Jak funguje těžba Bitcoinu - podrobné vysvětlení miningu

Foto: Internet

Těžba Bitcoinu - co to vlastně je?

Jedním ze dvou způsobů (tím druhým je nákup) získání Bitcoinu je těžba. Těžení samotné je v zásadě pouze potvrzení balíku transakcí, které jsou tímto ověřeny. Tomuto balíku se říká blok. Toto ověření transakce je velmi náročné na energii, takže těžaři získávají jako odměnu právě Bitcoiny (+možné transakční poplatky). Dnes je odměna za potvrzený balík transakcí 12,5 Bitcoinu a jeden blok je potvrzený celou sítí v průměru jednou za 10 minut. Odměna za získání Bitcoinu se snižuje na polovinu zhruba každé 4 roky. Další snížení proběhne v roce 2020.

Čtěte dále a dozvíte se, jak přesně se zajišťuje, že potvrzení opravdu trvá v průměru 10 minut a co vlastně těžba je. Chcete peníze zdarma na těžení? Klikněte zde.

Nejdříve trochu ze široka o hashování

Naprostým základem těžby je takzvaná hashovací (čti hašovací) funkce. V praxi se jedná o převedení nějakých vstupních dat na určitý výstup. Tento výstup by měl být velmi snadno spočitatelný, ale mělo by být velmi obtížné pouze ze znalosti výstupu přijít na to, jaká byla původní data. Jednodušeji řečeno se vezmou data, ze kterých se vytvoří na první pohled náhodný chumel jiných dat přesně danou funkcí nebo vzorcem.

• Ukážeme si to na příkladu: Zkusíme si cvičně vytvořit hash. Funkce tvorby našeho vymyšleného hashe je taková, že odmocníme prvočíslo a vezmeme 5. až 10. desetinné číslo, které navíc ještě napíšeme pozpátku. Pokud si vezmeme kalkulačku a spočteme si odmocninu z prvočísla 3, tak dostaneme výsledek 1.73205080756887729352744634150.... Pokud bychom vzali 5. až 10. desetinné číslo (zvýrazněno ve výsledku), tak dostaneme 508075, a podle naší vymyšlené funkce ho ještě převrátíme, takže 570805, což je náš výsledný hash. Takto bychom mohli jednoduše zahashovat libovolné prvočíslo a komukoliv by vyšel při správném postupu stejný hash. Stačí odmocnit, vzít předem určenou řadu čísel a napsat pozpátku. Je to vymyšlená funkce, ale pro příklad postačí.

V příkladu je velmi snadné získat hash, pokud známe prvočíslo a danou funkci. Pokud bychom znali pouze výsledný hash, bylo by zjištění původního prvočísla výrazně komplikovanější a pokud by neexistoval matematický vzorec, asi bychom museli prostě zkoušet a zkoušet a zkoušet (ve skutečnosti by tento hash byl prolomen díky výpočetním schopnostem velmi snadno). Pokud bychom tedy znali například pouze hash 815780, bylo by komplikované bez zkoušení přijít na to, že prvočíslo, ze kterého hash vznikl, je 9973, a to přestože známe funkci, jak hash vyprodukovat. Tomuto se také trošku odborněji říká jednosměrná nebo jednocestná funkce - je jednoduché jedním směrem převést data, ale je výrazně obtížnější nebo dokonce nemožné z převedených dat přijít na původní vstup.

Bitcoinová síť využívá něčeho podobného, ovšem výrazně komplikovanějšího. Skutečná hashovací funkce používaná při těžbě Bitcoinu se jmenuje SHA-256. Ta je použitelná na naprosto libovolně dlouhý text, ze kterého vyprodukuje 256 bitový řetězec jedniček a nul. V praxi se jedná o 32 znaků (256 bitů je 32 bajtů) dlouhý text tvořený číslicemi a malými písmeny.

Foto: Internet

O co se těžaři snaží a jak potvrzují transakce

Algoritmus SHA-256 je schopný z libovolně dlouhého textu vyprodukovat 32 znaků dlouhý hash. Mohli bychom takto zakódovat třeba tento článek, libovolnou knihu nebo třeba jen pár náhodných znaků. Vždy dostaneme kód dlouhý 32 znaků. Zkusíme si pomocí SHA-256 kalkulačky (najdete třeba zde) zahashovat text "Posílám Petrovi 12 bitcoinů1" bez uvozovek. Dostat byste měli následující hash:

2678a20ab6baa9e216c1010f5e05d76065bbaef01020a9528e366e1865a0a7fb

Pokud zkusíte změnit, přibrat nebo ubrat třeba jen jediný znak v původním textu, tak se hash naprosto nepředvídatelně změní. V příkladu původního textu si všimněte jedničky na konci. Teď se budeme se snažit o to, aby výsledný hash začínal nulou tak, že budeme ke konci původního textu vždy přičítat jedničku. Důvod tohoto snažení si řekneme záhy. Další text k zahashování tedy bude "Posílám Petrovi 12 bitcoinů2" atd., dokud nedostaneme na začátek výsledného hashe nulu. V tomto případě se k nule dostaneme rychle a už text "Posílám Petrovi 12 bitcoinů5" vyprodukuje následující hash:

0d4807360fe02e991a9636430d0bdf2943b91289f3377afa10d7b16b574cc734

Neexistuje žádný způsob, jak přijít na text, jehož hash začíná nulou, aniž bychom prostě zkoušeli. Vzhledem k tomu, že jsme na tento hash přišli, museli jsme vynaložit jistou práci zkoušením (proto se těžení také říká "proof of work"). Ve skutečnosti se na hash převádí text v podobě počítačového kódu, který obsahuje informace o transakcích v bloku. Princip s příkladným textem a opravdovým textem, který se při transakcích hashuje, je naprosto stejný. Není dokonce možné pozměnit nebo padělat původní text, respektive informace o transakcích například na "Posílám Jardovi 12 bitcoinů5", protože by se zcela změnil výsledný hash.

Proč by ale nás ale někdo odměnil Bitcoiny za to, že na nulu na začátku hashe přijdeme? V uvedeném příkladu jsme zkoušeli přijít na jedinou nulu, ale v praxi je potřeba přijít na takový kus textu, po kterém na začátku hashe vznikne 17 nul. Vzhledem k tomu, že neexistuje způsob, jak přijít na to, kolik čísel musíme za text přidat, aby tolik nul v hashi vzniklo, tak je potřeba zkoušet a zkoušet a zkoušet, dokud se náhodným způsobem na tento text nepřijde. To je naprosto obrovské množství pokusů, na které je potřeba vynaložit neskutečné množství energie.

Komu se to ovšem jako prvnímu podaří, zašle výsledný text všem ostatním, kteří velmi snadno ověří, že výsledný hash je správný, a blok transakcí je potvrzen. Vítězi se připíše 12,5 Bitcoinu a začíná se znovu s dalším blokem, neboli zcela jiným původním textem, za který je potřeba přidávat počítadlo.

Co je to blockchain a proč zabraňuje padělání Bitcoinů

U těžby Bitcoinů se velmi často setkáme s termínem "blockchain". Blok, jak jsme si řekli, je souhrn transakcí, který je potřeba potvrdit. Tyto bloky se postupně seřazují do řetězce, odtud tedy blockchain, neboli řetězec bloků. Celá síť se také dohodla, že do blockchainu může přidat další záznam ten, komu se podaří najít správný hash.

Každý další potvrzený blok je svou existencí závislý na blocích předchozích. V textu, který se hashuje, je totiž i údaj o bloku minulém. Tento údaj nelze měnit, protože by se změnil výsledný hash. Nelze ani bloky do blockchainu libovolně vkládat z důvodu změny hashe, který by při jakékoliv úpravě původního textu neodpovídal. Všichni mohou jednoduše ověřit, že výsledný hash u jakéhokoliv bloku opravdu sedí a že potvrzení transakce proběhlo v pořádku. Bitcoin je tedy opravdu velmi dobře zabezpečený a nelze padělat transakce a do blockchainu vkládat neověřené údaje.

Vzhledem k tomu, že Bitcoiny vznikají pouze korektním těžením, tedy potvrzením bloku, není možné je ani padělat nebo umělě vytvářet. Každý má totiž možnost si přesně spočítat, kolik Bitcoinů je v oběhu a jestli jejich počet sedí. Blockchain je zcela veřejný a transparentní a jeho správnost je možné snadno a relativně rychle spočítat, o což se starají všichni uživatelé Bitcoinové sítě.

Foto: Internet

Jak se určuje obtížnost těžby Bitcoinu

Na začátku jsme si řekli, že jeden blok je vytěžený v průměru za 10 minut. Tento čas byl pevně dán a zaručuje pravidelnou těžbu Bitcoinů i čas pro potvrzení transakcí.

Jak ale dosáhneme toho, že celá Bitcoinová síť vytěží 1 blok jen jednou za 10 minut? Odpověď je počet nul, na který je potřeba přijít na začátku hashe. Vzhledem k náhodnosti, kterou se hash řeší, je klidně možné, i když obrovsky nepravděpodobné, že se na výsledek přijde třeba jen jediným pokusem. Na jiné je potřeba času mnohem déle, než 10 minut. Obtížnost se tedy kontroluje podle průměru času vyřešení za poslední 2 týdny.

V praxi se zkontroluje, před jak dlouhou dobou byl vyřešen blok, který je 2016 bloků před blokem aktuálním. 2016 je počet desetiminutových intervalů ve dvou týdnech. Pokud je tento blok v blockchainu opravdu vytěžen před dvěma týdny, nechává se obtížnost na stejné úrovni. Pokud byl tento blok vyřešen před týdnem, je potřeba zvýšit obtížnost tak, že je potřeba v hashi přijít na více nul (v tomto případě na jednu bitovou nulu, aby se obtížnost zdvojnásobila). Pokud naopak výkon sítě zeslábl a poslední blok byl vyřešen před například čtyřmi týdny, je potřeba obtížnost úlohy zjemnit a přichází se na hash s jednou bitovou nulou na začátku méně, čímž se obtížnost zpoloviční.

Díky této samoregulaci je zajištěno, že budou bloky řešeny v průměru stále zhruba stejnou dobu a že i nové Bitcoiny budou vycházet v podobných intervalech.

Chci získat Bitcoin - musím těžit? Návod jak koupit Bitcoin

Těžba kryptoměn je velmi komplikovaný způsob získání Bitcoinu, který vyžaduje jak investici do hardwaru, tak elektrické energie. Jednodušší a přímočařejší je využít některou z Bitcoinových burz (například Coinmate - recenze zde), kde si Bitcoin koupíte nebo prodáte, a o těžbu a potvrzování transakcí se nemusíte absolutně starat.

Komentáře

Přidej komentář

Jméno:	Text: Napsáno znaků Diskusní příspěvky vyjadřují názor jejich pisatelů a provozovatel tohoto portálu za ně nenese zodpovědnost
Odpověď na otázku z obrázku: