איך כריית ביטקוין עובדת?

בחלק זה, נבחן מקרוב שני חלקים (ומשתתפים) חשובים מאוד ברשת הביטקוין, שהוצגו לראשונה במודול 5:

• צמתים של ביטקוין: שומרי הסף של האימות, שתפקידם העיקרי הוא להחזיק עותק של פנקס החשבונות של ביטקוין, ולוודא שכל העסקאות תקינות ושהכול פועל לפי אותם כללים. על ידי פיזור התפקיד הזה בין אנשים רבים ברחבי העולם, ביטקוין נשאר חזק מול ניסיונות הונאה, מבלי להסתמך על רשות מרכזית. הצמתים עוזרים לשמור על אמינות המערכת ונאמנותה לעקרון המבוזר, שבו לאף אדם או קבוצה אין יותר מדי כוח על השאר.
• כורי ביטקוין: אדריכלי האבטחה, שפותרים חידות קריפטוגרפיות באמצעות מחשבים חזקים וחשמל. הם בודקים ומאשרים עסקאות, ודואגים שהכול יהיה מאובטח. העבודה החישובית שלהם עוזרת להפוך את פנקס החשבונות (או הבלוקצ'יין) לעמיד בפני גורמים רעים, בכך שהיא הופכת את שינוי הבלוקצ'יין ליקר מאוד מבחינת אנרגיה.

יחד, צמתים וכורים של ביטקוין פועלים כצוות לשמירה על מערכת מבוזרת, מאובטחת וחזקה — מערכת כספית חדשה באמת, שאנשים בכל רחבי העולם יכולים לסמוך עליה. בואו נעמיק בתפקידים האלו כדי להבין כיצד הם תורמים לפרוטוקול של ביטקוין.

צמתים של ביטקוין אולי נשמעים טכניים, אבל הם פשוט תוכנה ששומרת עותק של הבלוקצ'יין של ביטקוין על מחשב. הבלוקצ'יין הוא רישום משותף של כל העסקאות בביטקוין.

כאשר אתה מפעיל צומת משלך, אתה מאמת את העסקאות של ביטקוין בעצמך במקום לסמוך על מישהו אחר. זה נותן לך יותר עצמאות ועוזר לשמור על הרשת של ביטקוין מבוזרת.

אפשר לחשוב על צומת ביטקוין כמו שוטר תנועה דיגיטלי עם כמה תפקידים חשובים.

1. הוא שומר עותק של הבלוקצ'יין, שהוא ההיסטוריה של כל העסקאות בביטקוין.
2. צמתים מתחברים לצמתים אחרים ברחבי העולם ומשתפים מידע. דוגמה אחת היא רשימת העסקאות החדשות שממתינות לאישור, שנקראת ממפול.
3. צמתים בודקים שכל עסקה עומדת בכללי ביטקוין. אם עסקה אינה תקינה, הצומת דוחה אותה.

צמתים גם עוזרים לצמתים חדשים להצטרף לרשת על ידי שיתוף הבלוקצ'יין איתם. עם זאת, כל צומת חדש עדיין בודק את כל הכללים בעצמו.

כל אחד יכול להפעיל צומת על ידי התקנת תוכנה כמו Bitcoin Core והורדת הבלוקצ'יין. לאחר ההגדרה, הצומת ממשיך לקבל בלוקים חדשים בערך כל 10 דקות ומאמת אותם לפני הוספתם לעותק שלו של הבלוקצ'יין.

הפעלת צומת עוזרת להפוך את רשת הביטקוין לבטוחה ומבוזרת יותר, כי יותר אנשים מאמתים את המערכת בעצמם.

מהו צומת ביטקוין?

המטרה של כרייה אינה יצירת ביטקוין חדשים; זו מערכת התמריצים. כרייה היא המנגנון שבאמצעותו האבטחה של ביטקוין מבוזרת.
Andreas M. Antonopoulos

כורים אוספים עסקאות לא מאושרות, יוצרים בלוק, ומשתמשים באנרגיה כדי למצוא מפתח שמוסיף ומאבטח את הבלוק.

כורים מתחרים על הוספת הבלוק הבא של עסקאות לבלוקצ'יין. כדי לעשות זאת, עליהם למצוא מספר מיוחד שיוצר גיבוב בלוק תקין. אפשר לדמיין זאת כמו חיפוש אחר המפתח הנכון בין מיליארדי אפשרויות. הכורה הראשון שמוצא את הגיבוב הנכון מנצח במרוץ וזוכה בזכות להוסיף את הבלוק שלו לבלוקצ'יין.

כאשר כורה מוצא גיבוב תקין, הוא משתף את הבלוק שלו עם הרשת. כורים אחרים מאמתים במהירות שהפתרון נכון. אם כן, הבלוק מתווסף לבלוקצ'יין, ועוזר לשמור על ספר החשבונות הציבורי של ביטקוין מאובטח.

כורים מרוויחים ביטקוין בשתי דרכים:

• תגמול בלוק: ביטקוין חדשים נוצרים וניתנים לכורה שמצליח להוסיף בלוק לבלוקצ'יין.
• עמלות עסקה: כאשר אנשים שולחים ביטקוין, הם כוללים עמלה קטנה. הכורה שמוסיף את הבלוק מקבל את העמלות מהעסקאות שנכללו באותו בלוק.

ההלווינגים של ביטקוין

התגמול של כורים על השלמת בלוק אחד נחתך בחצי כל 210,000 בלוקים, כלומר בערך כל ארבע שנים.

לביטקוין יש היצע מקסימלי קבוע של 21,000,000 ביטקוין, אך לא כולם נוצרו כאשר ביטקוין התחיל. במקום זאת, ביטקוין חדשים מוכנסים למחזור בהדרגה דרך כרייה.

כאשר כורים מצליחים להוסיף בלוק חדש של עסקאות לרשת הביטקוין, הם מקבלים תגמול בלוק בביטקוין. בימים הראשונים של ביטקוין, התגמול הזה היה 50 ביטקוין לכל בלוק. תגמול זה עודד אנשים להשתמש בכוח מחשוב וחשמל כדי לעזור לאבטח את הרשת.

בערך כל 210,000 בלוקים (כ-4 שנים), תגמול הבלוק נחתך בחצי. אירוע זה נקרא הלווינג. ההלווינג מאט את יצירת הביטקוין החדשים ועוזר להבטיח שההיצע הכולל לעולם לא יעלה על 21 מיליון. עם הזמן, זה הופך את הביטקוין לנדיר יותר ויותר.

היצע במחזור מתייחס לכמות הכוללת הזמינה של מטבע. בביטקוין, ההיצע הכולל במחזור הוא מספר המטבעות שנכרו ונמצאים במחזור בכל רגע נתון.

הלוח הזמנים של היצע הביטקוין הוא התכנון הקבוע והפומבי לשחרור ביטקוין חדשים למחזור, שנועד לשמור על נדירות הביטקוין לאורך זמן.

לאחר כל אירוע הלווינג, התגמול שכורים מקבלים על הוספת בלוק נחתך בחצי. זה מפחית את הקצב שבו נוצרים ביטקוין חדשים.

כורים עדיין מרוויחים עמלות עסקה מהעסקאות שנכללות בבלוק שהם כורים. עם הזמן, צפוי שעמלות אלו יהפכו לחלק גדול יותר מההכנסה של הכורים.

ההלווינגים מובנים בפרוטוקול הביטקוין ומתרחשים אוטומטית בערך כל ארבע שנים. בגלל זה, לוח הזמנים של ההיצע של ביטקוין צפוי ושקוף.

הטבלה מציגה את ההלווינגים הקרובים, כולל התאריך המשוער, מספר הבלוק שבו הם מתרחשים, תגמול הבלוק החדש ואחוז מסך כל הביטקוין שכבר נכרה.

ככל שנכרים יותר ביטקוין, ההיצע במחזור ממשיך לגדול עד שמגיעים למקסימום של 21,000,000 ביטקוין, מה שצפוי לקרות בערך בשנת 2140. מכיוון שפחות ביטקוין חדשים נוצרים עם הזמן, אם הביקוש יעלה, מחיר הביטקוין עשוי לעלות. זה גם מעודד כורים להמשיך לאבטח את הרשת על ידי תרומת כוח המחשוב שלהם.

מהו גיבוב בלוק תקף בביטקוין?

בביטקוין, כורים מתחרים כדי למצוא קוד מיוחד שנקרא גיבוב בלוק. קוד זה מזהה בלוק של עסקאות ומאפשר להוסיף אותו לבלוקצ'יין.

כל בלוק מכיל מידע על עסקאות אחרונות וגם כולל את הגיבוב של הבלוק הקודם. זה מקשר כל בלוק לבלוק שלפניו, ויוצר שרשרת מהבלוק הראשון (בלוק הג'נסיס) ועד לבלוק האחרון.

גיבוב פועל כמו טביעת אצבע דיגיטלית לנתונים שבבלוק. אם כל מידע בבלוק היה משתנה, גם טביעת האצבע הייתה משתנה. זה מאפשר לכל אחד לוודא שההיסטוריה של העסקאות בבלוקצ'יין לא שונתה ועוזר לשמור על אבטחת הרשת.

סאטושי נקמוטו, יוצר הביטקוין, כרה את בלוק הג'נסיס, ששחרר סך של 50 ביטקוין.

המרוץ לכריית בלוק

כורים מתחרים כדי למצוא גיבוב בלוק תקף. הכורה הראשון שמוצא אחד כזה זוכה להוסיף את הבלוק החדש לבלוקצ'יין ולקבל תגמול בביטקוין.

כדי להיות תקף, הגיבוב של הבלוק חייב להיות נמוך ממספר שנקבע על ידי הרשת, שנקרא יעד הקושי. מכיוון שגיבובים הם אקראיים, כורים חייבים להמשיך לנסות קלטים שונים עד שהם מוצאים אחד שעובד.

אם יותר מדי כורים משתתפים, בלוקים יימצאו מהר מדי. אם מעט מדי כורים משתתפים, ייקח יותר מדי זמן למצוא בלוקים. כדי לשמור על המערכת פועלת בצורה חלקה, ביטקוין מתאים אוטומטית את רמת הקושי כל 2,016 בלוקים (בערך כל שבועיים).

התאמה זו מבטיחה שבממוצע, בלוק חדש מתווסף לבלוקצ'יין בערך כל 10 דקות.

רמת הקושי בכריית ביטקוין מודדת עד כמה קשה למצוא גיבוב בלוק תקף. הרשת מתאימה את רמת הקושי כל 2,016 בלוקים (בערך כל שבועיים) כדי שבלוקים חדשים יתווספו לבלוקצ'יין בערך כל 10 דקות. ככל שרמת הקושי גבוהה יותר, כך קשה יותר לכורים למצוא גיבוב תקף.

על ידי מציאת גיבוב בלוק תקף, כורה מוכיח שהוא ביצע את העבודה הנדרשת כדי להוסיף בלוק חדש לבלוקצ'יין. תהליך זה נקרא הוכחת עבודה (PoW). זהו מנגנון האבטחה שמאפשר ל-Bitcoin לאשר עסקאות ולהוסיף בלוקים חדשים לבלוקצ'יין. הכורה שמוצא ראשון את הגיבוב התקף מרוויח תגמול בביטקוין, הכולל את תגמול הבלוק ואת עמלות העסקאות שנכללו בבלוק.

הוכחת עבודה (PoW) עוזרת לשמור על ביטקוין מאובטח בכך שהיא הופכת את הניסיון לרמות או להשתלט על הרשת ליקר מאוד. במקום זאת, הרבה יותר משתלם לפעול לפי הכללים.

לכורים יש ארבעה תפקידים עיקריים:

1. איסוף עסקאות: כורים בוחרים עסקאות שנשלחו לרשת ומכניסים אותן לבלוק מועמד.
2. ביצוע הוכחת עבודה: כורים מתחרים בפתרון חידה מתמטית קשה על ידי מציאת גיבוב בלוק תקף.
3. שידור הבלוק: הכורה הראשון שמוצא פתרון תקף משתף את הבלוק החדש עם הרשת.
4. קבלת תגמולים: אם הבלוק תקף, הוא מתווסף לבלוקצ'יין והכורה מקבל ביטקוין חדש שנוצר ודמי עסקה.

כורים רבים ברחבי העולם מנסים ליצור את הבלוק הבא בו-זמנית. כאשר כורה אחד מוצא פתרון תקף, הרשת בודקת את הבלוק. אם הכול תקין, הוא מתווסף לבלוקצ'יין. בלוקים מתחרים אחרים נזרקים. תהליך זה שומר על הסכמה ברשת ומונע הוצאה כפולה.

• כורים הם מחשבים שעוזרים לתחזק ולעדכן את פנקס החשבונות של ביטקוין.
• הם אוספים עסקאות ומאגדים אותן לבלוק. לאחר מכן הם מעבירים את נתוני הבלוק דרך אלגוריתם גיבוב כדי ליצור קוד ייחודי שנקרא האש.
• הכורים חוזרים על התהליך הזה פעמים רבות, בחיפוש אחר האש שעומד בכללי ביטקוין. הכורה הראשון שמוצא האש תקף מקבל ביטקוין חדש שנוצר כפרס, והבלוק שלו מתווסף לבלוקצ'יין.
• ההאשים של כל בלוק גם מחבר אותו לבלוק הקודם. אם מישהו ינסה לשנות עסקה מהעבר, ההאשים כבר לא יתאימו, והרשת תדחה את השרשרת ששונתה. זה מה ששומר על פנקס החשבונות של ביטקוין מאובטח.

הmempool, קיצור של "memory pool" (מאגר זיכרון), הוא כמו חדר המתנה לעסקאות ביטקוין. כאשר אתה שולח ביטקוין, העסקה שלך משודרת תחילה לרשת ומוכנסת ל-mempool.

אפשר לחשוב על זה כמו להמתין בתור במסעדה. שמך נכנס לרשימה, ואתה מחכה עד שמתפנה שולחן. באותו אופן, העסקה שלך ממתינה ב-mempool עד שכורה כולל אותה בבלוק.

צמתים של ביטקוין בודקים כל עסקה חדשה כדי לוודא שהיא תקפה ושהביטקוין שמוצא לא שומש כבר. אם העסקה תקפה, היא נשארת ב-mempool עד שהיא מאושרת.

כורים בוחרים עסקאות מתוך ה-mempool ומכניסים אותן לבלוקים חדשים. בדרך כלל, עסקאות עם עמלות גבוהות יותר נבחרות ראשונות.

ברגע שעסקה נכללת בבלוק, היא מאושרת ונרשמת לצמיתות בבלוקצ'יין של ביטקוין.

פעילות: חקר ה-Mempool

הפעילות הזו חושפת תלמידים לכלי חינמי וקוד פתוח שאינו דורש כישורים טכניים לשימוש. הוא שימושי עבור משתמשי ביטקוין בכל הרמות, מהמתחילים ועד למנוסים.

נקודות מפתח

1. Mempool מתייחס לרשימת העסקאות הלא מאושרות שכל צומת ביטקוין שומר, ולא לשירות או פלטפורמה מסוימים.
2. אין mempool אחד, אוניברסלי. Mempool.space הוא רק אחד מתוך רבים.
3. Mempool.space הוא קוד פתוח ומוכר בזכות היותו חוקר בלוקים ויזואלי ונוח לשימוש. הוא מספק נתונים בזמן אמת על עסקאות לא מאושרות, שיעורי עמלות ופעילות רשת נוספת.

טיפ לתלמיד

Mempool.space עושה הרבה יותר מאשר להציג בלוקים. חקור חלקים נוספים באקוסיסטם של ביטקוין: לדוגמה, Lightning, כרייה, קצב הגיבוב, בריכות כרייה ו"משקפי" מרחב בלוקים.

עכשיו כשאתה מבין מפתחות ציבוריים ופרטיים, וכן את התפקידים של צמתים וכורים, כך פועלת עסקת ביטקוין מההתחלה ועד הסוף.

1. אדם רוצה לשלוח ביטקוין לדניאל. הוא יוצר עסקה עם הכתובת של דניאל, הסכום לשליחה, ועמלה.
2. אדם חותם על העסקה עם המפתח הפרטי שלו כדי להוכיח בעלות.
3. הוא משדר את העסקה לרשת הביטקוין.
4. הצמתים מקבלים אותה ובודקים שהיא עומדת בכללים, כולל אימות החתימה ושלאדם יש מספיק ביטקוין.
5. אם העסקה תקינה, היא מופצת ברחבי הרשת ומתווספת ל-mempool, שם עסקאות ממתינות לאישור.
6. הכורים בוחרים עסקאות מתוך ה-mempool ומכניסים אותן לבלוק שהם מנסים לכרות.
7. כאשר כורה מצליח לכרות בלוק, הוא משתף אותו עם הרשת והוא נבדק על ידי צמתים אחרים.
8. אם הבלוק תקין, הוא מתווסף לבלוקצ'יין. דניאל מקבל את הביטקוין.
9. ככל שמתווספים עוד בלוקים, העסקה מקבלת אישורים נוספים והופכת לבטוחה יותר.

לאחר שהעסקה נכללת בבלוק, היא מאושרת. אדם לא יכול להוציא שוב את אותו ביטקוין, ודניאל יכול להוציא את מה שקיבל בעסקה חדשה.

משאבים

How To Setup Bitcoin Core

צפה בסרטון הזה על צמתים של ביטקוין