Hvad er proof of work?
Definition · Proof of work (PoW)
Et system, hvor retten til at tilføje en blok går til den, der først finder en hash af blokheaderen, som er under en målværdi. Det kræver et enormt antal gæt at finde den, men kun én hash at kontrollere den.
Satoshi Nakamoto beskrev det i Bitcoin-whitepaperet i 2008, med udgangspunkt i Adam Backs Hashcash, en ældre idé til at gøre spam-e-mails dyre at sende. Den gyldige hash er beviset. Du kan ikke få en uden at udføre arbejdet, og alle kan se, at du har gjort det.
Resten af siden gennemgår hver del, og boksen ovenfor lader dig prøve selv: Det er et ægte Bitcoin-headerformat, som hashes live i din browser. Se vores komplette guide til Bitcoin-mining for at få det store overblik over mining.
Hvilket problem løser proof of work?
Bitcoin har ikke noget firma, nogen bank eller server, der bestemmer. Tusindvis af computere har hver deres kopi af hovedbogen, og de skal blive enige om, hvilken blok der kommer som den næste, og i hvilken rækkefølge betalingerne fandt sted. Ellers kunne nogen bruge den samme mønt to gange.
En simpel afstemning fungerer ikke online, fordi alle kan starte tusind falske computere og stemme tusind gange. Det kaldes et Sybil-angreb. Proof of work kommer uden om problemet: Din indflydelse måles i hashes, og hashes koster strøm og hardware.
Hvem har indflydelse på den næste blok?
Én stemme pr. node
En angriber starter 60 falske noder gratis og stemmer de 12 ærlige ned.
Én stemme pr. hash
ærlige minere 88%angriber 12%
De samme 60 noder deler angriberens faktiske hardware, så tilsammen udgør de stadig 12%. Kopier er gratis, hashes er det ikke.
Hvad indeholder et Bitcoin-blokheader?
Minere hasher ikke hele blokken. De hasher dens 80-byte-header, som fastlægger alt det øvrige. Det er de seks felter, du redigerede i feltet øverst:
| Felt | Bytes | Hvad den indeholder | Hvem ændrer den |
|---|---|---|---|
| Version | 4 | Hvilket regelsæt blokken følger | Ændres sjældent |
| Hash af den forrige blok | 32 | Hashen af den forrige blok, som kæderne sammen | Ny for hver blok |
| Merkle-roden | 32 | Ét fingeraftryk af alle blokkens transaktioner | Miner, når transaktionerne eller den ekstra nonce ændres |
| Tid | 4 | Hvornår miner'en siger, at blokken blev oprettet (Unix-tid) | Miner, inden for grænserne |
| Bits | 4 | Målværdien pakket i 4 byte | Netværket, for hver 2.016 blokke |
| Nonce | 4 | Et frit tal, du kan prøve igen med | Miner, ved hvert gæt |
Da headeren indeholder hashværdien af den foregående blok, ændrer en ændring i en gammel blok dens hashværdi. Det ødelægger den næste header og den efterfølgende. Vi kontrollerede den ægte genesis-blok fra 2009 med den samme kode, som sidens hero-sektion bruger, på vores server, da denne side blev bygget:
000000000019d6689c085ae165831e934ff763ae46a2a6c172b3f1b60a8ce26f
Hvordan fungerer SHA-256 i Bitcoin?
SHA-256 omdanner ethvert input til et 256-bit-tal, skrevet som 64 hextegn. Bitcoin kører headeren igennem hashfunktionen to gange (det kaldes SHA-256d). De egenskaber, der er vigtige for mining, er enkle:
Samme input, samme output
Deterministisk
Den samme header giver altid den samme hash på enhver computer. Derfor virker kontrollen.
256 bit
Fast størrelse
Uanset om det er en kort linje eller en hel bog, er hashen altid 64 hexadecimale tegn lang.
Envejs
Ingen genvej tilbage
Du kan ikke regne dig frem til et input, der giver den hash, du ønsker. Du kan kun prøve forskellige input.
≈ 50%
Lavineeffekt
Ændr ét tegn, og omkring halvdelen af bittene skifter. Se gitteret i hero-sektionen.
Den sidste egenskab er kernen i proof of work. En hash tæt på målværdien siger intet om det næste gæt, så der er ingen smart genvej til en gyldig blok. Alle minere deltager i det samme lotteri, og flere hashes i sekundet giver bare flere lodder.
Hvad er målet, og hvorfor de foranstillede nuller?
Målværdien er et 256-bitstal. En blok er gyldig, når dens hash, læst som et tal, er mindre end eller lig med målværdien. Små tal begynder med nuller, så en lavere målværdi vises som flere foranstillede nuller. Hvert ekstra hex-nul betyder 16 gange flere gæt i gennemsnit.
Gennemsnitligt antal hashes, der skal til for at finde én gyldig blok
- Legetøjsblokken i heroen · 4 foranstillede hex-nuller65,536
- Bitcoins letteste mål (2009) · 8 indledende hex-nuller, bits 1d00ffff4,294,967,296
- En Bitcoin-blok i dag · cirka 20 indledende hexadecimale nuller (liveestimat)4.3 × 1023
Netværket justerer målværdien for hver 2.016 blokke, cirka hver anden uge, så blokkene fortsat kommer cirka hvert tiende minut, uanset hvor meget hashrate der kommer til eller forsvinder. Lige nu kører netværket med cirka 712 EH/s (live, opdateres hver time). Se, hvordan justeringen fungerer, i vores guide til Bitcoins mining-sværhedsgrad, og læs om enhederne i vores forklaring af hashrate.
Hvad er en nonce, og hvad er en ekstra nonce?
Nonce (»tal, der kun bruges én gang«) er feltet på 4 byte, som minere ændrer ved hvert gæt. Det er det eneste felt, der udelukkende er beregnet til at blive ændret. Problemet er, at 4 byte kun giver omkring 4,3 milliarder værdier, og moderne maskiner tygger sig igennem dem næsten øjeblikkeligt.
Minerens løkke
- 01
Afprøv alle nonce-værdier
0, 1, 2 og så videre op til 4.294.967.295. Det er alle de værdier, 4 byte kan rumme.
- 02
Slipper hurtigt op
En enkelt maskine på 100 TH/s kommer igennem dem alle på cirka 43 milliontedele af et sekund.
- 03
Ændr den ekstra nonce
Mineren redigerer et ekstra felt i sin egen belønningstransaktion (coinbase).
- 04
Ny Merkle-rod
Den transaktion blev ændret, så merkle-roden ændres, og hver nonce giver nye hashes igen.
Derfor ændrer minere også en ekstra nonce, nogle få ledige bytes i coinbase-transaktionen, blokkens første transaktion, som betaler mineren. En ny coinbase betyder en ny merkle-rod, og det giver milliarder af nye noncer at prøve. I en miningpool giver poolen hver miner sit eget interval af ekstra noncer, så ingen gentager andres arbejde.
Hvorfor er det dyrt at finde en blok, men billigt at tjekke den?
Sådan finder du en blok
≈ 4.3 × 1023 hashes
Hele netværket, alle dets maskiner, cirka ti minutters gætteri.
Aktuelt estimat, opdateres hver time.
Sådan tjekker du
1 hash
Alle noder, selv en billig bærbar computer, hasher headeren på 80 byte én gang og sammenligner den med målværdien på langt under et millisekund.
Mineren skal prøve hashes, indtil en lander under målværdien. Alle andre skal kun hashe headeren én gang og sammenligne. Den skæve fordeling af arbejdet gør, at tusindvis af almindelige computere kan verificere kæden uden at stole på de minere, der har bygget den.
Prøv selv søgningen nedenfor. Denne demo bruger et enklere blokformat end den øverste, men det er det samme lotteri med dobbelt SHA-256, og hver fundet blok kædes sammen med den forrige.
Interaktivt · mine en blok i din browser
Ægte SHA-256d proof of work, forenklet header
Blok-hash (dobbelt SHA-256)
Redigér transaktionerne: hashen ændrer sig fuldstændigt med et enkelt bogstav.
Forsøg: 0
Din hashrate: n/a
Tid: 0,0 s
Hvad er reglen om den længste kæde, og hvad er et angreb på 51 %?
Nogle gange finder to minere en blok næsten samtidig, og netværket har kortvarigt to versioner. Noder følger den kæde, der har mest samlet arbejde bag sig. Folk kalder den den længste kæde, men den er egentlig den tungeste: Et par blokke med høj sværhedsgrad kan veje tungere end flere blokke med lav sværhedsgrad.
Hvis en angriber vil rulle en betaling tilbage, skal vedkommende bygge en tungere kæde end alle andre, startende fra før betalingen. Hver ny blok ovenpå (en bekræftelse) øger afstanden til angriberen. Hvidbogen beregnede oddsene. Flyt skyderen for at se dem:
Interaktivt · kan en angriber indhente det?
Formel fra Bitcoin-whitepaperet, afsnit 11
- 0
- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6
- 7
- 8
- 9
- 10
Antal blokke, angriberen er bagud (bekræftelser). Søjlerne bruger en logaritmisk skala fra én chance ud af en million til helt sikkert.
Med 10% af hashraten er chancen for at omgøre en betaling efter 6 bekræftelser 0,024%, og efter 1 bekræftelse er den 20,5%.
Med 50% eller mere vinder angriberen før eller siden. Det er et 51%-angreb. Det er alvorligt, men har sine begrænsninger:
Med størstedelen af hashraten kan en angriber
- Erstatte nylige blokke med deres egen kæde
- Dobbeltbruge coins, de selv har sendt
- Udelade nogle transaktioner fra deres blokke
Selv da kan de ikke
- Bruge coins fra andres wallets
- Skabe mønter ud over blokbelønningen
- Ændre Bitcoins regler for alle andre
Derfor venter børser på flere bekræftelser ved store indbetalinger. Seks er en almindelig tommelfingerregel.
Hvorfor bruger proof of work så meget energi?
Fordi energiforbruget sikrer netværket. En gyldig blok beviser, at der er brugt reel elektricitet. For at omskrive historikken skal en angriber bruge mindst lige så meget energi igen og blive ved med det, mens det ærlige netværk fortsætter.
Hvad energien bruges på, og hvad den giver
Blokbelønning og gebyrer
Nye BTC plus gebyrer for hver blok, udbetalt til den, der finder den.
Maskiner og elektricitet
Minere bruger op til det, belønningen er værd for dem.
Netværkets hashrate
Alt det forbrug kan ses i antallet af hashes pr. sekund.
Omkostninger ved at omskrive historikken
En angriber skal bruge mindst lige så mange ressourcer, blok efter blok.
Hvor meget strøm det kræver, og hvor strømmen kommer fra, er et rimeligt diskussionsemne. Cambridge-indekset følger estimaterne, og vores guide til Bitcoins energiforbrug ved mining gennemgår tallene. Hver halvering skærer ned på den del af belønningen, der består af nye coins. Derfor skal gebyrer med tiden dække en større del af sikkerhedsbudgettet.
Proof of work vs. proof of stake: Hvad er forskellen?
Proof of stake (PoS) vælger den næste blokproducent blandt dem, der låser coins som et depositum, i stedet for dem, der bruger strøm. Ethereum skiftede fra proof of work til proof of stake i 2022. Her er en fair sammenligning:
| Proof of work | Proof of stake | |
|---|---|---|
| Hvem tilføjer den næste blok | Den første miner, der finder en hash under målværdien | En validator udvalgt i forhold til sin stake |
| Hvad sikrer det | Strøm og hardware, der bruges uden for kæden | Mønter låst i kæden, som kan konfiskeres ved snyd |
| Energiforbrug | Høj med vilje | Lav |
| Deltage | Maskiner og billig strøm | Mønter til staking |
| Afvikling | Bliver sikrere for hver bekræftelse | Eksplicitte checkpoints for endelighed |
| Vigtigste kritik | Energiforbrug og koncentration af mining | Stakekoncentration og et mere komplekst design |
| Historik | Bitcoin siden 2009 | Ethereum, siden 2022 |
Bitcoins udviklere har fastholdt proof of work, fordi omkostningen ligger uden for systemet. Derfor kan ingen købe sig til kontrol med mønter, de allerede ejer. Tilhængere af proof of stake fremhæver energibesparelsen og hurtigere endelighed.
Can you get mining rewards without running proof of work yourself?
Yes. With CloudMineCrypto you mine bitcoin for free from your phone or browser, with no hardware, noise or power bill. Claim the free 8-hour plan, and add more free plans by watching ads, playing games, completing offers and checking in daily. Your estimated BTC ticks up while your plans run, and you withdraw to your own wallet, Lightning included.
Each plan has a hashrate, and your estimate is that hashrate’s share of the whole network, times 6 blocks an hour, times the block reward. That’s the formula the app uses to estimate your rewards (rules and limits apply). Want more speed? Paid plans are an optional boost for fun. They usually mine less than they cost, and the price is shown before you confirm.
Godt at vide: Belønningerne er estimater, der ændrer sig i takt med netværket, og de er ikke garanterede. En plan giver dig ikke ejerskab over nogen maskine eller miningpool. Der kan gælde grænser, og verificering kan være påkrævet ved udbetalinger. Du kan læse mere i reglerne for belønninger og den gratis guide til Bitcoin-mining. Vilkår gælder.
Ofte stillede spørgsmål
Hvad er proof of work, kort fortalt?
Det er en måde at gøre det reelt omkostningsfuldt at tilføje en blok på. Minere hasher blokheaderen igen og igen og ændrer et tal, der kaldes en nonce, indtil resultatet er under en målværdi. Det kræver et enormt antal gæt at finde den hash, men alle kan kontrollere den med én enkelt hashberegning.
Hvad er en nonce i Bitcoin?
Et tal på 4 byte i blokheaderen, som minere ændrer for hvert forsøg. Det har cirka 4,3 milliarder mulige værdier. Når alle er brugt, ændrer minere en ekstra nonce i coinbase-transaktionen. Det giver en ny merkle root og et nyt sæt hashes.
Hvorfor bruger Bitcoin SHA-256 to gange?
Bitcoin hasher headeren på 80 byte med SHA-256 og hasher derefter resultatet igen. Satoshi forklarede aldrig hvorfor. Den almindelige fortolkning er, at det beskytter mod længdeforlængelsesangreb og giver en ekstra sikkerhedsmargin.
Hvad kan et angreb på 51 % bruges til?
En person med størstedelen af hashraten kan bygge en længere kæde i det skjulte og erstatte nylige blokke. Det gør det muligt for personen at bruge sine egne coins to gange eller blokere nogle transaktioner. Personen kan ikke bruge andres coins, oprette coins ud over reglerne eller ændre reglerne for alle.
Er proof of stake bedre end proof of work?
Det bruger langt mindre energi, og sikkerheden kommer fra coins, der er låst som stake. Proof of work knytter sikkerheden til en ekstern omkostning, nemlig strøm og hardware, og har været brugt af Bitcoin siden 2009. De to metoder har forskellige afvejninger, så hvilken der er bedst, afhænger af, hvad du lægger vægt på.
Can I get bitcoin mining rewards without my own hardware?
Yes. In the CloudMineCrypto app you claim free mining plans (the free plan, ads, games, offers and a daily check-in) and your estimated BTC ticks up while they run, then you withdraw to your own wallet. Rewards are estimates based on your plan’s hashrate and live network data, they aren’t guaranteed, and a plan doesn’t give ownership of any hardware.
Kilder og videre læsning
- Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System (whitepaperet) · Satoshi Nakamoto, bitcoin.org
- Guide til blockchain: blokheadere, proof of work, coinbase · Bitcoin developer documentation
- Miningguide: solo-mining, pools, getblocktemplate · Bitcoin developer documentation
- Sværhedsgrad · Bitcoin Wiki
- Bekræftelse · Bitcoin Wiki
- Cambridge Bitcoin Electricity Consumption Index · Cambridge Centre for Alternative Finance
- Mining-dashboard: hashrate, sværhedsgrad, seneste blokke · mempool.space
Live tal på denne side kommer fra CloudMineCrypto API'et eller fra de offentlige blockchain-datatjenester, der er nævnt ved tallene. De opdateres efter en fast plan og er mærket dér, hvor de vises. Denne guide er kun til oplysning og er ikke finansiel rådgivning. CloudMineCrypto er ikke et investeringsprodukt. Belønninger i appen er estimater og er ikke garanteret.
Du har læst, hvordan det virker. Se det ske nu.
Hent en gratis miningplan på 8 timer i CloudMineCrypto-appen, og se din estimerede BTC tikke op baseret på live netværksdata. Intet hardware, intet kort.