Bitcoin-mijnbouw
Wat is Bitcoin-mijnbouw?
De kans is groot dat je de uitdrukking “bitcoin mining” hoort en je geest begint af te dwalen naar de westerse fantasie van pikhouwelen, vuil en het rijk raken ervan. Het blijkt dat die analogie niet ver weg is.
Bitcoin-mining wordt uitgevoerd door krachtige computers die complexe rekenkundige problemen oplossen; deze problemen zijn zo complex dat ze niet met de hand kunnen worden opgelost en zijn gecompliceerd genoeg om zelfs ongelooflijk krachtige computers te belasten.
Belangrijkste leerpunten
- Bitcoin-mining is het proces waarbij nieuwe bitcoin wordt gemaakt door een computationele puzzel op te lossen.
- Bitcoin-mining is nodig om het grootboek van transacties waarop bitcoin is gebaseerd bij te houden.
- Mijnwerkers zijn de afgelopen jaren zeer geavanceerd geworden met behulp van complexe machines om de mijnbouwactiviteiten te versnellen.
Het resultaat van bitcoin-mijnbouw is tweeledig. Ten eerste, wanneer computers deze complexe wiskundige problemen op het bitcoin-netwerk oplossen, produceren ze nieuwe bitcoin (niet anders dan wanneer een mijnbouwoperatie goud uit de grond haalt). En ten tweede, door rekenkundige wiskundige problemen op te lossen, maken bitcoin-mijnwerkers het bitcoin-betalingsnetwerk betrouwbaar en veilig door de transactie-informatie te verifiëren.
Wanneer iemand ergens bitcoin verstuurt, wordt dit een transactie genoemd. Transacties die in de winkel of online worden gedaan, worden gedocumenteerd door banken, kassasystemen en fysieke bonnen. Bitcoin-mijnwerkers bereiken hetzelfde door transacties samen te voegen in “blokken” en ze toe te voegen aan een openbaar record genaamd de ” blockchain “. Knooppunten houden vervolgens records van die blokken bij, zodat ze in de toekomst kunnen worden geverifieerd.
Wanneer bitcoin miners een nieuw blok transacties aan de blockchain toevoegen, is het een deel van hun taak om ervoor te zorgen dat die transacties kloppen. In het bijzonder zorgen bitcoin-miners ervoor dat bitcoin niet wordt gedupliceerd, een unieke gril van digitale valuta’s die ‘ dubbele uitgaven’ wordt genoemd. ”Met gedrukte valuta’s is vervalsing altijd een probleem. Maar over het algemeen, als u eenmaal $ 20 in de winkel uitgeeft, is die rekening in de handen van de receptionist. Met digitale valuta is het echter een ander verhaal.
Digitale informatie kan relatief eenvoudig worden gereproduceerd, dus met Bitcoin en andere digitale valuta bestaat het risico dat een spender een kopie van zijn bitcoin kan maken en deze naar een andere partij kan sturen terwijl hij het origineel vasthoudt.
Speciale overwegingen
Bitcoin Miners belonen
Met maar liefst 300.000 aan- en verkopen op één dag, kan het verifiëren van elk van deze transacties een hoop werk zijn voor mijnwerkers. Als compensatie voor hun inspanningen krijgen mijnwerkers bitcoin wanneer ze een nieuw blok transacties aan de blockchain toevoegen.
De hoeveelheid nieuwe bitcoin die bij elk gedolven blok wordt vrijgegeven, wordt de “blokbeloning” genoemd. De blokbeloning wordt elke 210.000 blokken gehalveerd (of ongeveer elke 4 jaar). In 2009 was het 50. In 2013 was het 25, in 2018 was het 12,5 en in mei 2020 was het gehalveerd tot 6,25.
Bitcoin halveerde met succes zijn mijnbeloning – van 12,5 naar 6,25 – voor de derde keer op 11 mei 2020.
Dit systeem loopt door tot circa 2140. Op dat moment worden miners beloond met vergoedingen voor het verwerken van transacties die netgebruikers betalen. Deze vergoedingen zorgen ervoor dat miners nog steeds geprikkeld worden om te minen en het netwerk draaiende te houden. Het idee is dat de concurrentie voor deze vergoedingen ervoor zorgt dat ze laag blijven nadat de halveringen zijn voltooid.
Deze halveringen verminderen de snelheid waarmee nieuwe munten worden gecreëerd en verlagen dus het beschikbare aanbod. Dit kan enkele implicaties hebben voor beleggers, aangezien andere activa met een laag aanbod, zoals goud, een grote vraag kunnen hebben en de prijzen kunnen opdrijven. Bij deze halvering zal het totale aantal bitcoin in omloop een limiet van 21 miljoen bereiken, waardoor de valuta volledig eindig en mogelijk waardevoller wordt in de loop van de tijd.
Bitcoin-transacties verifiëren
Om ervoor te zorgen dat bitcoin miners daadwerkelijk bitcoin verdienen door transacties te verifiëren, moeten er twee dingen gebeuren. Ten eerste moeten ze transacties ter waarde van één megabyte (MB) verifiëren, die in theorie slechts één transactie kunnen zijn, maar vaker enkele duizenden bedragen, afhankelijk van hoeveel gegevens elke transactie opslaat.
Ten tweede, om een blok transacties aan de blockchain toe te voegen, moeten mijnwerkers een complex rekenprobleem oplossen, ook wel een ‘proof of work’ genoemd. Wat ze eigenlijk doen, is proberen een 64-cijferig hexadecimaal getal te bedenken, een “hash” genaamd, die kleiner is dan of gelijk is aan de doelhash. Kortom, de computer van een mijnwerker spuugt hashes met verschillende snelheden – megahashes per seconde (MH / s), gigahashes per seconde (GH / s) of terahashes per seconde (TH / s) – afhankelijk van de eenheid, waarbij alle mogelijke 64- cijfers in cijfers totdat ze tot een oplossing komen. Met andere woorden, het is een gok.
De moeilijkheidsgraad van het meest recente blok vanaf augustus 2020 is meer dan 16 biljoen. Dat wil zeggen, de kans dat een computer een hash produceert onder het doel is 1 op 16 biljoen. Om dat in perspectief te plaatsen: je hebt ongeveer 44.500 keer meer kans om de Powerball-jackpot te winnen met een enkel loterijticket dan dat je de juiste hasj kiest bij een enkele poging. Gelukkig spugen mijnbouwcomputers veel hash-mogelijkheden uit. Desalniettemin vereist mijnbouw voor bitcoin enorme hoeveelheden energie en geavanceerde computerbewerkingen.
De moeilijkheidsgraad wordt elke 2016 blokken aangepast, of ongeveer elke 2 weken, met als doel de mijnbouw constant te houden. Dat wil zeggen, hoe meer mijnwerkers er strijden om een oplossing, hoe moeilijker het probleem zal worden. Het tegendeel is ook waar. Als de rekenkracht van het netwerk wordt afgenomen, wordt de moeilijkheidsgraad naar beneden bijgesteld om het delven gemakkelijker te maken.
Bitcoin-mijnanalogie
Stel dat ik drie vrienden vertel dat ik denk aan een getal tussen de 1 en 100, en ik schrijf dat nummer op een vel papier en plak het in een envelop. Mijn vrienden hoeven het exacte aantal niet te raden, ze moeten gewoon de eerste zijn die een getal raadt dat kleiner is dan of gelijk is aan het getal waaraan ik denk. En er is geen limiet aan het aantal gissingen dat ze krijgen.
Laten we zeggen dat ik aan nummer 19 denk. Als vriend A 21 raadt, verliezen ze omdat 21> 19. Als vriend B 16 raadt en vriend C 12, dan zijn ze allebei theoretisch tot haalbare antwoorden gekomen, omdat 16 <19 en 12 <19. Er is geen 'extra krediet' voor vriend B, ook al lag het antwoord van B. dichter bij het doelantwoord van 19.
Stel je nu voor dat ik de ‘raad eens aan wat ik denk’-vraag stel, maar ik vraag niet aan slechts drie vrienden, en ik denk niet aan een getal tussen 1 en 100. In plaats daarvan vraag ik miljoenen potentiële mijnwerkers en ik denk aan een 64-cijferig hexadecimaal getal. Nu zie je dat het buitengewoon moeilijk zal worden om het juiste antwoord te raden.
Bitcoin miners moeten niet alleen met de juiste hash komen, maar ze moeten ook de eersten zijn om het te doen.
Omdat bitcoin mining in wezen giswerk is, heeft het vinden van het juiste antwoord voordat een andere miner bijna alles te maken heeft met hoe snel uw computer hashes kan produceren. Nog maar tien jaar geleden kon bitcoin-mijnbouw concurrerend worden uitgevoerd op normale desktopcomputers. Na verloop van tijd realiseerden mijnwerkers zich echter dat grafische kaarten die vaak voor videogames werden gebruikt, effectiever waren en dat ze het spel begonnen te domineren. In 2013 begonnen bitcoin-miners computers te gebruiken die speciaal zijn ontworpen om cryptocurrency zo efficiënt mogelijk te delven, genaamd Application-Specific Integrated Circuits (ASIC). Deze kunnen oplopen van enkele honderden dollars tot tienduizenden, maar hun efficiëntie bij het minen van Bitcoin is superieur.
Tegenwoordig is bitcoin-mijnbouw zo competitief dat het alleen winstgevend kan worden gedaan met de meest up-to-date ASIC’s. Bij gebruik van desktopcomputers, GPU’s of oudere modellen van ASIC’s zijn de kosten van energieverbruik zelfs hoger dan de gegenereerde inkomsten. Zelfs met de nieuwste eenheid tot uw beschikking, is één computer zelden genoeg om te concurreren met wat mijnwerkers “mijnbouwpools” noemen.
Een mining pool is een groep miners die hun rekenkracht combineren en de gedolven bitcoin over de deelnemers verdelen. Een onevenredig groot aantal blokken wordt gedolven door pools in plaats van door individuele mijnwerkers. Mijnbouwpools en bedrijven vertegenwoordigen grote percentages van de rekenkracht van bitcoin.
Bitcoin versus traditionele valuta
Consumenten hebben de neiging om gedrukte valuta te vertrouwen. Dat komt omdat de Amerikaanse dollar wordt ondersteund door een centrale bank van de VS, de Federal Reserve. Naast tal van andere verantwoordelijkheden, reguleert de Federal Reserve de productie van nieuw geld en vervolgt de federale overheid het gebruik van vals geld.5
Zelfs digitale betalingen met de Amerikaanse dollar worden ondersteund door een centrale autoriteit. Wanneer u bijvoorbeeld een online aankoop doet met uw bankpas of creditcard, wordt die transactie verwerkt door een betalingsverwerkingsbedrijf (zoals Mastercard of Visa). Naast het registreren van uw transactiegeschiedenis, verifiëren die bedrijven dat transacties niet frauduleus zijn, wat een van de redenen is waarom uw debet- of creditcard kan worden opgeschort tijdens het reizen.
Bitcoin daarentegen wordt niet gereguleerd door een centrale autoriteit. In plaats daarvan wordt bitcoin ondersteund door miljoenen computers over de hele wereld die ‘knooppunten’ worden genoemd. Dit netwerk van computers vervult dezelfde functie als de Federal Reserve, Visa en Mastercard, maar met een paar belangrijke verschillen. Knooppunten slaan informatie op over eerdere transacties en helpen hun authenticiteit te verifiëren. In tegenstelling tot die centrale autoriteiten zijn bitcoin-knooppunten echter verspreid over de hele wereld en registreren ze transactiegegevens in een openbare lijst die voor iedereen toegankelijk is.
Geschiedenis van Bitcoin-mijnbouw
Tussen 1 op 16 biljoen kansen, schaalniveaus voor moeilijkheidsgraden en het enorme netwerk van gebruikers die transacties verifiëren, wordt één blok transacties ongeveer elke 10 minuten geverifieerd. Maar het is belangrijk om te onthouden dat 10 minuten een doel is, geen regel.
Het bitcoin-netwerk verwerkt momenteel iets minder dan vier transacties per seconde vanaf augustus 2020, waarbij transacties elke 10 minuten in de blockchain worden gelogd. Ter vergelijking: Visa kan ongeveer 65.000 transacties per seconde verwerken. Naarmate het netwerk van bitcoin-gebruikers echter blijft groeien, zal het aantal transacties dat in 10 minuten wordt gedaan uiteindelijk het aantal transacties dat in 10 minuten kan worden verwerkt, overschrijden. Op dat moment beginnen de wachttijden voor transacties en worden deze langer, tenzij er een wijziging wordt aangebracht in het bitcoin-protocol.
Dit probleem in het hart van het bitcoin-protocol staat bekend als ‘schaalvergroting’. Hoewel bitcoin-miners het er over het algemeen over eens zijn dat er iets moet worden gedaan om schaalvergroting aan te pakken, is er minder consensus over hoe het moet. Er zijn twee belangrijke oplossingen voorgesteld om het schaalprobleem aan te pakken. Ontwikkelaars hebben voorgesteld om (1) een secundaire “off-chain” -laag voor Bitcoin te creëren die snellere transacties mogelijk zou maken die later door de blockchain kunnen worden geverifieerd, of (2) het aantal transacties dat elk blok kan opslaan te verhogen. Met minder gegevens om per blok te verifiëren, zou Oplossing 1 transacties sneller en goedkoper maken voor mijnwerkers. Oplossing 2 zou omgaan met schaalvergroting door toe te staan dat elke 10 minuten meer informatie wordt verwerkt door de blokgrootte te vergroten.
In mijnwerkers en mijnbouwbedrijven die ongeveer 80% tot 90% van de rekenkracht van het netwerk vertegenwoordigen, om een programma op te nemen dat de hoeveelheid gegevens die nodig is om elk blok te verifiëren, zou verminderen.
Het programma dat miners hebben gestemd om toe te voegen aan het bitcoin-protocol wordt een gescheiden getuige of SegWit genoemd. Deze term is een samensmelting van Segregated, wat ‘scheiden’ betekent, en Witness, wat verwijst naar ‘handtekeningen bij een bitcoin-transactie’. Segregated Witness betekent dus om transactiehandtekeningen van een blok te scheiden – en ze als een uitgebreid blok toe te voegen. Hoewel het toevoegen van een enkel programma aan het bitcoin-protocol misschien niet veel in de weg staat van een oplossing, wordt geschat dat handtekeninggegevens tot 65% uitmaken van de gegevens die in elk transactieblok worden verwerkt.
Minder dan een maand later, in augustus 2017, startte een groep mijnwerkers en ontwikkelaars een hard fork, waarbij ze het bitcoin-netwerk verlieten om een nieuwe valuta te creëren met dezelfde codebase als bitcoin. Hoewel deze groep het eens was met de noodzaak van een oplossing voor schaalvergroting, waren ze bang dat het toepassen van gescheiden getuige-technologie het schaalprobleem niet volledig zou aanpakken.
In plaats daarvan kozen ze voor oplossing 2. De resulterende valuta, “bitcoin cash” genaamd, verhoogde de blokgrootte tot 8 MB om het verificatieproces te versnellen en een prestatie van ongeveer 2 miljoen transacties per dag mogelijk te maken. Op 16 augustus 2020 werd Bitcoin Cash gewaardeerd op ongeveer $ 302, terwijl Bitcoin ongeveer $ 11.800 bedroeg.2