Penambangan kriptokurensi: apa itu dan bagaimana cara kerjanya

Hati-hati! Banyak teks.

• Penambangan cryptocurrency digunakan untuk memverifikasi dan mengonfirmasi transaksi di blockchain, serta untuk membuat unit baru cryptocurrency.

• Pekerjaan para penambang memerlukan sumber daya komputasi yang signifikan, tetapi itu diperlukan untuk memastikan keamanan jaringan blockchain.

Apa itu penambangan cryptocurrency

Penambangan cryptocurrency adalah proses mendasar yang memastikan keamanan dan desentralisasi cryptocurrency yang didasarkan pada mekanisme konsensus Proof of Work (PoW). Dalam proses ini, para penambang memverifikasi transaksi pengguna dan menambahkannya ke dalam buku besar publik blockchain. Berkat penambangan, cryptocurrency seperti Bitcoin dapat berfungsi tanpa perlu adanya badan pengatur terpusat.

Fitur Utama Penambangan:

1. Pemeriksaan dan konfirmasi transaksi
2. Mempertahankan keamanan jaringan
3. Peluncuran koin baru ke peredaran

Penambangan cryptocurrency diatur ketat oleh seperangkat aturan yang mencegah penciptaan koin baru secara sembarangan. Aturan ini tertanam dalam protokol dasar cryptocurrency dan diterapkan di seluruh jaringan yang terdiri dari ribuan node.

Bagaimana cara kerja penambangan cryptocurrency?

Proses penambangan dapat dibagi menjadi beberapa tahap yang berurutan. Pertama, semua transaksi baru dikirim ke kolam memori (mempool). Tugas penambang adalah untuk memverifikasi keabsahan transaksi ini dan menggabungkannya menjadi blok.

Blok dapat dianggap sebagai halaman dalam buku besar blockchain, di mana informasi tentang beberapa transaksi dicatat. Node penambangan mengumpulkan transaksi yang belum dikonfirmasi dari mempool dan membentuk kandidat blok.

Setelah membentuk blok kandidat, penambang berusaha mengubahnya menjadi blok yang terkonfirmasi dengan menyelesaikan masalah matematika yang kompleks, yang memerlukan sumber daya komputasi yang signifikan. Untuk setiap blok yang berhasil dibuat, penambang menerima imbalan berupa koin baru dan biaya transaksi.

Langkah 1. Hashing transaksi

Pada tahap pertama, penambang mengekstrak transaksi mentah dari kolam memori dan melakukan hashing. Hashing adalah proses mengubah data masukan dari ukuran berapa pun menjadi keluaran dengan panjang tetap (hash).

Hash setiap transaksi merupakan string unik dari angka dan huruf yang berfungsi sebagai pengidentifikasi. Penting untuk dicatat bahwa hash menyimpan semua informasi tentang transaksi dalam bentuk terkompresi.

Selain melakukan hashing transaksi pengguna, penambang menambahkan transaksi mereka sendiri yang disebut coinbase, di mana mereka mengirimkan hadiah untuk blok kepada diri mereka sendiri. Transaksi ini menghasilkan koin baru dan biasanya ditempatkan pertama di blok baru.

Langkah 2. Membuat pohon Merkle

Setelah hashing semua transaksi, hash yang diperoleh diorganisir dalam struktur yang dikenal sebagai pohon Merkle atau pohon hash. Struktur ini dibentuk dengan menggabungkan pasangan hash transaksi secara berurutan dan melakukan hashing ulang.

Proses berlanjut sampai hanya satu hash yang tersisa - hash akar (akar Merkle). Hash ini mencakup informasi tentang semua transaksi dalam blok, yang memungkinkan untuk memeriksa integritas data secara efisien.

Langkah 3. Mencari judul blok yang valid

Judul blok adalah pengidentifikasi unik untuk setiap blok dalam rantai. Saat membuat blok baru, penambang menggabungkan:

• Hash akar dari blok kandidat Anda
• Hash blok sebelumnya dalam rantai
• Bilangan acak (nonce)

Kemudian penambang melakukan hash kombinasi data ini. Tujuan penambang adalah untuk menemukan nilai nonce sedemikian rupa sehingga hash yang dihasilkan memenuhi persyaratan tertentu (misalnya, dimulai dengan jumlah nol tertentu). Persyaratan ini disebut kesulitan penambangan.

Karena hasil hashing tidak dapat diprediksi, para penambang terpaksa mencoba berbagai nilai nonce, melakukan jutaan perhitungan untuk mencari hash yang tepat.

Langkah 4. Mengirim blok ke jaringan

Ketika seorang penambang berhasil menemukan hash blok yang valid, ia mengirimkan blok ini ke jaringan. Node-node lain memeriksa keakuratan blok dan, jika semuanya benar, menambahkannya ke salinan blockchain mereka.

Pada saat ini, kandidat blok menjadi blok yang terkonfirmasi, dan semua penambang mulai bekerja pada blok berikutnya, menggunakan blok terkonfirmasi yang baru sebagai dasar.

Penyelesaian konflik saat penambangan blok secara bersamaan

Terkadang dua penambang menemukan blok yang valid secara bersamaan dan mengirimkannya ke jaringan. Dalam kasus ini, terjadi cabang sementara pada blockchain, di mana sebagian penambang terus bekerja berdasarkan satu blok, sementara sebagian lainnya bekerja berdasarkan blok yang lain.

Konflik diselesaikan ketika salah satu opsi rantai menjadi lebih panjang dari yang lain. Menurut aturan konsensus, jaringan selalu menerima rantai terpanjang sebagai yang sah. Blok yang berada di rantai yang ditolak disebut orphan atau terputus, dan penambang yang bekerja padanya beralih ke rantai utama.

Kesulitan Penambangan dan Regulasiannya

Kesulitan penambangan adalah parameter yang menentukan seberapa sulit untuk menemukan hash blok yang valid. Protokol secara otomatis menyesuaikan kesulitan untuk memastikan waktu pembuatan blok baru yang stabil.

Ketika penambang baru bergabung dengan jaringan dan total daya komputasi (hashrate) meningkat, kesulitan meningkat agar waktu pembuatan blok tetap tidak berubah. Sebaliknya, jika penambang meninggalkan jaringan, kesulitan menurun.

Regulasi otomatis ini memastikan emisi koin baru yang dapat diprediksi dan operasi jaringan yang stabil terlepas dari jumlah penambang.

Jenis-jenis utama penambangan cryptocurrency

Sejak munculnya cryptocurrency, telah ada beberapa cara untuk melakukan penambangan. Mari kita lihat yang paling umum di antaranya:

Penambangan di prosesor pusat (CPU)

Pada tahun-tahun awal keberadaan Bitcoin, cukup menggunakan prosesor komputer biasa untuk menambang. Siapa pun yang berminat bisa menambang BTC dengan menggunakan komputer rumahan.

Namun, dengan meningkatnya popularitas cryptocurrency dan meningkatnya kesulitan penambangan, penambangan CPU menjadi tidak efisien. Saat ini, metode ini hampir tidak digunakan untuk cryptocurrency populer, karena biaya listrik melebihi potensi keuntungan.

Penambangan pada prosesor grafis (GPU)

Kartu grafis awalnya dirancang untuk memproses grafik, tetapi arsitekturnya juga terbukti efektif untuk penambangan cryptocurrency. GPU mampu melakukan banyak perhitungan paralel, yang membuatnya jauh lebih produktif daripada CPU dalam tugas hashing.

Keuntungan dari penambangan GPU:

• Biaya peralatan yang relatif terjangkau
• Universalisme ( dapat digunakan untuk berbagai cryptocurrency )
• Kemungkinan menjual kembali peralatan untuk tujuan lain

GPU-mining masih digunakan untuk menambang beberapa altcoin, meskipun untuk banyak cryptocurrency metode ini sudah tidak menguntungkan.

Penambangan pada sirkuit terintegrasi khusus (ASIC)

ASIC miner adalah perangkat yang dirancang khusus untuk menambang cryptocurrency tertentu. Berbeda dengan CPU dan GPU yang merupakan perangkat komputasi serba guna, ASIC dirancang khusus untuk menyelesaikan algoritma hashing tertentu.

Fitur ASIC-mining:

• Efisiensi dan kinerja maksimal
• Biaya peralatan yang tinggi
• Cepatnya keusangan model
• Ketidakhadiran universalitas (setiap ASIC dirancang untuk algoritma tertentu)

Saat ini, ASIC miner mendominasi penambangan bitcoin dan beberapa cryptocurrency lainnya yang menggunakan algoritma SHA-256.

Kolam Penambangan

Karena kemungkinan seorang penambang untuk menemukan blok secara mandiri sangat kecil, kolam penambangan telah dibuat - kumpulan penambang yang secara bersama-sama menggunakan daya komputasi mereka.

Ketika pool menemukan blok, hadiah dibagikan di antara peserta secara proporsional berdasarkan kontribusi mereka terhadap total daya komputasi. Ini memungkinkan para penambang untuk mendapatkan pendapatan yang lebih stabil, meskipun lebih kecil.

Namun, konsentrasi daya komputasi di kolam besar menciptakan risiko sentralisasi jaringan. Jika satu kolam mengendalikan lebih dari 51% total hash rate, secara teoritis ia dapat melakukan serangan terhadap jaringan.

Fitur Penambangan Bitcoin

Bitcoin menggunakan mekanisme konsensus Proof of Work (PoW), yang diciptakan oleh Satoshi Nakamoto. Mekanisme ini menentukan bagaimana jaringan mencapai kesepakatan tentang keadaan blockchain tanpa keterlibatan perantara terpusat.

Fitur-fitur penambangan bitcoin:

• Algoritma hashing SHA-256
• Waktu target untuk membuat blok - sekitar 10 menit
• Penyesuaian kesulitan setiap 2016 blok ( sekitar setiap dua minggu )
• Hadiah blok yang berkurang setengah sekitar setiap empat tahun (halving)

Sejak penciptaan bitcoin pada tahun 2009, kesulitan penambangannya telah meningkat jutaan kali. Saat ini, penambangan BTC yang efektif hanya dapat dilakukan dengan menggunakan perangkat ASIC khusus dan, biasanya, dalam bentuk kolam penambangan.

Meskipun ada persaingan dan biaya yang tinggi, penambangan bitcoin tetap menjadi elemen penting dalam ekosistem, memberikan keamanan dan desentralisasi untuk mata uang kripto pertama dan paling terkenal di dunia.