Ako prebieha ťažba bitcoinu: od veľkých fariem po vykurovanie garáže

Ťažba (mining) je srdce bitcoinovej siete. Vďaka nej sa transakcie potvrdzujú, vznikajú nové bitcoiny a celý systém funguje bez banky, vlády či akejkoľvek centrálnej autority. Poďme si vysvetliť, ako presne prebieha, kto ju robí, čo sa vlastne ťaží, a ako sa dá teplo z ťažby využiť s pozitívnym efektom.

Čo je ťažba a prečo existuje

Bitcoin nemá centrálny server, ktorý by rozhodoval, ktoré transakcie sú platné. Namiesto toho tisíce nezávislých účastníkov súťažia o právo zapísať ďalší blok do blockchainu. Súťaž je postavená na tzv. proof of work (dôkaz vykonanej práce): kto chce pridať blok, musí preukázať, že na to spotreboval reálnu výpočtovú prácu, teda elektrinu.

Práve v tom je bezpečnosť bitcoinu. Kto by chcel históriu transakcií prepísať, musel by zopakovať všetku výpočtovú prácu, ktorá bola v blokoch vykonaná, a ešte ju predbehnúť. Čím viac práce je v reťazci, tým drahšie a nereálnejšie je to.

Ako ťažba prebieha krok za krokom

1. Transakcie čakajú. Keď niekto pošle bitcoiny, transakcia sa rozšíri sieťou a čaká v tzv. mempoole.
2. Ťažiar zostaví blok. Vyberie čakajúce transakcie (prednostne s vyššími poplatkami) a pripraví z nich kandidátsky blok.
3. Hľadá platný hash. Ťažiar opakovane mení v bloku jedno číslo (tzv. nonce) a zakaždým z bloku vypočíta kryptografický odtlačok (hash funkciou SHA-256). Hľadá taký, ktorý je menší ako cieľová hodnota určená sieťou. Nedá sa to odhadnúť ani skrátiť, funguje to ako lotéria: ťažiar skúša miliardy až biliardy pokusov za sekundu.
4. Blok sa rozošle. Ten, kto nájde platný hash, blok vyšle do siete.
5. Uzly overia. Plné uzly po celom svete skontrolujú, či blok dodržiava pravidlá. Ak áno, pripoja ho na reťazec. Ak nie, zahodia ho, bez ohľadu na to, koľko práce do neho ťažiar vložil.
6. Odmena. Úspešný ťažiar dostane odmenu za blok plus poplatky z transakcií v ňom.

Sieť si udržiava tempo jeden blok približne každých 10 minút. Zabezpečuje to úprava obtiažnosti, ktorá sa po každých 2 016 blokoch (zhruba dva týždne) prispôsobí podľa celkového výkonu siete. Pribudne výkon, obtiažnosť vzrastie. Výkon ubudne, obtiažnosť klesne.

Za čo ťažiari dostávajú zaplatené

Odmena za blok sa pôvodne začínala na 50 BTC a každých 210 000 blokov (zhruba 4 roky) sa polovičí. Po poslednom halvingu v apríli 2024 je to 3,125 BTC za blok, ďalší halving sa očakáva okolo roku 2028. Pretože sa odmena stále zmenšuje, počet bitcoinov nikdy nepresiahne 21 miliónov. Posledné by sa mali vyťažiť okolo roku 2140.

Postupne sa tak stále väčšiu časť príjmu ťažiarov budú tvoriť poplatky za transakcie, ktoré platia používatelia siete.

Na čom sa dnes ťaží

Začiatky bitcoinu bežali na obyčajných procesoroch. Potom prišli grafické karty, FPGA čipy a nakoniec ASIC zariadenia, čipy navrhnuté výhradne na jedinú úlohu: počítať SHA-256. Sú o rády efektívnejšie ako akýkoľvek iný hardvér. Preto sa dnes bitcoin na bežnom počítači ani na grafickej karte ťažiť nedá, a ASIC prakticky ovládol celú sieť.

Veľká ťažba

Priemyselné bitcoinové farmy sú v podstate dátové centrá plné tisícov ASIC zariadení v halách alebo kontajneroch. Ich výhodou sú:

• Lacná elektrina. Cena energie je pre ťažiara najväčšia nákladová položka, takže farmy vznikajú tam, kde je elektrina lacná: pri vodných elektrárňach, veterných a slnečných parkoch s nadvýrobou, v severných krajinách či pri zdrojoch, ktoré by inak zostali nevyužité.
• Hardvér za veľkoobchodné ceny a vlastné chladenie.
• Ťažobné pooly. Ťažiari sa spájajú do poolov a delia sa o odmenu podľa podielu výpočtového výkonu. Pravidelné menšie výplaty tak nahrádzajú pravdepodobnosť, že na odmenu čakáte mesiace či roky.

Je to tvrdý biznis s malými maržami a ťažiari sú pod stálym tlakom na efektivitu. Debata o spotrebe energie, jej zdrojoch a vplyve na klímu je v tejto oblasti často intenzívna, a čoraz častejšie sa riešia projekty využívajúce nadbytočnú alebo inak nevyužitú energiu.

Domáca ťažba

Domáci ťažiar to má inak a existujú dve základné cesty:

1. Malé zariadenia (napr. open-source Bitaxe). Spotrebujú len desiatky wattov, sú tiché a vhodné pre nadšencov. Reálne ide o niečo ako lotériu: výkon je zanedbateľný oproti celej sieti, takže šanca nájsť celý blok (pri tzv. solo ťažbe) je minimálna, hoci nie nulová. Je to skôr koníček, spôsob, ako sa s bitcoinom naučiť pracovať, a drobný príspevok k decentralizácii.

2. Plnohodnotné ASIC zariadenia. Majú výkon rádovo tisícnásobne vyšší, ale zároveň spotrebu na úrovni jedného či viacerých kilowattov, hlučné ventilátory a nemalé teplo. Doma sa dajú prevádzkovať, no treba počítať s hlukom, dimenzovaným elektrickým obvodom a hlavne s cenou elektriny. Pri bežných domácich cenách je čisto finančná návratnosť často sporná a mení sa podľa ceny bitcoinu a obtiažnosti siete. Preto sa oplatí rozmýšľať o ťažbe nielen ako o zárobku, ale aj ako o niečom, čo vie využiť odpadové teplo.

Ťažba na Androide: mobil a Termux

Bitcoin sa dá ťažiť aj na telefóne s Androidom. Najjednoduchšia cesta vedie cez Termux, čo je terminálová aplikácia, ktorá dá mobilu prostredie podobné Linuxu. Do nej nainštaluješ ťažobný program, zadáš pool a peňaženku a telefón začne počítať.

Pre samotný bitcoin je to ale skôr experiment. Telefón zvládne desiatky MH/s, kým moderné ASIC zariadenia idú v desiatkach až stovkách TH/s, teda rádovo miliónkrát viac. Reálnejšie je na mobile ťažiť coiny navrhnuté pre bežné procesory, napríklad Verus alebo Monero.

Počítaj s tým, že ťažba zaťaží procesor naplno. Telefón sa výrazne zahrieva (v ukážkach sa objavujú teploty okolo 80 °C), opotrebúva batériu, a preto ho ťaž len pri nabíjaní, s dobrým chladením a nikdy pod vankúšom.

Odpadové teplo: z nevýhody výhoda

Keď ASIC počíta, takmer všetka elektrina, ktorú spotrebuje, sa zmení na teplo. Ťažiar s príkonom 1 000 W je teda zároveň elektrickým ohrievačom s výkonom 1 000 W, ktorý navyše ťaží bitcoin. Teplo, ktoré by sa inak minulo, sa dá využiť.

Prinášať to môže zmysel hlavne tam, kde by si človek inak kúril priamym elektrickým vykurovaním. Z hľadiska čistej účinnosti je tepelné čerpadlo lepšie (z 1 kWh elektriny vyrobí niekoľkonásobne viac tepla), ale miniatúrna garáž, dielňa či chata bez tepelného čerpadla je presne ten prípad, kde sa ťažba oplatí viac ako elektrický konvektor.

Na veľkej úrovni sa teplo z ťažby využíva napríklad na vykurovanie skleníkov, sušenie či ohrev vody, a vo svete existujú projekty, ktoré ho zapájajú aj do centrálneho zásobovania teplom.

Ako to robím ja: vykurujem garáž

Teplo z ťažby využívam na vykurovanie svojej garáže. Je to presne ten typ priestoru, kde to dáva zmysel: hluk ventilátorov mi nikto nevadí, teplo potrebujem a elektrinu, ktorú tak či tak spotrebujem na ohrev, mi pritom časť vráti ťažba. Garáž je tak príjemnejšia v chladných mesiacoch a zároveň sa o niečo znižuje celkový účet za energie.

Treba si však dať pozor na pár vecí: elektrický obvod musí zvládnuť trvalé zaťaženie, ventilátory ťahajú prach, takže zariadenie treba pravidelne čistiť, a nad zariadením nesmie byť nič horľavé ani zakryté. Ani pri tomto spôsobe nejde o spôsob, ako zbohatnúť, skôr o múdre využitie toho, čo by sa inak premrhalo.

Zhrnutie