Κρυπτογράφηση
Το mining είναι η διαδικασία δημιουργίας έγκυρων block που προσθέτουν δεδομένα συναλλαγών στο δημόσιο ledger (καθολικό) του Bitcoin, που ονομάζεται blockchain. Είναι ένα βασικό στοιχείο στο δίκτυο του Bitcoin που επιλύει το πρόβλημα της “διπλής δαπάνης”.
Το πρόβλημα της διπλής δαπάνης αναφέρεται στο ζήτημα αναζήτησης του ιστορικού συναλλαγών. Ένας κάτοχος του Bitcoin μπορεί να αποδειχθεί μαθηματικά μέσω της κρυπτογράφησης του δημόσιου κλειδιού του, η οποία δεν μπορεί να σπάσει με την σημερινή τεχνολογία. Ωστόσο η κρυπτογράφηση από μόνη της δεν μπορεί να εγγυηθεί από μόνη της ότι ένα συγκεκριμένο νόμισμα δεν είχε σταλθεί προηγουμένως σε κάποιον άλλον. Για να σχηματιστεί το ιστορικό συναλλαγών, χρειάζεται μια παραγγελία που να βασίζεται στον χρόνο δημιουργίας κάθε συναλλαγής.
Το mining ή αλλιώς η “εξόρυξη” (και το blockchain γενικότερα) χρησιμοποιεί οικονομικά κίνητρα για να παρέχει έναν αξιόπιστο τρόπο επεξεργασίας δεδομένων. Στην περίπτωση του Bitcoin mining αυτό το αποτέλεσμα επιτυγχάνεται δημιουργώντας συνεχόμενα block που μπορεί να αποδειχθεί μαθηματικά ότι έχουν μπει στην σωστή σειρά. Η διαδικασία εξαρτάται από τις μαθηματικές ιδιότητες ενός κρυπτογραφικού κατακερματισμού δηλαδή έναν τρόπο κωδικοποίησης δεδομένων.
Αυτό κάνουν οι miners του Bitcoin χρησιμοποιούν τρισεκατομμύρια hashes κάθε δευτερόλεπτο μέχρι να βρουν την ιδανική συνθήκη που ικανοποιεί τον βαθμό δυσκολίας. Τόσο η δυσκολία όσο και ο κατακερματισμός είναι πολύ μεγάλοι αριθμοί που εκφράζονται σε bits και επομένως η συνθήκη απαιτεί απλώς ο κατακερματισμός να είναι χαμηλότερος από την δυσκολία.
Μέσω της απαίτησης δυσκολίας, το σύστημα εγγυάται ότι οι miners του Bitcoin κάνουν πραγματική δουλειά χρησιμοποιώντας τον χρόνο και την ηλεκτρική ενέργεια που χρειάζονται για τον κατακερματισμό. Αυτός είναι ο λόγος που το πρωτόκολλο αυτό ονομάζεται proof of work δηλαδή “απόδειξη εργασίας”. Για αυτό για να επιτεθεί κάποιος στο δίκτυο θα έπρεπε να αναδημιουργήσει το σύνολο της εξορυκτικής του ισχύος κάτι το οποίο θα κόστιζε δισεκατομμύρια δολάρια.
Κατακερματισμός και blocks
Η διαδικασία προσθήκης νέων συναλλαγών στο blockchain του Bitcoin είναι γνωστή ως mining δηλαδή διαδικασία εξόρυξης. Οι miners χρησιμοποιούν μια τεχνική PoW (Proof of Work) στην οποία οι υπολογιστές ή συγκεκριμένα μηχανήματα που είναι για mining ανταγωνίζονται για την επίλυση μαθηματικών προβλημάτων που έτσι επικυρώνονται οι συναλλαγές.
Γενικότερα οι miners προσπαθούν να δημιουργήσουν ένα δεκαεξαδικό αριθμό 64 ψηφίων, που αναφέρεται ως κατακερματισμός, που είναι μικρότερος η ίσος με τον κατακερματισμό που υπάρχει ως στόχος. Το ποσοστό κατακερματισμού Bitcoin υποδεικνύει τον εκτιμώμενο αριθμό κατακερματισμών που δημιουργήθηκαν από miners που προσπαθούν να λύσουν το τρέχων block Bitcoin η οποιουδήποτε συγκεκριμένου block.
Το ποσοστό κατακερματισμού του Bitcoin μετριέται σε Hashes ανά δευτερόλεπτο ή H/s. Οι miners χρειάζονται υψηλό ρυθμό κατακερματισμού μετρημένο σε mega hashes ανά δευτερόλεπτο, giga hashes ανά δευτερόλεπτο και tera hashes ανά δευτερόλεπτο για να εξορύξουν με επιτυχία.
Ο κώδικας του Bitcoin ανταμείβει τους miners με επιπλέον Bitcoin για να τους ενθαρρύνει να συνεχίσουν να ανταγωνίζονται για να λύσουν τους γρίφους και να διατηρήσουν έτσι ολόκληρο το δίκτυο. Έτσι προστίθενται νέες συναλλαγές στο blockchain. Η εξόρυξη Bitcoin είναι σημαντικά λιγότερο κερδοφόρα από ότι ήταν κάποτε, καθώς η ανταμοιβή block μειώνεται στο μισό κάθε 210.000 block περίπου κάθε 4 χρόνια.
Για παράδειγμα ένα block του Bitcoin άξιζε 50 BTC όταν εξορύχθηκε πρώτη φορά το 2009. Αυτό μειώθηκε σε 25 το 2012. Μέχρι το 2016 είχε μειωθεί ξανά στα 12,5 και από 11 Μαΐου 2020 είναι στα 6,25. Μέχρι το 140 αναμένεται ότι όλα το Bitcoin θα έχει κυκλοφορήσει στην αγορά.