Memahami proses penambangan kripto: mekanisme kerja dan langkah-langkah

Topik Utama

• Penambangan cryptocurrency dianggap sebagai proses penting yang menjamin keamanan dan keselamatan jaringan blockchain, di mana para penambang memverifikasi dan mengatur keabsahan transaksi.
• Proses penambangan berkontribusi pada peluncuran unit mata uang baru dalam siklus ekonomi mata uang
• Penambangan memerlukan penggunaan daya komputasi yang besar, yang memperkuat perlindungan jaringan terhadap serangan yang mungkin terjadi.
• Para penambang mengumpulkan transaksi yang tertunda dalam blok yang disiarkan ke jaringan, dan ketika divalidasi, mereka mendapatkan imbalan.
• Kelayakan penambangan dipengaruhi oleh beberapa faktor, termasuk efisiensi peralatan, biaya energi, fluktuasi pasar, dan perkembangan protokol.

Apa yang dimaksud dengan proses penambangan mata uang digital?

Bayangkan buku besar keuangan global yang terdistribusi yang mencatat semua transaksi mata uang digital. Penambangan memastikan akurasi dan keandalan buku besar ini. Para penambang menggunakan perangkat komputer canggih untuk memecahkan masalah matematika kompleks ( kriptografi pada dasarnya ) dengan tujuan mengorganisir dan memverifikasi transaksi yang tertunda. Pemenang yang memecahkan masalah tersebut mendapatkan hadiah uang.

Proses penambangan otomatis yang menjamin keamanan Bitcoin dan cryptocurrency lainnya. Melalui proses ini, validitas transfer antara pengguna diverifikasi dan ditambahkan ke catatan publik dari rantai blok. Penambangan merupakan elemen krusial yang memungkinkan jaringan Bitcoin beroperasi secara terdesentralisasi, yaitu tanpa otoritas pusat yang mengendalikannya.

Kegiatan penambangan juga berkontribusi pada penciptaan unit mata uang baru. Meskipun ini mungkin terlihat mirip dengan pencetakan uang, penambangan cryptocurrency terikat oleh protokol perangkat lunak yang ketat yang mengatur seluruh proses dan mencegah pembuatan unit baru secara acak. Aturan ini diterapkan melalui jaringan node terdistribusi.

Untuk menghasilkan unit mata uang baru, para penambang memanfaatkan sumber daya komputer untuk memecahkan teka-teki kriptografi yang kompleks. Penambang pertama yang menemukan solusi berhak untuk menambahkan blok transaksi baru ke dalam rantai blockchain dan menyiarkannya melalui jaringan.

Mekanisme Kerja Penambangan Cryptocurrency

penjelasan singkat

1. Mengumpulkan transaksi dalam blok Ketika seorang pengguna mengirim atau menerima cryptocurrency, transaksi yang tertunda disimpan sementara dalam “blok” menunggu konfirmasi.

2. Memecahkan teka-teki oleh para penambang Para penambang menggunakan komputer untuk menemukan nomor acak khusus yang disebut nonce (Nonce), dan ketika digabungkan dengan informasi blok, menghasilkan nilai yang lebih rendah dari target yang ditentukan. Ini mirip dengan tiket lotere digital yang memiliki teka-teki.

3. Menambahkan blok ke rantai Penambang pertama yang memecahkan teka-teki berhak menambahkan bloknya ke rantai blockchain. Penambang lainnya memverifikasi keabsahan blok tersebut.

4. Mendapatkan Hadiah Penambang yang berhasil menerima hadiah yang mencakup mata uang digital yang baru dibuat serta biaya transaksi dari blok.

penjelasan rinci

Ketika transaksi baru dilakukan di blockchain, transaksi tersebut dikirim ke area tunggu yang disebut mempool. Node yang bertanggung jawab untuk verifikasi mengevaluasi keabsahan transaksi tersebut. Peran penambang adalah mengumpulkan transaksi yang tertunda dan mengaturnya dalam blok. Perlu dicatat bahwa beberapa penambang juga menjalankan node verifikasi, tetapi kedua fungsi tersebut secara teknis adalah dua hal yang berbeda.

Blok mewakili halaman dari catatan dalam rantai blockchain yang berisi beberapa transaksi dan data tambahan. Secara lebih tepat, tanggung jawab node penambangan adalah mengumpulkan transaksi yang belum terkonfirmasi dari kumpulan memori dan menggabungkannya menjadi blok yang diusulkan. Penambang berusaha mengubah blok yang diusulkan ini menjadi blok yang terverifikasi dengan memecahkan persamaan matematis kompleks yang memerlukan daya komputasi yang besar. Ketika blok berhasil ditambang, penambang mendapatkan hadiah blok yang terdiri dari koin digital baru dan juga biaya transaksi.

Langkah pertama: Memproses transaksi dengan hash

Tahap pertama dari penambangan blok melibatkan pengambilan transaksi yang tertunda dari memori sementara dan memprosesnya satu per satu menggunakan fungsi hash. Setiap kali data dilewatkan melalui fungsi hash, output dengan panjang tetap yang disebut nilai hash dihasilkan.

Nilai hash untuk setiap transaksi terdiri dari serangkaian angka dan huruf yang berfungsi sebagai pengidentifikasi unik. Nilai ini mencerminkan semua informasi yang ada dalam transaksi. Sejalan dengan hashing setiap transaksi, penambang menyertakan transaksi khusus di mana ia mengubahnya untuk mendapatkan imbalan blok. Transaksi ini dikenal sebagai transaksi coinbase dan merupakan apa yang menciptakan unit mata uang baru sepenuhnya. Biasanya, transaksi ini muncul pertama kali di blok baru mana pun, diikuti oleh semua transaksi yang tertunda.

Langkah kedua: Membangun Pohon Merkle

Setelah setiap transaksi di-hashing, nilai-nilai hash disusun dalam struktur yang dikenal sebagai pohon Merkle ( atau pohon hash ). Pohon Merkle dibangun dengan menyusun nilai hash transaksi dalam pasangan lalu di-hashing bersama. Hasil hash yang dihasilkan kemudian di-hashing lagi dalam pasangan, dan proses ini diulang hingga mencapai satu nilai hash. Nilai terakhir ini disebut hash akar, yang secara ringkas mewakili semua nilai hash sebelumnya yang digunakan untuk membangunnya.

Langkah ketiga: mencari nilai hash yang benar untuk blok

Nilai hash blok berfungsi sebagai pengidentifikasi unik untuk setiap blok. Ketika sebuah blok baru dibuat, para penambang menggabungkan hash blok sebelumnya dengan hash akar dari blok yang diusulkan untuk menghasilkan hash blok baru. Sebuah angka acak yang disebut nonce juga harus ditambahkan. Jadi, ketika penambang mencoba untuk memverifikasi blok yang diusulkannya, ia menggabungkan hash akar, hash blok sebelumnya, dan nonce, dan mengoperasikannya melalui fungsi hash. Tujuannya adalah untuk mengulangi ini sampai ia dapat menghasilkan hash yang valid.

Karena hash root dan hash blok sebelumnya tetap, para penambang harus menyesuaikan nilai nonce berkali-kali sampai mereka menemukan hash yang tepat. Hasilnya (hash blok) harus kurang dari target tertentu yang ditentukan oleh protokol. Dalam konteks penambangan Bitcoin, hash blok harus dimulai dengan jumlah nol tertentu — target ini dikenal sebagai kesulitan penambangan.

Langkah keempat: Menerbitkan blok yang ditambang

Seperti yang kita lihat, penambang harus melakukan hashing blok mereka berkali-kali dengan nilai nonce yang berbeda sampai mereka menemukan hash yang benar. Ketika penambang menemukan hash blok yang benar, mereka menyebarkan blok ini ke jaringan. Setelah itu, semua node lainnya memverifikasi keabsahan blok tersebut, dan jika valid, mereka menambahkan blok baru ke salinan blockchain mereka.

Blok yang terpilih pada tahap ini berubah menjadi blok yang terverifikasi, dan semua penambang beralih ke menambang blok berikutnya. Penambang yang tidak menemukan hash yang tepat pada waktu yang tepat meninggalkan blok yang mereka pilih dan perlombaan dimulai lagi.

Status: Menambang dua blok pada saat yang sama

Dalam beberapa kasus langka, penambang dapat menyiarkan dua blok valid pada saat yang sama, sehingga jaringan menghadapi dua blok yang bersaing. Semua penambang mulai menambang blok berikutnya berdasarkan blok mana yang pertama kali diterima, yang menyebabkan jaringan sementara terpecah menjadi dua versi berbeda dari blockchain.

Persaingan antara dua kelompok berlanjut hingga blok berikutnya ditambang di salah satu kelompok tersebut. Ketika blok baru muncul, blok yang sebelumnya dianggap sebagai pemenang. Blok yang ditolak disebut blok tidak valid atau terabaikan, yang mendorong para penambang yang memilih cabang ini untuk mencoba lagi menambang rantai yang benar.

Kesulitan Penambangan: Penyesuaian Berkelanjutan

Protokol menyesuaikan kesulitan penambangan secara teratur untuk memastikan laju tetap dalam produksi blok baru, yang pada gilirannya menghasilkan peluncuran koin baru dengan ritme yang teratur dan dapat diprediksi. Tingkat kesulitan disesuaikan dengan total daya komputasi ( tingkat hash ) yang didedikasikan untuk jaringan.

Setiap kali penambang baru bergabung dan persaingan meningkat, kesulitan penambangan meningkat yang mencegah penurunan rata-rata waktu blok. Sebaliknya, jika sejumlah penambang meninggalkan jaringan, kesulitan menurun sehingga penambangan blok baru menjadi lebih mudah. Penyesuaian ini menjaga stabilitas rata-rata waktu blok terlepas dari total kekuatan hashing jaringan.

Berbagai Metode Penambangan Cryptocurrency

Ada beberapa cara berbeda untuk menambang cryptocurrency, dan terus berkembang seiring dengan munculnya perangkat keras dan algoritma konsensus baru. Penambang biasanya bergantung pada komputer khusus untuk menyelesaikan persamaan kriptografi yang kompleks. Mari kita tinjau cara yang paling umum.

penambangan dengan CPU (CPU)

Penambangan dengan CPU terbatas pada penggunaan unit pemrosesan pusat dari komputer biasa untuk melakukan fungsi hash yang diperlukan. Pada awal mula Bitcoin, biaya penambangan rendah dan hambatan sangat sedikit, dan unit pemrosesan biasa mampu menangani kesulitan tersebut. Siapa pun dapat mencoba menambang pada masa itu.

Namun, dengan bergabungnya lebih banyak peserta dan meningkatnya tingkat hash secara keseluruhan, penambangan yang menguntungkan menjadi jauh lebih sulit. Selain itu, munculnya peralatan penambangan canggih dengan kekuatan komputasi yang lebih tinggi membuat penambangan dengan CPU hampir tidak mungkin. Saat ini, penambangan dengan CPU tidak dianggap sebagai pilihan yang praktis karena semua penambang menggunakan peralatan khusus.

penambangan dengan unit pemrosesan grafis (GPU)

Unit pemrosesan grafis dirancang untuk menangani aplikasi multiplatform secara bersamaan. Meskipun penggunaan utamanya terkait dengan video game dan grafis komputer, mereka juga cocok untuk penambangan. Unit pemrosesan grafis memiliki harga yang relatif lebih rendah dan lebih fleksibel dibandingkan dengan peralatan penambangan yang sangat khusus. Meskipun digunakan dalam penambangan beberapa cryptocurrency alternatif, efektivitasnya tergantung pada kesulitan penambangan dan algoritma yang digunakan.

penambangan menggunakan sirkuit ASIC

Sirkuit terpadu yang dirancang untuk aplikasi (ASIC) memiliki fungsi yang sangat spesifik. Dalam konteks cryptocurrency, ini merujuk pada perangkat khusus yang dirancang hanya untuk penambangan. Penambangan dengan ASIC sangat efisien, tetapi relatif mahal. Karena perangkat ASIC mewakili puncak teknologi, biaya per unit jauh lebih tinggi daripada CPU atau GPU. Selain itu, perkembangan teknologi ASIC yang terus-menerus dapat membuat model-model yang lebih lama cepat tidak menguntungkan. Ini menjadikan penambangan dengan ASIC salah satu cara yang paling mahal, tetapi yang paling efektif dan dapat sangat menguntungkan ketika diterapkan secara luas.

kumpulan penambangan

Karena hadiah blok hanya diberikan kepada penambang pertama yang berhasil, kemungkinan untuk menambang blok berikutnya sendirian sangat rendah. Penambang dengan pangsa kecil dari kekuatan penambangan memiliki peluang yang sangat kecil untuk menang sendirian.

Kumpulan penambangan menawarkan solusi untuk masalah ini. Mereka adalah kelompok penambang yang menggabungkan sumber daya penambangan ( daya hash ) untuk meningkatkan peluang memenangkan hadiah blok. Ketika kumpulan berhasil menemukan blok, anggota kumpulan berbagi hadiah sesuai dengan jumlah usaha yang telah diberikan oleh masing-masing.

Kumpulan dapat memberikan manfaat bagi penambang individu dalam hal biaya peralatan dan listrik, tetapi kendali mereka atas penambangan menimbulkan kekhawatiran tentang sentralisasi dan risiko serangan yang menargetkan kontrol jaringan.

penambangan awan

Alih-alih membeli peralatan, para penambang menyewa daya komputasi dari penyedia layanan khusus dalam model penambangan awan. Ini adalah cara yang disederhanakan untuk memulai penambangan, tetapi memiliki risiko seperti penipuan atau penurunan keuntungan. Jika Anda memutuskan untuk mencoba penambangan awan, pastikan untuk memilih penyedia yang memiliki reputasi baik.

Penambangan Bitcoin: Kasus Paling Menonjol

Bitcoin adalah contoh paling terkenal dan jelas dari mata uang digital yang dapat ditambang, dan penambangannya bergantung pada algoritma konsensus yang disebut Proof of Work (PoW).

Proof of Work adalah mekanisme konsensus asli untuk blockchain yang diperkenalkan oleh Satoshi Nakamoto dan disajikan dalam makalah penelitian Bitcoin pada tahun 2008. Singkatnya, Proof of Work menentukan bagaimana jaringan blockchain mencapai konsensus di antara para peserta yang terdistribusi tanpa perantara eksternal, dengan meminta investasi besar dalam energi dan daya komputasi untuk mencegah entitas berbahaya.

Seperti yang kita lihat, transaksi yang tertunda di jaringan Bitcoin diatur dan ditambahkan ke blok oleh para penambang yang bersaing untuk menyelesaikan teka-teki dengan peralatan canggih. Penambang pertama yang mencapai solusi yang benar dapat menyiarkan bloknya ke blockchain, dan jika diterima oleh node verifikasi, ia akan menerima hadiah blok.

Nilai cryptocurrency dalam hadiah blok berbeda dari satu blockchain ke blockchain lainnya. Dalam kasus Bitcoin, para penambang dapat menerima 3.125 BTC sebagai hadiah blok ( mulai Desember 2024). Mengingat mekanisme halving Bitcoin, jumlah BTC dalam hadiah blok berkurang setengahnya setiap 210.000 blok ( hampir setiap empat tahun ).

Apakah penambangan menghasilkan keuntungan?

Meskipun mungkin untuk menghasilkan pendapatan dari penambangan, itu memerlukan studi yang cermat, manajemen risiko, dan penelitian mendalam. Risiko termasuk biaya peralatan, fluktuasi harga mata uang, dan pembaruan protokol. Penambang biasanya menerapkan strategi manajemen risiko saat menyeimbangkan biaya dan manfaat yang mungkin.

Kelayakan penambangan tergantung pada berbagai faktor. Salah satunya adalah fluktuasi harga cryptocurrency. Ketika harga naik, nilai imbalan yang diterima meningkat. Sebaliknya, keuntungan menurun ketika harga turun.

Efisiensi peralatan penambangan juga sangat mempengaruhi profitabilitas. Peralatan bisa mahal, jadi para penambang harus menyeimbangkan biayanya dengan potensi pengembalian. Faktor penting lainnya adalah biaya listrik; jika terlalu tinggi, itu dapat melebihi potensi keuntungan dan membuat penambangan menjadi tidak menguntungkan.

Selain itu, peralatan penambangan mungkin memerlukan pembaruan berkala karena menjadi usang dengan cepat. Jika Anda tidak memiliki anggaran untuk memperbarui perangkat Anda, Anda mungkin akan kesulitan untuk bersaing.

Akhirnya, mungkin ada perkembangan protokol yang signifikan. Misalnya, halving Bitcoin mempengaruhi profitabilitas dengan mengurangi hadiah menjadi setengah. Dalam kasus lain, sistem konsensus baru dapat menggantikan penambangan. Sebagai contoh, jaringan Ethereum sepenuhnya beralih dari Proof of Work ke Proof of Stake (PoS) pada September 2022, menjadikannya tidak perlu.

Ringkasan

Penambangan merupakan elemen penting bagi jaringan Bitcoin dan blockchain lainnya yang menggunakan mekanisme proof of work, di mana ia menjaga keamanan jaringan dan memfasilitasi penerbitan mata uang baru secara teratur.

Pertambangan memiliki kelebihan dan kekurangan. Kelebihan yang paling menonjol adalah potensi pendapatan dari hadiah blok. Namun, keuntungan dari pertambangan dipengaruhi oleh berbagai faktor, termasuk biaya listrik dan harga pasar.

Oleh karena itu, sebelum memulai penambangan cryptocurrency, Anda harus melakukan riset Anda sendiri dan mengevaluasi semua risiko yang terkait dengan aktivitas ini.