Hogyan működik a Bitcoin-bányászat?

Ebben a részben közelebbről megvizsgáljuk a Bitcoin hálózat két nagyon fontos részét (és résztvevőjét), amelyeket először az 5. modulban mutattunk be:

• Bitcoin node-ok: Az érvényesítés kapuőrei, akiknek fő feladata, hogy a Bitcoin főkönyv egy példányát megőrizzék, és biztosítsák, hogy minden tranzakció érvényes legyen, valamint mindenki ugyanazokat a szabályokat kövesse. Mivel ezt a feladatot világszerte sok ember között osztják szét, a Bitcoin erős marad a lehetséges csalásokkal szemben anélkül, hogy központi hatóságra támaszkodna. A node-ok segítenek abban, hogy a rendszer megbízható és hű maradjon a decentralizált elveihez, ahol senki sem rendelkezik túl nagy hatalommal a többiek felett.
• Bitcoin bányászok: A biztonság építészei, akik kriptográfiai rejtvényeket oldanak meg nagy teljesítményű számítógépek és elektromosság segítségével. Ők ellenőrzik és megerősítik a tranzakciókat, gondoskodva arról, hogy minden biztonságos legyen. Számítási munkájuk segít abban, hogy a főkönyv (vagy blokklánc) ellenálló legyen a rosszindulatú támadásokkal szemben, mivel a blokklánc módosítása jelentős energiaköltséggel jár.

A Bitcoin node-ok és bányászok együtt dolgoznak csapatként, hogy fenntartsanak egy decentralizált, biztonságos és erős rendszert — egy valóban újszerű pénzügyi rendszert, amelyre az egész világon számíthatnak az emberek. Nézzük meg részletesebben ezeket a szerepeket, hogy megértsük, miként járulnak hozzá a Bitcoin protokollhoz.

A Bitcoin node-ok technikainak tűnhetnek, de valójában csak olyan szoftverek, amelyek egy számítógépen tárolják a Bitcoin blokklánc másolatát. A blokklánc a Bitcoin tranzakciók közös nyilvántartása.

Ha saját node-ot futtatsz, akkor magad ellenőrzöd a Bitcoin tranzakciókat, nem pedig másban bízol. Ez nagyobb függetlenséget ad, és segít a Bitcoin hálózat decentralizáltságának megőrzésében.

A Bitcoin node-ot elképzelheted úgy, mint egy digitális forgalomirányítót, amelynek néhány fontos feladata van.

1. Tárolja a blokklánc másolatát, ami az összes Bitcoin tranzakció története.
2. A node-ok világszerte más node-okhoz kapcsolódnak, és megosztják egymással az információkat. Egy példa erre az új, megerősítésre váró tranzakciók listája, amit mempoolnak hívnak.
3. A node-ok ellenőrzik, hogy minden tranzakció megfelel-e a Bitcoin szabályainak. Ha egy tranzakció érvénytelen, a node elutasítja azt.

A node-ok abban is segítenek, hogy új node-ok csatlakozhassanak a hálózathoz, megosztva velük a blokkláncot. Azonban minden új node önállóan ellenőrzi az összes szabályt.

Bárki futtathat node-ot, ha telepít egy szoftvert, például a Bitcoin Core-t, és letölti a blokkláncot. Miután beállítottad, a node körülbelül 10 percenként fogad új blokkokat, és ellenőrzi őket, mielőtt hozzáadná a saját blokklánc-másolatához.

A node futtatása segít biztonságosabbá és decentralizáltabbá tenni a Bitcoin hálózatot, mert így többen ellenőrzik függetlenül a rendszert.

Mi az a Bitcoin node?

A bányászat célja nem az új bitcoin létrehozása; az csak az ösztönző rendszer. A bányászat az a mechanizmus, amely által a Bitcoin biztonsága decentralizált.
Andreas M. Antonopoulos

A bányászok összegyűjtik a megerősítetlen tranzakciókat, létrehoznak egy blokkot, és energiát használnak fel ahhoz, hogy megtalálják azt a kulcsot, amely hozzáadja és biztosítja a blokkot.

A bányászok versenyeznek, hogy ki adhatja hozzá a következő tranzakciós blokkot a blokklánchoz. Ehhez meg kell találniuk egy speciális számot, amely érvényes blokk hash-t hoz létre. Ezt úgy képzelheted el, mintha a megfelelő kulcsot keresnéd milliárdnyi lehetőség közül. Az első bányász, aki megtalálja a helyes hash-t, megnyeri a versenyt, és joga van hozzáadni a saját blokkját a blokklánchoz.

Amikor egy bányász érvényes hash-t talál, megosztja a blokkját a hálózattal. A többi bányász gyorsan ellenőrzi, hogy a megoldás helyes-e. Ha igen, a blokkot hozzáadják a blokklánchoz, ezzel segítve a Bitcoin nyilvános főkönyvének biztonságát.

A bányászok kétféleképpen keresnek bitcoint:

• Blokk jutalom: Új bitcoin jön létre, és azt a bányász kapja, aki sikeresen hozzáad egy blokkot a blokklánchoz.
• Tranzakciós díjak: Amikor valaki bitcoint küld, egy kis díjat is mellékel. Az a bányász, aki hozzáadja a blokkot, megkapja az abban a blokkban szereplő tranzakciók díjait.

Bitcoin felezések

A bányászok jutalma minden 210 000 blokk után felére csökken, ami körülbelül négyévente történik.

A Bitcoinnak rögzített, legfeljebb 21 000 000 darabos maximális kínálata van, de ezek nem mind jöttek létre a Bitcoin indulásakor. Ehelyett az új bitcoin fokozatosan kerül forgalomba bányászat révén.

Amikor a bányászok sikeresen hozzáadnak egy új tranzakciós blokkot a Bitcoin hálózathoz, blokk jutalmat kapnak bitcoinban. A Bitcoin korai időszakában ez a jutalom 50 bitcoin volt blokkonként. Ez a jutalom ösztönözte az embereket, hogy számítási kapacitást és áramot használjanak a hálózat biztonságához.

Nagyjából minden 210 000 blokk után (körülbelül 4 évente) a blokk jutalom felére csökken. Ezt az eseményt nevezik felezésnek. A felezés lassítja az új bitcoin létrehozását, és segít biztosítani, hogy a teljes kínálat soha ne haladja meg a 21 milliót. Idővel ez egyre ritkábbá teszi a bitcoint.

A forgalomban lévő kínálat az adott pénznem elérhető teljes mennyiségét jelenti. A Bitcoinnál a teljes forgalomban lévő kínálat az a mennyiség, amit már kibányásztak, és egy adott pillanatban forgalomban van.

A Bitcoin kínálati ütemterve az előre meghatározott és nyilvános terv az új bitcoin forgalomba hozatalára, amelynek célja, hogy hosszú távon fenntartsa a Bitcoin ritkaságát.

Minden felezési esemény után a bányászok által blokkonként kapott bitcoin jutalom felére csökken. Ez csökkenti az új bitcoinok létrehozásának ütemét.

A bányászok továbbra is kapnak tranzakciós díjakat azokból a tranzakciókból, amelyek bekerülnek az általuk bányászott blokkba. Idővel ezek a díjak várhatóan a bányászok bevételének nagyobb részét fogják kitenni.

A felezések be vannak építve a Bitcoin protokolljába, és automatikusan megtörténnek körülbelül négyévente. Emiatt a Bitcoin kínálati ütemezése kiszámítható és átlátható.

A táblázat a közelgő felezéseket mutatja, beleértve a hozzávetőleges dátumot, a blokk számát, amikor megtörténnek, az új blokk jutalmat, valamint azt a százalékot, amely a teljes bitcoin készletből már ki lett bányászva.

Ahogy egyre több bitcoint bányásznak ki, a forgalomban lévő mennyiség folyamatosan nő egészen addig, amíg el nem éri a 21 000 000 bitcoin maximális készletet, amely várhatóan 2140 körül következik be. Mivel idővel egyre kevesebb új bitcoin jön létre, ha a kereslet növekszik, a Bitcoin ára emelkedhet. Ez arra is ösztönzi a bányászokat, hogy továbbra is biztosítsák a hálózatot a számítási kapacitásuk hozzájárulásával.

Mi az érvényes blokk hash a Bitcoinban?

A Bitcoinban a bányászok egy speciális kódot próbálnak megtalálni, amit úgy hívnak, hogy blokk hash. Ez a kód azonosítja a tranzakciós blokkot, és lehetővé teszi, hogy hozzáadják a blokklánchoz.

Minden blokk tartalmaz információkat a legutóbbi tranzakciókról, valamint az előző blokk hash-ét is. Ez összekapcsolja az összes blokkot, így egy láncot alkotnak az első blokktól (Genesis Block) a legfrissebbig.

A hash úgy működik, mint egy digitális ujjlenyomat az adott blokk adatainak. Ha bármilyen információ megváltozna a blokkban, az ujjlenyomat is megváltozna. Ez megkönnyíti bárki számára annak ellenőrzését, hogy a blokklánc tranzakciós előzményeit nem módosították, és segít a hálózat biztonságának fenntartásában.

Satoshi Nakamoto, a Bitcoin megalkotója bányászta ki a Genesis Blockot, amely összesen 50 bitcoint szabadított fel.

A verseny egy blokk kibányászásáért

A bányászok versenyeznek, hogy érvényes blokk hash-t találjanak. Az első bányász, aki megtalálja, hozzáadhatja az új blokkot a blokklánchoz, és megkapja a bitcoin jutalmat.

Ahhoz, hogy érvényes legyen, a blokk hash-nek alacsonyabbnak kell lennie, mint egy, a hálózat által meghatározott szám, amit nehézségi célnak hívnak. Mivel a hash-ek véletlenszerűek, a bányászoknak folyamatosan új bemeneteket kell próbálgatniuk, amíg nem találnak megfelelőt.

Ha túl sok bányász versenyezne, a blokkok túl gyorsan készülnének el. Ha túl kevés bányász venne részt, a blokkok megtalálása túl sokáig tartana. Azért, hogy a rendszer zökkenőmentesen működjön, a Bitcoin automatikusan módosítja a nehézségi szintet minden 2 016 blokk után (körülbelül kéthetente).

Ez a beállítás biztosítja, hogy átlagosan körülbelül 10 percenként kerüljön új blokk a blokkláncra.

A nehézségi szint a Bitcoin bányászatban azt méri, hogy mennyire nehéz érvényes blokk hash-t találni. A hálózat ezt a nehézséget minden 2 016 blokk után (körülbelül kéthetente) módosítja, hogy az új blokkok átlagosan 10 percenként kerüljenek a blokkláncra. Minél magasabb a nehézség, annál nehezebb a bányászoknak érvényes blokkot találni.

Azáltal, hogy érvényes blokk hash-t talál, a bányász bizonyítja, hogy elvégezte a szükséges munkát egy új blokk hozzáadásához a blokklánchoz. Ezt a folyamatot Proof of Work (PoW) néven ismerjük. Ez az a biztonsági mechanizmus, amely lehetővé teszi, hogy a Bitcoin megerősítse a tranzakciókat és új blokkokat adjon a blokklánchoz. Az a bányász, aki elsőként találja meg az érvényes hash-t, bitcoin jutalmat kap, amely tartalmazza a blokk jutalmat és az adott blokkban szereplő tranzakciós díjakat.

A Proof of Work (PoW) segít a Bitcoin biztonságának fenntartásában azáltal, hogy rendkívül költségessé teszi bárki számára a csalást vagy a hálózat irányításának átvételét. Ehelyett sokkal jövedelmezőbb a szabályokat követni.

A bányászok négy fő szerepet töltenek be:

1. Tranzakciók gyűjtése: A bányászok kiválasztják a hálózatra beküldött tranzakciókat, és egy jelölt blokkba helyezik őket.
2. Proof of Work végrehajtása: A bányászok versenyeznek, hogy megoldjanak egy nehéz matematikai feladványt egy érvényes blokk hash megtalálásával.
3. A blokk sugárzása: Az első bányász, aki érvényes megoldást talál, megosztja az új blokkot a hálózattal.
4. Jutalmak szerzése: Ha a blokk érvényes, hozzáadják a blokklánchoz, és a bányász újonnan létrehozott bitcoint, valamint tranzakciós díjakat kap jutalmul.

Világszerte sok bányász próbálja egyszerre létrehozni a következő blokkot. Amikor egy bányász érvényes megoldást talál, a hálózat ellenőrzi a blokkot. Ha minden rendben van, hozzáadják a blokklánchoz. A többi versengő blokkot elvetik. Ez a folyamat biztosítja a hálózat egyetértését és megakadályozza a dupla költést.

• A bányászok olyan számítógépek, amelyek segítenek fenntartani és frissíteni a Bitcoin főkönyvét.
• Összegyűjtik a tranzakciókat, és egy blokkba csoportosítják őket. Ezután a blokk adatait egy hash algoritmuson futtatják át, hogy létrehozzanak egy egyedi kódot, amit hash-nek neveznek.
• A bányászok ezt a folyamatot sokszor megismétlik, hogy olyan hash-t találjanak, amely megfelel a Bitcoin szabályainak. Az első bányász, aki érvényes hash-t talál, újonnan létrehozott bitcoint kap jutalmul, és az ő blokkja kerül be a blokkláncba.
• Minden blokk hash-e az előző blokkhoz is kapcsolódik. Ha valaki megpróbálna megváltoztatni egy korábbi tranzakciót, a hash-ek már nem egyeznének, és a hálózat elutasítaná a módosított láncot. Ez az, ami biztonságossá teszi a Bitcoin főkönyvét.

A mempool, a „memória pool” rövidítése, olyan, mint egy váróterem a Bitcoin tranzakciók számára. Amikor bitcoint küldesz, a tranzakciódat először továbbítja a hálózat, és elhelyezi a mempoolban.

Úgy képzelheted el, mintha sorban állnál egy étteremben. A neved felkerül egy listára, és vársz, amíg felszabadul egy asztal. Ugyanígy a tranzakciód is várakozik a mempoolban, amíg egy bányász be nem illeszti egy blokkba.

A Bitcoin node-ok minden új tranzakciót ellenőriznek, hogy érvényes-e, és hogy az elköltött bitcoinokat még nem használták-e fel korábban. Ha a tranzakció érvényes, a mempoolban marad, amíg meg nem erősítik.

A bányászok a mempoolból választanak tranzakciókat, és ezeket beillesztik az új blokkokba. Általában a magasabb díjjal rendelkező tranzakciókat választják először.

Amint egy tranzakció bekerül egy blokkba, megerősítetté válik, és véglegesen rögzítik a Bitcoin blokkláncon.

Tevékenység: A Mempool felfedezése

Ez a tevékenység egy ingyenes és nyílt forráskódú eszközt mutat be a diákoknak, amelynek használatához nincs szükség technikai tudásra. Hasznos minden szintű Bitcoiner számára, kezdőtől a haladóig.

Főbb pontok

1. Mempool az egyes Bitcoin node-ok által fenntartott, megerősítetlen tranzakciók listájára utal, nem pedig egy konkrét szolgáltatásra vagy platformra.
2. Nincs egyetlen, univerzális mempool. A Mempool.space csak egy a sok közül.
3. Mempool.space nyílt forráskódú, és jól ismert arról, hogy könnyen használható, vizuális blokkböngésző. Valós idejű adatokat nyújt a megerősítetlen tranzakciókról, díjszintekről és egyéb hálózati aktivitásról.

Diáktipp

A Mempool.space sokkal többet tud, mint blokkokat megjeleníteni. Fedezd fel a Bitcoin ökoszisztéma más részeit is: például a Lightning hálózatot, a bányászatot, a hash rátát, a bányász poolokat és a blokktér „szemüveget”.

Most, hogy már érted a nyilvános és privát kulcsokat, valamint a node-ok és bányászok szerepét, íme, hogyan zajlik le egy Bitcoin tranzakció az elejétől a végéig.

1. Ádám bitcoint szeretne küldeni Gergőnek. Létrehoz egy tranzakciót Gergő címével, a küldendő összeggel és egy díjjal.
2. Ádám aláírja a tranzakciót a privát kulcsával, hogy igazolja a tulajdonjogát.
3. Elküldi a tranzakciót a Bitcoin hálózatra.
4. A node-ok fogadják, és ellenőrzik, hogy megfelel-e a szabályoknak, beleértve az aláírás ellenőrzését és azt, hogy Ádámnak van-e elég bitcoinja.
5. Ha érvényes, a tranzakciót megosztják a hálózaton, és bekerül a mempoolba, ahol a függőben lévő tranzakciók várakoznak.
6. A bányászok kiválasztják a tranzakciókat a mempoolból, és beillesztik őket abba a blokkba, amelyet megpróbálnak kibányászni.
7. Amikor egy bányász sikeresen kibányászik egy blokkot, azt megosztja a hálózattal, és más node-ok is ellenőrzik.
8. Ha érvényes, a blokk hozzáadódik a blokklánchoz. Gergő megkapja a bitcoint.
9. Ahogy újabb blokkok kerülnek hozzáadásra, a tranzakció egyre több megerősítést kap, így egyre biztonságosabb lesz.

Miután bekerült egy blokkba, a tranzakció megerősítést nyer. Ádám nem költheti el újra azt a bitcoint, Gergő pedig elkötheti azt, amit kapott, egy új tranzakcióban.

Források

How To Setup Bitcoin Core

Nézd meg ezt a videót a Bitcoin node-okról