Vad är kryptovaluta-utvinning?
Innehållsförteckning
Introduktion
Hur fungerar utvinning?
Kan alla kryptovalutor utvinnas?
Bevis på arbete (PoW)
Olika metoder för att utvinna kryptovaluta
Huvudprocessor (CPU)-utvinning
Utvinning med GPU
ASIC-utvinning
Utvinningspooler
Sammanfattningsvis
Vad är kryptovaluta-utvinning?
Hem
Artiklar
Vad är kryptovaluta-utvinning?

Vad är kryptovaluta-utvinning?

Nybörjare
Publicerad Dec 6, 2018Uppdaterad Nov 16, 2022
8m

TL;DR

Kryptovaluta-utvinning är processen att verifiera och validera blockkedjetransaktioner. Det är också processen som skapar nya enheter av kryptovalutor. Arbetet utförs av miners och kräver intensiva beräkningsresurser, men just detta är vad som håller ett blockkedjenätverk säkert. Ärliga och framgångsrika miners belönas för sitt arbete med nyskapade kryptovalutor plus transaktionsavgifter.


Introduktion

Utvinning är processen där kryptovaluta-transaktioner mellan användare verifieras och läggs till i blockkedjans bokföring. Utvinningsverksamheten ansvarar också för att nya coin introduceras i den befintliga cirkulerande tillgången.

Utvinning är ett av nyckelelementen som gör att bitcoin-blockkedjan kan fungera som en distribuerad bokföring. Alla transaktioner registreras i ett peer-to-peer-nätverk utan behov av en central myndighet. I den här artikeln kommer vi att diskutera utvinning så som det sker på Bitcoin-nätverket, men processen är liknande i altcoin som använder samma utvinningsmekanism.


Hur fungerar utvinning?

När nya blockkedje-transaktioner görs skickas de till en så kallad minnespool. En miners uppgift är att verifiera giltigheten av dessa pågående transaktioner och organisera dem i block. Du kan jämföra ett block med en sida i blockkedjans bokföring, där flera transaktioner registreras (tillsammans med andra data).
Mer specifikt är en utvinnings-nod ansvarig för att samla in obekräftade transaktioner från minnespoolen och sätta ihop dem till ett kandidatblock. Efter detta kommer en miner att försöka konvertera detta kandidatblock till ett giltigt och bekräftat block. Men för att göra detta måste minern hitta en lösning på ett komplext matematiskt problem. Detta kräver mycket beräkningsresurser, men varje framgångsrikt utvunnet block ger minern en block-belöning som består av nyskapade kryptovalutor plus transaktionsavgifter. Låt oss ta en närmare titt på utvinningsprocessen.


Steg 1 – Hasha transaktioner

Det första steget i att utvinna ett block är att ta pågående transaktioner från minnespoolen och skicka dem, en efter en, genom en hashfunktion. Varje gång vi skickar en bit data via en hashfunktion skapas utdata av en fast storlek som kallas för en hash. I samband med utvinning består hashen för varje transaktion av en sträng med siffror och bokstäver som fungerar som en identifierare. Transaktionshashen representerar all information som finns i den transaktionen.
Förutom att hasha och lista varje transaktion individuellt, lägger miners även till en anpassad transaktion, där de skickar blockbelöningen till sig själva. Denna transaktion kallas för den coinbaserade transaktionen och skapar helt nya coin. I de flesta fall är den coinbaserade transaktionen den första som registreras i ett nytt block, följt av alla pågående transaktioner som de vill validera.

Steg 2 – Skapa ett Merkle-träd

Efter att varje transaktion har hashats organiseras hasharna i något som kallas för ett Merkle-träd. Merkle-träd kallas även för hashträd och det formas genom att organisera transaktionshasharna i par och sedan hasha dem. De nya hash-utgångarna organiseras sedan i par och hashas igen och processen upprepas tills en enda hash skapas. Denna sista hash kallas också en hash-rot (eller Merkle-rot) och är i grunden den hash som representerar alla tidigare hash som använts för att generera den.

Steg 3 – Hitta en giltig block-rubrik (block-hash)

En block-rubrik fungerar som en identifierare för varje enskilt block, vilket betyder att varje block har en unik hash. När du skapar ett nytt block kombinerar miners hashen från det föregående blocket med hash-roten för deras kandidatblock för att skapa en ny block-hash. Men förutom dessa två element måste de också lägga till ett godtyckligt tal som kallas nonce.

Så när en miner försöker validera sitt kandidatblock måste hen kombinera hash-roten, föregående blocks hash samt en nonce och skicka dem alla genom en hashfunktion. Deras mål är att skapa en hash som anses giltig.

Rothash och föregående blocks hash kan inte ändras, så miners måste ändra nonce-värdet flera gånger tills en giltig hash har hittats.

För att anses vara giltig måste utdata (block-hash) vara mindre än ett visst målvärde, vilket bestäms av protokollet. I Bitcoin-utvinning måste block-hashen börja med ett visst antal nollor. Detta är vad vi kallar utvinningssvårigheter.

Steg 4 – Utsändning av det utvunna blocket

Som vi just har sett måste miners hasha block-rubriken om och om igen med olika nonce-värden. De upprepar detta arbete tills de hittar en giltig block-hash. Den miner som hittade denna kommer sedan att kunna sända sitt block till nätverket. Alla andra noder kontrollerar om blocket och dess hash är giltiga och lägger i så fall till det nya blocket i sin kopia av blockkedjan.

Vid denna tidpunkt blir kandidatblocket ett bekräftat block och alla miners går vidare till att bryta nästa. Alla miners som inte kunde hitta en giltig hash i tid tar bort sina kandidatblock och utvinningsracet börjar om.


Justering av utvinningssvårigheterna

Utvinningssvårigheterna justeras regelbundet av protokollet, vilket säkerställer att hastigheten med vilken nya block skapas förblir konstant. Det är detta som gör utgivningen av nya coin stadig och förutsägbar. Svårigheten justeras i proportion till mängden beräkningskraft (hashintervall) som ägnas åt nätverket.

Varje gång nya miners ansluter sig till nätverket och konkurrensen ökar, ökar därmed också hash-svårigheten, vilket förhindrar att den genomsnittliga tiden det tar att skapa ett block minskar. Om många miners däremot bestämmer sig för att lämna nätverket kommer hash-svårigheten att minska, vilket gör det mindre svårt att utvinna ett nytt block. Dessa justeringar håller blocktiden konstant, oavsett nätverkets totala hash-kraft.


Vad händer om två block utvinns samtidigt?

Ibland händer det att två miners skickar in ett giltigt block samtidigt och nätverket får två konkurrerande block. Miners börjar då utvinna nästa block baserat på blocket de fick först. Detta gör att nätverket (tillfälligt) delas upp i två olika versioner av blockkedjan.

Konkurrensen mellan dessa block fortsätter tills nästa block har utvunnits, ovanpå något av de konkurrerande blocken. När ett nytt block utvinns anses blocket före vara vinnare. Blocket som blir övergivet kallas för ett föräldralöst block eller ett inaktuellt block, vilket leder till att alla miners som valde detta block byter tillbaka till att utvinna vinnarblockets kedja.


Kan alla kryptovalutor utvinnas?

Bitcoin är det mest populära och väletablerade exemplet på en utvinningsbar kryptovaluta, men alla kryptovalutor går inte att utvinna. Bitcoin-utvinningen är baserad på en konsensusalgoritm som kallas Bevis på arbete (PoW).


Bevis på arbete (PoW)

Bevis på arbete (PoW) är den ursprungliga konsensusmekanismen för blockkedjan som skapades av Satoshi Nakamoto. Det introducerades redan 2008 i bitcoin-vitboken. I ett nötskal bestämmer PoW hur ett blockkedjenätverk når konsensus mellan alla distribuerade deltagare utan mellanhänder från tredje part. Detta görs genom att kräva massor av datorkraft för att avskräcka någon med dåliga avsikter.
Som vi har sett verifieras transaktioner på ett PoW-nätverk av miners. För att vinna rätten att bryta nästa block, tävlar miners genom att lösa komplexa kryptografiska pussel med specialiserad utvinningshårdvara. Den första minern som hittar en giltig lösning kan sedan sända sitt block av transaktioner till blockkedjan och få block-belöningen.

Mängden krypto i en block-belöning varierar mellan olika blockkedjor. På bitcoin-blockkedjan kunde miners till exempel få 6,25 BTC i block-belöning i december 2021. Mängden BTC i en block-belöning minskar med hälften var 210 000:e block (ungefär vart fjärde år) på grund av dess halveringsmekanism.


Olika metoder för att utvinna kryptovaluta

Det finns ingen enskild metod för att utvinna kryptovalutor. Utrustningen och processen förändras när ny hårdvara och konsensusalgoritmer dyker upp. Vanligtvis använder miners specialiserade datorenheter för att lösa de komplicerade kryptografiska ekvationerna. Låt oss ta en titt på hur några av de vanligaste utvinningsmetoderna fungerar.


Huvudprocessor (CPU)-utvinning

Huvudprocessor (CPU)-utvinning innebär att du använder en dators huvudprocessor (CPU) för att utföra hash-funktionerna som krävs av PoW. I ett tidigt skede var kostnaden och inträdesbarriären för utvinning av bitcoin låg. Svårigheten att utvinna kunde hanteras av en vanlig huvudprocessor (CPU), så vem som helst kunde försöka utvinna BTC och andra kryptovalutor.

Men i takt med att fler började utvinna och nätverkets hashtakt ökade blev lönsam utvinning allt svårare. Utöver detta gjorde uppkomsten av specialiserad utvinningshårdvara med större beräkningskraft så småningom att utvinning med huvudprocessor (CPU) blev nästintill omöjlig. Idag är CPU-utvinning inte längre ett gångbart alternativ, eftersom alla miners använder specialiserad hårdvara.


Utvinning med GPU

Grafikprocessorer (GPU) är designade för att bearbeta ett brett spektrum av applikationer parallellt. Även om de vanligtvis används för tv-spel eller rendering av grafik, kan de också användas för utvinning.

Grafikprocessorer är relativt billiga och mer flexibla än den populära ASIC-hårdvaran för utvinning. Vissa altcoin kan brytas med grafikprocessorer, men effektiviteten beror på utvinningssvårigheten och algoritmen.


ASIC-utvinning

En programspecifik integrerad krets (ASIC) är utformad för att tjäna ett enda specifikt syfte. I krypto hänvisar detta till specialiserad hårdvara, utvecklad för utvinning. ASIC-utvinning är effektivt, men dyrt.

Utvinningen är en tävling. För en lönsam utvinning måste du ha konkurrenskraftig hårdvara för utvinning. Eftersom ASIC-utvinning är i framkanten av utvinningsteknik är kostnaden för en enhet mycket högre än för en huvud- eller grafikprocessor. Dessutom gör kontinuerliga framsteg inom ASIC-teknologin snabbt att äldre ASIC-modeller blir olönsamma, vilket innebär att de ofta behöver bytas ut. Detta gör ASIC-utvinning till ett av de dyraste sätten att utvinna, även om du inte räknar in elkostnaderna.


Utvinningspooler

Eftersom en block-belöning delas ut till den miner som först lyckas, är sannolikheten att hitta rätt hash extremt liten. Miners med en liten andel av utvinningskraft har en mycket liten chans att hitta nästa block på egen hand. Utvinningspooler har en lösning på detta problem.

Utvinningspooler är grupper av miners som slår samman sina resurser (hash-krafter) för att öka sannolikheten att vinna block-belöningar. När poolen hittar ett block delar alla miners belöningen lika mellan alla i poolen, beroende på hur mycket arbete var och en har bidragit med.

Utvinningspooler kan gynna enskilda miners i form av hårdvara och elkostnader, men deras dominans inom utvinning väcker oro för en 51 %-attack på nätverket.


Sammanfattningsvis

Utvinning av kryptovaluta är en avgörande del av Bitcoin och andra PoW-blockkedjor. Det är en av de saker som håller nätverket säkert och utgivningen av nya coin stabil. Utvinning har vissa fördelar och nackdelar och den mest uppenbara fördelen är potentiella intäkter från block-belöningarna. Vinsterna från utvinningen kan dock påverkas av en rad faktorer, inklusive elkostnader och marknadspriser. Det finns ingen garanti för att du går med vinst, så innan du startar med kryptoutvinning bör du själv ta reda på fakta och utvärdera alla potentiella risker.