1. Personlig økonomiInvestering Hvad er Cryptocurrency Mining?

Af Peter Kent, Tyler Bain

Cryptocurrency-minedrift involverer tilføjelse af transaktioner til en blockchain fra en crypto-miner. Men det er lidt mere kompliceret end det. Se på decentralisering og opdag rollen som kryptomineren.

Forståelse af decentrale valutaer

Cryptocururrency er decentraliseret - det vil sige ingen centralbank, ingen central database og ingen enkelt central myndighed administrerer valutanettet. De Forenede Stater har for eksempel Federal Reserve i Washington, den organisation, der administrerer den amerikanske dollar, og Den Europæiske Centralbank i Frankfurt administrerer euroen, og alle andre fiat-valutaer har også centraliserede tilsynsorganer.

Cryptocururrency har dog ikke en central myndighed; snarere administrerer cryptocurrency-samfundet og især cryptocurrency-minearbejdere og netværksknuder dem. Af denne grund kaldes cryptocurrencies ofte tillidsløse. Fordi ingen enkelt part eller enhed kontrollerer, hvordan en cryptocurrency udstedes, bruges eller afbalanceres; du behøver ikke at sætte din tillid til en enkelt myndighed.

Tillidfri er lidt af en fejlnummer. Tillid er bagt ind i systemet. Du behøver ikke have tillid til en enkelt autoritet, men din tillid til systemet og fuldt revideret lydkodebase er stadig vigtig. Faktisk kan ingen form for valuta arbejde uden nogen form for tillid eller tro. (Hvis ingen har tillid til valutaen, vil ingen acceptere den eller arbejde for at opretholde den!)

I den tillidsløse cryptocurrency-verden kan du stadig stole på cryptocurrency-samfundet og dets mekanismer for at sikre, at blockchain indeholder en nøjagtig og uforanderlig - uforanderlig - registrering af cryptocurrency-transaktioner. Cryptocurrencies er etableret ved hjælp af et sæt softwareregler, der sikrer, at systemet kan stole på, og mineprocessen er en del af dette system, der giver alle mulighed for at stole på blockchain.

Cryptocururrency har ingen centralbank, der udskriver nye penge. I stedet graver minearbejdere ny valuta i henhold til en forudindstillet plan for møntudstedelse og frigiver den i omløb i en proces kaldet minedrift.

Så hvorfor kaldes processen cryptocurrency mining?

Når du sammenligner cryptocurrency-minedrift med guldminedrift, hvorfor processen kaldes minedrift bliver klar. I begge former for minedrift sætter minearbejdere i arbejde og belønnes med et usirkuleret aktiv. I guldminedrift graves naturligt forekommende guld, der var uden for økonomien, op og bliver en del af det guld, der cirkulerer inden for økonomien.

I cryptocurrency-minedrift udføres arbejde, og processen ender med, at der oprettes nye cryptocurrency og føjes til blockchain-hovedbogen. I begge tilfælde sælger minearbejdere, efter at have modtaget deres belønning - det udvindede guld eller den nyoprettede cryptocurrency, det til offentligheden for at inddrive deres driftsomkostninger og få deres fortjeneste ved at placere den nye valuta i omløb.

Cryptocurrency-gruvearbejdernes arbejde er naturligvis anderledes end en guldminearbejder, men resultatet er stort set det samme: Begge tjener penge. Til cryptocurrency mining, foregår alt arbejdet på en minedatamaskine eller en rig, der er forbundet til cryptocurrency-netværket - ingen burroridder eller spaltet guldpannere kræves!

Krypterminerens rolle

Cryptocurrency-minearbejdere tilføjer transaktioner til blockchain, men forskellige cryptocurrencies bruger forskellige minedriftmetoder, hvis cryptocurrency overhovedet bruger minedrift. (De fleste cryptocururrency bruger ikke minedrift.) Forskellige metoder til minedrift og konsensus bruges til at bestemme, hvem der opretter nye blokke af data, og hvordan nøjagtigt blokke tilføjes til blockchain.

Hvordan du miner en bestemt cryptocurrency varierer lidt afhængigt af typen af ​​cryptocurrency, der udvindes, men det grundlæggende er stadig det samme: Minedrift skaber et system til at opbygge tillid mellem parter uden at have behov for en enkelt autoritet og sikrer, at alles cryptocurrency-saldo er up-to- dato og korrekt i blockchain-hovedbogen.

Arbejdet udført af minearbejdere består af et par hovedhandlinger:

  • Verificering og validering af nye transaktioner Indsamling af disse transaktioner og bestilling af dem i en ny blok Tilføje blokken til hovedbokens kæde af blokke (blockchain) Broadcasting af den nye blok til cryptocurrency nodenetværket

Den foregående cryptocurrency-minedrift er et vigtigt arbejde, der er nødvendigt for den fortsatte udbredelse af blockchain og dens tilknyttede transaktioner. Uden det fungerer blockchain ikke. Men hvorfor skulle nogen gøre dette arbejde? Hvad er incitamenterne for miner?

Bitcoin-miner har faktisk et par incitamenter (andre cryptocururrency fungerer muligvis på en anden måde):

  • Transaktionsgebyrer: Der betales et lille gebyr af hver person, der bruger cryptocurrency for at få transaktionen tilføjet til den nye blok; minearbejderen, der tilføjer blokken, får transaktionsgebyrerne. Blokstilskud: Nyt oprettet cryptocurrency, kendt som bloktilskud, udbetales til minearbejderen, der med succes tilføjer en blok til hovedbogen.

Tilsammen kaldes gebyrer og tilskud som blokbelønning. I Bitcoin begyndte bloktilskuddet ved 50 BTC. (BTC er tickersymbolet for bitcoin.) Blokstilskuddet på dette tidspunkt er 12,5 BTC. Blokstilskuddet halveres hver 210.000 blokke eller omtrent hvert fjerde år; engang omkring maj 2020 halveres det igen til 6,25 BTC pr. blok.

Billedet nedenfor fra BlockChain.com blockchain explorer viser et bloktilskud, der udbetales til en adresse, der ejes af minearbejderen, der føjede blokken til blockchain. I nærheden af ​​toppen kan du se, at der betales 12,5 BTC som tilskud; den faktiske sum, som minearbejderen har modtaget (den fulde belønning, 13.24251028 BTC) er større, fordi den også inkluderer transaktionsgebyrer for alle transaktioner i blokken.

cryptocurrency minedriftstransaktioner

At gøre cryptocurrency troværdig

For at en cryptocurrency skal fungere, skal flere betingelser være opfyldt af protokollen. Jan Lanksys liste over 6 faktorer er især nyttig. (Jan er en cryptocurrency akademisk undervisning på et universitet i Den Tjekkiske Republik). Som det kan ses, er minedrift (i de mineable cryptocurrencies, ikke-mineable valutaer forskellige mekanismer) en integreret del af at sikre, at disse betingelser er opfyldt.

  • Systemet kræver ikke en central myndighed og vedligeholdes gennem distribueret konsensus. Det vil sige, at alle er enige om saldoen forbundet med adresser i blockchain-hovedbogen. Minedrift er en integreret del af tilføjelsen af ​​transaktioner til blockchain og opretholdelse af konsensus. Systemet holder styr på cryptocurrency-enheder og deres ejerskab. Balancer kan påvises på ethvert tidspunkt. Minedrift tilføjer transaktioner til blockchain på en måde, der bliver uforanderlig - blockchain kan ikke ændres. Hvis blockchain viser, at din balance er fem bitcoin, så ejer du absolut fem bitcoin! Systemet definerer, om der kan oprettes nye cryptocurrency-enheder, og i bekræftende fald definerer systemet omstændighederne for deres oprindelse og hvordan man fastlægger ejerskabet af disse nye enheder. En fast udstedelse eller inflation er foruddefineret. Minedrift giver en måde at frigive nye cryptocurrency i cirkulation til en forudbestemt, kontrolleret sats, hvor ejerskabet tildeles gruvearbejderen. Ejerskab af cryptocurrency-enheder bevises ved hjælp af kryptografi. De tre betingelser for ægthed, ikke-afvisning og uforanderlighed er opfyldt ved hjælp af kryptografi. Minearbejdere, der bruger kryptografi, verificerer, at transaktionsanmodninger er gyldige, før de tilføjes dem til en ny blok. Gruvearbejderen verificerer, at transaktionsanmodningen er for et beløb, der er tilgængeligt for krypteringsindehaveren, at ejeren korrekt har underskrevet anmodningen med sin private nøgle for at bevise ejerskab, og at den modtagende adresse er gyldig og i stand til at acceptere overførslen. Systemet tillader, at der udføres transaktioner, hvori ejerskabet af de kryptografiske enheder ændres. Transaktioner kan kun indsendes af afsendere, der kan bevise ejerskab af den overførte cryptocurrency. Cryptocurrency-ejere beviser ejerskab ved at underskrive transaktioner ved hjælp af adresserne, der er knyttet til den private nøgle. Minedrift er den proces, hvor transaktioner gennemføres, og minearbejdere verificerer ejerskabet, før de tilføjes transaktionen til blockchain. Hvis der samtidig indtastes to forskellige instruktioner til ændring af ejerskabet til de samme kryptografiske enheder, udfører systemet højst en af ​​dem. Der er ingen mulighed for nogen til at dobbelt bruge den samme enhed. Problemet med dobbeltudgifter var et, der svækkede tidligere digitale valutaer. Men med moderne cryptocurrencies, dyrlæger minearbejdere transaktioner, der søger blockchain-posten over transaktioner for at afgøre, om ejeren faktisk har tilstrækkelig balance i det øjeblik. Hvis der ikke tages højde for en tilstrækkelig saldo inden for brugsadressen (input-adressen) i transaktionsanmodningen, afvises transaktionen af ​​nodesoftwaren og udvindes aldrig på blockchain. Hvis den samme afsender har to eller flere afventende transaktionsanmodninger, men ikke ejer nok cryptocurrency til at dække dem alle, kan minearbejdere beslutte, hvilket af anmodningerne der er gyldigt. Yderligere transaktioner kasseres for at undgå dobbeltforbrug af den samme valuta.

Hvis ikke en af ​​disse seks betingelser ikke er opfyldt, mislykkes et cryptocurrency, fordi det ikke kan skabe tillid nok til, at folk kan bruge det pålideligt. Minedriftsprocessen størkner og opfylder alle disse betingelser.

De byzantinske generaler

Der er en sindøvelse kendt som det byzantinske generals problem (eller den byzantinske fejl, fejlskredet og forskellige andre ting), der illustrerer problemet, som cryptocurrency konsensusalgoritmer søger at løse.

Det overordnede problem? Du prøver at nå til enighed; i cryptocurrency, prøver du at nå til enighed om historien med valutatransaktioner. Men i et cryptocurrency-netværk, et distribueret computersystem med lige store, har du tusinder, måske titusinder af computere (noder); i Bitcoin-netværket har du i øjeblikket 80.000 til 100.000 knudepunkter.

Men ud af disse titusinder af systemer vil nogle have tekniske problemer; hardwarefejl, fejlkonfiguration, forældet software, ukorrekte routere og så videre. Andre vil være upålidelige; de vil søge at udnytte svagheder til den økonomiske gevinst for de mennesker, der kører noden (de drives af "forrædere"). Problemet er, at nogle noder af forskellige grunde kan sende modstridende og defekt information.

Så nogen kom med en slags lignelse eller metafor, det byzantinske generals problem. (En fyr ved navn Leslie Lamport Shostak fortalte denne historie først i 1980 i et papir, der var relateret til generelle spørgsmål om pålidelighed i distribuerede computersystemer.)

Oprindeligt navngivet det albanske generalproblem, blev det omdøbt efter et længe nedlagt imperium for ikke at fornærme nogen albanere! (Selvom der i denne sammenkoblede verden af ​​konstant overtrædelse af sociale medier skal der i det mindste være nogle fornærmede beboere i Istanbul.)

Tilsyneladende distribuerede computere synes godt om at sidde rundt og udtænke disse små metaforer; der er spisefilosofens problem, læsere / forfatterproblemer og så videre. Faktisk stammede det byzantinske generalproblem fra det kinesiske generalproblem.

Ideen er ideen som beskrevet i originalopslaget:

”Vi forestiller os, at adskillige divisioner af den byzantinske hær lejr uden for en fjendtlig by, hver afdeling befalet af sin egen general. Generalerne kan kun kommunikere med hinanden af ​​messenger. Efter at have observeret fjenden, skal de beslutte en fælles handlingsplan. Nogle af generalerne kan dog være forrædere og forsøge at forhindre, at de loyale generaler nåede til enighed. Generalerne skal have en algoritme for at garantere, at A. Alle loyale generaler beslutter den samme handlingsplan…. [Og] B. Et lille antal forrædere kan ikke få de loyale generaler til at vedtage en dårlig plan. ”

(Søg online efter byzantinske generaler problem leslie lamport robert shostak marshall pease, hvis du er interesseret i at se originalen.)

Det er problemet, som cryptocurrency-konsensusalgoritmer, som de er kendt, forsøger at løse. Hvordan kommer generalerne (computerknudepunkterne) med enighed (alle er enige om den samme handlingsplan - eller transaktionsbok) og undgår at blive villet af et lille antal forrædere (defekt udstyr og hackere)?

Ser man på cryptocurrency miner

For at have en chance for minedrift belønningen, skal crypto minearbejdere indstille deres minerigge (computerudstyret) og køre denne cryptocurrency tilhørende minesoftware.

Afhængig af hvor mange ressourcer kryptomineren begår, har han eller hun en proportional chance for at være den heldige miner, der får at skabe og kæde den seneste blok; jo flere ressourcer der er ansat, jo større er chancen for at vinde belønningen. Hver blok har et forudbestemt betalingsbeløb, der belønnes til den sejrrige minearbejder for deres hårde arbejde at bruge som de ønsker.

Så hvordan vælges den vindende miner? Det kommer an på. I de fleste tilfælde anvendes en af ​​to grundlæggende to metoder:

  • Bevis for arbejde: I henhold til beviset for arbejdsmetoden skal gruvearbejderen udføre en opgave, og den første minearbejder, der fuldfører opgaven, tilføjer den seneste blok til blockchain og vinder blokbelønningen, bloktilskuddet og transaktionsgebyrer. Bitcoin og andre kryptokurser, såsom Ether (i øjeblikket kan det skifte til Proof of Stake på et tidspunkt), Bitcoin Cash, Litecoin og Dogecoin, bruger bevis på arbejde. Bevis for indsats: I beviset for indsatssystem vælger softwaren en af ​​cryptocurrency-knudepunkterne for at tilføje den nyeste blok, men for at være i gang skal noder have en indsats, hvilket generelt betyder, at de skal eje en en vis mængde cryptocurrency. Cryptocurrency-netværket vælger minearbejderen, der vil tilføje den næste blok til kæden baseret på en kombination af tilfældigt valg og mængde af indsats - for eksempel med nogle cryptocurrencies, jo mere ejet cryptocurrency og jo længere det har været ejet, jo mere sandsynligt er det miner skal vælges. (Det er som at eje lotterier; jo mere du ejer, jo mere sandsynligt er det, at du vinder.) Med andre cryptocurrencies foretages valget sekventielt, en efter en, fra en kø af forudvalgte minearbejdere.

Da Bitcoin først startede, var alle med en simpel desktopcomputer i stand til at mine. Den værende miner blev blot downloadet Bitcoin-minesoftwaren, installerede den og lad BTC rulle ind! Efterhånden som tiden gik, steg konkurrencen.

Hurtigere og mere kraftfulde computere blev bygget og brugt til minedrift. Til sidst blev specialiserede behandlingschips kaldet Application Specific Integrated Circuits (ASIC) udviklet. En ASIC er, som navnet antyder, en computerchip designet til et specifikt formål, såsom visning af grafik i høj opløsning hurtigt, kørsel af en smartphone eller udførelse af en bestemt form for beregning.

Specifikke ASIC'er er designet til at være yderst effektive til de beregningsformer, der kræves til cryptocurrency mining - for eksempel til Bitcoin mining. En sådan chip kan være 1.000 gange mere effektiv ved Bitcoin-minedrift end chippen på din pc, så i dagens Bitcoin-minedrift-miljø går det ASIC eller gå hjem!

For kryptokurvalutaer med høj vanskelighed, såsom Bitcoin, er det ideelle minedriftmiljø et med:

  • Lave hardwareomkostninger: Disse udvindingsinstallationer er ikke gratis. Lave temperaturer: Lavere temperaturer gør det lettere at afkøle mine miner. Lave elektricitetsomkostninger: Minerigge kan bruge en masse strøm. Hurtige, pålidelige internetforbindelser: Du skal kommunikere hurtigt med cryptocurrency netværket med minimal nedetid, fordi du konkurrerer med andre minearbejdere.

Frygt dog ikke! Med mange forskellige kopier og efterligning af Bitcoin, der kører udbredt, er Bitcoin ikke længere det eneste spil i byen, og du kan finde masser af alternative mining-valg, med forskellige niveauer af krævet computerkraft. I dag er nogle af de mest rentable cryptocururrency til mine, mindre kendte og kan udvindes ved hjælp af computerhårdvaren på grund af hylden på grund af mindre strenge vanskelighedsniveauer, der er forbundet med lavere popularitet og vedtagelse.

I øjeblikket finder en stor del af den globale cryptocurrency-mining sted i Kina, måske tre gange så meget som den næste nærmeste nation (De Forenede Stater). En kombination af billig elektricitet og let adgang til billige computerkomponenter til bygning af minerigge giver Kina en fordel, som kinesiske minearbejdere har gearet og hidtil har opretholdt, selv med deres regerings tilsyneladende afvisning af cryptocurrencies.

Dette er et bevis på, hvor robust og vanskeligt at lukke distribuerede cryptocurrency-systemer som Bitcoin er.

At få kryptovalutaen til at gå rundt

En cryptocurrency har værdi, fordi et stort antal mennesker samlet tror, ​​at det gør det. Men hvorfor tror de, at cryptocurrency har værdi? Svaret er tillid.

En indehaver af Bitcoin kan stole på, at deres Bitcoin vil være i deres tegnebog en dag fra nu eller 10 år fra nu. Hvis de vil undersøge, hvordan systemet fungerer, kan de revidere kodebasen for at forstå systemet på et dybere niveau for at se, hvordan tillid opretholdes.

Men hvis de ikke har skillet eller datalogi-viden til revision af kode, kan de vælge at stole på, at andre mennesker, der er mere vidende end dem, forstår og overvåger systemet; de kan stole på det overordnede blockchain-samfund, der styrer det bestemte cryptocurrency.

Uden minefunktionen, der understøtter det distribuerede peer-to-peer cryptocurrency-system, ville denne kollektive tillid (baseret på beviset for kollektivt arbejde over for kæden) ikke eksistere.

Cryptocurrency-minedrift sørger for, at dine saldi ikke ændres uden din tilladelse. Det stimulerer alle til at opføre sig korrekt og straffe dem, der ikke gør det. Det skaber en digital form for værdioverførsel, som hver enkelt bruger kan stole på som en ligestillet peer i netværket, fordi hver del af systemet er justeret til et formål: at give en sikker måde at oprette, verificere og overføre ejerskab af digitalt knappe kryptografiske enheder.