Těžba - mining

Co je to těžba kryptoměn?

Když přijde řeč na těžbu kryptoměn, většina začátečníků si představí pouze hromadu grafických karet nebo procesorů a pravidelnou výplatu ve formě BTC nebo ETH a podobně.

Nicméně, proces kryptoměnové těžby je naprosto esenciální vlastností většiny kvalitních, bezpečných a decentralizovaných kryptoměn.

Právě díky těžbě a těžařům kryptoměn jsou decentralizované sítě jako je Bitcoin tím, čím jsou: nezastavitelnými, nezfalšovatelnými a necenzurovatelnými monetárními a informačními sítěmi.

Těžbou kryptoměn je dosaženo neustálé verifikace pravosti sítě, jež zajišťuje nemožnost dvojité útraty jediné jednotky digitální měny a identičnost informací napříč všemi verzemi blockchainu na každém ze zařízení kdekoli na světě.

V moment, kdy dojde k útratě nebo obdržení kryptoměny na účtu daného uživatele, se tato informace musí potvrdit ve všech verzích sítě. Pravost této informace ověří právě těžaři dané blockchainové sítě během těžby daného “bloku“, který informaci o transakci obsahuje. Během vytěžení daného bloku jsou veškeré transakce v obsažené bloku přidány na síť a potvrzeny. Za vytěžení bloku jsou následně těžaři odměněni předem specifikovaným počtem nových jednotek kryptoměn.

Jaké existují druhy těžby kryptoměn?

Těžba může probíhat různými způsoby. Zde si vysvětlíme ty nejznámější.

Blockchainové sítě, které za účelem generace nových mincí a s tím spojeným procesem verifikace pravosti transakcí využívají proces hardwarové těžby, se nazývají sítě využívající konsensus Proof of Work (PoW).

Nejznámější Proof of Work sítě jsou doposud zejména Bitcoin, Ethereum či na privátnost zaměřená síť Monero.

Více o těchto kryptoměnových sítích se dočtete v těchto článcích

• Bitcoin
• Ethereum
• Monero

Dalším známým způsobem těžby a tedy validace transakcí na blockchainové síti je konsensus Proof of Stake (PoS). Na systém Proof of Stake má v plánu přejít například druhá největší kryptoměnová síť světa Ethereum.

Pojďme si společně v rychlosti vysvětlit význam a funkce dvou nejznámějších způsobů těžby kryptoměn Proof of Work a Proof of Stake.

TĚŽBA KRYPTOMĚN V KOSTCE:

• Procesem těžby jsou generovány nové mince, kryptoměny na dané blockchainové síti. Díky těžbě mohou těžaři získat nové mince bez nutnosti nákupu na burze nebo peer-to-peer transakci
• K těžbě je potřeba vlastnit buďto hardwarové zařízení jako jsou grafické karty či procesory v případě Proof of Work systémů, nebo určitý počet mincí v případě Proof of Stake systémů
• Těžaři blockchainových sítí získavají odměny v podobě nových mincí (Proof of Work) nebo podíl z poplatků sítě (Proof of Stake) jako výplatu za práci na verifikaci platnosti transakcí a tedy zabezpečování sítě

Co je to Proof of Work?

Proof of Work, neboli po našem něco jako „důkaz o práci“ je proces těžby ne nepodobný těžbě reálných cenných kovů jako je dejme tomu zlato.

Během těžby na blockchainové síti však nedochází k nálezu nového zlata, ale k vygenerování předem daného počtu virtuálních mincí, tedy například BTC na síti Bitcoin, které jsou následně přidány do celkové cirkulace.

Dále, síť Bitcoinu je od svého vzniku nastavená tak, že konečný počet mincí v cirkulaci nikdy nepřesáhne 21 milionů BTC. Nemožnost zfalšovat tento počet mincí ani nijak jinak narušit matematickou přesnost sítě, zajištěnou právě těžaři z BTC dělá to, čím je: velmi cenným digitálním zlatem.

Těžba kryptoměn probíhá pomocí hardwarových zařízení, tedy grafických karet, procesorů nebo specializovaných těžebních přístrojů zvaných ASIC. V případě Bitcoinu se momentálně jedná převážně o vysoce kompetitivní přístroje ASIC.

Během těžby typu Proof of Work dochází k procesu, během kterého těžaři pomocí hardwarových přístrojů řeší exponenciálně složitější matematické problémy. Tímto způsobem je zabráněno narušení systému a pravosti sítě.

Během těžby v systému Proof of Work prakticky dochází k detekci možné manipulace transakcí pomocí verifikace jednotlivých hashů – dlouhých soborů čísel, jež slouží jako důkazy o proběhlé práci. Během tvorby nových transakcí dochází k výtvoru nových hash čísel pomocí daného algoritmu. Například, v případě Bitcoinu se jedná o hash algoritmus SHA-256.

Pokud by došlo ke změně i jediného čísla v daném hash kódu, dojde díky lavinovému matematickému efektu k naprosté změně celého hash čísla Díky tomuto procesu je dosaženo zásadní vlastnosti kryptoměnové sítě: zabezpečení a nemožnost falšování transakcí.

Proof of Work je prozatím historicky nejověřenějším způsobem těžby a zabezpečením decentralizovaných blockchainových sítí jako je například Bitcoin.

Spolu se zvyšující se cenou Proof of Work sítě stoupá také motivace těžařů síť zabezpečovat a tím pádem vydělávat na nově vygenerovaných mincích.

Čím více těžařů se sítě účastní, tím větší je její celkové zabezpečení a síla. Síla blockchainové Proof of Work sítě je vyjadřován grafem „hash power“.

Jako ukázku si můžeme prohlédnout historický hash power graf sítě Bitcoin. Hned na první pohled je vidno, že se hash power sítě Bitcoin nachází spolu s jeho cenou v exponenciálním růstu:

Typy Proof of Work kryptoměn

Proof of Work je nejstarším typem konsensu a těžby kryptoměn. Stále je však velmi oblíbeným a konec konců ověřeným a bezpečným způsobem těžby a zabezpečení kryptoměnových sítí.

Mezi nejznámější Proof of Work kryptoměny, které můžete těžit za pomocí hardwaru, patří:

• Bitcoin
• Bitcoin Cash
• Monero
• Litecoin
• Dogecoin

Jaké jsou druhy Proof of Work těžby?

Všeobecně platí, že Proof of Work těžba kryptoměn probíhá za pomocí fyzického hardwaru spotřebovávajícího reálnu energii.

Nicméně, hlavní rozdíly mezi druhy PoW spočívají v typu hardwaru, který se k těžbě používá. Různé PoW kryptoměny využívají různých druhů hardwaru.

Pojďme si jednoduše vysvětlit, které kryptoměny využívají k těžbě grafické procesory (GPU), a které naopak CPU procesory nebo výše zmíněné specializované ASIC těžební přístroje.

Těžba pomocí GPU

Těžení kryptoměn pomocí grafických karet je dnes stále oblíbené.

Na výběr máte v případě GPU těžby stále pestrou nabídku kryptoměn.

Jedná se například o Ethereum (dokud neproběhne přechod na PoS), Monero, Bitcoin Gold, ZCash, Vertcoin, Ravencoin, Ethereum Classic, Dogecoin, Grin a další.

Vyplatí se však těžba pomocí GPU i v roce 2022?

Jednoduše řečeno ano – jako vždy však záleží na tom, jakou kryptoměnu si vyberete a jak vám vychází náklady v poměru na potenciální výdělky dle vaší individuální situace.

Ve výsledku bude výdělečnost těžby kryptoměn pomocí GPU záviset na:

• Typu grafické karty
• Typu těžené kryptoměny
• Poplatcích za elektřinu a velikost investice do hardwaru
• Časový úsek těžby v závislosti na vývoj ceny dané kryptoměny a náročnosti těžby

Například, pokud se chystáte těžit pomocí grafické karty Bitcoin, budete zklamáni. Bitcoinová těžba je z naprosté většiny dominována specializovanými ASIC minery, které pouhou grafickou kartu zkrátka nepředeženete.

Nicméně, ostatní druhy kryptoměn, které se těží pomocí GPU jako je Ethereum nebo Monero, jsou vybaveny takzvanými ASIC rezistentními algoritmy. Tím pádem se u těchto kryptoměn není třeba obávat přehnaně silné konkurence v podobě specializovaných ASIC přístrojů a všichni účastníci sítě těží právě pomocí GPU.

Těžba pomocí CPU

Těžba pomocí CPU procesorů je z pádných důvodů nejméně oblíbenou volbou, a to jednoduše proto, že GPU i ASIC přístroje jsou mnohem výkonnější. Navíc, GPU těžba je levnější skrze nižší energetickou náročnost.

Pomocí CPU procesorů sice můžete těžit Dogecoin, Ethereum a další oblíbené kryptoměny, nicméně z důvodu nízké efektivnosti, podstatně vyššímu zahřívání, a tedy nutnosti chlazení a tím pádem vyšších nároků na energii se těžba kryptoměn pomocí CPU v podstatě nevyužívá.

Těžba pomocí ASIC přístrojů

ASIC přístroje jsou doposud naprostým tahounem v těžbě kryptoměn. Výkonu ASIC minerů se doposud nepřibližují ani GPU ani CPU hardwary.

Díky specializaci ASIC produktů, zaměřených jak na výkonost, tak například na chlazení celého zařízení, nemohou ostatní hardwary ASIC minerům sahat ani po paty.

Pokud máte tedy v plánu těžit Bitcoin, klíčem k pozitivní kompetitivnosti jsou rozhodně nejnovější typy ASIC těžařů.

Co je to Proof of Stake?

Proof of Stake (PoS) je stejně jako Proof of Work (PoW) mechanismem, pomocí kterého je dosaženo konsensu napříč decentralizovanou blockchainovou sítí tvořenou uživateli, nody (uzly) a těžaři.

Zásadním rozdílem mechanismu těžby Proof of Stake je fakt, že se v systému PoS nevyužívá hardwarových zařízení jako jsou grafické karty nebo procesory.

PoS sítě a jejich transakce jsou validovány účastníky sítě, kteří mají nárok na těžbu založenou na počtu mincí, které v daném momentu vlastní a “stakují“ na dané síti.

Nejvýznamnější výhodou oproti konsensu sítě pomocí PoW je v případě PoS naprosto minimální energická náročnost. Konec konců, jednou z nejčastějších kritik Bitcoinu je škodlivost životnímu prostředí a obrovská spotřeba energie, která se dnes již pohybuje ve výši spotřeby menších států. Co se samotné škodlivosti týče, zde jsou často mediální poprasky daleko od pravdy a faktem zůstává, že téměř 60% těžby Bitcoinu probíhá na základě obnovitelných zdrojů energie.

Díky systému PoS je k zabezpečení sítě třeba pouze účastníků sítě a vlastníků mincí. Potřeba fyzického hardwaru spotřebovávajícího vysoké množství energie je zde takřka vynechána.

Těžaři se zde tedy stávají vlastníci mincí, kteří se dané mince rozhodnout zastavit, nebolik stakovat. Například, v budoucím systému PoS Etherea 2.0 se bude jednat o minimum 32 ETH mincí.

Čím větší má daný těžař počet mincí, tím větší je šance, že bude systémem zvolen jako validátor, který do blockchainové sítě zapíše další blok.

Různé PoS sítě mohou využívat různých metrik, jako jsou například minimální požadavky pro počet stakovaných mincí.

ROZDÍLY MEZI PROOF OF WORK A PROOF OF STAKE V KOSTCE

Vyplatí se těžba kryptoměn (Bitcoinu) i během roku 2022?

Výhodnost těžby kryptoměn během dnešní doby je, ostatně jako vždy jindy, velmi spekulativní a relativní záležitostí.

Ve výsledku závisí na mnoha faktorech. Například, jakožto potenciální kryptoměnový těžař si musíte vypočítat nároky a cenu za energii ve vaší oblasti, budoucí potenciál vámi zvolené kryptoměny a kompetitivnost sítě.

Jako příklad si zde popíšeme výhodnost těžby doposud stále nejoblíbenější kryptoměny světa, Bitcoinu.

Výdělečnost těžby Bitcoinu je pro jistá individua i celé těžařské společnosti pochopitelně stále pozitivní. Ostatně, stačí nahlédnout na výše zobrazený graf „hash power“, kde vidíme, že se míra těžby Bitcoinu stále nachází v exponenciálním růstu.

Je třeba si uvědomit, že exponenciální růst hash poweru sítě Bitcoinu znamená zároveň neustále se zvyšující energetickou náročnost na těžbu. Čím více účastníků Bitcoin těží, tím vyšší je míra složitosti a náročnosti pro vytěžení nového bloku.

Za účelem kompetitivně pozitivní těžby Bitcoinu budete potřebovat specializované ASIC těžební přístroje, jejichž cena se pohybuje od několika stovek až do desetitisíců dolarů.

Pokud máte v plánu těžit Bitcoin kompetitivně pomocí ASIC přístrojů, bude nutné si přesně vypočítat poměr nákladů proti výdělkům.

Během vypočítávání možných nákladů v poměru k výdělečnosti budete muset uvážit faktory jako jsou poplatky za energii ve vaší lokalitě, efektivitu vámi zakoupeného těžebního hardwaru, celkové časové rozpětí těžby a cenový pohyb BTC.

Nástroje pro vypočítání výdělečnosti těžby kryptoměn

• Na cenu ASIC těžebních přístrojů můžete nahlédnout například zde: https://compassmining.io/hardware
• Celkový poměr výše zmíněných faktorů, a tedy celkové momentální výdělečnosti v závislosti na vaší situaci si můžete nechat vypočítat na webu CryptoCompare.com: https://www.cryptocompare.com/mining/calculator/btc
• Dalším dobrým nástrojem, který vám pomůže vypočítat, jaké kryptoměny pomocí různých typů hardwaru můžete těžit, a jaká bude výdělečnost, je server Whattomine: https://whattomine.com/

Celkově lze konstatovat, že výdělečnost těžby Bitcoinu je relativní a stále spekulativní záležitostí, jež závisí na mnoha faktorech včetně vývoje ceny energií, budoucnosti ceny Bitcoinu a ceny potřebného hardwaru.

Například, během propadu cen Bitcoinu můžeme pozorovat také snížení cen ASIC přístrojů, jelikož se během propadu cen mnoho těžařů přístrojů zbavuje.

Ve výsledku tedy záleží vždy na individuálním přístupu daného těžaře nebo těžařské společnosti, jejich “víry“ v budoucí vývoj Bitcoinu a také časový horizont, během kterého mají v plánu těžbu vykonávat.

Celkově lze tedy říct, že se vám těžba Bitcoinu vyplatí pouze v případě, že náklady na těžbu (nákup hardwaru, energie atd.) nepřesáhnou cenu, za kterou máte vytěžený počet bitcoinů v plánu prodat.

Mining pooly

Mining pooly jsou po našem doslova těžební bazénky, ve kterých se schází skupiny jednotlivých těžařů, kteří následně kooperativně těží bloky daných kryptoměn.

První a dodnes vyhlášený mining pool se nazýval po svém tvůrci vystupujícím pod nickem Slush, SlushPool. Slush svůj geniální nápad poprvé přednesl na fóru Bitcointalk roku 2010. Propozicí Slushe byl návrh o tom, že je třeba sjednotit síly slabších těžařů tak, aby mohli konkurovat větším a movitějším těžebním společnostem.

Výsledkem Slushova nápadu o vytvoření mining poolů bylo obohacení jednotlivých, menších těžařů. Ve výsledku došlo k situaci, kdy si individuální těžaři po připojení do těžebního poolu vydělají víc, než by vydělali sólo. Mining pooly jsou tedy profitabilní těžební kooperativy.

Momentální rozložení dominantních mining poolů: srpen 2022

Zdroj: https://btc.com/stats/pool

Jak fungují mining pooly?

V základu hrají ve fungování mining poolů roli 3 hlavní entity: server poskytující službu, kooperativní protokol a těžební software.

Server poskytující služby pro mining pool:

Aby bylo možné dosáhnout toho, že se mnoho individuálních těžařů může spojit do jedné těžební entity, je třeba, aby existoval server, který slouží jako jejich spojka.

I přesto, že je využití centralizovaných serverů v kontextu decentralizovaných blockchainových sítí ironické, ve výsledku jejich funkce slouží k dobrému účelu – možnosti účasti na těžbě menším těžařům, kteří ve výsledku přispívají celkové decentralizaci systému.

Funkce těžebních serverů seskupujících jednotlivé minery jsou následující:

• Přijímání transakcí sítě
• Komunikace informací o transakcí zpět k těžařům
• Monitorování procesu těžby
• Odesílání správně vytěžených bloků síti
• Výpočet a konečné účtování výdělků za těžbu
• Konečné rozdělení celkových výdělků a vyplacení všem zúčastněným těžařům

Kooperativní protokol pro mining pooly

Bitcoin jako takový kooperativní těžbu umožňuje díky funkci, která již je jeho součástí. Možnost tvorby mining poolů je přímo součástí základního Bitcoin softwaru (klienta).

Tato funkce, z počátku známá jako “Get Work“, umožňuje odděleným, individuálním těžařům spojit síly a těžbu zaměřit na daný společný blok. Tím pádem dochází ke koncentraci těžební síly a jejímu soustředění na specifický cíl, namísto původně náhodné těžby. Ve výsledku tak každý ze zúčastněných těžařů vydělá více, než kdyby těžil samostatně.

Těžební software:

Před tím, než se uživatel rozhodne připojit na libovolný mining pool, je třeba zjistit, jaký těžební software je pro připojení k poolu potřeba. Všeobecně platí, že různé mining pooly využívají různé těžební softwary.

Těžební software slouží jednoduše ke správnému připojení a synchronizaci s daným mining poolem. Díky těžebnímu softwaru bude váš hardwarový výkon nasměrován tam, kam je nasměrován i zbytek poolu a jeho těžařů: na daný těžený blok.

Dále, těžební software slouží k autentizaci a zaslání výplaty za těžbu do rukou daného těžaře. Za tímto účelem si daný těžař pochopitelně vytvoří svůj profil, heslo a adresu pro obdržení výplat za těžbu.

Jedním z nejpopulárnějších a nejčastěji využívaných těžebních softwarů je například oblíbený CGMiner: https://cgminer.info/

Největší mining pooly pro těžbu Bitcoinu

• Foundry USA

Jak je vidno i z grafu výše, Foundry USA je momentálně jedním z nejdominantnějších mining poolů na světě. Zajímavostí je, že se USA jako těžební gigant projevil až nedávno, konkrétně po státním zákazu těžby Bitcoinu v Číně, během jara 2021.

Foundry USA je celkově operací zaměřenou zejména na větší těžební entity.

Foundry USA: https://foundryusapool.com/

• Antpool

Antpool je historicky jedním z nejdominantnějších poolů a existují k tomu pádné důvody. Antpool je vlastněn společností Bitmain, přičemž Bitmain je světově největším producentem těžebních přístrojů ASIC.

Antpool poskytuje těžební pooly pro více kryptoměn, mezi které kromě Bitcoinu patří například Bitcoin Cash, Ethereum Classic, ZCash nebo Dash.

Antpool: https://www.antpool.com/home

• Nanopool

Nanopool je oblíbeným mining poolem zaměřeným spíše na populární altcoiny.

Díky Nanopoolu uživatelé kooperativně těží například Monero, Ethereum Classic, Grin, Ravencoin či ZCash.

Nanopool: https://nanopool.org/

Výhody a nevýhody mining poolů

Hlavní výhodou mining poolů je proces facilitace těžebního procesu pro dané účastníky. Díky spojení veškerých účastníků, tedy těžařů, do jednoho poolu, si ve výsledku každý individuální těžař vydělá víc a uspoří na čase i vynaložené energii. Mining pooly zároveň umožňují kompetitivní možnosti na trhu těžby i pro menší těžaře a nejedná se tak pouze o hru obrovských movitých těžebních operací.

Nevýhodou zůstává závislost na centralizovaných serverech a provozovatelích mining poolů. Pokud se stane, že se daný centralizovaný poskytovatel mining poolu rozhodne, že si veškeré profity z těžby ponechá, v podstatě nic mu v tom nebrání. Účastí na mining poolu tak vždy dáváte těžbu do rukou třetí strany.

Jiné způsoby konsensu a těžby kryptoměn

Mimo Proof of Work a Proof of Stake, tedy zdaleka nejznámější a nejvyužívanější způsoby těžby a údržby konsensu (shody), se na trhu kryptoměn využívají i další, méně známé mechaniky.

Příkladem zde může být:

• Proof of Capacity

Řešení bloků v konsenzech typu Proof of Capacity je již dopředu známé a zapsané, rozdílem je pouze úložiště, na kterém se řešení bloku nachází.

Čím větší úložiště a místa na disku daný těžař poskytne, tím větší je šance, že se řešení daného bloku nachází právě na jeho disku, čímž dojde k úspěšné těžbě na jeho straně a tedy výplatě.

• Proof of Authority

Proof of Authority je systémem, který využívá předem známých identit validátorů. V případě, že se některý z validátorů v tomto typu konsensu rozhodne podvádět, dojde k jeho odhalení a odstranění ze sítě, což slouží jako motivace k poctivosti validátorů.

Nicméně, zásadní nevýhodou konsensu Proof of Authority je vysoká míra centralizace. Jak jistě víte, kryptoměny fungují zejména v duchu decentralizace, a právě proto v této sféře není konsensus typu Proof of Authority zdaleka tak oblíbený, jako Proof of Work či Proof of Stake.

• Proof of Activity

Proof of Authority je v podstatě hybridním konsenzem využívající jak aspekty Proof of Work, tak Proof of Stake.

Nejznámějším příkladem Proof of Activity je Decred.

Závěr k těžbě kryptoměn

Těžba kryptoměn, ať už se jedná o konsenzy typu Proof of Work, Proof of Stake či další, je naprosto základním elementem toho, co z kryptoměn dělá natolik mocnou inovaci: decentralizované, nezastavitelné a necenzurovatelné sítě.

Díky těžbě kryptoměn dochází k zásadní motivaci jinak nezúčastněných stran k jejich připojení do sítě a udržování její pravosti a zabezpečení.

Pokud by těžba kryptoměn a s ní spojená náročnost na energii či monetární hodnotu neexistovala, bylo by možné účetní knihu, a tedy celou síť dané kryptoměny, jednoduše přepsat a zfalsifikovat.

Právě díky těžařům a jejich práci, za kterou jsou neustále odměňováni, se kryptoměny dostali tak daleko. Navíc to vypadá, že celá věc stále roste, a to exponenciální mírou. Ostatně, stačí nahlédnout na výše zobrazení hash rate Bitcoinu: https://www.coinwarz.com/mining/bitcoin/hashrate-chart