Как работи копаенето на биткойн?

В тази секция ще разгледаме по-отблизо две много важни части (и участници) на Bitcoin мрежата, които бяха представени за първи път в Модул 5:

• Bitcoin възли: Пазители на валидирането, чиято основна задача е да пазят копие на счетоводната книга на Bitcoin и да се уверяват, че всички транзакции са валидни и че всички спазват едни и същи правила. Като разпределя тази задача между много хора по целия свят, Bitcoin остава силен срещу потенциални измами, без да разчита на централизирана власт. Възлите помагат системата да остане надеждна и вярна на своя децентрализиран дух, където никой човек или група няма прекалено голяма власт над останалите.
• Bitcoin копачи: Архитекти на сигурността, които решават криптографски пъзели, използвайки мощни компютри и електричество. Те проверяват и потвърждават транзакциите, като се уверяват, че всичко е защитено. Тяхната изчислителна работа помага да се направи счетоводната книга (или блокчейнът) устойчива на злоумишлени действия, като прави промяната на блокчейна скъпа от гледна точка на енергия.

Заедно, Bitcoin възлите и копачите работят като екип, за да поддържат децентрализирана, сигурна и стабилна система — една наистина нова парична система, на която хората по целия свят могат да разчитат. Нека разгледаме тези роли по-подробно, за да разберем как допринасят за протокола на Bitcoin.

Bitcoin възлите може да звучат технически, но всъщност са просто софтуер, който съхранява копие на Bitcoin блокчейна на компютър. Блокчейнът е споделен запис на всички Bitcoin транзакции.

Когато управлявате собствен възел, вие самостоятелно проверявате Bitcoin транзакциите, вместо да се доверявате на някой друг. Това ви дава повече независимост и помага да се запази децентрализацията на Bitcoin мрежата.

Може да си представите Bitcoin възела като дигитален пътен полицай с няколко важни задачи.

1. Той съхранява копие на блокчейна, което е историята на всички Bitcoin транзакции.
2. Възлите се свързват с други възли по света и споделят информация. Един пример е списъкът с нови транзакции, които чакат да бъдат потвърдени, наречен мемпул.
3. Възлите проверяват дали всяка транзакция спазва правилата на Bitcoin. Ако една транзакция е невалидна, възелът я отхвърля.

Възлите също така помагат на нови възли да се присъединят към мрежата, като им споделят блокчейна. Въпреки това, всеки нов възел самостоятелно проверява всички правила.

Всеки може да управлява възел, като инсталира софтуер като Bitcoin Core и изтегли блокчейна. След като е настроен, възелът продължава да получава нови блокове приблизително на всеки 10 минути и ги проверява, преди да ги добави към своето копие на блокчейна.

Управлението на възел помага Bitcoin мрежата да бъде по-сигурна и децентрализирана, защото повече хора независимо проверяват системата.

Какво е Bitcoin възел?

Целта на копаенето не е създаването на нови bitcoin; това е стимулната система. Копаенето е механизмът, чрез който сигурността на Bitcoin е децентрализирана.
Andreas M. Antonopoulos

Миньорите събират непотвърдени транзакции, оформят блок и използват енергия, за да намерят ключ, който добавя и защитава блока.

Миньорите се състезават кой ще добави следващия блок с транзакции към блокчейна. За да направят това, те трябва да намерят специално число, което създава валиден хеш на блока. Може да си го представите като търсене на правилния ключ сред милиарди възможности. Първият миньор, който намери правилния хеш, печели състезанието и получава правото да добави своя блок към блокчейна.

Когато миньор намери валиден хеш, той споделя своя блок с мрежата. Другите миньори бързо проверяват дали решението е правилно. Ако е така, блокът се добавя към блокчейна, като помага да се запази публичната книга на Bitcoin сигурна.

Миньорите печелят bitcoin по два начина:

• Блокови награди: Нови bitcoin се създават и се дават на миньора, който успешно добави блок към блокчейна.
• Такси за транзакции: Когато хората изпращат bitcoin, те включват малка такса. Миньорът, който добави блока, получава таксите от транзакциите, включени в този блок.

Bitcoin халвинг събития

Наградите за миньорите за завършване на един блок се намаляват наполовина на всеки 210 000 блока, приблизително на всеки четири години.

Bitcoin има фиксирано максимално предлагане от 21 000 000 bitcoin, но всички те не са били създадени при старта на Bitcoin. Вместо това, нови bitcoin постепенно се въвеждат в обръщение чрез копаене.

Когато миньорите успешно добавят нов блок с транзакции към Bitcoin мрежата, те получават блокова награда в bitcoin. В ранните дни на Bitcoin тази награда беше 50 bitcoin на блок. Тази награда насърчаваше хората да използват изчислителна мощ и електричество, за да помогнат за сигурността на мрежата.

Приблизително на всеки 210 000 блока (около всеки 4 години), блоковата награда се намалява наполовина. Това събитие се нарича халвинг. Халвингът забавя създаването на нови bitcoin и помага да се гарантира, че общото предлагане никога няма да надвиши 21 милиона. С течение на времето това прави bitcoin все по-оскъден.

Оборотната наличност означава общото налично количество от дадена валута. При Bitcoin, общата оборотна наличност е броят на монетите, които са били изкопани и са в обръщение във всеки един момент.

Графикът на предлагането на Bitcoin е предварително определен и публичен план за пускането на нови bitcoin в обръщение, създаден да поддържа оскъдността на Bitcoin с течение на времето.

След всяко халвинг събитие, наградата в bitcoin, която миньорите получават за добавяне на блок, се намалява наполовина. Това намалява скоростта, с която се създават нови bitcoin.

Миньорите все още печелят такси за транзакции от транзакциите, включени в блока, който копаят. С течение на времето се очаква тези такси да станат по-голяма част от доходите на миньорите.

Халвингите са заложени в протокола на Bitcoin и се случват автоматично приблизително на всеки четири години. Благодарение на това, графикът за предлагане на Bitcoin е предвидим и прозрачен.

Таблицата показва предстоящите халвинги, включително приблизителната дата, номера на блока, когато се случват, новата награда за блок и процента от общото предлагане на биткойн, който ще бъде изкопан.

С изкопаването на повече биткойни, циркулиращото предлагане продължава да нараства, докато не се достигне максималното количество от 21 000 000 биткойна, което се очаква около 2140 година. Тъй като с времето се създават все по-малко нови биткойни, ако търсенето се увеличи, цената на Bitcoin може да се покачи. Това също така насърчава миньорите да продължат да осигуряват сигурността на мрежата, като предоставят изчислителната си мощ.

Какво е валиден блок хеш в Bitcoin?

В Bitcoin миньорите се състезават да намерят специален код, наречен блок хеш. Този код идентифицира блок от транзакции и позволява той да бъде добавен към блокчейна.

Всеки блок съдържа информация за скорошни транзакции и включва също така хеша на предишния блок. Това свързва всеки блок с останалите, като се образува верига от първия блок (Генезис блок) до най-новия.

Хешът работи като дигитален пръстов отпечатък за данните в блока. Ако някаква информация в блока бъде променена, отпечатъкът също ще се промени. Това улеснява всеки да провери, че историята на транзакциите в блокчейна не е била променяна и помага за сигурността на мрежата.

Сатоши Накамото, създателят на Bitcoin, е изкопал Генезис блока, който отключва общо 50 биткойна.

Надпреварата за изкопаване на блок

Миньорите се състезават да намерят валиден блок хеш. Първият миньор, който го намери, получава правото да добави новия блок към блокчейна и да получи награда в биткойн.

За да бъде валиден, хешът на блока трябва да е по-нисък от число, определено от мрежата, наречено цел на трудността. Тъй като хешовете са случайни, миньорите трябва да опитват различни входни стойности, докато намерят работеща комбинация.

Ако твърде много миньори се състезават, блоковете ще се намират твърде бързо. Ако твърде малко миньори участват, ще отнема твърде дълго време да се намери блок. За да работи системата гладко, Bitcoin автоматично настройва трудността на всеки 2 016 блока (приблизително на всеки две седмици).

Тази настройка гарантира, че средно нов блок се добавя към блокчейна на всеки около 10 минути.

нивото на трудност при копаенето на Bitcoin измерва колко трудно е да се намери валиден блок хеш. Мрежата настройва тази трудност на всеки 2 016 блока (приблизително на всеки две седмици), така че нови блокове да се добавят към блокчейна на всеки около 10 минути. Колкото по-висока е трудността, толкова по-трудно е за миньорите да намерят валиден блок.

Като намери валиден блок хеш, миньорът доказва, че е извършил необходимата работа, за да добави нов блок към блокчейна. Този процес се нарича Proof of Work (PoW). Това е механизмът за сигурност, който позволява на Bitcoin да потвърждава транзакции и да добавя нови блокове към блокчейна. Миньорът, който пръв намери валидния хеш, печели награда в биткойн, която включва наградата за блока и таксите за транзакции от включените в този блок транзакции.

Proof of Work (PoW) помага да се поддържа сигурността на Bitcoin, като прави изключително скъпо за всеки да се опита да измами или да поеме контрол над мрежата. Вместо това е много по-изгодно да се спазват правилата.

Миньорите изпълняват четири основни роли:

1. Събират транзакции: Миньорите избират транзакции, които са изпратени към мрежата, и ги поставят в кандидат-блок.
2. Извършват Proof of Work: Миньорите се състезават да решат трудна математическа задача, като намерят валиден блок хеш.
3. Излъчване на блока: Първият копач, който намери валидно решение, споделя новия блок с мрежата.
4. Печелете награди: Ако блокът е валиден, той се добавя към блокчейна и копачът получава новосъздадени биткойни плюс таксите за транзакции.

Много копачи по света се опитват да създадат следващия блок едновременно. Когато един копач намери валидно решение, мрежата проверява блока. Ако всичко е наред, той се добавя към блокчейна. Другите конкурентни блокове се изхвърлят. Този процес поддържа съгласието в мрежата и предотвратява двойното харчене.

• Копачите са компютри, които помагат да се поддържа и актуализира счетоводната книга на Bitcoin.
• Те събират транзакции и ги групират в блок. След това обработват данните на блока чрез хеширащ алгоритъм, за да създадат уникален код, наречен хеш.
• Копачите повтарят този процес много пъти, търсейки хеш, който отговаря на правилата на Bitcoin. Първият копач, който намери валиден хеш, получава новосъздадени биткойни като награда и неговият блок се добавя към блокчейна.
• Хешът на всеки блок също го свързва с предишния блок. Ако някой се опита да промени минала транзакция, хешовете вече няма да съвпадат и мрежата ще отхвърли променената верига. Това е, което поддържа счетоводната книга на Bitcoin сигурна.

Мемпулът мемпул, съкратено от „memory pool“ (паметен басейн), е като чакалня за биткойн транзакции. Когато изпратите биткойн, вашата транзакция първо се излъчва към мрежата и се поставя в мемпула.

Може да си го представите като чакане на опашка в ресторант. Вашето име се записва в списъка и чакате, докато се освободи маса. По същия начин вашата транзакция чака в мемпула, докато миньор я включи в блок.

Биткойн възлите проверяват всяка нова транзакция, за да се уверят, че е валидна и че биткойните, които се харчат, не са вече използвани. Ако транзакцията е валидна, тя остава в мемпула, докато бъде потвърдена.

Миньорите избират транзакции от мемпула и ги включват в нови блокове. Обикновено транзакциите с по-високи такси се избират първи.

След като транзакцията бъде включена в блок, тя се потвърждава и се записва трайно в блокчейна на Bitcoin.

Дейност: Изследване на мемпула

Тази дейност запознава учениците с безплатен и отворен инструмент, който не изисква технически умения за използване. Той е полезен за всички нива на Bitcoin потребители – от начинаещи до напреднали.

Основни моменти

1. Мемпулът се отнася до списъка с непотвърдени транзакции, който се поддържа от всеки Bitcoin възел, а не до конкретна услуга или платформа.
2. Няма единен, универсален мемпул. Mempool.space е само един от многото.
3. Mempool.space е с отворен код и е добре познат като лесен за използване визуален блок експлорър. Той предоставя данни в реално време за непотвърдени транзакции, такси и друга мрежова активност.

Съвет за ученици

Mempool.space прави много повече от визуализиране на блокове. Разгледайте и други части на Bitcoin екосистемата: например Lightning, копаене, хешрейт, пулове и „очила“ за блок пространство.

Сега, когато разбираш публичните и частните ключове, както и ролите на възлите и миньорите, ето как протича една Bitcoin транзакция от началото до края.

1. Адам иска да изпрати биткойн на Георги. Той създава транзакция с адреса на Георги, сумата за изпращане и такса.
2. Адам подписва транзакцията със своя частен ключ, за да докаже собствеността си.
3. Той излъчва транзакцията към Bitcoin мрежата.
4. Възлите я получават и проверяват дали спазва правилата, включително дали подписът е валиден и дали Адам има достатъчно биткойн.
5. Ако е валидна, транзакцията се споделя в мрежата и се добавя към мемпула, където изчакват чакащите транзакции.
6. Миньорите избират транзакции от мемпула и ги включват в блок, който се опитват да изкопаят.
7. Когато миньор успешно изкопае блок, той се споделя с мрежата и се проверява от другите възли.
8. Ако е валиден, блокът се добавя към блокчейна. Георги получава биткойна.
9. С добавянето на още блокове, транзакцията получава потвърждения, което я прави по-сигурна.

След като е включена в блок, транзакцията е потвърдена. Адам не може да похарчи този биткойн отново, а Георги може да похарчи полученото в нова транзакция.

Ресурси

How To Setup Bitcoin Core

Гледай това видео за Bitcoin възли