Officine Bitcoin Bitcoin-only lecke Ezt a projektet valerio-vaccaro tartja karban

🌍 Traduzioni

🇨🇳 中文 🇬🇧 English 🇪🇸 Español 🇵🇹 Português 🇷🇺 Русский 🇫🇷 Français 🇩🇪 Deutsch 🇮🇹 Italiano 🇭🇺 Magyar 🏳️ Milanés 🏳️ Veneto

Bevezetés a bányászatba

A Bitcoin-bányászat a protokoll alapvető folyamata, amely arra szolgál, hogy sorrendet javasoljon a mempoolban lévő tranzakciók között, kiválasszon egy részhalmazt egy új blokk létrehozásához, és frissítse a blockchain állapotát.

A bányászatot decentralizáltnak és véletlenszerűnek tervezték (idézőjelben, mivel kriptográfiai feladványon alapul), így elkerülhető a tranzakciók központosított kezelése.

A bányászat célja

A bányászat a központosítással kapcsolatos problémákat oldja meg, például:

• Cenzúra: egy központi szereplő blokkolhatna bizonyos tranzakciókat, de decentralizált bányászok mellett a tranzakcióknak nagyobb esélyük van bekerülni.
• Kétszeres költés: korruptálható bányász nélkül nehéz átírni a történelmet, vagy egy tranzakciót egy másik rovására előnyben részesíteni.
• Timestamping: biztonságos és közös időbeli sorrendet biztosít, amely nem központi hatóságtól, hanem a bányászok és node-ok közötti konszenzustól függ.

Hogyan működik a bányászat

A bányászati folyamat lépésről lépésre így magyarázható:

• Tranzakciók kiválasztása: a bányász tranzakciókat választ a mempoolból, gyakran a magasabb díjakat fizetőket részesítve előnyben, a profit optimalizálása érdekében (egy NP-complete probléma, hasonló a “knapsack problem”-hez).
• Coinbase létrehozása: a bányász létrehoz egy speciális tranzakciót (coinbase), amely saját magának rendeli a blokk jutalmát (jelenleg 3.125 BTC, négyévente felezve), valamint a kiválasztott tranzakciók díjait.
• Merkle Root: a kiválasztott tranzakciókat fa adatszerkezetbe rendezik (Merkle Tree), amely létrehoz egy Merkle Root értéket, egy hasht, amely az összes tranzakciót és azok sorrendjét reprezentálja.
• Block Header: a bányász elkészíti a blokkfejléc prototípusát, amely tartalmazza:
  1. A timestampet.
  2. Az előző blokk hashét.
  3. A Merkle Root értéket.
  4. A nehézséget (target), amely a hálózattól függ.
  5. Egy nonce értéket (véletlen szám, például nullára inicializálva).
• Kriptográfiai feladvány: a bányász kétszer alkalmazza az SHA-256 algoritmust a fejlécre, és ellenőrzi, hogy az eredmény elegendő számú vezető nullát tartalmaz-e (a nehézségi küszöb alatt van-e). Ha nem, módosítja a nonce értéket vagy más mezőket (pl. timestamp vagy tranzakciós sorrend), és megismétli a számítást. Ez rövidítések nélküli brute force munka, az SHA-256 tulajdonságainak köszönhetően.

Optimalizálások

A folyamat gyorsítása érdekében a bányászok kiszámíthatják az első SHA-256-ot a fejléc első 64 bájtján (változtathatatlan rész), majd csak a maradékon iterálnak, a nonce módosításával. A specializáció olyan hardware-hez (ASIC) vezetett, amely másodpercenként milliárdnyi próbálkozást végez.

Validálási folyamat

Amikor egy bányász megoldást talál, továbbítja a teljes blokkot (fejléc + tranzakciók) a hálózatnak. A node-ok ellenőrzik:

• a fejléc hashét (egy egyszeri SHA-256 a megerősítéshez).
• a blokkinformációk helyességét (timestamp, előző blokk hashe, Merkle Root és nonce).
• a Merkle Root reprodukálhatóságát az összes kapcsolódó tranzakció helyességének ellenőrzése után.

Ha érvényes, a blokk hozzáadódik a blockchainhez. A jutalom (coinbase + díjak) csak 100 megerősítés után költhető el (körülbelül 16 óra), a stabilitás biztosítása érdekében.

Bányászati költségek és jutalmak

Költségek:

• Villamos energia: fő változó költség.
• Hardware: drága és rövid élettartamú ASIC-ek, amelyeket gyorsan felülmúlnak a hatékonyabb modellek.
• Infrastruktúra: hűtés, telepítés, karbantartás (például a napelemek nem “ingyenesek”).

Jutalmak:

• Fix jutalom (2024-ben 3.125 BTC-re feleződött).
• Változó tranzakciós díjak.

A bányásznak tiszteletben kell tartania a konszenzusszabályokat: az érvénytelen blokkot eldobják, ami jutalom nélküli erőforrás-pazarlást jelent. Még egy érvényes blokk is “árvává” válhat, ha egy másik bányász nyeri a versenyt, veszteségeket okozva.

Gazdasági stratégia

A bányászat versengő tevékenység: a bányászok igyekeznek maximalizálni az üzemidőt a fix költségek amortizálása érdekében. Az alkalmi használat (például a bányászok bekapcsolása csak többletenergia esetén) nem praktikus, mivel a kezdeti költségek folyamatosságot igényelnek. A befektetés megtérülése hosszú és bizonytalan lehet.

Solo és pool bányászat

• Solo Mining: a bányász egyedül dolgozik, a blokkot teljes node-dal vagy egyedi szoftverrel építi. Ha talál egy blokkot, az egész jutalmat megkapja, de ennek valószínűsége rendkívül alacsony (egyetlen ASIC-kel évszázadokig is eltarthat).
• Pool Mining: az olyan protokollok, mint a Stratum, lehetővé teszik a bányászok együttműködését:
  1. A pool sablont ad (coinbase, Merkle Root stb.).
  2. A bányászok shares értékeket küldenek (bizonyos számú nullával rendelkező próbálkozásokat, a blokk nehézsége alatt) a munka bizonyítékaként.
  3. Amikor egy poolbányász blokkot talál, a jutalmat a beküldött shares arányában osztják fel.
• Stratum v2: olyan fejlődési lépés, amely lehetővé teszi a bányászok számára a tranzakciók kiválasztását, csökkentve a pool központosítását, bár ellenőrzéseket igényel a helyesség biztosításához (pl. a poolnak járó díjak).

Hashrate becslése

A hashrate (számítási teljesítmény) becslése:

• Poolban: az időegység alatt kapott shares megszámlálásával, megszorozva a share nehézségével. Ez olyan becslés, amelyet a szerencse befolyásolhat.
• Globálisan: a Bitcoin nehézségét és a blokkok közötti átlagos időt (körülbelül 10 perc) használva. Az ingadozások normálisak, de az átlag megbízható.

Az olyan hardware, mint a Nerd Miner, belső számlálókat használ a pontos adatokhoz, míg a poolok változékonyabb becslésekre támaszkodnak, amelyek ingadozó grafikonokon láthatók.

Program

Ez a lecke egy Satoshi Spritz Connect számára készült.