Transacties op de blockchain
Mining is het proces waarbij transactie-informatie wordt toegevoegd aan een gedistribueerd en decentraal grootboek, waarin uitgevoerde transacties uit het verleden zijn opgeslagen. Dit grootboek met reeds uitgevoerde transacties noemen we de blockchain, omdat je deze technologie zou kunnen visualiseren als een lange ketting met allemaal blokken. Het is een decentraal en gedistribueerd netwerk. De blockchain bevestigt iedere transactie die er binnen het systeem plaatsvindt, aan alle andere elementen binnen het blockchainnetwerk.
Nodes
In het blockchainnetwerk bevinden zich een heleboel nodes. Dit zijn computers die de verschillende bitcoin-transacties van elkaar kunnen onderscheiden. De nodes kunnen dus controleren of de transacties die binnen het netwerk worden uitgevoerd, ook daadwerkelijk rechtmatig zijn. Ongeoorloofde transacties zoals bijvoorbeeld het twee keer uitgeven van eenzelfde bitcoin (BTC), worden dan ook direct door de nodes opgemerkt.
Proof of work
Minen is bewust zo ontworpen dat het hele proces behoorlijk arbeidsintensief en ingewikkeld is, zodat het aantal blokken dat iedere dag wordt gevonden door de ‘miners’ stabiel blijft. Ieder afzonderlijk blok moet de zogenaamde ‘proof of work’ bevatten. Een blok dat beschikt over proof of work, wordt beschouwd als een geldig blok. Deze proof of work wordt gecontroleerd door de bitcoin-nodes, iedere keer als er een blokje wordt aangeboden aan het blockchainnetwerk. Het voornaamste doel van mining is ervoor zorgen dat de bitcoin-nodes, een veilige en fraudebestendige overeenstemming kunnen bereiken. We noemen deze overeenstemming consensus. Bitcoin maakt gebruik van de ‘hashcash proof of work’ functionaliteit.
Stimuleren van miners
Het proces waarbij transactie-blokken aan het blockchainnetwerk worden toegevoegd wordt mining genoemd. De miners krijgen een vergoeding per uitgevoerde transactie of nieuw gecreëerde bitcoins. Door het belonen van de miners worden zij gestimuleerd om bitcoins te verspreiden, op een decentrale manier. Ook daagt het proces van minen mensen uit om te zorgen voor veiligheid binnen het netwerk.
SHA-256
Dit mechanisme wordt minen genoemd, omdat je het een beetje zou kunnen vergelijken met het delven – minen – van bijvoorbeeld steenkool uit een kolenmijn. Minen vergt namelijk veel inspanning en maakt geleidelijk aan nieuwe coins beschikbaar. Het ‘minen’ van een blok is moeilijk, omdat de SHA-256 hash van een ‘blok header’ lager moet zijn dan, of gelijk aan de target. Alleen dan wordt een blok door het blockchainnetwerk geaccepteerd. De reden hiervoor is dat de hash van een blokje met een bepaald nummer moet beginnen. Een nummer dat bestaat uit een aantal nullen.
Moeilijkheidsgraad
De moeilijkheidsgraad is de maatstaf voor het bepalen van de ingewikkeldheid, van de wiskundige problemen. Dat wil zeggen hoe lastig of gemakkelijk het is om een nieuw blokje te vinden. Er wordt een herberekening uitgevoerd na iedere 2016 blokken. Er wordt dan gekeken hoelang het precies heeft geduurd om de vorige 2016 blokken te vinden. Als we uitgaan van de gewenste snelheid van 1 blokje per 10 minuten, dan zou het exact 2 weken duren om 2016 blokken te vinden. Als het langer dan 2 weken heeft geduurd voor er 2016 blokken gevonden waren, dan wordt de moeilijkheidsgraad van de algoritmische puzzel verlaagd. Aan de andere kant werkt het ook zo, dat als de 2016 blokken binnen een tijdsbestek van 2 weken gevonden worden, de moeilijkheidsgraad wordt verhoogd.
Beloning
Om de inflatie te beperken ontwierp de ontwikkelaar van bitcoin – Satoshi Nakamoto – het blockchainnetwerk zo, dat er uiteindelijk slechts 21 miljoen bitcoins kunnen worden gegenereerd. Dit is de reden waarom de grootte van de beloningen voor geminde blokken, wordt gehalveerd bij iedere 210.000 blokken. Een dergelijke halvering van de beloning vindt ongeveer om de vier jaar plaats. Naast een beloning krijgt de miner een vergoeding van de gebruikers die de transacties verzonden hebben. Deze vergoeding is een aansporing voor de miners om de transactie in hun blok op te nemen.
Volgende halvering in 2024
Net na de ontwikkeling van de bitcoin-blockchain in 2009, was elke blokbeloning 50 bitcoin waard. In 2012 werd de blokbeloning 25 BTC en in 2016 werd de blokbeloning 12,5 BTC. In het voorjaar van 2020 werd de blokbeloning voor de derde keer gehalveerd tot 6,25 BTC. Een jaar later – in mei 2021 – waren er in al zo’n 18,7 miljoen bitcoins gedolven. Dat is bijna 90% van het totale aantal bitcoins dat kan worden gegenereerd. De laatste halvering vond plaats in april 2024. De blokbeloning werd toen gereduceerd tot 3,125 BTC. Als de halveringen doorgaan, dan zal de blokbeloning in het voorjaar van 2040 bijna de nul bereiken. Echter zal bitcoin mining waarschijnlijk al ruim voor die datum niet meer winstgevend zijn
CPU-mining en GPU-mining
Miners gebruiken verschillende soorten hardware voor het mining process. De hele vroege bitcoin-clients stelden gebruikers in staat om te ‘minen’ met behulp van hun CPU’s. De komst van GPU mining maakte CPU mining in financieel opzicht onverstandig. Dat komt omdat de hashrate van het blockchainnetwerk zo gegroeid is, dan het aantal bitcoins dat geproduceerd werd door middel van CPU mining kleiner werd, dan de kosten die gepaard gaan met het gebruik van een CPU. Dan wordt mining natuurlijk een dure hobby. Daarom is deze optie uiteindelijk ook verwijderd uit de gebruikersomgeving van de bitcoin-client. GPU mining is een aanzienlijk snellere en veel efficiëntere manier van minen in vergelijking met CPU mining.
FPGA
FPGA mining is een zeer doeltreffende en snelle manier van minen in vergelijking met GPU mining. FPGA’s verbruiken kenmerkend veel minder energie met relatief hoge hash-ratings. Hierdoor is de FPGA methode veel rendabeler en doelmatiger dan GPU mining, al helemaal ten opzichte van CPU mining.
ASIC
ASIC mining staat voor ‘een toepassings-specifieke geïntegreerde schakeling’. Het is een microchip die is ontworpen en gefabriceerd voor een zeer expliciet doel. ASIC’s zijn ooit ontworpen voor bitcoin en werden voor het eerst gebruikt in 2013. Vanwege de hoeveelheid energie die ze gebruiken, zijn ze enorm veel sneller dan alle andere voorgaande technieken. ASIC’s hebben ervoor gezorgd dat het toepassen van GPU mining, in financieel opzicht niet erg verstandig meer is. Zeker niet ten opzichte van sommige landen en ten aanzien van sommige opstellingen.
Mining capaciteit
Leveranciers van bitcoins zorgen voor een mining-service, waarbij de prestaties zijn gespecificeerd door middel van een contract. Dit is het zogenaamde mining-contract. Vaak stellen zij een bepaalde hoeveelheid mining-capaciteit beschikbaar, tegen een bepaald tarief en voor een bepaalde tijd.
Mining pools
Omdat veel miners met elkaar gingen concurreren om de blokken binnen het blockchainnetwerk te genereren, duurde het voor de miners veel langer om blokken te vinden. Er verstreken soms zelfs maanden, waarbij er geen beloning inzat voor hun mining-inspanningen. Door deze situatie werd mining min of meer een kwestie van gokken. Om dit probleem het hoofd te bieden en toch meer inkomsten te genereren, gingen de miners samenwerken in zogenaamde mining pools. Hierdoor waren ze in staat om beloningen meer gelijkmatig te verdelen.
Op de hoogte blijven van de ontwikkelingen op het gebied van blockchaintechologie? Meld je dan nu aan voor de blogpost!