Uchimbaji wa Bitcoin Unafanyaje Kazi?

Katika sehemu hii, tutaangalia kwa undani sehemu mbili muhimu sana (na washiriki) wa mtandao wa Bitcoin ambazo zilianzishwa kwanza kwenye Moduli ya 5:

• Nodi za Bitcoin: Walinzi wa uthibitishaji ambao kazi yao kuu ni kuhifadhi nakala ya leja ya Bitcoin, na kuhakikisha kwamba miamala yote ni halali na kwamba kila mtu anafuata sheria zilezile. Kwa kugawa jukumu hili kwa watu wengi duniani kote, Bitcoin inabaki imara dhidi ya udanganyifu wowote bila kutegemea mamlaka kuu. Nodi husaidia kuweka mfumo huu kuwa wa kuaminika na wa kweli kwa maadili yake ya ugatuzi, ambapo hakuna mtu mmoja au kundi moja lenye mamlaka makubwa kuliko wengine.
• Wachimbaji wa Bitcoin: Wabunifu wa usalama ambao hutatua mafumbo ya kriptografia kwa kutumia kompyuta zenye nguvu na umeme. Wanakagua na kuthibitisha miamala, kuhakikisha kila kitu kiko salama. Kazi yao ya kihesabu husaidia kufanya leja (au blockchain) kuwa ngumu kubadilishwa na mtu mbaya kwa kufanya mabadiliko kwenye blockchain kugharimu nishati nyingi.

Pamoja, nodi na wachimbaji wa Bitcoin hufanya kazi kama timu kudumisha mfumo wa fedha ulio ugatuzi, salama, na imara — mfumo wa fedha wa kipekee ambao watu duniani kote wanaweza kuutegemea. Hebu tuchunguze majukumu haya kwa undani zaidi ili kuelewa jinsi yanavyosaidia kwenye itifaki ya Bitcoin.

Node za Bitcoin zinaweza kuonekana kuwa za kiteknolojia, lakini ni programu tu inayohifadhi nakala ya blockchain ya Bitcoin kwenye kompyuta. Blockchain ni rekodi ya pamoja ya miamala yote ya Bitcoin.

Unapoendesha node yako mwenyewe, unathibitisha miamala ya Bitcoin wewe mwenyewe badala ya kumtegemea mtu mwingine. Hii inakupa uhuru zaidi na husaidia kuweka mtandao wa Bitcoin ukiwa umegatuliwa.

Unaweza kufikiria node ya Bitcoin kama askari wa trafiki wa kidijitali mwenye majukumu muhimu kadhaa.

1. Inahifadhi nakala ya blockchain, ambayo ni historia ya miamala yote ya Bitcoin.
2. Node zinaunganishwa na node nyingine duniani kote na kushirikiana taarifa. Mfano mmoja ni orodha ya miamala mipya inayosubiri kuthibitishwa, inayoitwa mempool.
3. Node zinakagua kuwa kila muamala unafuata sheria za Bitcoin. Ikiwa muamala si sahihi, node inaukataa.

Node pia husaidia node mpya kujiunga na mtandao kwa kushirikiana blockchain nao. Hata hivyo, kila node mpya bado inakagua sheria zote kwa uhuru.

Mtu yeyote anaweza kuendesha node kwa kusakinisha programu kama Bitcoin Core na kupakua blockchain. Mara tu inapowekwa, node inaendelea kupokea block mpya takriban kila dakika 10 na kuzikagua kabla ya kuziongeza kwenye nakala yake ya blockchain.

Kuendesha node husaidia kufanya mtandao wa Bitcoin kuwa salama zaidi na kugatuliwa, kwa sababu watu wengi zaidi wanathibitisha mfumo kwa uhuru.

Node ya Bitcoin ni Nini?

Lengo la uchimbaji si uundaji wa bitcoin mpya; hiyo ni mfumo wa motisha. Uchimbaji ni utaratibu unaofanya usalama wa Bitcoin kugatuliwa.
Andreas M. Antonopoulos

Wachimbaji hukusanya miamala isiyothibitishwa, kutengeneza block, na kutumia nishati kutafuta ufunguo unaoongeza na kulinda block hiyo.

Wachimbaji wanashindana kuongeza block inayofuata ya miamala kwenye blockchain. Ili kufanya hivyo, lazima wapate nambari maalum inayounda hash halali ya block. Unaweza kufikiria kama kutafuta ufunguo sahihi kati ya mabilioni ya uwezekano. Mchimbaji wa kwanza kupata hash sahihi hushinda mbio na kupata haki ya kuongeza block yake kwenye blockchain.

Mchimbaji anapopata hash halali, anashirikisha block yake na mtandao. Wachimbaji wengine wanathibitisha haraka kuwa suluhisho ni sahihi. Ikiwa ni sahihi, block inaongezwa kwenye blockchain, na kusaidia kulinda daftari la umma la Bitcoin.

Wachimbaji hupata bitcoin kwa njia mbili:

• Zawadi za block: Bitcoin mpya zinaundwa na kutolewa kwa mchimbaji anayefanikiwa kuongeza block kwenye blockchain.
• Ada za miamala: Watu wanapotuma bitcoin, hujumuisha ada ndogo. Mchimbaji anayechimba block hupokea ada kutoka kwa miamala iliyomo kwenye block hiyo.

Halving za Bitcoin

Zawadi za wachimbaji kwa kukamilisha block moja hupungua nusu kila block 210,000, takriban kila baada ya miaka minne.

Bitcoin ina idadi ya juu isiyozidi ya bitcoin 21,000,000, lakini zote hazikuundwa wakati Bitcoin ilipoanza. Badala yake, bitcoin mpya huingizwa taratibu kwenye mzunguko kupitia uchimbaji.

Wachimbaji wanapofanikiwa kuongeza block mpya ya miamala kwenye mtandao wa Bitcoin, hupokea zawadi ya block kwa bitcoin. Katika siku za mwanzo za Bitcoin, zawadi hii ilikuwa bitcoin 50 kwa kila block. Zawadi hii iliwahamasisha watu kutumia nguvu za kompyuta na umeme kusaidia kulinda mtandao.

Takriban kila block 210,000 (kila baada ya miaka 4), zawadi ya block hupunguzwa nusu. Tukio hili linaitwa halving. Halving hupunguza kasi ya uundaji wa bitcoin mpya na husaidia kuhakikisha kuwa jumla ya bitcoin haitazidi milioni 21. Kadri muda unavyosonga, hii inafanya bitcoin kuwa adimu zaidi.

Ugavi unaozunguka inamaanisha jumla ya kiasi kinachopatikana cha sarafu. Kwa Bitcoin, jumla ya ugavi unaozunguka ni idadi ya sarafu ambazo tayari zimechimbwa na zipo kwenye mzunguko wakati wowote.

The ratiba ya ugavi wa Bitcoin ni mpango uliopangwa na wa wazi wa utoaji wa bitcoin mpya kwenye mzunguko, ulioundwa ili kudumisha uhaba wa Bitcoin kwa muda.

Baada ya kila tukio la halving, zawadi ya bitcoin ambayo wachimbaji hupokea kwa kuongeza block hupunguzwa nusu. Hii inapunguza kasi ya uundaji wa bitcoin mpya.

Wachimbaji bado hupata ada za miamala kutoka kwa miamala iliyomo kwenye block wanayochimba. Kadri muda unavyosonga, ada hizi zinatarajiwa kuwa sehemu kubwa zaidi ya mapato ya wachimbaji.

Halvings zimejengwa ndani ya itifaki ya Bitcoin na hutokea kiotomatiki takriban kila baada ya miaka minne. Kwa sababu hii, ratiba ya usambazaji wa Bitcoin inaweza kutabirika na ni wazi.

Jedwali linaonyesha halvings zijazo, ikijumuisha tarehe inayokadiriwa, nambari ya block wakati zinatokea, zawadi mpya ya block, na asilimia ya jumla ya bitcoin ambayo itakuwa imeshachimbwa.

Kadri bitcoin zaidi zinavyochimbwa, kiasi kinachozunguka kinaendelea kuongezeka hadi kiwango cha juu cha bitcoin 21,000,000 kitakapofikiwa, ambacho kinatarajiwa kufikiwa karibu mwaka 2140. Kwa sababu bitcoin mpya zinapungua kadri muda unavyosonga, ikiwa mahitaji yataongezeka, bei ya Bitcoin inaweza kupanda. Hii pia inawahamasisha wachimbaji kuendelea kulinda mtandao kwa kuchangia nguvu zao za kompyuta.

Hash halali ya block ni nini kwenye Bitcoin?

Katika Bitcoin, wachimbaji wanashindana kupata msimbo maalum unaoitwa hash ya block. Msimbo huu unatambulisha block ya miamala na kuiruhusu iongezwe kwenye blockchain.

Kila block ina taarifa kuhusu miamala ya hivi karibuni na pia inajumuisha hash ya block iliyopita. Hii inaunganisha kila block pamoja, na kutengeneza mnyororo kutoka block ya kwanza kabisa (Genesis Block) hadi ile ya hivi karibuni.

Hash inafanya kazi kama alama ya kidijitali ya vidole kwa data iliyomo kwenye block. Ikiwa taarifa yoyote kwenye block itabadilishwa, alama hiyo pia itabadilika. Hii inafanya iwe rahisi kwa mtu yeyote kuthibitisha kuwa historia ya miamala ya blockchain haijabadilishwa na husaidia kuweka mtandao salama.

Satoshi Nakamoto, muundaji wa Bitcoin, alichimba Genesis Block, ambayo ilifungua jumla ya bitcoin 50.

Mbio za Kuchimba Block

Wachimbaji wanashindana kupata hash halali ya block. Mchimbaji wa kwanza kupata hash hiyo anapata kuongeza block mpya kwenye blockchain na kupokea zawadi ya bitcoin.

Ili iwe halali, hash ya block lazima iwe chini ya nambari iliyowekwa na mtandao inayoitwa lengo la ugumu. Kwa sababu hash ni za bahati nasibu, wachimbaji lazima waendelee kujaribu viingilio tofauti hadi wapate kinachofaa.

Kama wachimbaji wengi wakishindana, blocks zingepatikana haraka sana. Kama wachimbaji wachache wakishiriki, blocks zingechukua muda mrefu kupatikana. Ili kuweka mfumo ukiwa na utaratibu, Bitcoin hubadilisha ugumu kiotomatiki kila blocks 2,016 (takriban kila wiki mbili).

Marekebisho haya yanahakikisha kwamba, wastani, block mpya inaongezwa kwenye blockchain takriban kila dakika 10.

kiwango cha ugumu katika uchimbaji wa Bitcoin hupima jinsi ilivyo ngumu kupata hash halali ya block. Mtandao hubadilisha ugumu huu kila blocks 2,016 (takriban kila wiki mbili) ili blocks mpya ziweze kuongezwa kwenye blockchain takriban kila dakika 10. Kadri ugumu unavyoongezeka, ndivyo inavyokuwa vigumu zaidi kwa wachimbaji kupata hash halali ya block.

Kwa kupata hash halali ya block, mchimbaji anathibitisha kuwa amefanya kazi inayohitajika kuongeza block mpya kwenye blockchain. Mchakato huu unaitwa Uthibitisho wa Kazi (PoW). Huu ndio mfumo wa usalama unaoiwezesha Bitcoin kuthibitisha miamala na kuongeza blocks mpya kwenye blockchain. Mchimbaji anayepata hash halali kwanza hupata zawadi ya bitcoin, ambayo inajumuisha zawadi ya block na ada za miamala zilizomo kwenye block hiyo.

Uthibitisho wa Kazi (PoW) husaidia kuweka Bitcoin salama kwa kufanya iwe ghali sana kwa mtu yeyote kujaribu kudanganya au kuchukua udhibiti wa mtandao. Badala yake, ni faida zaidi kufuata sheria.

Wachimbaji wana majukumu manne makuu:

1. Kukusanya miamala: Wachimbaji huchagua miamala iliyotumwa kwenye mtandao na kuiweka kwenye block inayopendekezwa.
2. Kufanya Uthibitisho wa Kazi: Wachimbaji wanashindana kutatua fumbo gumu la kihesabu kwa kupata hash halali ya block.
3. Tangaza bloku: Mchimba madini wa kwanza kupata suluhisho sahihi anashiriki bloku mpya na mtandao.
4. Pata zawadi: Ikiwa bloku ni sahihi, inaongezwa kwenye mnyororo wa bloku na mchimba madini anapokea bitcoin mpya zilizoundwa pamoja na ada za muamala.

Wachimba madini wengi duniani kote wanajaribu kuunda bloku inayofuata kwa wakati mmoja. Mchimba madini mmoja anapopata suluhisho sahihi, mtandao unakagua bloku hiyo. Ikiwa kila kitu kiko sawa, inaongezwa kwenye mnyororo wa bloku. Bloku nyingine zinazoshindana hutupiliwa mbali. Mchakato huu huweka mtandao katika makubaliano na kuzuia matumizi maradufu.

• Wachimba madini ni kompyuta zinazosaidia kudumisha na kusasisha daftari la Bitcoin.
• Wanachukua miamala na kuiweka pamoja kwenye bloku. Kisha wanaendesha data ya bloku kupitia algoriti ya hashing ili kutengeneza msimbo wa kipekee unaoitwa hash.
• Wachimba madini hurudia mchakato huu mara nyingi, wakitafuta hash inayokidhi sheria za Bitcoin. Mchimba madini wa kwanza kupata hash sahihi hupata bitcoin mpya kama zawadi, na bloku yake inaongezwa kwenye mnyororo wa bloku.
• Hash ya kila bloku pia huiunganisha na bloku iliyotangulia. Ikiwa mtu atajaribu kubadilisha muamala wa zamani, hash hazitalingana tena, na mtandao utakata mnyororo uliobadilishwa. Hii ndiyo inayolinda daftari la Bitcoin.

mempool, kifupi cha “memory pool,” ni kama chumba cha kusubiri kwa miamala ya Bitcoin. Unapotuma bitcoin, muamala wako kwanza unatumiwa kwenye mtandao na kuwekwa kwenye mempool.

Unaweza kufikiria kama kusubiri kwenye foleni ya mgahawa. Jina lako linawekwa kwenye orodha, na unasubiri hadi meza ipatikane. Vivyo hivyo, muamala wako unasubiri kwenye mempool hadi mchimbaji aweke kwenye bloku.

Node za Bitcoin hukagua kila muamala mpya ili kuhakikisha kuwa ni halali na kwamba bitcoin inayotumika haijatumika tayari. Ikiwa muamala ni halali, unabaki kwenye mempool hadi uthibitishwe.

Wachimbaji huchagua miamala kutoka kwenye mempool na kuiweka kwenye bloku mpya. Kawaida, miamala yenye ada kubwa huchaguliwa kwanza.

Mara tu muamala unapowekwa kwenye bloku, unathibitishwa na kuhifadhiwa kabisa kwenye blockchain ya Bitcoin.

Shughuli: Kuchunguza Mempool

Shughuli hii inawapa wanafunzi fursa ya kutumia zana huria na isiyolipishwa ambayo haihitaji ujuzi wa kiufundi kuitumia. Inafaa kwa watumiaji wa Bitcoin wa viwango vyote, kuanzia wanaoanza hadi wenye uzoefu.

Mambo Muhimu

1. Mempool inahusu orodha ya miamala ambayo haijathibitishwa inayohifadhiwa na kila node ya Bitcoin, si huduma au jukwaa maalum.
2. Hakuna mempool moja ya ulimwengu wote. Mempool.space ni mojawapo tu kati ya nyingi.
3. Mempool.space ni chanzo huria na inajulikana sana kwa kuwa mtaazamaji wa bloku rahisi kutumia. Inatoa data ya wakati halisi kuhusu miamala isiyothibitishwa, viwango vya ada, na shughuli nyingine za mtandao.

Kidokezo kwa Mwanafunzi

Mempool.space hufanya zaidi ya kuonyesha bloku. Chunguza sehemu nyingine za mfumo wa Bitcoin: kwa mfano, Lightning, uchimbaji, kiwango cha hash, mabwawa, na miwani ya nafasi ya bloku.

Sasa kwa kuwa umeelewa funguo za umma na za siri, pamoja na majukumu ya nodi na wachimbaji, hivi ndivyo muamala wa Bitcoin unavyofanya kazi kutoka mwanzo hadi mwisho.

1. Adam anataka kutuma bitcoin kwa Juma. Anaunda muamala na anwani ya Juma, kiasi cha kutuma, na ada.
2. Adam anasaini muamala huo kwa kutumia funguo yake ya siri kuthibitisha umiliki.
3. Anatangaza muamala huo kwenye mtandao wa Bitcoin.
4. Nodi zinapokea na kuangalia kama inafuata sheria, ikiwa ni pamoja na kuthibitisha saini na kama Adam ana bitcoin ya kutosha.
5. Ikiwa ni halali, muamala unasambazwa kwenye mtandao na kuongezwa kwenye mempool, ambako miamala inayosubiri inangoja.
6. Wachimbaji wanachagua miamala kutoka mempool na kuiweka kwenye bloku wanayojaribu kuchimba.
7. Wakati mchimbaji anapofanikiwa kuchimba bloku, inasambazwa kwenye mtandao na kukaguliwa na nodi nyingine.
8. Ikiwa ni halali, bloku inaongezwa kwenye blockchain. Juma anapokea bitcoin.
9. Kadri bloku zaidi zinavyoongezwa, muamala unapata uthibitisho zaidi, na kuufanya kuwa salama zaidi.

Mara tu muamala umejumuishwa kwenye bloku, umethibitishwa. Adam hawezi kutumia tena bitcoin hiyo, na Juma anaweza kutumia alichopokea kwenye muamala mpya.

Rasilimali

How To Setup Bitcoin Core

Tazama video hii kuhusu Nodi za Bitcoin