Hvordan fungerer Bitcoin Mining

Hvordan fungerer Bitcoin mining?

Åsmund Holtan15/12/2021

Er det egentlig mulig å lage bitcoin? Hvorfor Bitcoin mining? Les denne guiden som vil vi forklare hvordan mining av bitcoin fungerer i praksis, hvorfor det er viktig og hvorfor det bruker energi.

Hvis du leser om dette for første gang så må du bare prøve så godt du kan på å holde følge, for dette kan være litt komplisert. Men ikke fortvil. Vi har alle vært i samme situasjon og med tiden vil det bli enklere å forstå, og ikke minst mer interessant.


Kort oppsummering (TLDR)

  • Krypto mining er en analogi til “gold mining”, altså gullgruvedrift
  • Du har kanskje hørt at mining er å lage bitcoin, men det er faktisk misvisende. Det minere gjør er å faktisk sikre nettverket.
  • Minerne tjener penger både på transaksjonsavgifter og ved å motta nye Bitcoins i belønning.

Hva er Bitcoin mining?

Bitcoin-mining er prosessen der nye bitcoins settes inn i sirkulasjon; det er også måten nye transaksjoner bekreftes av nettverket på og en kritisk del av vedlikeholdet og utviklingen av Bitcoin-blokkjeden.

Du har kanskje hørt historier om hvordan folk har tjent seg rike på å mine Bitcoin i garasjen, eller hvordan grafikkort er utsolgt i butikken på grunn av et gullrush i Bitcoin mining

Men før du investerer tid og utstyr er det verdt å merke seg at krypto mining på få år har blitt profesjonalisert, og i Bitcoins tilfelle utføres av store mining selskaper, og nettverk av minere kalt “mining pools”, som på sin side har investert hundrevis av millioner i utstyr og datasentre. Dagene hvor man kunne tjene penger på å mine Bitcoin i kjelleren hjemme er nok dessverre forbi - Men det kan nevnes at det går an å mine enkelte små og mer ukjente kryptovalutaer.

Trenden er nok likevel at de fleste kryptovalutaene går over til en “proof of stake” modell som ikke lenger krever mining.

Hvorfor Bitcoin mining?

Mining er prosessen der man bruker datakraft til å prosessere transaksjoner, sikre nettverket og holde alle systemet synkronisert med hverandre. Mining er essensielt for å skape et desentralisert nettverk med deltakere er fra hele verden, og der ingen individuelt har kontroll over nettverket

Krypto mining utføres ved hjelp av sofistikert datamaskiner som løser ekstremt komplekse matematiske problemer. Den første datamaskinen som finner løsningen på problemet tildeles neste blokk og får en “block reward” med bitcoins, og prosessen begynner på nytt. Denne måten å sikre blokkjeden på er også kjent som “Proof of Work”.

Bitcoin minerne sikrer nettverket ved at det vil koste en eventuell angriper enorme ressurser å manipulere eller ødelegge nettverket. Det blir da i praksis umulig å gjennomføre et vellykket angrep fordi man må kontrollere nok datakraft til å overmanne nettverket - Men det igjen vil koste mer penger og ressurser enn det man potensielt ville tjene på et vellykket angrep.

For å forklare det enda enklere: Hvis det koster 10 000 kroner å bryte seg inn i Banken, mens Banken kun inneholder 9000 kroner, da er det ingen tyv som gidder å bruke tid på å bryte seg inn i banken. Smart ikke sant?

Hva er en bitcoin-blokk og “block reward”?

En bitcoin-blokk er en datastruktur som enkelt forklart inneholder en samling transaksjoner, referanse til en annen blokk samt litt tilleggsinformasjon. Når disse blokkene lenkes sammen får man en blokkjede. Den første blokken i bitcoin ble minet den 3. januar, 2009, altså for over 10 år siden.

En blokk inneholder minst én transaksjon, og den første transaksjonen i blokken blir gjerne kalt for “coinbase-transaksjonen”. Det er transaksjonen til mineren som generer blokken og den kommer ikke fra noe sted, den har altså ingen “inputs”, kun en “output” med en “block reward”, altså en betaling i Bitcoin til mineren som genererte blokken.

Hver gang en ny blokk opprettes konkurrerer minerne om å mine blokken og motta “block reward”-en ved å verifisere transaksjonene i blokken. Så introduseres en ny matematikkoppgave og minerne starter på nytt for å konkurrere om neste “block reward”

  • Størrelsen på “block reward” var i begynnelsen 50 BTC men har siden blitt halvert ca hvert 4 år, og det er fordi antall nye Bitcoins som kommer på markedet vil avta med tiden. Ved siste halvering i Mai 2020 ble block reward halvert ned til 6,25 Bitcoin.
  • Hendelsen hvert 4 år der bitcoins block reward blir halvert er kjent som “bitcoin halveringen” eller “Bitcoin Halving” og har historisk vært starten på nye runder med prisoppgang.
  • Det er estimert at siste Bitcoin vil bli minet i 2140, men vi er allerede på et stadie der nesten 90% av alle Bitcoins allerede er minet.
  • Det vil aldri eksistere mer enn 21 000 000 Bitcoin, noe som gjør at Bitcoin er en eiendel med lav- til ingen inflasjon, altså en knapp eiendel. Dette er en av grunnene til at Bitcoin får verdi.

I tillegg til “coinbase-transaksjonen” inneholder en blokk vanligvis rundt 2 000 transaksjoner. Antallet avhenger av aktiviteten, hvor mange som sender transaksjoner, samt størrelsen på disse. Dette er den andre måten minerne tjener penger på: Nemlig ved at de mottar transaksjons fees betalt av de som bruker Bitcoin nettverket.

Økonomiske insentiver fører til at minerne prioriterer transaksjonene som betaler mest i “fee” eller gebyr først. Om du betaler lite gebyr tar det lengre tid før din transaksjon blir med i en blokk. Men, de fleste bitcoin-lommebøker styrer gebyret automatisk så du slipper å tenke på dette. Transaksjonsavgiftene som kommer fra bruken av Bitcoin nettverket vil gjøre at mining vil være lønnsomt også etter at alle Bitcoins er produsert.

Blokkjeden

I tillegg til transaksjoner har enhver bitcoin blokk en referanse til den forrige blokken. På denne måten danner blokkene en kjede. Om du kjører din egen node kan du dermed lett verifisere at du har en gyldig blokkjede ved at enhver blokk har en referanse til den foregående blokken. Du verifiserer også at transaksjonene er gyldige samt at blokkene følger reglene for “proof of work”, det kommer vi til i neste avsnitt.

Illustrasjonen ovenfor er fra Mempool.space som viser en fin oversikt over de siste bitcoin-blokkene til enhver tid. Her kan man for eksempel se når du kan forvente at din transaksjon blir inkludert i en blokk.

Produksjon av blokker

Den første delen av arbeidet er å produsere en "block template", det vil si å sette opp en liste av gyldige transaksjoner og passe på at referansen til den forrige blokken er riktig. Dette krever så si ingen datakraft, det er det neste steget de bruker så si all tiden på.

Hashing

I tillegg til at alle transaksjoner skal være gyldige og det skal være en referanse til forrige blokk, kreves det i bitcoin at enhver ny blokk har en hash som er mindre enn en gitt verdi. Det er det minerne bruker tiden sin på, de gjør noe vi kaller for “hashing”.

Hashing er å ta noe data, det kan være hva som helst, og sende det gjennom i hash-funksjon.

Det betyr rett og slett at de krypterer meldingen med en kode. Litt på samme måte som du kanskje har sett på film der spioner sender hemmelige beskjeder som er kryptert med en kode. Har du koden så kan du finne ut hva som står i meldingen. Men uten koden så er meldingen umulig å tyde.

En hash-funksjon er noe som tar data inn, slik som teksten “bitcoin er gøy” og gir deg noe data ut igjen, i dette tilfellet er SHA-256 hashen “7414e2c4eaedc2fe51d857375fb74ba78f43065172d06f94653797d1d1c16788”. Du kan prøve selv her.

Som du kanskje ser så blir resultatet helt forskjellig om du endrer bare en bokstav, og det er umulig å vite hva hashen blir på forhånd. Det er dette som er poenget. For at en bitcoin-blokk skal være gyldig, må den være mindre enn en viss verdi. Du kan se dette ved at alle block-hashene begynner med et visst antall nuller. Den eneste måten å få dette til på er å prøve og feile.

Det minerne altså gjør er å ta en blokk, hashe den og se hva resultatet blir. Om hashen er for stor, endrer de litt på den, det finnes noen verdier de har lov til å endre, og så prøver de igjen. Om hashen er mindre enn ønsket verdi er blokken gyldig og den blir publisert. Resten av bitcoin-nodene rundt omkring i verden mottar denne, ser at den er gyldig, og den blir lagt til blokkjeden. Deretter starter prosessen på nytt igjen, og sånn går nå dagene for en bitcoin-miner.

Hvordan mining sikrer bitcoin

Som vi har forklart har enhver bitcoin-blokk en referanse til den forrige blokken i kjeden. Hver av disse blokkene har blitt laget ved a minere over hele verden har brukt hundretusener av kroner i strøm og maskinvare for å gjette seg frem til riktig verdi.

Om noen forsøker å endre på en transaksjon i den siste blokken, må de alene gjøre alt dette arbeidet på nytt igjen, og de må gjøre det raskere enn alle de andre til sammen, for minere bygger alltid videre på den lengste kjeden. Om de ønsker å endre på en transaksjon flere blokker tilbake i kjeden må de lage både den blokken på nytt i tillegg til alle som er kommet etterpå. Jo lengre tilbake en går, desto mer arbeid kreves, og det er umulig å endre blokker langt bak om du ikke har mer datakraft enn hele resten av verdens minere til sammen.

En regner derfor i bitcoin at en transaksjon som har 6 bekreftelser, de vil si har 5 blokker som er bygget på toppen av blokken den er i, er umulig å endre. For de alle fleste transaksjoner er tre bekreftelser mer enn sikkert nok, så hos oss i Firi krediterer vi bitcoin transaksjoner da. Da slipper dere å vente så lenge når dere sender inn bitcoin for å handle hos oss.

Hvilket utstyr brukes til krypto mining?

CPU Mining:

Når du miner med å bruke prosessoren til en vanlig datamaskin. I begynnelsen var det mange som minet på denne måten, men det ble fort utdatert og vil i grunn ikke egne seg til å mine kryptovalutaer som Bitcoin eller Ethereum i dag. Dette går i dag ekstremt tregt, og som tidligere nevnt er dagene hvor du kunne tjene penger på å mine Bitcoin på gutterommet forbi.

GPU Mining:

GPU mining er et steg opp der du bruker grafikkort lignende de du finner i gaming-PCer. Det er flere som miner ulike typer kryptovalutaer på denne måten, men ulempen er at det er store oppstartskostnader og bruker mye strøm i forhold til ASIC mining

ASIC Mining

ASIC mining er når du bruker en spesiallaget datakomponent for mining av kryptovaluta. Siden denne er laget med tanke på mining vil den være både raskere og mer energieffektivt. Ulempen er så klart at utstyret koster mye penger.

Bildet ovenfor viser en spesiallaget maskin (ASIC miner) som miner bitcoin svært effektivt. Hvert eneste sekund regnes det ut 70 000 000 000 000 000 000 hasher på verdensbasis.

Bitcoin mining og energibruk

Men...er ikke alt dette bare bortkastet energi? Vel, det kommer an på om du mener det er verdt å bruke energi på et uavhengig verdensomspennende pengesystem som er tilgjengelig for alle. Og om du tror at Bitcoin kan være kjernen i et slikt system.



Dette er så klart en stor debatt med mange nyanser som vi ikke kommer til å diskutere i detalj her. Men det er verdt å nevne at de fleste er enige i at vi må omstille oss til å bruke grønn energi, og redusere forbruket. Det er mye som kan gjøres for at Bitcoin skal få et lavere klimaavtrykk, og vi ser allerede eksempler på smarte måter å løse dette på.



Det er også verdt å nevne når vi mennesker lager globale systemer, som for eksempel det gamle bank og pengesystemet, internasjonal handel, eller som Bitcoin, så krever dette mye energi. Og det hele blir et spørsmål om hva som er verdifullt nok til å bruke energi på.



Men er ikke systemet vi har fra før godt nok? Her er folk uenige. Og nøkkelen til dette er i grunn å forstå hvilke utfordringer dagens finansielle system, pengesystemet vårt, kapitalismen og den globale økonomien har.



Inflasjon, skjevfordeling av makt og rikdom, myndigheters mulighet til å sensurere, frihetsidealer, økonomisk idehistorie og mye annet er ting som Bitcoinere er opptatt av, og som diskuteres mye i krypto miljøet.



Vi vil oppfordre deg til å studere og gjøre deg opp din egen mening!


Hvor i verden mines Bitcoin?

Bitcoin mining skjer over hele verden, men er mer konsentrert i enkelte land. Minerne leter gjerne etter områder der lovverket er gunstig og billig strøm er lett tilgjengelig. Du kan ta en kikk på dette kartet og se hvor i verden det mines mest Bitcoin.

Det har historisk vært en stor konsentrasjon av minere i Kina, men etter at Kina endret lovverket sitt nylig har de fleste av disse flyttet til vestlige land som USA, eller til naboland land som f.eks Kazakhstan. Det at minerne er spredt rundt omkring i verden er en god ting for Bitcoin nettverket fordi det styrker desentraliseringen.

  • Ved å mine kan du tjene kryptovaluta uten å måtte kjøpe det for penger.
  • Bitcoin-minere mottar Bitcoin som en belønning for å fullføre «blokker» av verifiserte transaksjoner, som legges til blokkjeden. Deres funksjon er å sikre Bitcoin-nettverket.
  • “Mining Rewards” utbetales til minerne som først oppdager en løsning på et komplekst hashing-puslespill, og sannsynligheten for at en deltaker vil være den som oppdager løsningen er relatert til delen av den totale datakraft på nettverket.
  • Minere bruker gjerne en grafikkprosessor (GPU) eller en spesiallaget maskin (ASIC) for å mine
  • Mining av Bitcoin og andre kryptovalutaer har i all hovedsak blitt profesjonalisert, med mining aktører som investerer store beløp i utstyr, strøm og datasentre.
  • Alternativet til “Proof-of-work” modellen er den såkalte “Proof-of-stake” modellen hvor brukerne kan få passiv inntekt i kryptovaluta med “staking”. (evt link til artikkel om staking)

Hvis du synes dette er spennende og har lyst til å dykke dypere ned i Bitcoin materialet kan vi anbefale å ta en kikk på Bitcoins nettside https://bitcoin.org/en/ og lese Bitcoins berømte “whitepaper”. God fornøyelse!

Kilder:

Investopedia (How does Bitcoin mining work)

Investopedia (Block Reward)