A bitcoinbányászat az utóbbi években vállalati, állami szinten is egyre népszerűbbé vált, ahogy a kriptovaluták, a spot Bitcoin ETF-ek a középpontba kerültek. De vajon mit jelent pontosan a bitcoinbányászat, és hogyan fejlődtek az évek során az ezt lehetővé tevő hardverek? Ez a cikk bemutatja a bitcoinbányászat alapjait, lényegét, valamint áttekinti a technológia fejlődését a kezdeti CPU-k használatától az ASIC bányászgépek korszakáig.
Ha érdekel, mit jelent pontosan a bitcoinbányászat, és milyen hardverre van szükség hozzá, akkor jó helyen jársz. Fedezd fel a bitcoinbányászat világát és azt, hogy a hardverek fejlődése hogyan tette ezt a folyamatot egyre hatékonyabbá és komplexebbé.
Valójában mi a bitcoinbányászat?
A bitcoinbányászat a Bitcoin hálózatának egyik alapvető folyamata, amely több célt is szolgál:
Tranzakciók ellenőrzése: A bányászok ellenőrzik és hitelesítik a Bitcoin hálózaton zajló tranzakciókat. Ez biztosítja, hogy senki ne költhesse el ugyanazt a BTC-t kétszer (double-spending).
Blokkok hozzáadása a Bitcoin blokklánchoz: A bányászok új blokkokat adnak hozzá a Bitcoin blokklánchoz, ami valójában egy decentralizált könyvelési rendszer. Minden blokk tartalmazza a legújabb tranzakciók listáját.
Új bitcoinok kibocsátása: A bányászok jutalmat kapnak új bitcoinok formájában minden sikeresen hozzáadott blokkért. Ez a folyamat hasonló ahhoz, mint amikor az aranyat bányásszák a földből, innen ered a “bányászat” kifejezés.
Tegyük fel, hogy bitcoinnal akarsz fizetni egy termékért kriptos fizetési szolgáltatáson keresztül (pl.: Bitpay). Az adatok megadása után a tranzakció bekerül egy várakozási listába (mempool), amiből a bitcoinbányászok válogatni tudnak. Ők hozzák létre ugyanis azt a blokknak nevezett pénzügyi nyilvántartást, ami a tranzakciót “lekönyveli”.
A blokk egy digitális adatcsomagot jelöl, ami tartalmazza:
- a Bitcoin-tranzakciók listáját (pl. ki küldött kinek és mennyit), azaz egy nyilvános főkönyvnek, pénzügyi nyilvántartásnak felel meg,
- az előző blokk egyedi azonosítóját (hash), hogy össze tudjanak kapcsolódni egy blokklánccá (blockchain),
- önmaga egyedi azonosítóját (hash), hogy a blokk tartalma ne legyen manipulálható,
- és egyéb olyan metaadatokat, mint például az időbélyeg, ami megmutatja, mikor jött létre a blokk, valamint a bányászati nehézség szintjét.
A tranzakciót azonosító blokk egyedi azonosítóját (hash) egy jelentős számítási teljesítményt igénylő, nehéz kriptográfiai (titkosítási) feladat megoldásával lehet létrehozni. Ezt végzik el a bányászok, pontosabban a számítógépük és az erre a célra létrehozott program dolgozik helyettük.
A hálózati nehézség függvényében nagyjából 10 percenként generálódik egy blokk, amit egy csomópont képes megoldani. Ezt hívják munkabizonyítéknak vagy Proof-of-Worknek. Ez a munka adja többek között a bitcoin belső értékét. A hálózatban a bányászok egymással versenyeznek, hogy ki lesz az első, aki képes megoldani a blokkhoz tartozó matematikai problémát.
Ha ez valakinek sikerül, és létrejön a blokk, akkor az bekerül a blokkláncba (blockchain), és ezzel a tranzakció véglegesnek tekinthető, a címzett pedig megkapja a bitcoint, amit a feladó küldött neki.
Hálózati nehézség szerepe a bitcoinbányászat során
A Bitcoin hálózat programozottan 2016 blokkonként módosítani (kiigazítani) tudja ezt a nehézséget, (kb. kéthetente) olyan szintre, hogy a blokkok generálásának átlagos blokkideje 10 perc legyen. Ha a hálózati hashráta nő, a bányászok átlagosan 10 percnél gyorsabban találnak blokkokat, ami a hálózati nehézség növekedését fogja okozni. Ha a hálózati hashráta csökken, a bányászok átlagosan 10 percnél lassabban találnak blokkokat, ezért a hálózati nehézség csökkenni fog.
A hálózati nehézség tehát egy olyan paraméter, amely a blokkok közötti átlagos időt stabilan tartja, szinkronban a hálózat hash teljesítményének változásával. A hálózati nehézség egyben egy fontos paraméter is, mivel a magas nehézségi szint segít megvédeni egy adott blokklánc hálózatot a rosszindulatú támadásoktól.
Hogyan működik a bitcoinbányászat?
- Komplex matematikai feladatok: A bányászat során a bányászok számítógépeket, speciális hardvereket használnak, hogy megoldjanak komplex matematikai feladatokat.
- Hash függvények: A bányászok adatokat (a tranzakciók listáját, egy előző blokkra való hivatkozást és egy véletlenszerű számot, amit nonce-nak hívnak) futtatnak egy hash függvényen keresztül. A cél egy olyan hash létrehozása, amely egy adott számú nulla karakterrel kezdődik. Ez nagyon nehéz és véletlenszerű folyamat, ami sok számítási teljesítményt igényel.
- Blokk létrehozása: Ha egy bányász megtalálja a megfelelő hash-t, a blokkot hozzáadhatja a blockchainhez. Ezután a hálózat többi résztvevője ellenőrzi a blokk érvényességét, és ha minden rendben van, a blokk a lánc részévé válik.
- Jutalom: A bányász, aki a blokkot hozzáadta, újonnan létrehozott bitcoint kap jutalmul, valamint a tranzakciós díjakat, amelyeket a blokkban lévő tranzakciók generálnak.
A bitcoinbányász hardverek fejlődése
A Bitcoin bányászat technológiája az évek során jelentősen fejlődött, energiafelhasználás és hatékonyság tekintetében mindenféleképpen. A hálózat nagymértékű növekedése egyben egybeesik az új, energiatakarékosabb bányászhardverek megjelenésével is. (pl. amikor a GPU-k felváltották a CPU-kat, és amikor az ASIC technológia felváltotta a GPU/FPGA-kat).
A Bitcoin hálózat nehézségi szintjének alakulása az idő függvényében, vele párhuzamosan az új bányászati technológiák hozzávetőleges bevezetési dátumai 2021-ig (forrás: CoinDesk)
Kezdeti Idők – CPU bányászat: A bitcoinbányászat kezdetén, 2009-ben, még CPU-kat (központi feldolgozó egységek) használtak. Az otthoni számítógépek processzoraival lehetett BBTC-t bányászni.
GPU bányászat: Ahogy a bányászat nehézsége nőtt, a CPU-k hatékonysága csökkent, és a grafikus kártyák (GPU-k) vették át a helyüket 2010-2011 táján. A GPU-k sokkal hatékonyabbak voltak a hash számításokban, és lehetővé tették a párhuzamos feldolgozást.
FPGA bányászat: Az FPGA-k (Field-Programmable Gate Array) a következő lépés volt 2011-2012 körül. Ezek az eszközök még kevesebb áramot fogyasztottak, mint a GPU-k, és specifikusan programozhatók voltak a bányászatra.
7 nm-es ASIC chip a Bitmaintől SHA256 bányászathoz
ASIC bányászat: Az Application-Specific Integrated Circuit (ASIC) technológia (magyarra lefordítva talán így hangzik: alkalmazásspecifikus integrált áramkör) 2013-tól vált széles körben elterjedtté. Az ASIC-ek kifejezetten a Bitcoin bányászatra lettek tervezve, így a leghatékonyabbak és a leggyorsabbak a hash számításokban.
Azonban az ASIC-ek drágák és a gyártásuk specifikus, így az általános hardverpiacon nem olyan gyakoriak, mint a többiek. Az évek során az ASIC chipek egyre kisebb gyártási eljárásokkal készültek (pl. 28nm, 16nm, 12nm stb.), ami növelte az energiahatékonyságot és a teljesítményt.
Fontos megjegyezni, hogy a bitcoinbányászat energiaigényes folyamat, mivel sok specifikus számítógép fut nagy teljesítménnyel. A bányászat egyre nehezebbé válik az idő előrehaladtával, mivel a Bitcoin protokollban be van építve egy nehézségi szint, ami a hálózat teljes számítási kapacitásának függvényében változik.
Ez a fejlődés lehetővé tette, hogy a Bitcoin hálózat egyre nagyobb számítási teljesítményt tudjon kezelni, miközben a bányászat nehézsége is növekszik, hogy a blokkok létrehozása körülbelül 10 perces időközönként történjen meg a jövőben is.
Érdekelnek a kriptopénzügyek? Legyél Te is megújult VIP tag a Discord csatornánkon! Még több hírt és információt olvasnál? Iratkozz fel YouTube és TikTok csatornánkra! Ha pedig segítőkész és informatív kripto közösségre vágysz, látogass el Discord csatornánk valamennyi szobájába.
Minden, amit a merülőhűtéses bányászatról tudni érdemes – 1. rész
bitcoin.org, tudastar, bitmain, bitcoin.com, bitcoin mining council,