Bitcoin-mining: En komplet vejledning

Bitcoin-mining er en proces, der validerer bitcoin-transaktioner og sender nye bitcoin (BTC) i cirkulation.

Bitcoin-mining hjælper med at:

• motivere miners, der foreslår og verificerer nye transaktioner for Bitcoin-blockchain.

• sikre Bitcoin-blockchain mod angreb.

• håndtere oprettelsen og flowet af nye enheder af bitcoin-kryptovalutaen, der kommer ind på markedet for første gang.

Ligesom med fysisk mining af ædelmetaller såsom guld kræver mining af bitcoin specialiseret hardware, energi og lidt held.

Men i stedet for skovle og vaskepander konkurrerer bitcoin-miners mod hinanden ved at bruge specialbygget computerudstyr. 

Hver miners mål er at vinde en kryptografibaseret konkurrence. Vinderen af hver runde modtager en meget eftertragtet blokbelønning for sin indsats. Vedkommende får også ret til at foreslå en ny blok af ventende transaktionsdata, som kan blive tilknyttet blockchain.

Hvis alt dette er nyt for dig, så kan du fortsætte med at læse vores komplette vejledning til bitcoin-mining nedenfor.

Hvis du derimod ønsker en dybere og mere teknisk forståelse, kan du være interesseret i at læse vores artikel Hvordan bruger kryptovalutaer kryptografi?

Før vi dykker ned i mekanikken bag bitcoin, er det vigtigt at forstå, hvorfor bitcoin-mining overhovedet forekommer.

Bitcoin-netværket styres ikke af en centralbank, en magtfuld milliardær eller en mellemliggende pengeinstitut. Det styres kollektivt af frivillige spredt over hele kloden, og alle kan deltage. 

Dette betyder, at bitcoin er afhængigt af samarbejdet mellem sine brugere for at fungere. Som belønning for at dedikere sin computerkraft til at validere transaktioner, belønner protokollen miners med nye enheder af bitcoin-kryptovaluta. 

Ved at motivere samarbejde hjælper miners kollektivt med at sikre netværket ved at gøre det prohibitivt dyrt for ondsindede aktører at få majoritetskontrol over det.

For bedre at forstå bitcoins decentralisering kan vi kigge på en traditionel, centralt styret virksomhed som Uber. 

Forestil dig, hvis Uber blev kollektivt styret af sine millioner af taxichauffører og appbrugere, i stedet for en udvalgt gruppe af direktører. I denne mere decentraliserede model for Uber ville alle involverede parter kollektivt blive enige om, hvordan chaufførerne blev betalt, og hvordan appen til at bestille kørsel skulle fungere – i stedet for at disse beslutninger blev truffet for dem af ledelsen.

I stedet for at virksomheden styrede vigtige roller såsom administration og appudvikling, ville alle i verden desuden kunne bidrage til disse roller hjemmefra ved at bruge deres egne enheder. Dette kunne skabe et meget mere tilgængeligt og gennemsigtigt økosystem for alle.  

Når det så er sagt, kan dette niveau af decentralisering rejse nogle alvorlige spørgsmål; hvis alle kan deltage i netværket, og der ikke er nogen enkelt myndighed til at overvåge dets drift, for hvordan kan det afskrække uærlige mennesker fra at forsøge at korrumpere netværket, og hvordan kan det sikre, at alle samarbejder effektivt?

Det er her blockchain-konsensusmekanismen kommer ind.

Kort sagt er bitcoin-mining et kapløb om at vinde heldet i et spil, der gentager sig cirka hver tiende minut.

Det omfatter miners, der bruger specialiserede maskiner til at generere tilfældige værdier. Den, der genererer en værdi, som slår målværdien, vinder. Den svære del er, at miners ikke har kontrol over de værdier, de skaber. De skal bare fortsætte med at generere nye værdier i håbet om, at de til sidst falder over den, der vinder.

Når nogen gør det, sender de deres værdi til alle andre miners i netværket for at tjekke dens gyldighed.

En lettere måde at forstå denne proces på er ved at tænke på tusindvis af mennesker, der prøver at løse en Rubiks terning med bind for øjnene på samme tid. 

I starten har hver person deres egen identisk blandede terning. Når konkurrencen begynder, begynder alle tilfældigt at dreje deres terninger, indtil en tilsynsførende annoncerer en vinder. Resten af deltagerne tager deres bind for øjnene af og inspicerer vinderens terning for at bekræfte fuldførelsen. Så starter konkurrencen forfra.

Giver det mening indtil videre? Lad os dykke lidt dybere ned. 

For at være mere specifik konkurrerer miners mod hinanden ved at bruge specialbyggede computere til at generere kryptografiske hashes – normalt mange millioner af dem pr. sekund – i håbet om at være den første til at gætte den rigtige hash.

Du kan tænke på hver ny hash som et enkelt træk på en Rubiks terning. 

Den miner, der først gætter den korrekte hash, får ret til at føje den blok til blockchain. Som betaling for sit arbejde modtager den på gældende miner blokbelønningen.

En blockchain-konsensusmekanisme er et computerdrevet system, der sikrer, at deltagere i et decentraliseret netværk kan nå til enighed om nye data, der kommer ind i blockchain.

Fordi bitcoin-blokke og transaktionsdataene inden i dem bliver permanente, når de føjes til denne blockchain, er det afgørende, at disse oplysninger er gyldige. 

For eksempel skal netværket sikre, at folk ikke forsøger at overføre midler, som de faktisk ikke har, eller "bruge den samme saldo to gange" ved at sende den til to forskellige personer på samme tid.

Konsensusmekanismer hjælper netværket med kollektivt at blive enige om disse spørgsmål for at sikre, at nye transaktioner følger protokollens regler, før de permanent føjes til blockchain.

Der er en række forskellige konsensusmekanismer, som kan anvendes på et blockchain-baseret netværk, hver med sin egen specifikke metode til at bortfiltrere uærlige brugere. 

Bitcoin bruger PoW-konsensusmekanismen (proof-of-work) – et system, der omfatter computerkraft og energi for at sikre, at deltagerne handler i netværkets bedste interesse. 

Denne metode udnytter principper fra spilteori – en matematisk undersøgelse af, hvordan mennesker interagerer med hinanden. Ved at kræve, at deltagerne har noget på spil – køb af udstyr og dækning af driftsomkostninger – hjælper PoW-systemet med at afskrække dårlige aktører fra at forsøge at korrumpere netværket.

Du kan få mere at vide om proof-of-work og andre typer konsensusmekanismer i vores artikel i Kraken Learn Center Hvad er en blockchain-konsensusmekanisme?

Hashes er koder med fast længde, der oprettes, når nogen kører en hvilken som helst form for input gennem en kryptografisk hashfunktion.

Du kan tænke på kryptografiske hashfunktioner som magiske kodemaskiner, der kan tage alt fra et enkelt bogstav til en encyklopædi og omdanne det til en helt unik og tilfældig kode med fast længde.

Gennem årene er der opstået forskellige typer hashalgoritmer. De bruger hver især en forskellig metode til at tage input og omdanne det til tilfældige koder.

Bitcoin-netværket bruger Secure Hash Algorithm 256 (SHA-256), som oprindeligt blev udviklet af det amerikanske NSA (National Security Agency).

SHA-256 hashes består af heksadecimale koder med fast længde på 28 tegn, der indeholder en blanding af tal mellem 0-9 og bogstaver mellem A-F. 

Det betyder ikke noget, hvor lille eller stort et input er; det vil altid generere en kode af præcis samme længde. Hvis man f.eks. kører enten det enkelte ord "Hej" eller en hel Lord of the Rings-bog gennem SHA-256-algoritmen, vil den producere to unikke hashkoder på 28 tegn.

Hashes er altafgørende i mining-processen, fordi de besidder en række unikke egenskaber.

Hashes er:

• Deterministiske – Det samme input vil altid producere præcis den samme hashkode.

• Envejs – Mens det er nemt at omdanne et input til en hash, er det umuligt at vide, hvad inputtet var ud fra outputtet.

• Tilfældige – Hashkoder ligner ikke deres input.

• Unikke – Ingen hashes er nogensinde de samme.

Det særlige ved disse funktioner er, at hvis blot en lille del af inputtet ændres af en person, skaber det et helt andet output.

Hvis du f.eks. ændrede et enkelt bogstav i en Lord of the Rings-bog, ville det skabe en helt ny hashkode, der ikke kan genkendes fra den første.

Enhver kan skabe hashes ved at køre ethvert input gennem en kryptografisk hashfunktion. Du kan endda prøve det selv ved at bruge en gratis online hashberegner.

For at vinde bitcoin-mining-konkurrencen og tjene blokbelønninger skal miners skabe en hash med en værdi, der er lig med eller lavere end et mål, der automatisk er sat af selve bitcoin-protokollen. Denne værdi er kendt som målhash.

Hver målhash vil have et bestemt antal nuller foran. Afhængigt af den nuværende mining-sværhedsgrad, som også er angivet automatisk af protokollen, kan der være nogle få nuller foran eller mange.

Jo flere nuller der er foran en målhash, jo sværere er det for miners at slå den, og omvendt.

En typisk bitcoin-målhash kan f.eks. se sådan ud:

00000000000a28ba41fe240e0b37

En målhash, der er lettere at slå, kan se sådan ud:

000agh3h5g6711deabcc650918d9

Lagde du mærke til, at den har betydeligt færre nuller foran?

Selvom dette kan virke trivielt, gør tilføjelsen af blot ét ekstra nul foran konkurrencen mange hundrede gange sværere at vinde. 

Du kan tænke på det som forskellen mellem at flippe en mønt og få den til at lande på plat tre gange i træk versus tyve gange i træk.

Målhashen for hver ny blok af transaktioner bliver først sendt til netværket som en del af den forrige blok. Disse oplysninger gemmes i blokheaderen, som er en del af bitcoin-blokken, der gemmer flere vigtige identifikationsoplysninger.

Også inde i blokheaderen er der en værdi kaldet en nonce, som er en forkortelse for "number used once" (nummer der bruges én gang). 

Når man skaber en hash for at slå målhashen, tager alle miners blokheaderen fra den forrige blok, ændrer nonce til et nyt nummer og kører det gennem SHA-256 hashalgoritmen. Hver gang nonce-værdien ændres, producerer den en helt ny hash.

Da det er umuligt for miners at vide, hvilke input der vil producere hvilke hashes, er det at slå målet simpelthen et spørgsmål om at prøve sig frem. 

Processen med at gætte og kontrollere fortsætter, indtil en miner lykkes med at skabe en hash, der har det samme eller flere nuller foran som den nuværende målhash.

Den vindende miner foreslår derefter en ny blok af transaktionsdata til alle de andre miners på blockchain, så de kan verificere den uafhængigt af hinanden. Disse andre miners, som ikke vandt mining-konkurrencen, verificerer uafhængigt af hinanden den foreslåede blok for at sikre, at den er gyldig.

Når mining-sværhedsgraden stiger, så gør omkostningerne forbundet med mining det også.

I nogle tilfælde kan det gøre det utrolig svært for solo-miners at arbejde over nulpunktsniveauer.

I disse scenarier beslutter mange uafhængige miners at samle deres ressourcer i såkaldte mining-puljer.

Mining-puljer deler deres processorkraft og deler proportionalt eventuelle blokbelønninger, de tjener, blandt alle medlemmer af puljen. 

I dag udføres størstedelen af bitcoin-mining af disse grupper, selvom det er muligt at udføre mining af kryptovaluta hjemmefra.

Letheden eller sværhedsgraden ved at vinde mining-konkurrencen og tjene blokbelønningen afhænger af tre vigtige faktorer:

1. Hashrate.

2. Sværhedsgrad af mining.

3. Udstyr.

Hashrate er en måling, der bruges til at spore den samlede beregningskraft af alle miners i et blockchain-netværk. Kort sagt kombineres antallet af hashes pr. sekund, som hver miner producerer med deres maskiner. 

Denne måling giver indsigt i den samlede størrelse af et blockchains mining-netværk og hvor sikkert det er mod majoritetsangreb.

Når et netværks hashrate stiger, fører det ofte til en øget sværhedsgrad af mining og omvendt.

Hvis vi lige vender tilbage til eksemplet med Rubiks terning: jo flere mennesker der konkurrerer om at løse terningen, jo lavere er chancerne for at vinde.

Bitcoin-protokollen har en indbygget funktion, der automatisk justerer sværhedsgraden af mining-konkurrencen for at sikre, at miners fortsætter med at opdage nye blokke så tæt på 10-minutters tidsmålet for blokken som muligt.

Som nævnt ovenfor kommer nyligt prægede bitcoins i cirkulation via blokbelønninger, hver gang det lykkes for en miner at slå målhashen, hvilket giver vedkommende ret til at føje en ny blok til blockchain.

For at sikre, at nye mønter ikke oversvømmer markedet, når netværket oppustes med et stadigt stigende antal nye miners, blev et algoritmisk system til justering af sværhedsgrad indkodet i bitcoins protokol af dens skaber, Satoshi Nakamoto, før lanceringen for at håndtere dette problem.

Algoritmen til sværhedsgraden af bitcoin-mining fungerer sådan, at efter hver 2.016 blokke (ca. hver anden uge) kontrollerer protokollen, hvor lang tid det tog for miners at opdage den vindende hash for hver blok og sammenligner den tid med de 20.160 minutter, det burde tage (10 x 2.016). 

Hvis der pludselig er en stigning i antallet af mennesker, der miner bitcoins, og nye blokke opdages for hurtigt, vil algoritmen øge sværhedsgraden af målhashen (øge antallet af nuller foran) for at bremse miners. 

Omvendt vil algoritmen gøre efterfølgende målhashes lettere (ved at reducere antallet af nuller foran), hvis antallet af miners falder, eller det begynder at tage for lang tid for dem at opdage nye blokke.

Tænk på det som at justere sværhedsgraden ved at løse en Rubiks terning ved at øge eller mindske antallet af rækker, terningen har.

En 3 x 3 terning ville for eksempel være meget lettere at løse end en 5 x 5 terning osv.

For at opnå en konkurrencefordel over andre i netværket bruger mange miners ASIC-mining-rigs (Application-Specific Integrated Circuits). Disse maskiner er i stand til at generere flere millioner hashes pr. sekund og kan køres parallelt for at give ejere en større chance for at vinde blokbelønninger.

Flere store offentlige virksomheder, herunder Riot Platforms, Marathon Digital og CleanSpark Inc., driver i øjeblikket enorme krypto-mining-faciliteter, der indeholder tusindvis af ASIC-mining-maskiner.

Deltagelsen af disse større virksomheder har dramatisk øget bitcoins samlede hashrate, hvilket gør det stadigt sværere at opdage nye blokke.

Det er muligt for alle at se, hvad den nuværende bitcoin-hashrate er på ethvert givet tidspunkt ved at bruge flere gratis online hashrate-diagrammer.

Når mining-sværhedsgraden stiger, så gør omkostningerne forbundet med mining det også.

I nogle tilfælde kan det gøre det utrolig svært for solo-miners at arbejde over nulpunktsniveauer.

I disse scenarier beslutter mange uafhængige miners at samle deres ressourcer i såkaldte mining-puljer.

Mining-puljer deler deres processorkraft og deler proportionalt eventuelle blokbelønninger, de tjener, blandt alle medlemmer af puljen. 

I dag udføres størstedelen af bitcoin-mining af disse grupper, selvom det er muligt at udføre mining af kryptovaluta hjemmefra.

Nu, hvor du har lært alt om bitcoin-mining, er du så klar til at tage det næste skridt på din kryptorejse?

Klik på knappen nedenfor for at købe bitcoin på Kraken i dag!