Gruvdrift är processen att skapa giltiga block som lägger till transaktionsposter till Bitcoins (BTC) publika huvudbok, 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 man måste hitta konsensus om en historik över transaktioner. Äganderätten till Bitcoin kan bevisas matematiskt genom kryptografi med publik nyckel, som inte kan brytas med dagens teknik. Men kryptografi ensam kan 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.

Mining (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-brytning 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.

Hashar 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.

Det här är vad Bitcoin-gruvarbetare 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. Svårighet 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 gruvdrift.

Hashen som genereras av gruvarbetare 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 betyder att om du ändrar även den minsta komponenten i ett block skulle det märkbart ändra dess förväntade hash - och även den för varje efterföljande block. Noder skulle omedelbart avvisa denna felaktiga version av blockkedjan, vilket skyddar nätverket från manipulering.

Genom svårighetskravet garanterar systemet att Bitcoin-gruvarbetare 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 gruvkraft. För Bitcoin skulle det kosta miljarder dollar.

Hur Bitcoin-gruvarbetare betalas

Nätverket känner igen det arbete som utförs av Bitcoin-gruvarbetare 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 gruvarbetarnas intäkter. Detta värde är programmerat att halveras med fasta intervaller på cirka fyra år, så att till slut inte mer Bitcoin bryts och endast transaktionsavgifter garanterar nätverkets säkerhet.

Senast 2040 kommer blockbelöningen att ha minskat till mindre än 0,2 BTC och endast 80 000 Bitcoin av 21 miljoner kommer att finnas kvar att vinna. Först efter 2140 kommer gruvdriften att sluta effektivt eftersom den slutliga BTC långsamt utvinns.

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-gruvarbetare en relativ grad av säkerhet om sina framtidsutsikter. Samhället är mycket stödjande av det nuvarande gruvupplägget och har inga planer på att fasa ut det som Ethereum, ett annat stort brytbart mynt. Med rätt förutsättningar kan enskilda Bitcoin-gruvarbetare vara säkra på att satsningen kommer att gå med vinst.

Även om gruvdrift 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 förbi, men att inrätta en dedikerad Bitcoin-gruvarbetare är inte så svårt som det kan tyckas först.

Hur man väljer hårdvara för gruvdrift

Det första att notera är att för att bryta Bitcoin är ditt enda alternativ att köpa en applikationsspecifik integrerad kretsenhet, vanligen kallad ASIC.

Dessa enheter kan bara bryta Bitcoin, men de är mycket effektiva för att göra det. Faktum är att de är så effektiva att deras introduktion runt 2013 gjorde att alla andra typer av beräkningsutrustning för gruvdrift blev föråldrade nästan över en natt.

Om du funderar på att bryta 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 vanligtvis 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. Den ena är elförbrukningen, mätt i watt. Mellan två enheter som producerar samma antal hash, kommer den som använder minst elektricitet att vara 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 gruvdrift.

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-brytning.

Det ekonomiska med att bryta Bitcoin

Precis som fastighetsbranschen handlar Bitcoin-brytning 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 gruvdrift ska vara ekonomiskt lönsam. Eftersom elpriset ofta varierar mellan 0,15 och 0,25 USD per kilowattimme, har Bitcoin-brytning i bostadsområden en för hög räkning för att vara konsekvent lönsam.

Professionella Bitcoin-gruvarbetare 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-gruvarbetare 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 funktion. Att hitta rätt plats för gruvdrift 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 gruvarbetares vinst och intäkter starkt på marknadsförhållandena och närvaron av andra gruvarbetare. Under tjurmarknader kan priset på Bitcoin skjuta i höjden högre, vilket resulterar i att den BTC de bryter är värd mer på dollarbasis.

Men positiva inflöden från tjurmarknader uppvägs av att andra Bitcoin-gruvarbetare ser de ökade vinsterna och köper fler enheter för att utnyttja intäktsströmmen. Resultatet är att varje enskild gruvarbetare nu genererar mindre BTC än tidigare. Så småningom genererade intäkterna trender mot en jämviktspunkt där mindre effektiva gruvarbetare börjar tjäna mindre än de spenderar på elektricitet, vilket stänger av enheter och låter andra tjäna mer Bitcoin.

Vanligtvis händer 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 gruvarbetare börjar stänga av sina enheter i stort.

För att undvika att bli utkonkurrerade måste befintliga Bitcoin-gruvarbetare 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 gruvarbetares vinster helt.

Jämförelse av lönsamhet för gruvhårdvara

Det finns flera miniräknare online på webbplatser som AsicMinerValue, CryptoCompare och Nicehash, där lönsamheten för en gruvenhet snabbt kan kontrolleras. Det är också möjligt att uppskatta vinsten manuellt med följande formel:

Detta är formeln som många av dessa räknare använder, och den representerar helt enkelt din andel av det totala hashratet dividerat med nätverkets totala emission i dollar. Ingångsvärdena som krävs är antingen fasta parametrar (blockeringstiden för Bitcoin är 10 minuter, så det finns sex block som utvinns på en timme och 144 på en dag), eller så kan de hittas på datawebbplatser som Blockchain.com eller Coinmetrics.

För att hitta vinsten måste man också dra av kostnaden för el. Tack vare motsvarigheten mellan kilowatt och kilowattimmar kan detta vara så enkelt som att multiplicera enhetens strömförbrukning med 24 timmar på ett dygn och elpriset per kilowattimme.

Nedan är en tabell som illustrerar viktiga ASICs på marknaden idag och deras återbetalningstid – det vill säga hur lång tid det skulle ta för investeringen att nå jämnt med nuvarande intäkter. Det är värt att notera att en Bitcoin-gruvarbetares vinst fluktuerar vilt över tiden, och att extrapolera en enda dag in i framtiden kan leda till felaktiga resultat. Icke desto mindre är det ett användbart mått för att förstå den relativa effektiviteten för varje enhet.

Som kan ses i tabellen går ingen av ASIC:erna med vinst till priser på 0,20 USD per KWh. Den relativa prestandan är för det mesta densamma för var och en av den nya generationens ASIC, medan äldre modeller kan vara ett attraktivt förslag om elen är billig.

Till exempel har Canaan AvalonMiner 1066 låg energieffektivitet men också ett mycket lågt pris, vilket gör den ganska konkurrenskraftig till låga elprisklasser trots att den är en ganska gammal modell. Bitmain S17 Pro, en tidigare generations ASIC, håller fortfarande marken på grund av sin lägre kostnad, men blir snabbt oattraktiv när referenselpriset höjs. MicroBTs enheter verkar ha den mest balanserade prestandan totalt sett för gruvdrift.

En sista fråga att tänka på är att den här tabellen sammanställdes på en tjurmarknad. Vinsten kan vara högre än genomsnittet, även om halveringen av 2020 fortfarande är färsk och kan motverka effekten med lägre Bitcoin-utgivning.

Köpa och ställa in hårdvaran

Det finns flera butiker som säljer ASIC till detaljhandelskunder, medan vissa tillverkare även tillåter direktköp. Även om de är svårare att köpa än vanliga grafikkort, är det fortfarande möjligt för vem som helst att köpa en ASIC till ett acceptabelt pris. Det är värt att notera att köp av gruvutrustning från butiker eller tillverkare som skickar från utlandet kan leda till höga importavgifter.

Beroende på tillverkare eller butik kan ASICs erbjudas utan strömförsörjningsenhet, som sedan måste köpas separat. Vissa ASIC-tillverkare säljer sina egna enheter, men det är också möjligt att använda PSU:er byggda för servrar eller speldatorer, även om de sannolikt kommer att kräva speciella modifieringar.

ASIC:er måste vara anslutna till internet via en Ethernet-kabel, och de kan bara konfigureras via en webbläsare genom att ansluta till den lokala IP-adressen, liknande en hemmarouter.

Innan du fortsätter är det nödvändigt att skapa ett konto med en valfri gruvpool, som sedan ger detaljerad information om hur man ansluter till sina servrar. Från ASIC:s webbpanel måste du infoga poolens anslutningsslutpunkter och kontoinformation. Gruvarbetaren kommer sedan att börja arbeta och generera Bitcoin.

brytning genom en etablerad pool rekommenderas starkt, eftersom du kommer att kunna generera konstant avkastning genom att poola din hårdvara med andra. Även om din enhet kanske inte alltid hittar rätt hash för att skapa ett block, kommer ditt gruvbidrag fortfarande att belönas.

Överväganden och risker med Bitcoin-brytning

Förutom den ekonomiska risken att inte gå med vinst, finns det tekniska risker med att hantera kraftfulla enheter som ASIC.

Riktig ventilation krävs för att undvika att gruvutrustningen bränner ut komponenter på grund av överhettning. Hela gruvarbetarens 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 bryter 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 gruvutrustningen frisk. Även om fel är relativt sällsynta, kan ASIC:er gå ur drift tidigare än förväntat utan ordentligt underhåll.

Även om enstaka ASIC 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 gruvarbetare som Bitmain S9, som släpptes runt 2016, varade i ungefär fyra år innan de blev olönsamma under någon elpriskonfiguration (förutom noll). Men hastigheten på framstegen inom datorteknik är till stor del oförutsägbar.

Bitcoinutvinning är inget undantag från någon annan satsning. Det finns potential för såväl belöningar som risker. Förhoppningsvis gav den här guiden en bra utgångspunkt för att ytterligare utvärdera båda.