Koreňový haš a haš predchádzajúceho bloku nie je možné zmeniť, takže ťažiari musia niekoľkokrát zmeniť hodnotu nonce, kým sa nenájde platný haš.

Aby bol výstup (blokový hash) považovaný za platný, musí byť menší ako určitá cieľová hodnota, ktorá je určená protokolom. Pri ťažbe bitcoinov musí blokový hash začínať určitým počtom núl. Toto nazývame náročnosť ťažby.

Krok 4 – Odoslanie vyťaženého bloku

Ako sme si práve vysvetlili, ťažiari musia hašovať hlavičku bloku znova a znova s rôznymi hodnotami nonce. Túto činnosť opakujú, až kým nenájdu platný blokový haš. Ťažiar, ktorý ho nájde, potom odošle svoj blok do siete. Všetky ostatné uzly skontrolujú, či je blok a jeho haš platný, a ak áno, pridajú nový blok do svojej kópie blockchainu.

V tomto bode sa kandidátsky blok stane potvrdeným blokom a všetci ťažiari prejdú na ťažbu ďalšieho bloku. Všetci ťažiari, ktorí nedokázali nájsť platný haš včas, zlikvidujú svoj kandidátsky blok a závod v ťažbe sa začína odznova.


Úprava obtiažnosti ťažby

Náročnosť ťažby sa pravidelne upravuje protokolom, čím sa zabezpečuje, že rýchlosť vytvárania nových blokov zostáva konštantná. Vďaka tomu je vydávanie nových mincí stabilné a predvídateľné. Náročnosť sa úmerne prispôsobuje množstvu výpočtového výkonu (hash rate) v sieti.

Zakaždým, keď sa do siete pridajú noví ťažiari a konkurencia sa zvýši, zvýši sa náročnosť hašovania, čím sa zabráni skráteniu priemernej doby vytvorenia bloku. Na druhej strane, ak sa veľa ťažiarov rozhodne opustiť sieť, obtiažnosť hašovania sa zníži, takže ťažba nového bloku bude menej náročná. Vďaka týmto úpravám zostáva čas vytvorenia bloku konštantný, bez ohľadu na celkový hašovací výkon siete.


Čo ak sa vyťažia dva bloky naraz?

Občas sa stane, že dvaja ťažiari odošlú platný blok súčasne a v sieti sa ocitnú dva konkurenčné bloky. Ťažiari potom začnú ťažiť ďalší blok na základe bloku, ktorý dostali ako prvý. To spôsobí, že sa sieť (dočasne) rozdelí na dve rôzne verzie blockchainu.

Súťaž medzi týmito blokmi bude pokračovať až do vyťaženia ďalšieho bloku na vrchole jedného z konkurenčných blokov. Keď sa vyťaží nový blok, za víťaza sa bude považovať blok, ktorý prišiel pred ním. Opustený blok sa nazýva osirelý blok alebo zastaraný blok, čo vedie všetkých ťažiarov, ktorí si vybrali tento blok, aby prešli späť na ťažbu reťazca víťazného bloku.


Dajú sa ťažiť všetky kryptomeny?

Bitcoin je najpopulárnejším a dobre zabehnutým príkladom ťažiteľnej kryptomeny, avšak nie všetky kryptomeny sú ťažiteľné. Ťažba bitcoinov je založená na algoritme konsenzu nazývanom Dôkaz o práci (PoW).


Dôkaz o práci (PoW)

Dôkaz o práci (PoW) je pôvodný mechanizmus konsenzu blockchainu, ktorý vytvoril Satoshi Nakamoto. Bol predstavený v bielej knihe o bitcoine v roku 2008. Stručne povedané, PoW určuje, ako blockchainová sieť dosiahne konsenzus medzi všetkými účastníkmi bez sprostredkovateľov tretích strán. Robí to tak, že vyžaduje značný výpočtový výkon, s cieľom odradiť zlých aktérov.

Ako už bolo uvedené, transakcie v sieti PoW overujú ťažiari. Aby ťažiari získali právo na ťažbu ďalšieho bloku, súťažia v riešení zložitých kryptografických hádaniek použitím špecializovaného ťažobného hardvéru. Prvý ťažiar, ktorý nájde platné riešenie, potom môže odoslať svoj blok transakcií do blockchainu a získať odmenu za blok.

Množstvo krypto v odmene za blok sa líši v závislosti od blockchainu. Napríklad na blockchaine Bitcoin môžu ťažiari od decembra 2021 získať odmenu za blok vo výške 6,25 BTC. Množstvo BTC v odmene za blok klesá o polovicu každých 210 000 blokov (približne každé štyri roky) vďaka mechanizmu znižovania na polovicu.


Rôzne metódy ťažby kryptomien

Na ťažbu kryptomien neexistuje iba jediný spôsob. Objavuje sa nový hardvér a nové algoritmy konsenzu a tým sa mení vybavenie aj postup. Ťažiari na riešenie zložitých kryptografických rovníc zvyčajne používajú špecializované počítačové zariadenia. Poďme sa pozrieť na to, ako fungujú niektoré z najbežnejších metód ťažby.


Ťažba pomocou CPU

Ťažba použitím centrálnej procesorovej jednotky (CPU) využíva CPU počítača na vykonávanie hašovacích funkcií požadovaných PoW. V začiatkoch bitcoinu boli náklady a prekážky vstupu na ťažbu nízke. Náročnosť ťažby dokázal zvládnuť bežný CPU, takže ťažbu BTC a iných kryptomien si mohol vyskúšať každý.

Ako však začalo ťažiť viac ľudí a rástla hash rate siete, zisková ťažba bola čoraz ťažšia. Okrem toho nástup špecializovaného ťažobného hardvéru s väčším výpočtovým výkonom nakoniec takmer znemožnil ťažbu pomocou CPU. Dnes už ťažba pomocou CPU nie je realizovateľná, lebo všetci ťažiari používajú špecializovaný hardvér.


Ťažba pomocou GPU

Grafické procesorové jednotky (GPU) sú určené na paralelné spracovanie širokého spektra aplikácií. Hoci sa zvyčajne používajú pre videohry alebo vykresľovanie grafiky, možno ich použiť aj na ťažbu.

GPU sú relatívne lacné a flexibilnejšie ako populárny ťažobný hardvér ASIC. Niektoré altcoiny je možné ťažiť pomocou GPU, ale účinnosť závisí od náročnosti ťažby a algoritmu.


Ťažba pomocou ASIC

Integrovaný obvod špecifický pre aplikáciu (ASIC) je navrhnutý tak, aby slúžil na jediný špecifický účel. V kryptomenách sa to týka špecializovaného hardvéru vyvinutého na ťažbu. Ťažba pomocou ASIC je veľmi efektívna, ale drahá.

Ťažba je súťaž. Aby bola vaša ťažba zisková, potrebujete konkurencieschopný ťažobný hardvér. Keďže ťažiari využívajúci ASIC sú na špičke technológie ťažby, náklady na zariadenie sú oveľa vyššie ako pri CPU alebo GPU. Neustály pokrok v technológii ASIC tiež spôsobuje, že staršie modely ASIC sa stávajú nerentabilnými, čo znamená, že je potrebná ich častá výmena. Kvôli tomu je ťažba pomocou ASIC jedným z najdrahších spôsobov ťažby, a to aj bez zahrnutia nákladov na elektrinu.


Ťažobné pooly

Keďže odmena za blok sa udeľuje prvému úspešnému ťažiarovi, pravdepodobnosť nájdenia správneho hašu je extrémne nízka. Ťažiari s malým percentom ťažobnej sily majú veľmi malú šancu objaviť ďalší blok sami. Ťažobné pooly ponúkajú riešenie tohto problému.

Ťažobné pooly sú skupiny ťažiarov, ktorí spájajú svoje zdroje (hašovací výkon), aby zvýšili pravdepodobnosť výhry odmien za blok. Keď pool úspešne nájde blok, ťažiari si rozdelia odmenu rovnakým dielom medzi všetkých v poole podľa množstva vykonanej práce.

Ťažobné pooly môžu byť prínosom pre jednotlivých ťažiarov z hľadiska nákladov na hardvér a elektrinu, no ich dominancia v ťažbe vyvoláva obavy z útoku 51 % na sieť.


Záverečné myšlienky

Ťažba kryptomien je kľúčovou súčasťou bitcoin a iných PoW blockchainov. Je to jedna z vecí, ktoré zabezpečujú bezpečnosť siete a stabilitu vydávania nových coinov. Ťažba má určité výhody a nevýhody, najzreteľnejšie sú potenciálne zárobky, ktoré získate z odmien za blok. Zisky z ťažby však môže ovplyvniť množstvo faktorov vrátane nákladov na elektrinu a trhových cien. Neexistuje žiadna záruka, že budete dosahovať zisky, takže predtým, ako sa pustíte do ťažby kryptomien, mali by ste si urobiť svoj vlastný prieskum (DYOR) a vyhodnotiť všetky potenciálne riziká.