Pools zijn groepen individuele mijnwerkers die samenwerken om hun kansen op het vinden van geldige blokken te vergroten en zo regelmatiger beloningen te ontvangen. Maar weet je echt hoe deze Bitcoin-mijnpools werken? In dit artikel bestuderen we in detail hun mechanismen, hun communicatieprotocollen en de methoden die worden gebruikt om de vergoeding op aandelen te berekenen.
Hoe werkt Bitcoin-mining?
Bitcoin-mining is het deelnemen aan het proof-of-work-proces (Bewijs van werk), een mechanisme dat weerstand mogelijk maakt bij Sybil-aanvallen.
Wanneer een transactie wordt gemaakt en ondertekend door een gebruiker, wordt deze eerst uitgezonden naar de knooppunten die de transactie in hun mempools bewaren. Deze lopende transacties worden vervolgens door de miners gegroepeerd in kandidaatblokken. Bewijs van werk is het vinden van een veranderlijke waarde genaamd” nuntius ” in de kop van het blok dat, eenmaal overgegaan in een willekeurige wiskundige functie (SHA256d), geeft een resultaat dat kleiner is dan een doelgetal.
Dit doel wordt elke blokken van 2016, ongeveer elke twee weken, aangepast en verandert daarom de moeilijkheidsgraad om een geldig blok te minen. Deze aanpassing heeft tot doel de gemiddelde validatietijd voor een blok op ongeveer 10 minuten te houden, afhankelijk van de evolutie van de rekenkracht van het Bitcoin-netwerk. Als er meer mijnwerkers zijn en de blokken te snel worden gevonden, neemt de moeilijkheidsgraad toe. Omgekeerd, als het netwerk rekenkracht verliest, neemt de moeilijkheidsgraad af.
Minderjarigen worden aangemoedigd om deel te nemen aan het netwerk door middel van beloningen. Wanneer je een geldig blok vindt, ontvang je een beloning die bestaat uit de bloksubsidie (het aanmaken van nieuwe bitcoins) en de transactiekosten die in het blok zijn inbegrepen.
Hoewel het in theorie mogelijk is om met elke computer te minen, heeft de toename van de rekenkracht op Bitcoin deze methode overbodig gemaakt. Om tegenwoordig een redelijke kans te hebben om een geldig blok te vinden, moet je chips gebruiken die speciaal voor deze taak zijn ontworpen en waarmee je snel de SHA256d-functie kunt uitvoeren. Deze gespecialiseerde machines staan bekend als ASIC's (Toepassingsspecifieke geïntegreerde schakelingen).
Wat is een mijnbouwpool?
Een miningpool is een groep individuele mijnwerkers die hun rekenkracht combineren om samen te zoeken naar geldige blokken. Gezien de toenemende moeilijkheidsgraad van minen, is het voor een individuele miner steeds onwaarschijnlijker geworden om een blok te vinden en regelmatig beloningen te ontvangen. Mining pools bieden een oplossing voor dit probleem.
Mijnwerkers in een pool delen hun middelen om gezamenlijk te zoeken naar geldig bewijs van werk. Wanneer een blok door de pool wordt gevonden, wordt de beloning, bestaande uit nieuw aangemaakte bitcoins en transactiekosten, verdeeld onder de leden. Deze verdeling staat in verhouding tot de rekenkracht die elke minor aan de groep heeft bijgedragen.
Door deze samenwerking kunnen mijnwerkers hun kansen vergroten om blokken te vinden, wat hen meer regelmatige en voorspelbare inkomsten garandeert in vergelijking met individuele mijnbouw. In feite brengt de werking van een ASIC operationele kosten met zich mee, voornamelijk als gevolg van het stroomverbruik van het apparaat, dat continu werkt. Voor een solo-mijnwerker, die een kleine hoeveelheid rekenkracht heeft in vergelijking met de rest van het Bitcoin-netwerk, kan het zeer sporadisch zijn om geldige blokken te ontdekken. Er wordt gezegd dat de variantie ervan toeneemt. Hij zal dus zeer willekeurige inkomsten hebben in het licht van reguliere uitgaven. Door zich aan te sluiten bij een mijnbouwpool, die dankzij de gedeelde rekenkracht vaker blokken vindt, kan de miner zijn variantie verminderen en zo zijn inkomsten soepeler maken. Hij zal daardoor beter zicht hebben op de werking van zijn bedrijf en in staat zijn om zijn cashflow te verbeteren.
In het Frans zou je „mijnbouwpool” kunnen vertalen als „mijnbouwcoöperatie”, maar heel weinig mensen gebruiken deze term.
Wat is het verschil met een mijnbouwbedrijf?
Wees voorzichtig, mijnbouwzwembaden moeten niet worden verward met mijnbouwbedrijven. Een pool is, zoals we net hebben gezien, een groep individuele mijnwerkers die hun rekenkracht bundelen om hun kansen op het vinden van blokken te vergroten. Een mijnbouwbedrijf is daarentegen een fysieke installatie waar talloze mijnbouwmachines (ASIC's) onder dezelfde operator zijn gegroepeerd.
Het mijnbouwbedrijf heeft tot doel alle operationele kosten te optimaliseren door schaalvoordelen te behalen in het beheer, het onderhoud, de koeling en het energieverbruik van de machines. Integendeel, de ASIC's in een mijnbouwpool zijn verspreid over de hele wereld en zijn eigendom van verschillende individuen, aangezien ze slechts een virtueel collectief zijn van gedeelde bronnen. Daarnaast kunnen boerderijen deel uitmaken van een mijnbouwpool.
Hoe werken mijnbouwpools?
Een miningpool bestaat uit een centrale server die het werk van miners coördineert en communiceert met het Bitcoin-netwerk. De server voorziet individuele minderjarigen van de zogenaamde „” Sjablonen blokkeren ” met de informatie die nodig is om een nieuw kandidaatblok te creëren (de transacties die moeten worden opgenomen en de blokkop). Zodra het bloksjabloon is ontvangen, gaat de individuele miner op zoek naar een geldig werkbewijs door de nonce te wijzigen en de header door te geven aan de hash-functie.
Om de communicatie tussen beide partijen te optimaliseren en zo hun winstgevendheid te verhogen, gebruiken mijnpools over het algemeen een netwerkprotocol dat bovenop het Bitcoin-netwerk ligt, genaamd Stratum. Stratum werd eind 2011 opgericht door Marek Palatinus (ook bekend als „Slush”), de oprichter van de allereerste mijnbouwpool genaamd Slush Pool, nu omgedoopt tot Braiins. Stratum kwam ter vervanging van het oude Getwork-protocol, dat toen verouderd was. Het is belangrijk om te begrijpen dat Stratum niet als standaard is geïntegreerd in Bitcoin, maar dat het zich al meer dan tien jaar heeft bewezen als de gouden standaard voor mijnbouw. De tweede versie, Stratum V2, is momenteel in ontwikkeling.
In feite zijn individuele miners in pools niet op zoek naar een hash die kleiner is dan de moeilijkheidsgraad van Bitcoin. In een tweede stap moet de pool namelijk de participatiegraad van elke minderjarige gedurende een bepaalde periode kunnen bepalen. Mijnwerkers die veel rekenkracht aan de pool hebben geleverd, zouden meer moeten worden beloond dan degenen die minder leverden. Het probleem dat zich voordoet is de berekening van deze deelname.
Een naïeve methode zou zijn om mijnwerkers te vragen al hun berekende hashes naar de pool te sturen, ongeacht of ze voldoen aan de moeilijkheidscriteria, om hun werk te bewijzen. Als de pool deze hashes echter opnieuw zou berekenen om hun waarheidsgetrouwheid te bevestigen, zou dit leiden tot dubbel werk, waardoor de effectiviteit van de operatie teniet wordt gedaan, aangezien de pool al het werk dat de mijnwerkers al hebben gedaan opnieuw zou doen.
Om dit probleem op te lossen, hebben mijnbouwpools het concept „aandelen” geïmplementeerd. Een aandeel, of een aandeel in het Frans, is een eenheid die wordt gebruikt om de bijdrage van elke minderjarige binnen de pool te meten. Een aandeel is gewoon een hash van het kandidaatblok dat voldoet aan een hogere moeilijkheidsgraad dan de werkelijke moeilijkheidsgraad van Bitcoin.
Laten we een analogie trekken om dit principe volledig te begrijpen. Stel je een dobbelsteen voor met 20 gezichten. Stel je bij Bitcoin voor dat je met deze dobbelsteen minder dan 3 moet gooien om een blok te valideren. In dit verband zou de mijnbouwpool kunnen zeggen dat de moeilijkheidsgraad van het aandeel 10 is. Voor een individuele miner in deze pool geldt dus elke worp van de dobbelstenen die een resultaat van minder dan 10 oplevert, als een geldig aandeel, zelfs als het niet noodzakelijk een geldig blok is.
Voor elke hash van het kandidaatblok die door een individuele miner wordt uitgevoerd, kunnen er dus 3 mogelijke uitkomsten zijn:
Als de hash de moeilijkheidsgraad van het aandeel overschrijdt, is dat nutteloos en levert het niets op. De minderjarige verandert de nuntius en probeert opnieuw zijn geluk;
Als de hash kleiner is dan het aandelendoel, maar hoger dan die van Bitcoin, wordt deze geaccepteerd als een geldig aandeel;
Als de hash kleiner is dan het doel van Bitcoin, wordt deze geaccepteerd als een geldig blok en een geldig aandeel.
Alle geldige aandelen die door een individuele miner worden gevonden, worden doorgegeven aan de pool, zelfs als ze niet overeenkomen met een geldig resultaat voor een blok op Bitcoin. Met dit systeem kunnen pools dus het werk van elke miner meten, zonder alle hashes van alle mijnwerkers afzonderlijk opnieuw te hoeven berekenen. De pool controleert alleen hashes die onder een bepaald doel liggen, om het aantal vereiste controles te beperken. Zo wordt wel eens gezegd dat de individuele mijnwerkers in een pool niet langer mijnwerkers zijn, maar gewoon „helikopters” worden.
De pool past de moeilijkheidsgraad van het aandeel aan elke individuele miner aan om de verificatiebelasting in evenwicht te brengen en ervoor te zorgen dat alle miners, ongeacht hun hashrate, regelmatig aandelen indienen. Dit maakt het mogelijk om de hashrate van elke miner nauwkeurig te meten en beloningen dienovereenkomstig te verdelen.
Er zijn dan verschillende methoden om de vergoeding van minderjarigen te berekenen op basis van de aandelen die bij de pool worden ingediend. Elke methode heeft zijn eigen specifieke kenmerken en beïnvloedt de inkomensverdeling anders. Dit zijn de meest voorkomende:
APPS (Betaal per aandeel): Miners worden betaald voor elk geldig ingediend aandeel, ongeacht of de pool een geldig blok vindt of niet;
FPPS (Volledige betaling per aandeel): Vergelijkbaar met PPS, maar bevat ook een deel van de beloning voor de gevonden blokken. Dit verhoogt de vergoeding van minderjarigen in geval van een stijging van de vergoedingenmarkt;
ABONNEMENTEN (Betaal per laatste N aandelen): Beloont mijnwerkers op basis van hun bijdrage in aandelen gedurende een bepaalde periode. Betalingen worden alleen gedaan als de pool een blok vindt, wat de voorkeur geeft aan mijnwerkers die loyaal zijn aan de pool en op lange termijn actief zijn;
SCORE of BPM (Gebundelde Bitcoin-mijnbouw): Weegt de aandelen af op het moment waarop ze zijn ingediend. Aandelen die laat in de mijncyclus worden ingediend, zijn waardevoller, wat mijnwerkers aanmoedigt om in de pool te blijven;
GETIJ (Transparante index van verschillende uitgebreide aandelen): Deze methode, geïntroduceerd door de Ocean pool in 2023, verdeelt beloningen op basis van een gewogen percentage van het werk dat is besteed aan recent gevonden aandelen.
Maar er zijn ook tal van andere, minder bekende methoden om de beloning te berekenen:
PLNSG (Betaal per laatste N gegroepeerde aandelen): Werkt zoals PPLNS, maar dan door aandelen te groeperen in teams, die vervolgens samen worden betaald;
REKWISIET (Proportioneel): De beloning die door de pool wordt behaald, wordt verdeeld in verhouding tot de aandelen die door elke miner zijn ingediend sinds het laatste blok dat is gevonden;
LEUK (Gedeelde maximale beloning per aandeel): Variant van PPS waarbij betalingen worden beperkt tot nooit hoger dan de inkomsten van de pool, om het financiële evenwicht te behouden;
HELLINGEN (Recent gedeeld maximumloon per aandeel): Vergelijkbaar met SMPPS, maar met prioriteit voor minderjarigen die onlangs een bijdrage hebben geleverd;
POT (Betaal op basis van doel): Beloning voor elk aandeel dat door een minderjarige wordt ingediend op basis van de moeilijkheidsgraad van dit specifieke aandeel, wat een groter verschil in inkomen voor de minderjarige inhoudt...
Volgens de mempool.space-site bedraagt de totale hash-snelheid van het Bitcoin-netwerk momenteel ongeveer 600 EH/s, of 600 biljoen hashes per seconde.
Sinds begin 2024 is meer dan de helft van de gedolven blokken verdeeld tussen de twee giganten Foundry USA (29%) en AntPool (25%). Andere grote mijnbouwpools zijn onder meer ViaBTC (13%) en F2Pool (12%). De andere zwembaden zijn veel kleiner:
Met miningpools kunnen individuele mijnwerkers hun inkomsten soepel laten verlopen door het interval tussen elke vergoeding te verkorten en door het risico te verkleinen dat ze geen blok vinden door de bundeling van rekenkracht.
De deelname van elke miner wordt berekend op basis van aandelen, blokken waarvan is aangetoond dat ze aan een minder moeilijk doel voldoen dan het echte Bitcoin-doel. Afhankelijk van het aantal aandelen dat door elke minderjarige wordt verzonden, wordt hun vergoeding berekend volgens de gekozen methode (PPS, FPPS, PPLNS...).
Volgens Eric Voskuil, in zijn boek Crypto-economie, stimuleert de economische dynamiek die ten grondslag ligt aan het Bitcoin-protocol natuurlijk een concentratie van hashkracht. Schaalvoordelen en de nabijheidsbonus zorgen ervoor dat mijnwerkers zich clusteren in grote boerderijen, terwijl de variatie in blokbeloningen hen aanmoedigt om pools te vormen. Hoewel mijnwerkers technisch gezien van pool kunnen veranderen door hun hardware los te koppelen om deze elders opnieuw aan te sluiten, worden ze over het algemeen aangemoedigd om binnen de grotere pools te blijven. Deze trend zou geleidelijk kunnen leiden tot de centralisatie van Bitcoin-mining. Er is geen economische stimulans om dit te voorkomen. Dit is een natuurlijk defect in Bitcoin, maar kan uiteindelijk op protocolniveau worden gecorrigeerd.
.png)
