Jak se generuje Bitcoin?

Jak se generuje Bitcoin?

Marek Matoušek 31 července, 2023
9 min čtení

Navzdory převládající popularitě bitcoinu je překvapivé, kolik jednotlivců nemá komplexní znalosti o procesu vzniku této revoluční digitální měny.

Ve skutečnosti je proces generování Bitcoinu pro mnoho lidí zahalen tajemstvím. Proto jsem se chtěl na tuto revoluční technologii podívat blíže a srozumitelně vysvětlit, jak Bitcoin vzniká.

Bitcoin byl první kryptoměnou, která byla úspěšně vytvořena. Po jeho vytvoření se mnoho lidí rozhodlo používat Bitcoin k provádění svých transakcí kvůli výhodám, které nabízí.

Bitcoin má největší počet uživatelů a je považován za referenční měnu pro ostatní kryptoměny.

Tento článek vám odpoví na tuto otázku a vysvětlí proces vzniku jednotlivých bitcoinů. Za tímto účelem je důležité pochopit, že bitcoin se skládá ze tří prvků: softwaru, protokolu a měny. A tato měna není skutečná ve fyzickém smyslu; fyzicky neexistuje. Nyní, když jsme určili, jaké jsou tyto procesy nebo složky, které nám umožňují používat bitcoin, jak ho známe, podívejme se na to, co je vytváří.

Blokový řetězec je základ, na kterém je bitcoin založen

lidé generující bitcoiny

Systém Bitcoin je řízen decentralizovanou sítí počítačů nebo uzlů, které jsou vzájemně propojeny. Tyto uzly zpracovávají a ověřují každou transakci, která proběhne v blockchainu.

Bitcoin je díky své síti uzlů a technologii blockchain zcela unikátní, inovativní a odlišný druh peněz. Může se k němu připojit kdokoli a v současnosti má nejvýkonnější výpočetní kapacitu v provozu. To je základ, na kterém byly vytvořeny všechny dnes existující Bitcoiny. Protokol Bitcoinu, jak je definován v dokumentu, popisuje, jak se Bitcoiny vytvářejí. Blockchain je řada bloků, které jsou propojeny matematickým procesem.

Každý blok je generován systémem zvaným Proof of Work (PoW). Jde o to, že nalezení proveditelného řešení obtížného matematického problému, které vytvoří nový blok, bude trvat tak dlouho, že to žádný těžař sám nezvládne. Výsledkem tohoto důkazu práce je, že všechny uzly sítě jsou zapojeny do hledání platného řešení obtížného matematického problému, který umožňuje generování nového bloku.

Tento proces, známý jako těžba, se používá k nalezení řešení problémů … S každým objeveným blokem těžební uzly získávají nové bitcoiny a udržují systém a ekonomiku, která jej podporuje, v chodu. Určitě vás ale zajímá, jaké procesy se podílejí na vzniku jednoho Bitcoinu. Tomu se budeme podrobně věnovat později.

Jak vzniká jednotka bitcoinu?

výroba Bitcoinu

Bitcoin je revoluční měna, která funguje na decentralizované síti počítačů neboli uzlů. Každý uzel je zodpovědný za ověřování a zpracování transakcí, které probíhají v blockchainu. Tento jedinečný systém odlišuje bitcoin od tradičních forem peněz.

Těžba bitcoinů a blockchain

Nejprve se seznamte se sítí Bitcoin a její základní technologií. Těžaři jsou páteří sítě, zodpovídají za ověřování transakcí a udržování bezpečnosti blockchainu. Blockchain je digitální účetní kniha, kde jsou všechny transakce Bitcoinu zaznamenány v “blocích” Každý blok obsahuje skupinu transakcí uspořádaných do Merkleho stromu, který umožňuje efektivní a bezpečné ověřování. Proces těžby je nezbytný pro zachování bezpečnosti a neměnnosti blockchainu. Hraje také klíčovou roli při dosahování konsensu mezi všemi účastníky sítě.

Algoritmus PoW (Proof of Work)

Srdce těžby bitcoinů spočívá v algoritmu Proof of Work (PoW). PoW je kryptografické kouzlo, které zajišťuje, že těžaři musí investovat výpočetní zdroje do vytváření nových bloků. Algoritmus se opírá o kryptografickou hashovací funkci SHA-256, která přijímá vstupní data a generuje výstup (hash) pevné délky. Těžba bitcoinů se točí kolem hledání hashe, který splňuje určitý “cíl obtížnosti” Síť tento cíl upravuje tak, aby průměrná doba mezi bloky byla přibližně 10 minut. Aby těžaři našli platný hash, musí upravit část dat zvanou “nonce” a iterovat přes různé hodnoty, dokud netrefí jackpot. Tyto bloky jsou generovány prostřednictvím systému zvaného Proof of Work (PoW).

Cílem PoW je najít řešení obtížného matematického problému, který je tak náročný, že ho žádný těžař nedokáže vyřešit sám. Každý uzel v síti přispívá k procesu hledání řešení, což je proces známý jako těžba. S každým objeveným blokem těžební uzly získávají nové bitcoiny a udržují hladký chod systému a ekonomiky. Pokud vás zajímá, jak vzniká jeden Bitcoin, prozkoumáme tento proces podrobněji později. Prozatím si však jen pamatujte, že Bitcoin je revoluční měna, která funguje na decentralizované síti, a právě tato síť zajišťuje všechna kouzla.

Další informace o algoritmu Proof of Work.

Jak probíhá jednotka generování nových mincí v síti Bitcoin?

Proces generování jednotek bitcoinu

Bitcoin na rozdíl od tradičních fiat peněz není kontrolován vládami ani organizacemi. Jedná se o zcela digitální měnu, která vzniká prostřednictvím matematického procesu známého jako “digitální těžba” Bitcoin je navržen tak, aby každých 10 minut generoval pevný počet mincí, přičemž uživatelé přispívají výpočetním výkonem k provádění postupu těžby.

Těžební uzly a ověřování transakcí bitcoinu

Těžební uzly bitcoinů shromažďují a ukládají uživatelské transakce do mempoolu. Jejich úkolem je přidat ověřovací funkci, která potvrdí digitální podpisy těchto transakcí a najde platný hash pro matematický problém. Těžař, který objeví správný hash, nejprve vygeneruje nový blok, požádá o odměnu a do svého bloku zahrne všechny dříve ověřené transakce. Ponořte se do hloubky transakcí bitcoinu.

Odměny za těžbu a oběh nových mincí

Kromě toho, že úspěšný těžař obdrží nové mince, získává také provize ze všech zahrnutých transakcí. Po určitém počtu potvrzení se nově vytěžené mince dostanou do oběhu. K těžbě bitcoinů je zapotřebí specializované vybavení a software, například ASIC, FPGA nebo GPU. Tyto nástroje umožňují těžařům provádět složité výpočty nutné k vyřešení bloku a jeho vložení do blockchainu.

Hašovací funkce SHA-256 a obtížnost těžby

Proces těžby se opírá o hashovací funkci SHA-256, která převádí data na řetězec pevné velikosti známý jako hash. Cílem je vytvořit náhodné číslo s vysokou hodnotou, které algoritmus pravidelně upravuje, aby reguloval obtížnost těžby. Tím je zajištěno optimální zabezpečení sítě a zabráněno škodlivé manipulaci.

Bezpečnostní funkce při generování bitcoinů

Proces generování bitcoinů zahrnuje kryptografické kontroly, aby byla zachována nejvyšší úroveň zabezpečení. Tato opatření zabraňují podvodným nebo manipulativním akcím a zaručují neměnnost blockchainu. Díky tomu je Bitcoin považován za dosud nejbezpečnější digitální měnu.

Podrobný průzkum procesu generování bitcoinu

Rozebereme si proces těžby krok za krokem.

Ověřování a výběr transakcí

Těžaři nejprve ověří digitální podpisy a zkontrolují, zda nedošlo k pokusu o dvojí utracení. Poté upřednostní transakce na základě poplatků a vytvoří kandidátský blok naplněný platnými transakcemi.

Smyčka těžby

Těžaři vytvoří hlavičku bloku, která obsahuje klíčové informace o kandidátském bloku, a začnou hashovat! Iterují přes různé hodnoty nonce a pokaždé vypočítají nové hashe, dokud nenajdou takový, který splňuje cílovou obtížnost.

Zjištění nonce a iterační proces

Nalezení platného hashe může trvat miliony nebo dokonce miliardy pokusů. Je to jako loterie s vysokými sázkami, kde těžaři soutěží o vítězný los.

Splnění cíle obtížnosti

Jakmile těžař najde hash, který splňuje cílovou hodnotu, může přejít k dalšímu kroku.

Předání bloku a rozdělení odměny

Šťastný těžař odvysílá svůj nově vytěžený blok do sítě. Ostatní těžaři jej ověří, a jakmile je blok přijat, je přidán do blockchainu. Těžař, který blok nalezl, je odměněn nově vygenerovanými bitcoiny a případnými transakčními poplatky zahrnutými v bloku.

Strategie a techniky těžby

Když už jsme probrali základy, pojďme se věnovat některým těžebním strategiím a technikám, které vám pomohou optimalizovat těžbu.

Samostatná těžba vs. těžební pooly

Můžete těžit sami, ale připojením k těžebnímu poolu můžete zvýšit své šance na získání odměn díky sdružování zdrojů s ostatními těžaři.

Optimalizace těžebního hardwaru a softwaru

Používejte specializovaný těžební hardware (ASIC) a software, abyste zvýšili efektivitu a zůstali konkurenceschopní.

Protokol Stratum

Tento protokol pomáhá minimalizovat zastaralé podíly, snižovat latenci a zlepšovat celkový výkon těžby.

Údržba

Dohlížejte na své těžební vybavení a zajistěte jeho bezproblémový a efektivní provoz.

Výzvy a potenciální řešení v oblasti těžby bitcoinů

Těžba bitcoinů čelí několika výzvám, ale potenciální řešení jsou na obzoru.

51 % útok

Teoretická hrozba, kdy těžař nebo skupina těžařů kontroluje více než 50 % těžebního výkonu sítě, což může ohrozit její bezpečnost. Mezi protiopatření patří zlepšení decentralizace a zvýšení obtížnosti těžby.

Obavy ze škálování a efektivity

S růstem sítě rostou i nároky na zdroje těžařů. Probíhající výzkum v oblastech, jako je Lightning Network a sidechainy, by mohl pomoci tyto obavy zmírnit.

Dopad na životní prostředí

Těžba bitcoinů spotřebovává značné množství energie. Udržitelná těžební řešení, jako je využívání obnovitelných zdrojů energie nebo zavádění energeticky účinnějšího těžebního hardwaru, jsou stále důležitější. Debatu o elektřině odhalujeme v tomto článku.

Potenciální přechod na alternativní mechanismy konsensu

Někteří tvrdí, že Proof of Work nemusí být z dlouhodobého hlediska nejudržitelnějším nebo nejefektivnějším přístupem. Alternativy jako Proof of Stake (PoS) nebo Delegated Proof of Stake (DPoS) mohou nakonec nahradit PoW, ale to zůstává předmětem diskuse.

Podstata

Bitcoin je vytvořen tak, aby produkoval nové měny pevným a předem stanoveným způsobem. Proces těžby se stává stále konkurenceschopnějším a ziskovějším. S rostoucím počtem těžařů v síti a objevováním dalších bloků určitou rychlostí se zvyšuje obtížnost systému. Co vyžaduje nárůst výpočetní kapacity a nákladů na energii? Hash rate digitální měny měří obtížnost nalezení dalšího bloku, protože těžaři bitcoinů se snaží vyřešit složité matematické problémy. Těžební algoritmus se také přizpůsobuje podle toho, zda se v blockchainu nachází další blok. V důsledku toho se s každým nově vygenerovaným blokem automaticky snižuje rychlost výroby mincí. To bylo záměrně naplánováno Satoshi Nakamoto který určil, že mincí bude jen asi 21 milionů a že všechny budou vytěženy do roku 2140. V současné době těžaři bitcoinů dostávají za každý vygenerovaný blok 6,25 bitcoinu. V květnu 2024 bude další halving bitcoinů kdy se tato částka sníží na 3,125 BTC v rámci procesu půlení, který probíhá každé čtyři roky, dokud nebude vytěženo celkem 21 milionů bitcoinů.

Další základní informace o bitcoinech

bitcoin creator satoshi nakamoto v01
bitcoin hall
big bang bitcoin

Marek Matoušek

Marek Matoušek je šéfredaktorem portálu ecoinomy, který je jedním z předních českých zdrojů informací o bitcoinu a blockchain technologii. Zasloužil se o vytvoření některých z nejvýznamnějších článků na této stránce. První informace o bitcoinu a blockchain technologii získal Marek už v roce 2016. Revoluční potenciál těchto technologií v něm probudil vášeň, která přispěla k jeho profesnímu zájmu o digitální měny a technologie stojící za nimi. Marek má rád knihy zaměřené na technologie budoucnosti, přičemž zvlášť ho fascinují ty, které se zabývají dopady nových technologií na celou společnost.