Kopanie bitcoina – Na czym polega wydobywanie BTC?

Kopanie bitcoina nie ma nic wspólnego z grzebaniem w ziemi. Proces pozyskiwania BTC jest podobny do wydobywania złota. Dlatego terminologia została zapożyczona i przyjęła się jako określenie potoczne.

Proces wydobywania jest najważniejszym warunkiem działania transakcji oraz wprowadza nowe monety BTC do obiegu. Nie jest to tylko emisja bitcoinów. Wydobywanie zabezpiecza sieć i umożliwia poprawne przesyłanie środków między użytkownikami.

Kopanie bitcoina

Sieć bitcoin funkcjonuje na zasadzie powiązanych ze sobą zapisów, zawierających informacje o zawartych transakcjach oraz ilości środków posiadanych przez poszczególnych użytkowników.

Ten zbiór danych nazywa się łańcuch bloków (blokchchain). Łańcuch składa się z poszczególnych bloków, w których zapisane są informacje. Każdy blok jest powiązany z poprzednim zgodnie z zasadami kryptografii.

Kopanie bitcoina to wykonywanie obliczeń matematycznych, niezbędnych aby operacje zapisywane w łańcuchu bloków przebiegały poprawnie.

Na czym polega kopanie bitcoinów?

Kopanie bitcoinów polega na szukaniu pasującego ciągu znaków zwanego hash. Hash jest brakującym elementem równania, niezbędnym aby „połączyć” kolejne bloki informacji. Z matematycznego punktu widzenia jest to zadanie łatwe. Opiera się na statystyce.

Podstawia się losowo wybrane kombinacje znaków aż do uzyskania prawidłowego wyniku. Problem tkwi w ilości możliwych kombinacji, która jest olbrzymia. Dlatego ich sprawdzenie wymaga dużej mocy obliczeniowej.

Można to liczyć ręcznie, zapisując na kartce. W takim przypadku trafienie poprawnego wyniku zajęłoby kilkaset tysięcy razy więcej czasu niż istnieje wszechświat. Istnieje tak olbrzymia ilość możliwych kombinacji.

W celu przyspieszenia procesu do kopania bitcoinów wykorzystuje się wydajne komputery. Osoba, której uda się rozwiązać równanie i poprawnie zaszyfrować hash otrzymuje nagrodę w postaci nowo wygenerowanych monet BTC.

Proces poszukiwania pasującego ciągu znaków oraz szereg innych obliczeń związanych z poprawnym funkcjonowaniem sieci nazywa się potocznie kopaniem bitcoina. Osoby używające do tego komputerów zwane są górnikami, a ich dedykowane komputery koparkami.

Schemat jest podobny do wydobywania złota. Trzeba przesiać tysiące ton bezwartościowej ziemi, aby znaleźć jeden gram cennego kruszcu.

Zyski z kopania bitcoina

Nowy blok powstaje gdy uda się odnaleźć pasujący ciąg znaków i hash zostanie poprawnie zaszyfrowany. Następuje to w odstępie około 10 minut.

Wraz z rozbiciem bloku do obiegu trafiają nowe monety BTC. Są one rozdzielane wśród górników, proporcjonalnie do udostępnionej mocy obliczeniowej.

Za użyczenie sprzętu oraz pokrycie kosztu prądu potrzebne do funkcjonowania sieci górnicy otrzymują nagrodę w postaci nowo powstałych bitcoinów i opłat transakcyjnych. Jest to ich zysk.

Halving – zmniejszanie nagrody dla górników

Pierwotnie nagroda za rozbicie bloku wynosiła 50 BTC. Po utworzeniu kolejnych 210000 bloków (co 4 lata) ma miejsce halving. Nagroda za kopanie bitcoina ulega zmniejszeniu o połowę. Obecnie wynosi 12,5 BTC. Tyle nowych monet trafia do obiegu co 10 minut. Przed nami jeszcze 34 takie zmiany.

Opłaty transakcyjne

Każda transakcja (przelew) jest obarczona niewielką prowizją, która wraz z nagrodą za rozbicie bloku, trafia do górników. Gdy wszystkie bitcoiny zostaną wykopane (około 2140 rok) sieć będzie się utrzymywać tylko z tych prowizji.

Wydobywanie bitcoina kiedyś i dziś

W początkowym okresie kopanie bitcoina było możliwe za pomocą procesora zwykłego komputera CPU (Central Processing Unit). Potem przyszedł czas kart graficznych GPU (Graphics Processing Unit) i własnoręcznie budowanie urządzeń na nich opartych.

Dzisiejszy sprzęt jest zaprojektowany tylko do wydobywania. Wydajność mikroprocesorów ASIC (Application Specific Integrated Circuit) wielokrotnie przewyższa wymienionych powyżej poprzedników.

Koparki do wydobywania BTC

Do kopania bitcoinów wykorzystuje się specjalne komputery działające na układach scalonych ASIC. Są to dedykowane kalkulatory dysponujące dużą mocą obliczeniową. Nie da się ich zastosować w innym celu.

Urządzenie wygląda jak niewielkie pudełko. Generuje ciepło i hałas. Oprócz podzespołów obliczeniowych jest wyposażone w wentylator. Chroni to przed przegrzaniem i umożliwia ciągłą pracę. Sprzęt jest samowystarczalny. Wystarczy podłączyć do prądu i skonfigurować.

Proof of Work – Dowód pracy

Proces kopania bitcoinów oparty jest o konsensus Proof of Work (dowód pracy). Dowodem wykonanej pracy jest odnalezienie parametru nonce i zaszyfrowanie nagłówka hash. Takie zadanie mają koparki. Więcej na ten temat napisałem w osobnym artykule o kopaniu kryptowalut.

Rozproszona sieć bitcoin

Każda koparka ma zainstalowane oprogramowanie pozwalające na dostęp do łańcucha bloków. Można podłączyć się do tej sieci i uczestniczyć w kopaniu bitcoina. Wystarczy kupić koparkę.

Na chwilę obecną sieć bitcoin posiada największą moc obliczeniową na świecie. Jest ona kilkaset razy większa niż sumaryczna moc najmocniejszych komputerów z listy TOP500.

Za bezpieczeństwo i poprawność transakcji odpowiada rozproszona sieć bitcoin. Tworzą ją tysiące koparek używających dedykowanego oprogramowania.

Współczynnik trudności kopania BTC

Współczynnik trudności wydobycia to parametr regulujący częstotliwość z jaką do obiegu trafiają nowe BTC. Jeśli moc całej sieci wzrośnie, bloki będą wydobywane coraz szybciej. Aby temu zapobiec w algorytmie została zaimplementowana zmienna zwana współczynnikiem trudności.

Jeśli sumaryczna moc sieci rośnie, obliczenia konieczne do kopania bitcoinów są coraz trudniejsze. Analogicznie działa to w drugą stronę.

Współczynnik trudności wydobycia ulega zmianie co 2016 bloków (2 tygodnie). Dostosowuje się w taki sposób, aby niezależnie od mocy całej sieci blok powstawał co 10 minut. Jego aktualny poziom sprawdzisz tutaj.

Algorytm SHA-256

Kopanie bitcoina i operacje zachodzące wewnątrz sieci bazują na algorytmie kryptograficznym SHA-256 (Secure Hash Algorithm). Co ciekawe, cała grupa algorytmów SHA została wynaleziona przez Amerykańską Agencję Bezpieczeństwa Narodowego (NSA). Tak, to ci od szpiegowania i inwigilowania.

Jak na ironię twórca bitcoina zastosował wymyśloną rzez nich technologię w swoim wybitnie anty systemowym dziele. Więcej informacji o BTC oraz przyczyny jego powstania znajdziesz w artykule co to jest bitcoin.

Kopalnie

Z racji na rosnącą moc obliczeniową oraz poziom trudności, samodzielne kopanie bitcoina jest praktycznie niemożliwe. Nawet posiadając kilkanaście koparek czas potrzebny do pozyskania choćby małej cząstki bitcoina jest liczony w latach.

W celu zwiększenia szansy na rozbicie bloku, górnicy łączą siły tworząc kopalnie (ming pools). Kopalnia to wiele zintegrowanych koparek. Możesz dołączyć trzymając koparkę w domu. Wystarczy odpowiednia konfiguracja urządzenia.

Kopalnia to zespół wspólnie pracujący nad rozbiciem bloku. Każdy górnik otrzymuje ilość bitcoinów proporcjonalną do użyczonej mocy obliczeniowej.

Kopanie bitcoinów pochłania masę energii

Proces wydobywania zużywa dużo prądu. Według raportu przygotowanego przez PowerCompare, kopalnie zużywają więcej energii niż Irlandia i prawie wszystkie państwa Afryki.

To zarzut często podnoszony przez przeciwników cyfrowego złota. W mojej ocenie jest chybiony, bowiem żadna dzisiejsza technologia nie może działać bez pobierania energii.

Utrzymanie całej infrastruktury powszechnego systemu finansowego jest zdecydowanie bardziej energochłonne niż kopanie bitcoina. Nie słyszałem, aby ktoś darł szaty z tego powodu.

Farmy bitcoinowe

Farma bitcoinowa to duża ilość sprzętu zgromadzona w jednym miejscu. Zazwyczaj jest to hala lub hangar. Pomieszczenie jest klimatyzowane i wyposażone w dobrej jakości łącze internetowe.

Z racji na tani prąd największa ilość farm kopiących bitcoiny znajduje się w Chinach, Rosji i USA. Popularną lokalizacją są też kraje skandynawskie. Niskie temperatury pozwalają zaoszczędzić na klimatyzacji.

Kopanie bitcoina – opłacalność

Wiele mitów narosło wokół tego tematu. Krąży też wiele nieprawdziwych informacji w związku z alternatywnymi metodami wydobywania. O tym będzie w dalszej części. Na razie skupmy się na opłacalności metody tradycyjnej, czyli przy użyciu własnej koparki.

Kopiemy bitcoiny nie dolary dlatego:

Rentowność wydobywania ZAWSZE należy liczyć w stosunku do ilości pozyskanych bitcoinów, a nie ich wartości po przeliczeniu na dowolną walutę FIAT.

O opłacalności można mówić w momencie, gdy po zaangażowaniu w proces kopania mamy więcej bitcoinów niż przed. W przeciwnym razie proceder jest nieopłacalny niezależnie od ceny BTC/USD.

Omówię to na prostych liczbach, aby lepiej zobrazować w czym jest rzecz. Kupiłem koparkę o wartości 1 BTC. Po roku wykopałem 0.7 BTC. Zarobiłem czy straciłem? To chyba proste? Wartość bazowa jest mniejsza i nie ma znaczenia ile dolarów otrzymam za bitcoina.

Po co angażować się w kopanie bitcoinów jeśli w rezultacie mamy ich mniej niż na początku? Z ekonomicznego punktu widzenia zupełnie nie ma to sensu.

Gdybym zamiast koparki kupił BTC wyszedłbym na tym znacznie lepiej. Jeśli zależy Ci na spekulacyjnym wzroście ceny lepiej kup BTC na giełdzie. Zero kosztów stałych, mniejsze ryzyko i mniej problemów.

Jak wyliczyć opłacalność?

Chcąc wykonać dokładną kalkulację opłacalności kopania należy koszty ująć w bitcoinie i wziąć pod uwagę szereg czynników takich jak:

• wzrost trudności wydobycia
• spadek wydajności koparek
• koszt energii
• koszt zakupu sprzętu

Kurs BTC/USD jest nie istotny. Jeśli otrzymasz mniej bitcoinów niż zainwestowałeś jesteś stratny.

Wzrost trudności wydobycia oraz wprowadzanie na rynek coraz mocniejszych urządzeń powoduje, że po roku użytkowania wydajność oraz wartość przyzwoitej koparki spadają kilkukrotnie. Możesz ją sprzedać na skupie złomu.

Kiedy kopanie bitcoinów się opłaca?

Wydobywanie bitcoina w warunkach domowych może być opłacalne przy spełnieniu kilku warunków, które zachodzą niezwykle rzadko. Dwa pierwsze tylko w okresach długotrwałej bessy:

• niska trudność wydobycia
• niski koszt zakupu koparki
• duża ilość opłat transakcyjnych w sieci

Istnieją też czynniki, które pozytywnie wpływają na opłacalność. Pierwszy z nich to dostęp do taniej lub darmowej energii. Właściciel budynku z dodatnim bilansem energetycznym, nadwyżkę może wykorzystać do kopania bitcoina.

Drugim jest posiadanie dużego kapitału (sześć zer) pozwalającego kupić koparki w cenach sporo niższych niż rynkowe.

Trzeci to dysponowanie przewagą w mocy obliczeniowej. W chwili wprowadzenia na rynek nowych, mocnych koparek, osoby które posiadają je jako pierwsze zarabiają bardzo dobrze. Trwa to krótko, potem system wraca do równowagi.

Samoregulujący mechanizm

Wynalezienie i masowa produkcja mikrochipów ASIC, wypaczyło ideę wydobywania która w pierwotnym założeniu była zupełnie inna. Polegała na samowystarczalności sieci poprzez nagradzanie aktywnych jej uczestników, a nie na tworzeniu zcentralizowanych farm służących jedynie do zarabiania.

Świadczy o tym zaszyty w algorytmie współczynnik trudności, który w przypadku nagłego wzrostu mocy obliczeniowej czyni kopanie bitcoina procederem nieopłacalnym. Ma to na celu przywrócenie równowagi.

Mam na myśli dłuższą perspektywę. Owszem zdarzały się okresy gdy na wydobywaniu zarabiało się naprawdę dobrze. Nie trwały one jednak długo. W warunkach standardowych jest to nieopłacalne lub na granicy opłacalności.

Kopanie bitcoinów ryzykownymi metodami

Rosnąca popularność bitcoina spowodowała wysyp systemów i cudownych metod obiecujących zyskowne wydobywanie. Istnieje prawdopodobieństwo graniczące z pewnością, że stracisz w nich pieniądze.

Przeglądarka

Polega to na rejestracji w systemie i otworzeniu okna przeglądarki ze stroną, która rzekomo kopie bitcoiny. Trudno zweryfikować, czy tak jest w istocie. Przeskakujące cyferki na monitorze to nie dowód.

Komputer, laptop, telefon

Trzeba zainstalować aplikację i uruchomić ją na urządzeniu. Aplikacja wykorzystuje moc obliczeniową generowaną przez procesor.

Korzystanie z opisanych powyżej wynalazków wiąże się z dużym ryzykiem utraty kapitału. Aplikacje niewiadomego pochodzenia naszpikowane są złośliwym oprogramowaniem, które przechwytuje klucze prywatne i dane do logowania. Osobny artykuł na temat zasad bezpieczeństwa.

Szpigująca aplikacja może wykraść Twoje hasła nie tylko do stron związanych z bitcoinem. Nie pogardzi danymi, których używasz do logowania na tradycyjne konto bankowe.

Kopanie bitcoina w chmurze (cloud mining)

Najlepsze zostawiłem na deser. Kopanie w chmurze to wynajem mocy obliczeniowej poprzez zakup kontraktu. Nie trzeba mieć własnej koparki, wystarczy kupić moc obliczeniową od pośrednika. Jakże piękna perspektywa.

Tego typu ofert w internecie jest cała masa. Problem w tym, że pośrednik wcale koparek nie posiada, a cały system opiera się na redystrybucji wpłat. Gdy duża ilość osób wpłaci pieniądze system znika.

Tak jest w znacznej większości przypadków. Istnieje jednak kilka kopalni sprzedających moc, które rzeczywiście kopią bitcoina.

Opłacalność takiej inwestycji to mit. Ryzyko znacznie wyższe niż w przypadku samodzielnego zakupu koparki, bowiem wpłacasz pieniądze do pośrednika i jesteś na jego łasce.

Nie znam przypadku w którym inwestor otrzymał więcej bitcoinów niż kosztował kontrakt. Niektórzy chwalą się rzekomym zyskiem podawanym USD, ale jak wcześniej wspomniałem wtedy nie można mówić o zysku.

Nielegalne kopanie bitcoina, czyli cryptojacking

Ze względu na koszty i charakter procesu, kopanie bitcoina jest nieopłacalne lub balansuje na granicy opłacalności. Inaczej rzecz się ma gdy kosztów się pozbędziemy lub gdy przerzucimy je na inne osoby. Na tej darmowej metodzie bazują hakerzy.

Botnet

W dzisiejszych czasach kopanie bitcoina z wykorzystaniem jednego lub kilku procesorów CPU jest niemożliwe. Jeśli mamy ich kilka tysięcy, sumaryczna moc obliczeniowa na to pozwala.

Botnet to sieć komputerów zarażonych złośliwym oprogramowaniem. Zazwyczaj ich właściciele nie wiedzą, że urządzenie pracuje na rzecz innych osób. Podstępnie umieszczony wirus wykorzystuje moc całej sieci botnet do wydobywania bitcoinów.

Infekowanie stron internetowych

W kodzie strony internetowej zostaje umieszczony skrypt, który inicjuje proces wydobywania wykorzystując przeglądarkę odwiedzającego witrynę. Jeśli wchodzisz na zainfekowaną stronę, Twoja przeglądarka jest celem ataku.

Podsumowanie i pytania pomocnicze

Kopanie bitcoinów znacznie się zmieniło na przestrzeni lat. Proces stał się energochłonny i kosztowny. Samodzielna działalność na tym polu prawdopodobnie nie przyniesie zysku.

Istnieje niewielka szansa, że będzie inaczej. Przy sprzyjających warunkach rynkowych oraz przy odrobinie szczęścia możesz na tym zarobić.

Nie daj się nabrać na cudowne systemy rzekomo ułatwiające kopanie bitcoina. W takim układzie, jedyną zarabiającą stroną jest organizator procederu. Użytkownicy stracą na pewno.