Vad är utvinning?
Utvinning är processen att skapa giltiga block som lägger till transaktionsuppgifter i Bitcoins (BTC) offentliga huvudbok, som kallas blockkedja. Det är en viktig del av Bitcoin-nätverket eftersom det löser det så kallade ”double-spend-problemet”.
Double-spend-problemet hänvisar till problemet med att behöva hitta konsensus om en historik av transaktioner. Ägandet av Bitcoin kan bevisas matematiskt genom kryptografi med offentliga nycklar, som inte kan brytas med dagens teknik. Enbart kryptografi kan dock inte garantera att ett visst mynt inte tidigare har skickats till någon annan. För att bilda en gemensam transaktionshistorik måste man ha en överenskommen ordning som baseras på till exempel tidpunkten för skapandet av varje transaktion. Men all extern input kan manipuleras av den som tillhandahåller den, vilket kräver att deltagarna litar på den tredje parten.
Mining (och blockchain i allmänhet) utnyttjar ekonomiska incitament för att tillhandahålla ett tillförlitligt och pålitligt sätt att ordna data. De tredje parter som beställer transaktioner är decentraliserade, och de får monetära belöningar för korrekt beteende. Tvärtom leder varje felaktigt beteende till förlust av ekonomiska resurser, åtminstone så länge majoriteten förblir ärlig.
I fallet med Bitcoin mining uppnås detta resultat genom att skapa en följd av block som matematiskt kan bevisas ha staplats i rätt ordning med ett visst åtagande av resurser. Processen är beroende av de matematiska egenskaperna hos en kryptografisk hash – ett sätt att koda data på ett standardiserat sätt.
Hashes är ett envägskrypteringsverktyg, vilket innebär att det är näst intill omöjligt att dekryptera dem till sina indata, såvida inte varje möjlig kombination testas tills resultatet stämmer med den givna hashen.
Detta är vad bitcoins gruvarbetare gör: de cyklar igenom triljoner hasher varje sekund tills de hittar en som uppfyller ett villkor som kallas ”svårighet”. Både svårigheten och hashen är mycket stora tal uttryckta i bitar, så villkoret kräver helt enkelt att hashen är lägre än svårigheten. Svårigheten omjusteras var 2016:e bitcoinblock – eller ungefär två veckor – för att upprätthålla en konstant blocktid, vilket avser hur lång tid det tar att hitta varje nytt block.
Den hash som genereras av gruvarbetarna används som en identifierare för varje enskilt block och består av de data som finns i blockets rubrik. De viktigaste komponenterna i hashen är Merkle-roten – en annan aggregerad hash som kapslar in signaturerna för alla transaktioner i det blocket – och det föregående blockets unika hash.
Detta innebär att om man ändrar även den minsta lilla komponenten i ett block så kommer detta att märkbart förändra dess förväntade hash – och även den för varje följande block. Noderna skulle omedelbart avvisa denna felaktiga version av blockkedjan, vilket skyddar nätverket från manipulering.
Genom svårighetskravet garanterar systemet att gruvarbetarna lägger ner verkligt arbete – den tid och elektricitet som går åt till att hasha igenom de möjliga kombinationerna. Det är därför Bitcoins konsensusprotokoll kallas ”proof-of-work”, för att skilja det från andra typer av mekanismer för att skapa block. För att angripa nätverket har illvilliga enheter ingen annan metod än att återskapa hela dess gruvkraft. För Bitcoin skulle det kosta miljarder dollar.
Hur Bitcoin gruvarbetare betalas
Nätverket erkänner det arbete som gruvarbetarna utför i form av att ge belöningar för att generera nya block. Det finns två typer av belöningar: nya Bitcoin som skapas med varje block och avgifter som betalas av användare för att genomföra transaktioner i nätverket. Blockbelöningen i form av nyutformade Bitcoin, som uppgår till 6,25 BTC i maj 2020, utgör majoriteten av gruvarbetarnas intäkter. Detta värde är programmerat att halveras med fasta intervaller på ungefär fyra år, så att det till slut inte bryts några fler Bitcoin och endast transaktionsavgifter garanterar nätverkets säkerhet.
För 2040 kommer blockbelöningen att ha minskat till mindre än 0,2 BTC och endast 80 000 Bitcoin av 21 miljoner kommer att finnas kvar till förfogande. Först efter 2140 kommer brytningen i praktiken att upphöra när de sista BTC långsamt bryts.
Även om blockbelöningen minskar med tiden har tidigare halveringar kompenserats rikligt av ökningar i Bitcoin-priset. Även om detta inte är någon garanti för framtida resultat, åtnjuter Bitcoin-miners en relativ grad av säkerhet om sina framtidsutsikter. Gemenskapen är mycket positiv till det nuvarande gruvarrangemanget och har inga planer på att fasa ut det i likhet med Ethereum, ett annat stort gruvbart mynt. Med rätt förutsättningar kan enskilda gruvarbetare vara säkra på att satsningen kommer att ge vinst.
Trots att gruvdrift är en konkurrensutsatt verksamhet är det fortfarande relativt enkelt att börja. Under bitcoins tidiga år kunde hobbyister helt enkelt starta upp en programvara på sin dator och börja direkt. De dagarna är sedan länge förbi, men att sätta upp en dedikerad Bitcoin miner är inte så svårt som det kan verka till en början.
Hur man väljer hårdvara för gruvbrytning
Det första man bör notera är att för gruvbrytning av Bitcoin är ditt enda alternativ att köpa en applikationsspecifik integrerad krets-enhet, vanligen kallad ASIC.
Dessa enheter kan bara bryta Bitcoin, men de är mycket effektiva när de gör det. Faktum är att de är så effektiva att deras introduktion runt 2013 gjorde alla andra typer av beräkningsenheter föråldrade nästan över en natt.
Om du vill bryta med vanliga CPU:er, GPU:er eller mer avancerade FPGA:er måste du titta på andra mynt. Även om dessa enheter kan utvinna Bitcoin gör de det i en så långsam takt att det bara är slöseri med tid och elektricitet. Som referens kan nämnas att det bästa grafikkortet som fanns tillgängligt strax före ASIC:s framväxt, AMD 7970, producerade 800 miljoner hashes per sekund. En genomsnittlig ASIC i dag producerar 100 triljoner hash-uppgifter per sekund – en 125 000-faldig skillnad.
Antalet hashar som produceras på en sekund brukar kallas ”hash rate” och är ett viktigt prestandamått för gruvningsenheter.
Det finns två andra huvudfaktorer som bör beaktas när man köper en gruvningsenhet. Den ena är elförbrukningen, mätt i watt. Mellan två enheter som producerar samma antal hashes kommer den som använder minst el att vara mer lönsam.
Det tredje måttet är enhetskostnaden för varje enhet. Det är meningslöst att ha världens mest energieffektiva ASIC om det tar 10 år att betala tillbaka den.
Bitcoin har ett ganska livligt ekosystem av ASIC-tillverkare, som ofta skiljer sig åt när det gäller dessa tre parametrar. Vissa kan producera effektivare men också dyrare ASIC:er, medan andra tillverkar maskinvara med sämre prestanda som kommer till ett billigare pris. Innan du analyserar vilken enhet som är bäst lämpad för dina behov är det viktigt att förstå de andra faktorer som påverkar vinsten.
Den ekonomiska aspekten av brytning av Bitcoin
Likt fastighetsbranschen handlar brytning om plats, plats, plats.
Olika platser i världen kommer att ha ett annat genomsnittligt elpris. Hushållsel i många utvecklade länder är ofta alldeles för dyrt för att gruvdrift ska vara ekonomiskt lönsamt. Med ett elpris som ofta ligger mellan 0,15 och 0,25 dollar per kilowattimme är gruvdrift i bostadsområden för dyrt för att vara konsekvent lönsam.
Professionella Bitcoin-gruvarbetare placerar ofta sin verksamhet i regioner där elen är mycket billig. Några av dessa är Sichuan-regionen i Kina, Island, Irkutsk-regionen i Ryssland samt vissa områden i USA och Kanada. Dessa regioner har vanligtvis någon form av billig lokal elproduktion, t.ex. vattenkraftsdammar.
De priser som dessa gruvarbetare åtnjuter kommer ofta att ligga under 0,06 dollar per KWh, vilket vanligtvis är tillräckligt lågt för att gå med vinst även under marknadsnedgångar.
I allmänhet rekommenderas priser under 0,10 dollar för att upprätthålla en motståndskraftig verksamhet. Att hitta rätt plats beror till stor del på de egna omständigheterna. Personer som bor i utvecklingsländer behöver kanske inte gå längre än till sitt eget hem, medan de som bor i utvecklade länder sannolikt har högre inträdesbarriärer.
Bortsett från valet av hårdvara beror en enskild gruvarbetares vinst och intäkter i hög grad på marknadsförhållandena och närvaron av andra gruvarbetare. Under tjurmarknader kan priset på Bitcoin skjuta i höjden, vilket leder till att de BTC de utvinner är värda mer i dollar.
Positiva inflöden från tjurmarknader motverkas dock av att andra gruvarbetare ser de ökade vinsterna och köper fler enheter för att ta del av intäktsströmmen. Resultatet är att varje enskild gruvarbetare nu genererar mindre BTC än tidigare. Så småningom tenderar de genererade intäkterna mot en jämviktspunkt där mindre effektiva gruvarbetare börjar tjäna mindre än vad de spenderar på elektricitet, vilket leder till att enheterna stängs av och andra kan tjäna mer Bitcoin.
I vanliga fall sker detta inte omedelbart. Det finns en viss eftersläpning, eftersom ASIC:er ibland inte kan produceras tillräckligt snabbt för att kompensera för ökningen av Bitcoinpriset.
I en björnmarknad gäller den motsatta principen: Intäkterna är låga tills gruvarbetarna börjar stänga av sina enheter en masse.
För att undvika att bli utkonkurrerade måste befintliga gruvarbetare hitta en vinnande kombination av plats och hårdvara som gör det möjligt för dem att behålla sitt försprång. De måste också ständigt underhålla och återinvestera sitt kapital, eftersom effektivare hårdvara kan strypa äldre gruvarbetares vinster helt och hållet.
Variantjämförelse av lönsamhet för gruvhårdvara
Det finns flera kalkylatorer online på webbplatser som AsicMinerValue, CryptoCompare och Nicehash, där lönsamheten för en gruvningsenhet snabbt kan kontrolleras. Det är också möjligt att uppskatta vinsten manuellt med följande formel:
Detta är den formel som många av dessa kalkylatorer använder, och den representerar helt enkelt din andel av den totala hashrate dividerad med nätverkets totala utgivning i dollar. De ingångsvärden som krävs är antingen fasta parametrar (blocktiden för Bitcoin är 10 minuter, så det är sex block som utvinns på en timme och 144 på en dag), eller så kan de hittas på datawebbplatser som Blockchain.com eller Coinmetrics.
För att hitta vinsten måste man också subtrahera kostnaden för elektricitet. Tack vare ekvivalensen mellan kilowatt och kilowattimmar kan detta vara så enkelt som att multiplicera enhetens strömförbrukning med 24 timmar på ett dygn och elpriset per kilowattimme.
Nedan följer en tabell som illustrerar de största ASIC:erna på marknaden i dag och deras återbetalningstid – det vill säga hur lång tid det skulle ta för investeringen att nå lönsamhet på nuvarande intäkter. Det är värt att notera att en gruvarbetares vinst fluktuerar kraftigt över tiden, och att extrapolera en enda dag in i framtiden kan leda till felaktiga resultat. Trots detta är det ett användbart mått för att förstå den relativa effektiviteten hos varje enhet.
Som framgår av tabellen går ingen av ASIC:erna med vinst vid priser på 0,20 dollar per KWh. Den relativa prestandan är i stort sett densamma för var och en av den nya generationens ASIC:er, medan äldre modeller kan vara attraktiva om elen är billig.
Canaan AvalonMiner 1066 har till exempel låg energieffektivitet men också ett mycket lågt pris, vilket gör den ganska konkurrenskraftig vid låga elpriser trots att den är en ganska gammal modell. Bitmain S17 Pro, en ASIC av tidigare generation, håller fortfarande stånd på grund av sin lägre kostnad, men blir snabbt oattraktiv när referenspriset på el höjs. MicroBT:s enheter verkar ha den mest balanserade prestandan totalt sett.
En sista fråga att ta hänsyn till är att den här tabellen sammanställdes under en tjurmarknad. Vinsterna kan vara högre än genomsnittet, även om halveringen av 2020 fortfarande är färsk och kan motverka effekten med lägre Bitcoin-utgivning.
Köp och installation av hårdvaran
Det finns flera butiker som säljer ASIC:er till privatkunder, medan vissa tillverkare också tillåter direktköp. Även om de är svårare att få tag på än vanliga grafikkort är det fortfarande möjligt för vem som helst att köpa en ASIC till ett acceptabelt pris. Det är värt att notera att köp från butiker eller tillverkare som skickar från utlandet kan resultera i rejäla importavgifter.
Avhängigt av tillverkaren eller butiken kan ASIC:er erbjudas utan nätaggregat, som då måste köpas separat. Vissa ASIC-tillverkare säljer sina egna enheter, men det är också möjligt att använda nätaggregat som är byggda för servrar eller speldatorer, även om de sannolikt kräver särskilda modifieringar.
ASIC:er måste anslutas till internet via en Ethernet-kabel, och de kan endast konfigureras via en webbläsare genom att ansluta till den lokala IP-adressen, likt en router för hemmet.
Innan man går vidare måste man skapa ett konto hos en valfri gruvpool, som sedan kommer att ge detaljerad information om hur man ansluter till sina servrar. Från ASIC:s webbpanel måste du lägga in poolens anslutningsslutpunkter och kontoinformation. Mineraren kommer sedan att börja arbeta och generera Bitcoin.
Mining via en etablerad pool rekommenderas starkt, eftersom du kommer att kunna generera konstant avkastning genom att dela din hårdvara med andra. Även om din enhet kanske inte alltid hittar rätt hash för att skapa ett block, kommer ditt bidrag ändå att belönas.
Omdömen och risker med Bitcoin mining
Inom den ekonomiska risken att inte göra vinst finns det tekniska risker som är involverade i att hantera enheter med hög effekt, såsom ASIC:er.
Den korrekta ventilationen krävs för att undvika att bränna ut komponenter på grund av överhettning. Hela minerens elförbrukning avges till omgivningen i form av värme, och en ASIC är sannolikt den enskilt mest kraftfulla apparaten i ditt hem eller på ditt kontor.
Det innebär också att du noggrant måste överväga gränserna för ditt elnät. Ditt hems elnät har en maximal effektnivå, och varje uttag har också sin egen effektnivå. Om dessa gränser överskrids kan det lätt leda till antingen frekventa avbrott eller elbränder. Rådgör med en expert för att avgöra om din elektriska installation är säker.
Regelbundet underhåll mot damm och andra miljöfaktorer krävs också för att hålla enheterna friska. Även om fel är relativt sällsynta kan ASIC:er gå ur funktion tidigare än väntat om de inte underhålls på rätt sätt.
Som enskilda ASIC:er kan misslyckas är det största hotet mot deras lönsamhet att de blir föråldrade. Effektivare gruvmaskiner kommer så småningom att tränga ut äldre enheter.
Historiska generationer av miners som Bitmain S9, som släpptes omkring 2016, höll i ungefär fyra år innan de blev olönsamma under alla elpriskonfigurationer (utom noll). Hastigheten på framstegen inom datorteknik är dock till stor del oförutsägbar.
Bitcoin mining är inget undantag från något annat företag. Det finns potential för såväl belöningar som risker. Förhoppningsvis har den här guiden gett en hygglig utgångspunkt för att ytterligare utvärdera båda.