Bitcoin se morda zdi povsem digitalna stvar, vendar ima v ozadju sistem, ki mora nenehno potrjevati transakcije in se zaščititi pred goljufijami. To je natančno tisto, za kar je namenjeno rudarjenje bitcoinov. Gre za mehanizem, ki omogoča delovanje omrežja brez centralne oblasti, zagotavlja skupno in zanesljivo zgodovino transakcij ter določa, kako se ustvarjajo novi bloki.

Kaj je rudarjenje

Rudarjenje bitcoinov je proces, v katerem specializirani računalniki preverjajo transakcije in jih dodajajo v verigo blokov. V praksi rudarji omrežju zagotavljajo storitev, ki nadomešča vlogo centralne institucije, saj odločajo, katere transakcije postanejo dokončni del skupne zgodovine. Njihova najpomembnejša vloga je varnost, saj rudarjenje preprečuje dvojno porabo in otežuje poskuse manipulacije preteklosti. Pomaga tudi omrežju doseči soglasje, kar pomeni dogovor o tem, katera različica verige blokov je pravilna in aktualna. Rudarjenje tako povezuje tehnični del preverjanja z gospodarskim spodbudam, zaradi katerih se splača ravnati pošteno.

Kako se ustvarjajo bloki

Ko uporabniki pošljejo bitcoine, se transakcije najprej razširijo po omrežju in čakajo, da se vključijo v blok. Rudarji izberejo transakcije, običajno tudi na podlagi provizij, ki jih vključujejo, in iz njih sestavijo kandidatni blok. Preden sploh poskušajo dodati blok v verigo blokov, morajo preveriti, ali so transakcije veljavne, ali se podpisi ujemajo in ali pošiljatelj res porablja razpoložljive kovance. Bloku dodajo tudi posebno transakcijo, ki jim dodeli nagrado, vendar bo ta priznana le, če omrežje sprejme blok. Ko je blok pripravljen, se začne tekmovanje, kdo ga bo prvi naredil sprejemljivega v skladu s pravili dokazila o delu. Če je uspešen, se blok prenese v omrežje, kjer ga drugi vozliščni neodvisno preverijo.

Proof of Work

Proof of Work je način, na katerega omrežje izbere naslednji blok, da je pravičen in varen. Rudarji iščejo vrednost, ki povzroči, da ima rezultat izračuna zahtevane lastnosti, in to je iskanje z metodo poskusov in napak. Najti pravi rezultat je težko in zahteva veliko izračunov, vendar je njegovo preverjanje zelo hitro, kar je praktično za omrežje. Namen tega je, da ima dodajanje bloka realne stroške v obliki dela in energije, tako da bi bil napad na omrežje ekonomsko izredno drag. Če bi nekdo poskušal ponovno napisati zgodovino, bi moral ponovno izračunati ogromno količino dela in hkrati dohiteti poštene rudarje, ki nadaljujejo naprej. Težavnost se redno prilagaja, tako da se bloki ustvarjajo v približno enakem tempu, tudi ko se omrežju doda ali odvzame računska moč.

Nagrade in provizije

Rudarje motivira dejstvo, da za ustvarjanje veljavnega bloka prejmejo nagrado. Ta je sestavljena iz novih bitcoinov, ki so ustvarjeni v skladu s pravili omrežja, in provizij za transakcije, ki jih plačajo uporabniki. Provizije delujejo tudi kot naravni mehanizem za določanje prednosti, saj se ob večjem povpraševanju po transakcijah tiste, ki ponujajo višjo provizijo, običajno hitreje vključijo v blok. Delež nagrade v obliki novih bitcoinov se postopoma zmanjšuje, kar upočasni rast ponudbe, sčasoma pa se sistem bolj opira na provizije. Z vidika varnosti morajo rudarji imeti ekonomski razlog za upoštevanje pravil, saj bi omrežje v primeru nepravilno ustvarjenega bloka zavrnilo in ne bi prejeli nagrade. Ta kombinacija nagrad in kazni v obliki ničelnega dobička ohranja celoten mehanizem stabilen tudi brez centralnega upravljanja.

Strojna oprema in energija

Danes se rudarjenje izvaja predvsem s specializiranimi napravami, ki so zasnovane za čim bolj učinkovito izvajanje izračunov za dokaz dela. Običajni domači računalnik v praksi ne more več konkurirati, ker sta odločujoča dejavnika zmogljivost in energetska učinkovitost. Poraba energije je naravna posledica dejstva, da mora biti Proof of Work zahteven, sicer varnostna pregrada ne bi delovala. Rudarji zato spremljajo ceno električne energije, učinkovitost strojne opreme, stroške hlajenja in stabilnost delovanja, saj je donosnost kombinacija teh dejavnikov ter vrednosti nagrad in provizij. V praksi rudarski centri nastajajo na območjih, kjer je električna energija cenejša ali kjer je na voljo presežek energije, medtem ko trg rudarje spodbuja k vedno učinkovitejšim rešitvam. Rezultat je, da rudarjenje ni le tehnični proces, ampak tudi gospodarsko tekmovanje, ki neposredno vpliva na varnost celotnega omrežja Bitcoin.