Bitcoin mijnen: een complete gids

Het mijnen van Bitcoin is een proces dat Bitcoin-transacties valideert en nieuwe Bitcoin (BTC) in omloop brengt.

Het mijnen van Bitcoin helpt bij:

• Het stimuleren van mijners, die nieuwe transacties voorstellen en verifiëren voor de Bitcoin-blockchain.

• Het beveiligen van de Bitcoin-blockchain tegen aanvallen.

• Het beheren van de creatie en stroom van nieuwe eenheden van de Bitcoin-cryptocurrency die voor het eerst op de markt komen.

Net als het fysiek delven van edelmetalen zoals goud, vereist het mijnen van Bitcoin gespecialiseerde hardware, energie en een beetje geluk.

Maar in plaats van schoppen en pannen nemen Bitcoin-mijners het tegen elkaar op met speciaal gebouwde computerapparatuur. 

Het doel van elke mijner is om een op cryptografie gebaseerde’wedstrijd te winnen. De winnaar van elke ronde ontvangt een felbegeerde blokbeloning voor de inspanningen. Deze krijgt ook het recht om een nieuw blok met wachtende transactiegegevens voor te stellen om aan de blockchain toe te voegen.

Als dit allemaal nieuw voor je is, lees dan hieronder onze complete gids over het mijnen van Bitcoin.

Als u echter een diepgaander en technischer inzicht wilt, dan is het misschien interessant om ons artikel Hoe gebruiken cryptocurrency's cryptografie? te bekijken.

Het consensusmechanisme van een blockchain is een computergestuurd systeem dat ervoor zorgt dat deelnemers in een gedecentraliseerd netwerk consensus kunnen bereiken over nieuwe gegevens die op de blockchain komen.

Omdat Bitcoin-blokken en de transactiegegevens erin permanent worden zodra ze aan de blockchain zijn toegevoegd, is het cruciaal dat deze informatie geldig is. 

Het netwerk moet er bijvoorbeeld voor zorgen dat mensen geen geld proberen over te maken dat ze eigenlijk niet hebben, of hetzelfde saldo “dubbel uitgeven” door het tegelijkertijd naar twee verschillende mensen te sturen

Consensusmechanismen helpen het netwerk om het collectief eens te worden over deze vragen om ervoor te zorgen dat nieuwe transacties de regels van het protocol volgen voordat ze permanent aan de blockchain worden toegevoegd.

Er zijn verschillende consensusmechanismen die gebruikt kunnen worden op een op blockchain gebaseerd netwerk, elk met zijn eigen specifieke methode om oneerlijke gebruikers eruit te filteren. 

Bitcoin gebruikt het proof-of-work (PoW) consensusmechanisme; een systeem dat rekenkracht en energie gebruikt om ervoor te zorgen dat deelnemers handelen in het beste belang van het netwerk. 

Deze methode maakt gebruik van principes uit de speltheorie, een wiskundige studie van hoe mensen met elkaar omgaan. Door van deelnemers te eisen dat ze een belang in het spel hebben, door apparatuur aan te schaffen en de operationele kosten te dekken, helpt het Proof-of-Work-systeem om kwaadwillenden ervan te weerhouden om te proberen het netwerk te corrumperen.

Je kunt meer te weten komen over proof-of-work en andere soorten consensusmechanismen in Krakens Leercentrum-artikel Wat is een blockchainconsensusmechanisme?

Simpel gezegd is het mijnen van Bitcoin een race om een spel van toeval te winnen dat zich ongeveer elke tien minuten herhaalt.

Hierbij gebruiken mijners gespecialiseerde machines om willekeurige waarden te genereren. Degene die een waarde genereert die de doelwaarde verslaat, wint. Het lastige is dat mijnwerkers geen controle hebben over de waarden die ze genereren. Ze moeten simpelweg nieuwe waarden blijven genereren in de hoop dat ze uiteindelijk een winnende tegenkomen.

Zodra iemand dat doet, stuurt diegene de waarde naar alle andere mijners in het netwerk om de geldigheid ervan te controleren.

Een eenvoudigere manier om dit proces te begrijpen is door te denken aan duizenden mensen die geblinddoekt een Rubiks-kubus proberen op te lossen, allemaal tegelijk. 

Aan het begin heeft iedereen een eigen, identieke kubus. Wanneer de wedstrijd start, begint iedereen willekeurig de kubus te draaien totdat een surveillant een winnaar uitroept. De rest van de deelnemers doet de blinddoek af en inspecteert de kubus van de winnaar om te controleren of voltooid is. Daarna begint de wedstrijd opnieuw.

Snap je het tot zo ver? Laten we wat verder gaan. 

Om precies te zijn, concurreren mijners met elkaar door speciaal gebouwde computers te gebruiken om cryptografische hashes te genereren — meestal vele miljoenen per seconde — in de hoop de eerste te zijn die de juiste hash raadt.

Je kunt elke nieuwe hash zien als één draai van een Rubiks-kubus. 

De mijner die als eerste de juiste hash raadt, verdient het recht om dat blok aan de blockchain toe te voegen. In ruil voor het werk ontvangt de mijner de blokbeloning.

Hashes zijn codes met een vaste lengte die worden geproduceerd als iemand een willekeurige invoer door een cryptografische hashfunctie haalt.

Je kunt cryptografische hashfuncties zien als magische codemachines die alles kunnen gebruiken, van een enkele letter tot een encyclopedie, en er een volledig unieke en willekeurige code van vaste lengte van kunnen maken.

In de loop der jaren zijn er verschillende soorten hashalgoritmen ontstaan. Elk gebruikt een andere methodologie om invoer om te zetten in gerandomiseerde codes.

Het Bitcoin-netwerk gebruikt het Secure Hash Algorithm 256 (SHA-256), dat oorspronkelijk is ontwikkeld door de Amerikaanse National Security Agency (NSA).

SHA-256-hashes zijn hexadecimale codes met een vaste lengte van 28 tekens die een mix bevatten van de cijfers 0-9 en de letters A-F. 

Het maakt niet uit hoe klein of groot de invoer is, er wordt altijd een code geproduceerd van exact dezelfde lengte. Als je bijvoorbeeld het woord “Hallo” of een compleet boek van Lord of the Rings door het SHA-256-algoritme haalt, krijg je twee unieke hashcodes van 28 tekens.

Hashes zijn van vitaal belang in het mijnproces omdat ze een aantal unieke eigenschappen bezitten.

Hashes zijn:

• Deterministisch: dezelfde invoer zal altijd exact dezelfde hashcode opleveren.

• Unidirectioneel: hoewel het makkelijk is om invoer om te zetten in een hash, is het onmogelijk om aan de hand van de uitvoer te weten wat de invoer was.

• Willekeurig: hashcodes lijken niet op hun invoer.

• Uniek: geen twee hashes zijn ooit hetzelfde.

Wat zo bijzonder is aan deze functies is dat als iemand ook maar een klein deel van de invoer aanpast, er een totaal andere uitvoer ontstaat.

Als je bijvoorbeeld één letter in een Lord of the Rings-boek zou veranderen, zou dat een compleet nieuwe hashcode opleveren, totaal anders dan de eerste.

Iedereen kan hashes maken door willekeurige invoer door een cryptografische hashfunctie te halen. Je kunt het ook zelf proberen met een gratis online hashcalculator.

Om de Bitcoin-mijncompetitie te winnen en blokbeloningen te verdienen, moeten mijners een hash genereren met een gelijke of lagere waarde dan een doel dat automatisch is ingesteld door het Bitcoin-protocol zelf. Deze waarde staat bekend als de doelhash.

Elke doelhash heeft een bepaald aantal voorloopnullen. Afhankelijk van de huidige mijnmoeilijkheid, die ook automatisch wordt bepaald door het protocol, kunnen er slechts een paar voorloopnullen zijn of juist veel.

Hoe meer voorloopnullen een doelhash heeft, hoe moeilijker het is voor mijners om deze te verslaan en omgekeerd.

Een typische Bitcoin-doelhash zou er bijvoorbeeld zo uit kunnen zien.

00000000000a28ba41fe240e0b37

Een makkelijker te verslaan hash zou er als volgt uit kunnen zien.

000agh3h5g6711deabcc650918d9

Is het je opgevallen dat er duidelijk minder voorloopnullen zijn?

Hoewel dit misschien triviaal lijkt, maakt het toevoegen van slechts één extra nul vooraan de wedstrijd vele honderden keren moeilijker om te winnen. 

Je kunt het zien als het verschil tussen een munt opgooien en drie keer achter elkaar kop krijgen tegenover twintig keer achter elkaar.

De doelhash voor elk nieuw blok transacties wordt eerst naar het netwerk gestuurd als onderdeel van het vorige blok. Deze informatie wordt opgeslagen in de blokheader, een deel van het Bitcoin-blok waarin verschillende belangrijke stukken identificerende informatie worden opgeslagen.

In de blokheader staat ook een waarde die een nonce wordt genoemd, een afkorting voor “number used once” (eenmalig gebruikt nummer). 

Bij het genereren van een hash om de doelhash te verslaan, nemen alle mijners de blokheader van het vorige blok, veranderen de nonce in een nieuw getal en halen dat door het SHA-256-hashalgoritme. Elke keer dat de noncewaarde wordt veranderd, wordt er een geheel nieuwe hash geproduceerd.

Omdat het onmogelijk is voor mijners om te weten welke invoer welke hashes oplevert, is het verslaan van het doel slechts een kwestie van proberen. 

Het proces van raden en controleren gaat door totdat een mijner een hash genereert die hetzelfde aantal of meer voorloopnullen heeft als de doelhash.

De winnende mijner stelt vervolgens een nieuw blok met transactiegegevens voor aan alle andere mijners op de blockchain, zodat zij dit onafhankelijk kunnen verifiëren. Deze andere mijners, die de mijnwedstrijd niet hebben gewonnen, verifiëren onafhankelijk het voorgestelde blok om zeker te zijn dat het geldig is.

Het gemak of de moeilijkheidsgraad van het winnen van de mijnwedstrijd en het verdienen van de blokbeloning komt neer op drie sleutelfactoren:

1. Hashsnelheid.

2. Moeilijkheidsgraad van mijnen.

3. Apparatuur.

Hashsnelheid

De hashsnelheid is een meetwaarde die wordt gebruikt om de totale rekenkracht van alle mijners in een blockchainnetwerk te volgen. In het kort combineert het aantal hashes per seconde dat elke mijner met zijn machines produceert. 

Deze meetwaarde geeft inzicht in de totale omvang van het mijnnetwerk van een blockchain en hoe veilig het is tegen meerderheidsaanvallen.

Als de hashsnelheid van een netwerk stijgt, leidt dat vaak tot een hogere moeilijkheidsgraad voor het mijnen en omgekeerd.

Om terug te komen op het voorbeeld van de Rubiks-kubus: hoe meer mensen met elkaar concurreren om de kubus op te lossen, hoe kleiner de kans dat je wint.

Moeilijkheidsgraad van mijnen

Het Bitcoin-protocol heeft een ingebouwde functie die automatisch de moeilijkheidsgraad van de mijncompetitie aanpast om ervoor te zorgen dat mijners nieuwe blokken blijven ontdekken zo dicht mogelijk bij de bloktijddoelstelling van 10 minuten.

Zoals hierboven vermeld, komt nieuw gemunte Bitcoin in omloop via blokbeloningen, telkens wanneer een mijner de winnende doelhash behaalt en het recht krijgt om een nieuw blok toe te voegen aan de blockchain.

Om ervoor te zorgen dat nieuwe munten niet de markt overspoelen terwijl het netwerk aanzwelt met een steeds meer nieuwe mijners, werd voorafgaand aan de lancering een algoritmisch systeem voor het aanpassen van de moeilijkheid toegevoegd aan het protocol van Bitcoin door de maker, Satoshi Nakamoto, om dit probleem op te lossen.

Het moeilijkheidsalgoritme voor het mijnen van Bitcoin is zo opgezet dat het protocol na elke 2.016 blokken (ongeveer elke twee weken) controleert hoelang het mijners heeft gekost om de winnende hash voor elk blok te ontdekken en die tijd vergelijkt met de 20.160 minuten die het zou moeten duren (10 x 2.016) 

Als er plotseling een piek is in het aantal mensen dat Bitcoin mijnt en er te snel nieuwe blokken worden ontdekt, zal het algoritme de beoogde hashmoeilijkheid verhogen (door het aantal voorloopnullen te verhogen) om de mijners af te remmen. 

Omgekeerd, als het aantal mijners afneemt of als het te lang duurt voordat ze nieuwe blokken ontdekken, zal het algoritme latere doelhashes makkelijker maken (door het aantal voorloopnullen te verminderen).

Zie het als het aanpassen van de moeilijkheidsgraad van een Rubiks-kubus door het aantal rijen van de kubus te verhogen of verlagen.

Een 3x3 kubus is bijvoorbeeld veel gemakkelijker op te lossen zijn dan een 5x5 kubus, enzovoort.

Apparatuur

Om een concurrentievoordeel te verkrijgen ten opzichte van anderen in het netwerk, gebruiken veel mijners ASIC-mijnmachines (Application-Specific Integrated Circuits). Deze machines zijn in staat om honderden miljoenen hashes per seconde te genereren en kunnen parallel worden uitgevoerd om eigenaren een grotere kans te geven op het winnen van blokbeloningen.

Verschillende grote bedrijven, waaronder Riot Platforms, Marathon Digital en CleanSpark Inc., beheren momenteel enorme cryptomijnfaciliteiten met duizenden ASIC-mijnmachines.

De deelname van deze grotere organisaties heeft de totale hashsnelheid van Bitcoin drastisch verhoogd, waardoor het steeds moeilijker wordt om nieuwe blokken te ontdekken.

Het is voor iedereen mogelijk om op elk moment te zien wat de huidige hashsnelheid van Bitcoin is, met behulp van meerdere gratis online hashsnelheidgrafieken.

Ben je, nu je alles over het mijnen van Bitcoin hebt geleerd, klaar om volgende stap te zetten op je cryptoreis?

Klik op de knop hieronder om vandaag nog Bitcoin te kopen op Kraken!