Mining är processen att skapa giltiga block som lägger till transaktionsposter till Bitcoins (BTC) offentliga reskontra, kallad blockchain. Det är en avgörande komponent i Bitcoin-nätverket, eftersom det löser det så kallade ”dubbelutgiftsproblemet”.
Problemet med dubbla utgifter hänvisar till frågan om att behöva hitta konsensus om en historik av transaktioner. Äganderätten till Bitcoin kan bevisas matematiskt genom kryptografi med publik nyckel, som inte kan minas med dagens teknik. Enbart kryptografi kan dock inte garantera att ett visst mynt inte tidigare har skickats till någon annan. För att bilda en delad transaktionshistorik behöver man ha en överenskommen beställning som baseras på till exempel tidpunkten för tillkomsten av varje transaktion. Men alla externa input kan manipuleras av den som tillhandahåller den, vilket kräver att deltagarna litar på den tredje parten.
Gruvdrift (och blockchain i allmänhet) utnyttjar ekonomiska incitament för att tillhandahålla ett tillförlitligt och tillitslöst sätt att beställa data. Tredje parter som beställer transaktioner är decentraliserade och de får monetära belöningar för korrekt beteende. Tvärtom leder alla missförhållanden i förlust av ekonomiska resurser, åtminstone så länge som majoriteten förblir ärlig.
I fallet med Bitcoin-minng uppnås detta resultat genom att skapa en rad block som matematiskt kan bevisas ha staplats i rätt ordning med ett visst engagemang av resurser. Processen beror på de matematiska egenskaperna hos en kryptografisk hash – ett sätt att koda data på ett standardiserat sätt.
Hashes är ett envägskrypteringsverktyg, vilket innebär att det är nästan omöjligt att dekryptera dem till deras indata, om inte alla möjliga kombinationer testas tills resultatet matchar den givna hashen.
Detta är vad Bitcoin-miner gör: de cyklar igenom biljoner hash varje sekund tills de hittar en som uppfyller ett villkor som kallas ”svårighet”. Både svårigheten och hashen är mycket stora tal uttryckta i bitar, så villkoret kräver helt enkelt att hashen är lägre än svårigheten. Svårighetsgraden justeras varje 2016 Bitcoin-block – eller ungefär två veckor – för att upprätthålla en konstant blockeringstid, vilket hänvisar till hur lång tid det tar att hitta varje nytt block under miningkraft.
Den hash som genereras av miners används som en identifierare för ett visst block och består av data som finns i blockhuvudet. De viktigaste komponenterna i hashen är Merkle-roten – en annan aggregerad hash som kapslar in signaturerna för alla transaktioner i det blocket – och föregående blocks unika hash.
Detta innebär att en förändring av även den minsta komponenten i ett block skulle märkbart förändra dess förväntade hash – och det för varje efterföljande block också. Noder skulle omedelbart avvisa denna felaktiga version av blockkedjan, vilket skyddar nätverket från manipulering.
Genom svårighetskravet garanterar systemet att Bitcoin-miners lägger ner verkligt arbete – den tid och elektricitet som spenderas på att hasha genom de möjliga kombinationerna. Det är därför Bitcoins konsensusprotokoll kallas ”bevis-på-arbete”, för att skilja det från andra typer av blockskapande mekanismer. För att attackera nätverket har skadliga enheter ingen annan metod än att återskapa hela sin miningkraft. För Bitcoin skulle det kosta miljarder dollar.
Hur Bitcoin-miners får betalt?
Nätverket erkänner det arbete som utförs av Bitcoin-miners i form av att ge belöningar för att generera nya block. Det finns två typer av belöningar: nya Bitcoin skapas med varje block, och avgifter som betalas av användare för att göra transaktioner på nätverket. Blockbelöningen för nypräglade Bitcoin, som uppgår till 6,25 BTC i maj 2020, är majoriteten av miners intäkter. Detta värde är programmerat att halveras med fasta intervaller på cirka fyra år, så att till slut inte mer Bitcoin minas och endast transaktionsavgifter garanterar nätverkets säkerhet.
År 2040 kommer blockbelöningen att ha minskat till mindre än 0,2 BTC och endast 80 000 Bitcoin av 21 miljoner kommer att finnas kvar. Först efter 2140 kommer miningen att sluta effektivt eftersom den slutliga BTC långsamt minas.
Bitcoins framtida tillgångsschema
Även om blockbelöningen minskar med tiden, har tidigare halveringar kompenserats rejält av höjningar av Bitcoin-priset. Även om detta inte är någon garanti för framtida resultat, åtnjuter Bitcoin-miner en relativ grad av säkerhet om sina framtidsutsikter. Samhället stöder det nuvarande miningupplägget och har inga planer på att fasa ut det som Ethereum, ett annat stort miningbart mynt. Med rätt förutsättningar kan enskilda Bitcoin-miners vara säkra på att satsningen kommer att gå med vinst.
Även om mining är en konkurrenskraftig verksamhet, är det fortfarande relativt enkelt att börja. Under de första åren av Bitcoin kunde hobbyister helt enkelt starta upp lite mjukvara på sin dator och komma igång direkt. De dagarna är sedan länge borta, men att sätta upp en dedikerad Bitcoin-miners är inte så svårt som det kan tyckas först.
Hur man väljer hårdvara för mining
Det första att notera är att för att mina Bitcoin är ditt enda alternativ att köpa en applikationsspecifik integrerad kretsenhet, vanligen kallad ASIC.
Dessa enheter kan bara mina Bitcoin, men de är mycket effektiva i att göra det. Faktum är att de är så effektiva att deras introduktion runt 2013 gjorde att alla andra typer av beräkningsutrustning för mining blev föråldrade nästan över en natt.
Om du funderar på att mina med vanliga CPU:er, GPU:er eller mer avancerade FPGA:er, måste du titta på andra mynt. Även om dessa enheter kan bryta Bitcoin, gör de det i så långsam takt att det bara är slöseri med tid och elektricitet. Som referens, det bästa grafikkortet som fanns precis innan ASIC:s uppkomst, AMD 7970, producerade 800 miljoner hash per sekund. En genomsnittlig ASIC producerar idag 100 biljoner hash per sekund – en skillnad på 125 000 gånger.
Antalet hash som produceras på en sekund kallas vanligen för ”hash rate” och det är en viktig prestandamätning för gruvenheter.
Det finns två andra huvudfaktorer som bör beaktas när du köper en Bitcoin gruvenhet. En är elförbrukningen, mätt i watt. Mellan två enheter som producerar lika många hash blir den som använder minst el mer lönsam.
Det tredje måttet är enhetskostnad för varje enhet. Det är meningslöst att ha den mest energieffektiva ASIC i världen om det tar 10 år att betala tillbaka sig själv genom mining.
Bitcoin har ett ganska levande ekosystem av ASIC-tillverkare, som ofta skiljer sig åt på dessa tre parametrar. Vissa kan producera effektivare men också dyrare ASIC, medan andra gör hårdvara med lägre prestanda som kommer till ett billigare pris. Innan du analyserar vilken enhet som är bäst lämpad för dina behov är det viktigt att förstå de andra faktorerna som påverkar vinster från Bitcoin-mining
Ekonomin med att mina Bitcoin
Liksom fastighetsbranschen handlar Bitcoin-mining om plats, plats, plats.
Olika platser i världen kommer att ha olika genomsnittspris på el. El i många utvecklade länder är ofta alldeles för dyrt för att mining ska vara ekonomiskt lönsam. Med elpriset som ofta varierar mellan $0,15 och $0,25 per kilowattimme, har Bitcoin-miners i bostadsområden en för hög räkning för att vara konsekvent lönsam.
Professionella Bitcoin-miners kommer ofta att placera sin verksamhet i regioner där elen är mycket billig. Några av dessa inkluderar Sichuan-regionen i Kina, Island, Irkutsk-regionen i Ryssland, samt vissa områden i USA och Kanada. Dessa regioner kommer vanligtvis att ha någon form av billig lokal elproduktion som vattenkraftsdammar.
Priserna för dessa Bitcoin-miners kommer ofta att vara under 0,06 USD per KWh, vilket vanligtvis är tillräckligt lågt för att göra vinst även under nedgångar på marknaden.
I allmänhet rekommenderas priser under 0,10 USD för att upprätthålla en motståndskraftig drift. Att hitta rätt plats för mining styrs till stor del av ens omständigheter. Människor som bor i utvecklingsländer behöver kanske inte gå längre än till sitt eget hem, medan de i utvecklade länder sannolikt har högre inträdesbarriärer.
Bortsett från valet av hårdvara beror en enskild miners vinst och intäkter starkt på marknadsförhållanden och närvaron av andra miners. Under tjurmarknader kan priset på Bitcoin skjuta i höjden, vilket resulterar i att den BTC de minas är värd mer på dollarbasis.
Positiva inflöden från tjurmarknader uppvägs dock av att andra Bitcoin-miners ser de ökade vinsterna och köper fler enheter för att utnyttja intäktsströmmen. Resultatet är att varje enskild miners nu genererar mindre BTC än tidigare. Så småningom genererade intäkterna trender mot en jämviktspunkt där mindre effektiva miners börjar tjäna mindre än de spenderar på el, vilket stänger av enheter och låter andra tjäna mer Bitcoin.
Vanligtvis sker detta inte omedelbart. Det finns en viss fördröjning, eftersom ASIC ibland inte kan produceras tillräckligt snabbt för att kompensera för ökningen av Bitcoin-priset.
På en björnmarknad gäller den motsatta principen: Intäkterna minskar tills miners börjar stänga av sina enheter i massor.
För att undvika att bli utkonkurrerade måste befintliga Bitcoin-miners hitta en vinnande kombination av plats och hårdvara som gör att de kan behålla sin fördel. De måste också ständigt underhålla och återinvestera sitt kapital, eftersom effektivare hårdvara kan strypa äldre miners vinster helt.
Överväganden och risker med Bitcoin-mining
Förutom den ekonomiska risken att inte gå med vinst, finns det tekniska risker med att hantera högeffektsenheter som ASIC.
Rätt ventilation krävs för att undvika att miningutrustningen bränner ut komponenter på grund av överhettning. Hela minerns elförbrukning försvinner i sin miljö som värme, och en ASIC kommer sannolikt att vara den enskilt kraftfullaste apparaten i ditt hem eller kontor.
Det betyder också att du måste noga överväga gränserna för ditt elnät när du minar Bitcoin. Ditt hems elnät är klassat upp till en maximal effektnivå, och varje uttag har också sin egen klassificering. Att överskrida dessa gränser kan lätt resultera i antingen frekventa avbrott eller elektriska bränder. Rådfråga en expert för att avgöra om din elektriska installation är säker för gruvdrift.
Regelbundet underhåll mot damm och andra miljöfaktorer krävs också för att hålla gruvanordningarna friska. Även om fel är relativt sällsynta, kan ASIC:er gå ur drift tidigare än förväntat utan ordentligt underhåll.
Även om enskilda ASIC:er kan misslyckas, är det största hotet mot deras lönsamhet att de blir föråldrade. Mer effektiva gruvarbetare kommer så småningom att tränga ut äldre enheter.
Historiska generationer av miners som Bitmain S9, släppt runt 2016, varade cirka fyra år innan de blev olönsamma under någon elpriskonfiguration (utom noll). Men hastigheten på framstegen inom datorteknik är i stort sett oförutsägbar.
Bitcoin-mining är inget undantag från någon annan satsning. Det finns potential för såväl belöningar som risker. Förhoppningsvis gav den här guiden en anständig utgångspunkt för att ytterligare utvärdera båda.