Ez a tanfolyam csak tagjaink számára elérhető
Mi a kriptovaluta-bányászat?
A kriptobányászat biztosítja az olyan kriptovaluták biztonságát és decentralizációját, mint a Bitcoin, amelyek Proof-of-Work (PoW) konszenzusmechanizmuson alapulnak. Ez az a folyamat, amely során a felhasználók kriptovaluta-tranzakcióit hitelesítik és hozzáadják a blokklánc nyilvános főkönyvéhez. Mint ilyen, a bányászat egy kritikus elem, amely lehetővé teszi, hogy a Bitcoin központi hatóság nélkül működjön.
A bányászati műveletek vezetik be továbbá az új érméket a forgalomban lévő kínálatba. A kriptobányászat azonban olyan megváltoztathatatlan szabályokat követ, amelyek szabályozzák a bányászat folyamatát, és megakadályozzák, hogy bárki önkényesen új érméket hozzon létre. Ezeket a szabályokat beépítik a kriptovaluta-protokollokba, és a több ezer csomópontból álló hálózat egésze érvényesíti őket.
Az új kriptovaluta-egységek létrehozásához a bányászok számítási teljesítményüket komplex kriptográfiai feladványok megoldására használják. Az első bányász, aki megoldja a rejtvényt, jogosult lesz egy új tranzakcióblokkot hozzáadni a blokklánchoz, és szétküldeni azt a hálózaton.
Hogyan működik a kriptobányászat?
Ahogy a felhasználók új blokklánc tranzakciókat végeznek, azokat megküldik az úgynevezett memóriapoolnak. A bányász feladata, hogy az ilyen függőben lévő tranzakciók érvényességét hitelesítse, és blokkokba rendezze őket.
A blokkokra úgy is gondolhatunk, mint egy blokkláncfőkönyv lapjára, amelyre számos tranzakciót felvezetnek a könyvelők (más adatok mellett). Konkrétabban: a bányász csomópont feladata összegyűjteni a megerősítetlen tranzakciókat a memóriapoolból, és egy jelölt blokkba rendezni őket.
Ezután a bányász megpróbálja a jelölt blokkot érvényes, megerősített blokká alakítani. Ehhez a bányásznak egy összetett matematikai problémát kell megoldania, amely sok számítási erőforrást igényel. Azonban minden sikeresen kibányászott blokkért a bányász újonnan létrehozott kriptovalutákból és tranzakciós díjakból álló blokkjutalmat kap. Nézzük meg, hogyan működik.
1. lépés: Tranzakciók hashelése
Egy blokk bányászatának első lépése, hogy a csomópont fogja a függőben lévő tranzakciókat a memóriapoolból, és egyesével átküldi őket egy hash függvényen. Minden alkalommal, amikor egy adatot lefuttatnak egy hash-függvényen, egy fix méretű kimenet, az úgynevezett hash keletkezik.
A bányászat kontextusában az egyes tranzakciók hash-eredménye egy szám- és betűsor, amely azonosítóként működik. A tranzakcióhash képviseli a tranzakcióhoz tartozó összes információt.
A tranzakciók egyenkénti hashelésén és jegyzésén felül a bányász egy egyéni tranzakciót is hozzáad, amelyben saját magának megküldi a blokkjutalmat. Ez a tranzakció az úgynevezett coinbase (érmealap) tranzakció, amely vadonatúj érméket hoz létre. A legtöbb esetben ez a tranzakció az első, amelyet az új blokkban rögzítenek, majd ezt követik a validálásra váró, függőben lévő tranzakciók.
2. lépés: A Merkle-fa létrehozása
Az egyes tranzakciók hashelését követően a hasheket egy úgynevezett Merkle-fába (más néven hash-fába) rendezik. A Merkle-fa úgy jön létre, hogy a tranzakció hasheket párokba rendezik, majd a párokat hashelik.
Az új hash-kimeneteket ismét párokba rendezik és újra hashelik, és ezt a folyamatot addig ismétlik, amíg mindössze egyetlen hash-azonosító marad. Ez az utolsó hash a root (gyökér) hash (vagy Merkle-gyökér) néven is ismert, és alapvetően az összes korábbi hash megjelenik benne, amelyet a generálásához használtak.
3. lépés: Érvényes blokk fejléc (blokk hash) keresése
A blokk fejléc az egyes blokkok azonosítójaként működik, vagyis minden egyes blokknak van egy egyedi hash-azonosítója. Új blokk létrehozásakor a bányászok a korábbi blokk hash-azonosítóját kombinálják a jelölt blokkjuk root hash azonosítójával az új blokk hash létrehozásához. Egy tetszőleges számot is hozzá kell adniuk, az úgynevezett nonce értéket.
Tehát amikor validálni próbálja a jelölt blokkját, a bányásznak kombinálnia kell a root hasht, az előző blokk hash-azonosítóját és a nonce értéket, majd át kell küldenie őket egy hash függvényen. A céljuk az, hogy ezt addig ismételjék, amíg érvényes hasht nem tudnak létrehozni.
A root hash és a korábbi blokk hash-azonosítója nem módosítható, így a bányászoknak a nonce értéket kell néhányszor megváltoztatniuk, hogy érvényes hasht találjanak. Az érvényességhez a kimeneti értéknek (a blokk hashnek) kisebbnek kell lennie egy bizonyos célértéknél, amelyet a protokoll határoz meg. A Bitcoin-bányászatban a blokk hashnek adott számú nullával kell kezdődnie – ezt hívják bányászati nehézségnek.
4. lépés: A kibányászott blokk szétküldése
Ahogy láthattuk, a bányászoknak újra és újra hashelniük kell a blokk fejlécet, különböző nonce értékekkel. Addig ismétlik ezt a feladatot, amíg érvényes blokk hasht nem találnak, majd az a bányász, amelyik megtalálja, szétküldi ezt a blokkot a hálózaton. Az összes többi csomópont ellenőrzi, hogy a blokk és a hash-azonosítója érvényes-e, és ha igen, akkor hozzáadják az új blokkot a blokklánc náluk őrzött példányához.
Ezen a ponton a jelölt blokkból megerősített blokk lesz, és a bányászok megkezdik a következő blokkot. Azok a bányászok, akik nem találták meg időben az érvényes hash-azonosítót, elvetik a jelölt blokkjukat, és a bányászverseny újraindul.
Mi van akkor, ha egyszerre bányásznak ki két blokkot?
Néha megesik, hogy két bányász egyszerre küld szét a hálózaton egy érvényes blokkot, és a hálózaton két versengő blokk jelenik meg. A bányászok ezután elkezdik a következő blokk bányászatát az elsőként kapott blokk alapján, aminek következtében a hálózat átmenetileg a blokklánc két különböző verziójára hasad.
A blokkok közötti versengés addig folytatódik, amíg a következő blokkot ki nem bányásszák a versengő blokkok folytatásaként. Amikor az új blokk létrejön, akkor az a blokk lesz a nyertes, amelyik az új blokk előzményblokkja volt. Az elvetett blokkot árva blokknak (orphan block) vagy elévült blokknak (stale block) nevezik, az árva blokkot választó bányászok pedig folytatják a nyertes blokk láncának bányászatát.
Mi a bányászati nehézség?
A bányászati nehézséget a protokoll rendszeresen módosítja, hogy biztosítsa az új blokkok létrehozásának állandó sebességét, és ezáltal az új érmék folyamatos és kiszámítható kibocsátását. A nehézség a hálózat rendelkezésére bocsátott számítási erőforrásokkal (hash rátával) arányosan változik.
Ezért minden alkalommal, amikor új bányászok csatlakoznak a hálózathoz és növekszik a verseny, a hashelés nehézsége emelkedik, megakadályozva az átlagos blokkidő csökkenését. Ezzel szemben, ha sok bányász elhagyja a hálózatot, a hashelési nehézség csökken, ami megkönnyíti az új blokkok bányászatát. Ezek a kiigazítások biztosítják a blokkidő állandóságát, a hálózat teljes hashelési teljesítményétől függetlenül.
A kriptovaluta bányászat típusai
A kriptovaluták bányászatának számos módja van. A felszerelés és a folyamatok az új hardverek és konszenzusalgoritmusok megjelenésével együtt változnak. A bányászok általában speciális számítógépegységeket használnak a bonyolult kriptográfiai egyenletek megoldásához. Most nézzük meg, hogyan működnek a legelterjedtebb bányászati módszerek.
CPU-bányászat
A központi feldolgozó egységgel (CPU) folytatott bányászat egy számítógép processzorát használja a PoW-modell által megkövetelt hash függvényekkel végzett számításokhoz. A Bitcoin kezdeti időszakában a bányászat költségei és belépési korlátai alacsonyak voltak, és a bányászat nehézsége egy hagyományos CPU-val is kezelhető volt, így bárki megpróbálhatott BTC-t vagy más kriptovalutákat bányászni.
Ugyanakkor ahogy egyre többen kezdtek BTC-t bányászni és a hálózat hash rátája emelkedett, egyre nehezebb lett a bányászatot nyereségessé tenni. Ennek tetejébe a nagyobb számítási teljesítményű speciális bányászhardverek idővel közel lehetetlenné tették a CPU-bányászatot. Ma már a CPU-bányászat nem járható út, mivel minden bányász speciális hardvert használ.
GPU-bányászat
A grafikus processzorokat (GPU-k) alkalmazások széles körének egyidejű futtatására tervezték. Bár jellemzően videojátékokhoz vagy grafikus elemek létrehozásához használják, bányászatra is alkalmasak.
A GPU-k viszonylag olcsók és rugalmasabban használható eszközök, mint a népszerű ASIC bányászhardverek. Néhány altcoin még mindig bányászható GPU-val, de a hatékonyságuk a bányászat nehézségétől és az algoritmustól függ.
ASIC bányászat
Az Alkalmazás-specifikus integrált áramkört (Application-Specific Integrated Circuit – ASIC) egyetlen konkrét célra tervezték. A kriptovilágban ez a betűszó a bányászathoz kifejlesztett speciális hardvert jelenti. Az ASIC-bányászat arról ismert, hogy rendkívül hatékony, de ugyanakkor drága is. Mivel az ASIC-bányászok a bányásztechnológia éllovasai, egy egység ára sokkal magasabb, mint egy CPU vagy GPU ára.
Emellett az ASIC-technológia folyamatos fejlesztései miatt a régebbi ASIC modellek gyorsan elveszítik nyereségtermelő képességüket, vagyis gyakran kell őket cserélni. Ez még az áramköltségek nélkül is az egyik legdrágább bányászati móddá teszi az ASIC-bányászatot.
Bányászpoolok
Mivel a blokkjutalom az első sikeres bányásznak jut, a helyes hash-azonosító megtalálásának esélye rendkívül alacsony. A bányászteljesítmény kis százalékával bíró bányászok esélye nagyon kicsi arra, hogy önállóan megtalálják a következő blokkot. Erre a problémára jelentenek megoldást a bányászpoolok.
A bányászpoolok bányászok csoportjait jelentik, amelyek összeadják erőforrásaikat (hash teljesítmény), hogy növeljék a blokkjutalom elnyerésének esélyét. Amikor a pool sikeresen talál egy blokkot, a poolban lévő bányászok az általuk végzett munka mennyiségének megfelelően osztoznak a jutalmon.
A bányászpoolok a hardver- és az áramköltségek tekintetében kedvezőek lehetnek az egyéni bányászok számára, ám a bányászatban kialakult dominanciájuk aggályokat vet fel a hálózatok elleni esetleges 51%-os támadással kapcsolatban.
Mi az a Bitcoin-bányászat és hogyan működik?
A Bitcoin a legnépszerűbb és legnagyobb múltú példája a bányászható kriptovalutáknak; a Bitcoin-bányászat a PoW konszenzus algoritmuson alapul.
A PoW az eredeti blokklánc konszenzusmechanizmus, amelyet Satoshi Nakamoto alkotott meg, és 2008-ban mutatták be a Bitcoin fehér könyvében. Dióhéjban annyit, hogy a PoW határozza meg, hogyan jut konszenzusra a hálózat összes elosztott résztvevője harmadik fél közvetítők nélkül. A rosszindulatú szereplők elkedvetlenítésére ezt jelentős mértékű számítási kapacitás megkövetelésével teszi.
Ahogy láthattuk, egy PoW hálózaton a tranzakciókat olyan bányászok hitelesítik, akik speciális bányászhardverek segítségével bonyolult kriptográfiai rejtvények megoldásáért versenyeznek. Az a bányász, aki elsőként talál érvényes megoldást, továbbíthatja a tranzakcióblokkját a blokkláncra, és megkapja a blokkjutalmat.
A blokkjutalomban található kriptomennyiség eltér a különböző blokkláncokon. A Bitcoin blokkláncon például a bányászok a 2023 márciusi állás szerint 6,25 BTC blokkjutalmat kapnak. A blokkjutalom BTC-összege a felezési mechanizmusnak köszönhetően minden 210 000 blokk után (nagyjából négyévente) feleződik.
2023-ban is nyereséges még a kriptobányászat?
Bár lehetséges pénzt keresni a kriptopénz bányászatával, ez alapos megfontolást, kockázatkezelést és utánajárást igényel. Olyan befektetésekkel és kockázatokkal is jár, mint például a hardverköltségek, a kriptovaluták ingadozó árfolyama és a kriptovaluta-protokollok változásai. E kockázatok mérséklése érdekében a bányászok gyakran alkalmaznak kockázatkezelési gyakorlatokat, és a bányászat megkezdése előtt felmérik a bányászat lehetséges költségeit és hasznát.
A kriptobányászat jövedelmezősége több tényezőtől függ. Az egyik ilyen a kriptovaluták árfolyamának változása. Amikor a kriptovaluták ára emelkedik, a bányászati jutalmak fiat értéke is nő. Ezzel szemben a jövedelmezőség csökkenhet az árak csökkenésével együtt.
A bányászhardver hatékonysága szintén döntő tényező a bányászat jövedelmezőségének meghatározásában. A bányászhardverek drágák lehetnek, ezért a bányászoknak egyensúlyt kell teremteniük a hardver költségei és a potenciális nyereség között. Egy másik figyelembe veendő tényező az áramköltség; ha az túl magas, meghaladhatja a bevételt, és veszteségessé teheti a bányászatot.
Ráadásul a bányászati hardvereket viszonylag gyakran kell frissíteni, mivel ezek elég gyorsan elavulnak. Az új modellek felülmúlják a régieket, és ha a bányászok nem rendelkeznek elegendő pénzzel a gépeik frissítésére, akkor valószínűleg nehezen tudnak versenyképesek maradni.
Végül, de nem utolsósorban ott vannak a protokollszinten bekövetkező változások. Például a Bitcoin felezése hatással lehet a bányászat jövedelmezőségére, mivel megfelezi a blokkjutalmat. Emellett az Ethereum 2022 szeptemberében teljesen átállt a PoW-ről a Proof-of-Stake (PoS) konszenzusmechanizmusra, ami szükségtelenné tette a bányászatot.
Záró gondolatok
A kriptovaluta-bányászat a Bitcoin és más PoW-blokkláncok kritikus része, mivel segít fenntartani a hálózat biztonságát és az új érmék folyamatos kiadását. Emellett a bányászat passzív jövedelmet is generálhat a bányászok számára.
A bányászatnak vannak előnyei és hátrányai, az előbbiek közül a legnyilvánvalóbb a blokkjutalmakból származó potenciális bevétel. Ugyanakkor a bányászprofitot számos tényező befolyásolhatja, például az áramköltség és a piaci ár. Ezért mielőtt belevágna a kriptobányászatba, járjon utána a dolgoknak (DYOR), és mérjen fel minden lehetséges kockázatot.
