Wat is Bitcoin mining?

Op deze pagina leggen we je uit hoe cryptocurrency mining (proof-of-work) en blockchain technologie werkt. Om het makkelijk te houden gebruiken we in onderstaande tekst Bitcoin als voorbeeld, er zijn echter meerdere cryptocurrencies (altcoins) die deze technologie gebruiken.

Voordat we beginnen is het goed om te weten dat er verschillende mogelijkheden zijn om cryptocurrencies te verkrijgen:

  • Je kunt bitcoin kopen bij een handelsplatform (zoals bij SATOS);
  • Door ze te accepteren voor goederen en diensten;
  • En door bij te dragen aan het mining-proces.

Op deze pagina gaan we proberen je uit te leggen hoe dit proces precies werkt. Je hebt er waarschijnlijk veel over gehoord, maar hoe werkt mining nu precies? Wat doen miners en waarom zijn ze zo belangrijk voor de veiligheid van het netwerk? Kortgezegd zijn miners degenen die de transacties op het netwerk controleren en toevoegen aan de blockchain. Ze verzamelen een bundeltje van transacties in een block of blok en zetten vervolgens hun computer aan het werk in de hoop dat deze als eerste de oplossing te vinden die nodig is voor de publicatie van het blok. Ben jij de eerste die het blok met een geldige oplossing publiceert? Dan krijg je een beloning in de vorm van nieuwe cryptocurrency. Daarom wordt dit proces ook wel mining genoemd; het is de manier waarop nieuwe bitcoins en andere cryptocurrencies ontstaan.

Maak kennis met blockchain

Om mining te begrijpen is het handig als je begrijpt wat een blockchain precies is. Dus voordat we verdergaan met mining volgt eerst een spoedcursusje blockchain. Als je het over bitcoin of andere cryptocurrencies hebt, dan duurt het vaak niet lang voordat het woordje blockchain valt. Maar wat is een blockchain nu precies? Er wordt soms over gesproken alsof het een magische technologie is die alle problemen die we op de wereld hebben gaat oplossen. Jammer genoeg is dat niet het geval. In feite is de blockchain zelf niet de meest spannende innovatie die Bitcoin met zich mee heeft gebracht. Een blockchain is namelijk niets meer dan een keten van blokken die op een vernuftige manier met elkaar verbonden zijn. Ieder blok is een bakje data gevuld met onder andere transacties en een vingerafdruk van het vorige blok. Omdat ieder nieuw blok een vingerafdruk van het vorige blok bevat, zit daarmee de hele geschiedenis van de blockchain, de keten van blokken, in het nieuwe blok gebakken. Verander je een klein aspect in een vorig blok, dan verandert de vingerafdruk en daarmee ook de vingerafdrukken van alle blokken die daarna komen. Past iemand een transactie aan, dan valt dit meteen op omdat de vingerafdrukken van alle navolgende blokken veranderen.

In technische termen noemen we de vingerafdruk van een blok een hash. Dit is een willekeurige reeks van letters en cijfers die altijd dezelfde lengte heeft. Voor het generen van een hash gebruiken miners een ingewikkelde wiskundige formule waarin alle informatie uit het blok wordt gestopt. Bijvoorbeeld:

Input BLOCK 1

Hash vorige blok: 00000

Piet stuurt 1 bitcoin naar Henk

Henk stuurt 2 bitcoin naar Ria

Ria stuurt 1 bitcoin naar Piet

Ingrid stuurt 1 bitcoin naar Henk

Deze informatie samen levert de hash ‘6U9P2’ op. Vervolgens wordt deze hash weer gebruikt bij het generen van de hash voor het volgende blok.

Input BLOCK 2

Hash vorige blok: 6U9P2

Henk stuurt 1 bitcoin naar Piet

Piet stuurt 2 bitcoin naar Ria

Ingrid stuurt 1 bitcoin naar Piet

Henk stuurt 1 bitcoin naar Ria

Deze informatie levert de hash ‘8Y5C9’ op. Veranderen we informatie in het eerste blok, dan zal de hash daarvan veranderen. Omdat de hash van het eerste blok gebruikt wordt als input voor het genereren van de hash van het tweede blok, zal ook de hash van het tweede blok veranderen. In principe is dit hoe een blockchain werkt! Je begrijpt nu dan ook dat het heel snel opvalt als iemand probeert om transacties terug te draaien of andere dingen in de blokken aanpast. Dan verandert namelijk de hash – de vingerafdruk – van het blok waarmee gesjoemeld is en alle blokken die daarop volgen.

Zo, nu we de spoedcursus blockchain achter de rug hebben kunnen we verder met mining. Wil je meer weten over hoe blockchain werkt? Check dan onze pagina waarop we dieper ingaan op dit onderwerp.

De basics van Bitcoin mining – Proof of Work

Heel simpel gezegd is jouw computer, als je deze laat minen, constant bezig met het berekenen van een hash die de oplossing vormt voor het volgende blok. In het voorbeeld hebben we hashes met een lengte van slechts 5 tekens gebruikt. Dit hebben we gedaan om het lekker overzichtelijk te houden. De Bitcoin blockchain werkt bijvoorbeeld met het SHA-256 algoritme om hashes te genereren. Stop je informatie in dit algoritme? Dan komt daar altijd een reeks van 64 tekens uitrollen.

Nu denk je waarschijnlijk, hoe moeilijk kan het zijn? Als je de hash van het vorige blok hebt en je knalt de transacties van het nieuwe blok in het algoritme, dan komt er toch vanzelf een goede hash uitrollen? Dat klopt! Maar er is een belangrijke spelregel die de moeilijkheidsgraad van het minen bepaalt. 

Complicaties – de verstelbare moeilijkheidsgraad

Om het de miners moeilijker te maken, vereist het protocol namelijk dat het eerste X aantal tekens van de oplossing een 0 (nul) zijn. Dat is het ingenieuze onderdeel van het Proof of Work (PoW) mechanisme dat door bijna iedere cryptocurrency wordt gebruikt. Dit is de maatstaf die bepaalt hoe moeilijk het is om de juiste hash en dus de oplossing te genereren.

Op het moment van schrijven moet iedere hash beginnen met minimaal 18 nullen om te worden geaccepteerd als valide vingerafdruk voor een nieuw blok. Hoe meer computers er meedoen aan het proces, hoe hoger de moeilijkheidsgraad. Dit mechanisme zorgt ervoor dat het minen van een blok gemiddeld rond de 10 minuten duurt. Na iedere 2016 bokken wordt de moeilijkheidsgraad opnieuw berekend. Sluiten er meer computers aan bij het netwerk? Dan moet er een oplossing gevonden worden met meer dan 18 nullen. Verlaten computers het netwerk? Dan zal de moeilijkheidsgraad naar beneden worden bijgesteld.

Zoals je weet genereert een algoritme een hash op basis van de input die je deze geeft. Deze input bestaat onder andere uit de transacties in het blok, een tijdstempel, de vingerafdruk van het vorige blok en de nonce. De nonce kun je zien als de oplossing of sleutel waar miners massaal naar opzoek gaan. Miners veranderen de nonce net zo lang tot er een hash uit het algoritme rolt die begint met 18 nullen. Het enige waar al die computers dus constant mee bezig zijn is het aanpassen van deze variabele en te checken wat het algoritme vervolgens als uitkomst geeft. Hebben ze een hash met 18 nullen? Dan laten ze die zo snel mogelijk aan de rest van het netwerk zien. De overige miners kunnen het blok vervolgens controleren en als deze klopt toevoegen aan de blockchain. 

De miner die als eerste de juiste oplossing heeft gevonden en gepubliceerd ontvangt een beloning in bitcoin. Op dit moment ligt deze beloning op 12,5 bitcoin per blok. Iedere 210.000 blokken neemt deze beloning met 50% af. In het cryptowereldje wordt dit ook wel een halving genoemd. De volgende bitcoin halving staat voor mei 2020 op het programma. Hier wordt door de Bitcoin-gemeenschap al een tijdje naar uitgekeken omdat het tot nu toe altijd een positief effect op de prijs heeft gehad. Best logisch ook, omdat het aantal nieuwe bitcoins dat op de markt kan komen halveert. 

Waarom noemen we dit Proof of Work?

Je kunt het nu waarschijnlijk al een beetje raden, maar als je jouw computer gebruikt om te minen, dan is deze constant aan het werk om een oplossing te vinden voor het blok. Dat wil zeggen, op zoek naar de nonce die ertoe leidt dat de output van het hashing algoritme begint met 18 nullen (de moeilijkheidsgraad). Heeft jouw computer een oplossing gevonden? Dan presenteert hij deze aan het netwerk. Het netwerk kan vervolgens heel snel controleren of de gevonden oplossing correct is door deze in het hashing algoritme te stoppen. Komt er een hash uit die begint met 18 nullen? Dan klopt de oplossing en voegt het netwerk jouw blok toe aan de blockchain. De oplossing die jouw computer heeft gevonden is het bewijs van het door hem geleverde werk – de Proof of Work.

Hoe kun je zelf Bitcoin minen?

Lijkt het je leuk om zelf te beginnen met minen? Dan zijn er in principe twee manieren waarop je dat kunt gaan doen. Je kunt er voor kiezen om zelf apparatuur te kopen en je eigen setup te bouwen, maar je kunt het ook uitbesteden en de hash-power van een bedrijf in cloudmining huren. 

Cloudmining

In dat laatste geval hoef je zelf in principe helemaal niets te regelen. Dit zijn bedrijven die zelf een datacenter hebben opgezet in landen waar elektriciteit goedkoop is. 

Computers die bezig zijn met het minen van cryptocurrencies verbruiken enorm veel energie en worden daarom ontzettend warm. Om te voorkomen dat de dure apparatuur het vanwege de hitte begeeft, is het belangrijk dat er veel wordt gekoeld. Het is om deze reden dat landen als IJsland, vanwege de lage temperaturen, populaire vestigingslanden zijn voor dit soort bedrijven.

Het grote voordeel van cloudmining is dat je zonder zelf enorm veel kennis te hebben kunt beginnen met het minen van cryptocurrencies. Je hoeft de apparaten niet te kopen, je hoeft ze niet zelf te installeren en je hebt ook geen last van de tijdens het minen geproduceerde hitte en lawaai. Voordat je echter zomaar besluit om een cloudminer te gaan betalen, is het aan te raden om goed onderzoek te doen. Er zitten namelijk veel oplichters in de markt. Dit zijn bedrijven die over het algemeen nét iets te mooie rendementen beloven. Lijkt iets te mooi om waar te zijn? Dan is het dat vaak ook. Is het bedrijf transparant over hun contactgegevens en adres? Hebben ze foto’s van hun datacenter online staan? Kun je veel goede reviews over ze vinden? Dan is de kans groot dat je met een valide partij te maken hebt.

Zelf mining apparatuur kopen

Wil je alles zelf gaan regelen? Dan is het belangrijk om je goed in te lezen en na te denken over welke munten je wilt gaan minen. Niet iedere munt gebruikt namelijk hetzelfde hashing algoritme en voor de verschillende vormen heb je andere hardware nodig. Voor Bitcoin en Litecoin heb je bijvoorbeeld een ASIC nodig om zo efficiënt mogelijk te kunnen minen, maar voor het minen van Ethereum heb je weer een krachtige GPU nodig. Er zit zelfs nog een verschil tussen de merken AMD en NVIDIA. Het is dus niet zo dat je even naar Marktplaats kunt surfen, een krachtige computer kunt kopen en aan de slag kunt. Jaren geleden was dat het geval, maar nu heb je gespecialiseerde apparatuur nodig om een beetje rendement te kunnen behalen. Op de website https://whattomine.com/ kun je een beetje experimenten met verschillende soorten hardware en onderzoek doen naar wat je precies nodig hebt voor de munt die jij wilt minen.

Naast het minen van de gevestigde munten heb je ook een speculatievere vorm van mining. Dit heet spec-mining en is het minen van cryptocurrencies die net gelanceerd zijn en niet/nauwelijks te krijgen zijn via cryptocurrency exchanges. Je speculeert daarmee eigenlijk op het toekomstige succes van de munten. Omdat je waarschijnlijk één van de weinigen bent die deze munten aan het minen is, heb je relatief weinig computerkracht nodig om veel munten te krijgen. Het risico is dat het project helemaal niet van de grond komt en jij met al je coins zit. High risk, high reward zullen we maar zeggen!

Mining pools

Omdat er steeds meer concurrentie ontstond onder de miners, werd het steeds minder rendabel om te gaan minen. Er is uiteindelijk maar één gelukkige miner die het volgende blok aan de Bitcoin blockchain mag toevoegen en de bitcoins als beloning mag claimen. Als je met 10.000 man tegelijk aan het minen bent, kan het lang duren voordat je als winnaar uit de strijd komt. Om de risico’s te spreiden zijn mensen gaan samenwerken in zogenaamde mining pools.

In feite bundel je met een hele groep mensen de beschikbare computerkracht en ga je samen op zoek naar de oplossing voor het volgende blok. Lukt het jouw mining pool om het volgende blok aan de blockchain toe te voegen? Dan krijgen jullie de beloning en wordt deze verdeeld aan de hand van de hoeveelheid computerkracht die iedere deelnemer heeft bijgedragen. Op deze manier heb je een veel regelmatiger en zekerder inkomen dan dat je op individuele basis zou gaan minen. Het enige waar je wederom scherp op moet zijn, is dat de beheerders van de mining pools te vertrouwen zijn. Het zou zonde zijn om er na een paar maanden achter te komen dat de eigenaren van de pool er met alle geminede cryptocurrencies vandoor zijn gegaan.

Zo, na het lezen van dit verhaal begrijp je als het goed is al een stuk meer van de wondere wereld van cryptomining! Het belangrijkste is dat je goed onderzoek doet voordat je besluit om hier een deel van je spaarcenten in te steken. Het is nog iets complexer dan het investeren in cryptocurrencies. Naast het feit dat je verstand moet hebben van de munten die je wilt gaan minen, moet je ook weten welke apparatuur je daarvoor nodig hebt.