Ile zarabiają górnicy sieci Bitcoin? Kto ma realne szanse na nagrodę z wydobycia? Dlaczego użytkownicy wogóle korzystają z blockchaina największej kryptowaluty?
Jeden z uczniów Henrique Centieiro zadał mu ciekawe pytania odnośnie miningu Bitcoina. Zgodnie z zasadą, że nie ma głupich pytań i tym, że wydobywanie bitcoinów nie dla wszystkich jest sprawą całkowicie jasną, autor postanowił udzielić na nie wyczerpujących odpowiedzi. Ten artykuł stanowi tłumaczenie opracowania Centieiro (link do oryginalnej wersji na końcu artykułu).
***
Czy opłata za wydobycie jest płacona tylko temu górnikowi, któremu się to uda? – powiedzmy 1 z 8000 węzłów? Jeśli tak, wydaje się, że większość górników zbankrutuje, z wyjątkiem faktu, że górnicy łączą się w pule. Wydobycie jednego bloku zajęłoby jednemu komputerowi 270 000 lat. Nie wyobrażam sobie, jak duży komputer może mieć jeden górnik, aby wydobyć jeden blok w 10 minut. […] ile w sumie potrzeba energii elektrycznej w kilowatach , aby wydobyć jednen blok?
Nagroda za blok jest ustalona na 6,25 BTC i zmniejsza się o połowę co 4 lata (halving), a dokładniej co 210 000 bloków, biorąc pod uwagę, że mamy nowy blok co 10 minut. Tak więc następne zmniejszenie wymiaru nagrody za blok Bitcoina nastąpi na początku 2024 roku, a nagroda zostanie zmniejszona wówczas do 3,125 BTC.
Dodatkowo, za każdym razem, gdy użytkownik wysyła transakcję w sieci Bitcoin, będzie musiał uiścić opłatę transakcyjną. Górnik otrzyma opłaty transakcyjne za transakcje, które zostały uwzględnione w tym samym bloku.
Tak więc w przypadku Bitcoina, nagroda za wydobycie wynosi obecnie 6,25 BTC plus opłaty uiszczane przez użytkowników, a ta jest wypłacana górnikom średnio co 10 minut, gdy wydobywają blok. Ile to pieniędzy? Cóż, w momencie, gdy to piszę, wezmę po prostu ostatnio wydobyty blok. Możesz również sprawdzić to samodzielnie, klikając ten link.
Przyjrzymy się blokowi 692365. Górnik, który wydobył ten blok (w tym przypadku była to pula wydobywcza F2Pool), otrzymał nagrodę za blok w wysokości 6,25 BTC plus nagrodę z tytułu opłat w wysokości 0,0079 BTC.
Przy obecnych stawkach przekłada się to w przybliżeniu na:
Nagroda za blok: 6,25 BTC = 209 800 USD
Wynagrodzenie z tytułu opłat: 0,0079 BTC = 265 USD
Jako, że nagrody są dość atrakcyjne, wiele osób poświęca wiele zasobów na wydobywanie bitcoinów, zarówno pod względem sprzętu, jak i energii elektrycznej. We wczesnym etapie istnienia sieci – w latach 2009 i 2010, można było po prostu kopać BTC za pomocą laptopa i z powodzeniem otrzymać nagrodę. Ale teraz, gdy jest tak duża konkurencja, a wszyscy uczestnicy branży miningowej poświęcają tak wiele zasobów, prawdopodobieństwo sukcesu w zakresie wydobycia bloku za pomocą laptopa jest praktycznie zerowe. Dokonanie tego z użyciem zwykłego komputera zajęłoby tysiące lat.
Obecnie wydobywanie bitcoinów za pomocą laptopa jest jak próba wydobycia złota za pomocą jednej z tych zabawkowych łopat, których dzieci używają na plaży. Z matematycznego punktu widzenia nie jest to niemożliwe, ale prawdopodobnie znalezienie złota za pomocą tak małej łopaty zajęłoby tysiąc lat. Zamiast tego potrzebujemy ciężkiego sprzętu.
Porozmawiajmy teraz o pulach górniczych. Obecnie to, co górnicy robią, aby uzyskać bardziej stabilne nagrody i uniknąć bankructwa, to dołączenie do puli wydobywczej. Pula wydobywcza w zasadzie łączy zasoby dużej liczby górników, działających jako pojedynczy górnik z perspektywy sieci Bitcoin. Jeśli pula wydobywcza ma na przykład 10% zaangażowanych w nią górników (co ma miejsce w przypadku F2Pool, który widzimy w linku), oznacza to, że pula wydobędzie 10% bloków. 10% bloków Bitcoin to około 14 bloków dziennie. Górnicy, którzy wnoszą wkład do tej puli, otrzymają nagrody za wydobycie proporcjonalnie do ich wkładu. Możesz wspomóc się mocą obliczeniową swojego komputera osobistego, co będzie przypominać wydobywanie złota łopatą plażową, a otrzymasz nagrodę proporcjonalną do tej pracy (prawdopodobnie tylko kilka centów). Z drugiej strony ludzie, którzy mają ciężki sprzęt, wniosą większy wkład do puli wydobywczej i otrzymają nagrody proporcjonalne do swojego wkładu. Nawet duże farmy górnicze z dużą ilością ciężkiego sprzętu korzystają z pul wydobywczych, aby uzyskać bardziej przewidywalną i stabilną nagrodę.
Aby zobaczyć więcej szczegółów na temat liczby bloków i nagród, które F2Pool otrzymuje w imieniu swoich górników, sprawdź ten link: https://btc.com/stats/pool/F2Pool
Teraz druga część pytania:
Ile energii elektrycznej potrzeba do wydobycia jednego bloku Bitcoina?
Ilość zużywanej energii zależy od trudności wydobycia. Trudność ta jest dostosowywana co 2 tygodnie, aby utrzymać interwał wydobycia bloków na średnim poziomie około 10 minut. Kiedy więcej górników dołącza do sieci, trudność musi zostać dostosowana i rośnie (ponieważ więcej górników oznacza, że wydobyliby bloki szybciej niż 10 minut, a sieć chce utrzymać średnią 10 minut). Jeśli górnicy opuszczą sieć, trudność zostanie również odpowiednio zmniejszona. Tak stało się ostatnio, kiedy górnicy doświadczyli problemów regulacyjnych w Chinach i musieli nagle wyłączyć swój sprzęt. Trudność wydobycia została dostosowana do nowego hash rate (czyli mocy obliczeniowej) w sieci.
Przy obecnym poziomie trudności cała sieć Bitcoin produkuje około 101 terahaszy na sekundę pod względem mocy obliczeniowej i to jest wymagane do wydobycia jednego bloku w czasie 10 minut. Aby dać ci stosowne wyobrażenie, jeden terahash to 10¹² lub 1 000 000 000 000 hashy, a sieć używa obecnie 100 razy więcej na sekundę. Jest to w zasadzie część mechanizmu konsensusu dowodu pracy (proof of work). Krótko mówiąc, hash rate oznacza, ile obliczeń wykonują komputery w sieci, aby odgadnąć rozwiązanie zagadki kryptograficznej, która kryje się za „dowodem pracy”. Aby wydobyć jeden blok, będziemy potrzebować:
hasze na blok bitcoin
= (hash rate sieci) * (10 minut)
= (101 * Th / s) * 600 sekund)
= 60 600 tys
= 60 600 000 000 000 000 hashy (czyli liczba obliczeń wykonanych przez wszystkich górników, aby wydobyć jeden blok Bitcoina)
Wykonanie wszystkich tych obliczeń będzie wymagało sporej ilości energii elektrycznej. Mimo to, w porównaniu do innych branż, takich jak wydobycie złota, branża finansowa, a nawet branża klimatyzacyjna, zużycie energii elektrycznej Bitcoin jest znacznie niższe i bardziej wydajne.
Według szacunków Uniwersytetu Cambridge, roczna konsumpcja energii przez sieć Bitcoin może wynosić 70 TW, co, jeśli moje obliczenia są poprawne, wystarczy, aby wydobyć jeden blok Bitcoina:
TW na blok Bitcoina
= 70 TW / 365 dni / 24 godziny / 6 bloków
= 0,0013318 TW = 1,3318 GigaWatt = 1 331 800 KW
Więc… jeśli moje obliczenia są poprawne, wydobycie jednego bloku Bitcoina wymaga 1 331 800 KW.
Swoją drogą chciałam tylko skorzystać z okazji i podzielić się bardzo fajnym slajdem przygotowanym i zaprezentowanym przez Nica Cartera podczas konferencji Bword w zeszłym tygodniu:
***
Czy w przypadku blockchaina Bitcoina najszybszy górnik będzie wygrywał w wyścigu o wydobycie bloku przez cały czas zakładając, że nikt z szybszą maszyną nie dołącza do sieci?
Cóż, to nie jest takie liniowe. To, co robią górnicy, to próba znalezienia liczby zwanej nonce. Ta jednorazowa wartość to długi ciąg liczb, a górnicy muszą używać metody brute-force, tj. próbować różnych wartości jednorazowych wiele razy, zwykle miliardy razy, aż jedna z liczb wygeneruje hash spełniający warunki wydobycia. Więcej na ten temat przeczytasz tutaj. Wracając do trudności wydobycia, jest ona w zasadzie miarą tego, jak trudno jest znaleźć nonce.
Najszybsi górnicy, czyli ci z wyższym hash rate, są w stanie wykonać więcej jednorazowych obliczeń, czyli ci z potężniejszymi maszynami lub dużymi farmami wydobywczymi zwiększą prawdopodobieństwo wydobycia bloku, ale nie oznacza to, ze właśnie ten górnik zawsze wyjdzie z tego wyścigu jako zwycięzca.
Wyobraź sobie przez chwilę, że na świecie jest tylko 3 górników:
- Krit posiada 40% całej mocy wydobywczej (całkowitego hash rate Bitcoina)
- Kent posiada 35% całej mocy wydobywczej (całkowitego hash rate Bitcoina)
- Henri posiada 25% całej mocy wydobywczej (całkowitego hash rate Bitcoina)
Krit jest najszybszy i z tego powodu wygra w 40% przypadków, Kent w 35%, a Henri w 25% przypadków. Mówiąc „wygra”, mam na myśli oczywiście znalezienie odpowiedniego numeru, który przyzna temu górnikowi prawo do wydobycia tego bloku.
Trzecie pytanie: głównym zastosowaniem łańcucha bloków Bitcoin jest dokonywanie płatności. Jakie są inne praktyczne korzyści dla użytkowników blockchaina Bitcoina?
Będąc blockchainem pierwszej generacji, Bitcoin i inne kryptowaluty, takie jak Litecoin, Bitcoin Cash i Dogecoin, mają tak naprawdę tylko jedną funkcję: dokonywanie płatności i przechowywanie wartości.
Powiedziałbym, że główne przypadki użycia i zalety Bitcoina to:
- Bitcoin to świetne store of value. Bitcoin jest deflacyjny i często jest postrzegany jako cyfrowe złoto. Bitcoin jest dobrym zabezpieczeniem przed inflacją. Każdy może przechowywać dowolną ilość pieniędzy w blockchainie Bitcoina.
- Bitcoin to najlepszy system do rozliczania płatności. Jest nie tylko bardzo niezawodnym sposobem na transfer środków, ale także daje niesamowity stopień pewności w zakresie rozliczania płatności. W blockchainie Bitcoin możesz wysłać 100 USD lub 100 000 000 USD i możesz mieć 100% pewności, że płatność została w pełni rozliczona w blockchain po przetworzeniu transakcji przez górników. Możesz ufać, że blockchain Bitcoin wyśle 100 000 000 USD na wskazany adres bez względu na to, gdzie się znajduje, że w mniej niż godzinę transakcja zostanie w pełni zapisana w blockchain i nie bedzie możliwości jej cofnięcia. Żaden inny system na świecie nie daje takiego poziomu zaufania. Banki potrzebują dni, aby zrealizować tego rodzaju transakcję.
- Bitcoin świetnie nadaje się również do małych płatności. Lightning Network może być wykorzystana do dokonywania szybkich płatności przy śmiesznie niskich opłatach. Możesz wysłać np. ułamek BTC o wartości 1 USD, a transakcja zostanie zakończona w mniej niż 5 sekund z opłatą transakcyjną niższą niż 0,001 USD.
Na koniec powiedziałbym, że wielkim przypadkiem użycia Bitcoina jest to małe, ale ważne słowo: ZAUFANIE.
***
Powyższy artykuł został opracowany na podstawie tekstu autorstwa Henrique Centieiro pt. Can Bitcoin miners ever go bankrupt? How much money do they make? And what are the use cases?, który został opublikowany 28-07-2021 r.