Hoe werken miningpools?
Basisprincipes
Proof-of-Work-blockchains vertrouwen op mining om hun veiligheid te waarborgen. Deelnemers voeren berekeningen uit op hashes met specifieke kenmerken, waardoor er geen centrale autoriteit nodig is om de cryptocurrency-netwerken te beveiligen.
Toen Bitcoin in 2009 werd gelanceerd, was de mining-moeilijkheidsgraad laag en kon iedereen met een standaardcomputer concurreren met andere miners om een geldige hash voor het volgende blok te vinden. Naarmate de hashrate van het netwerk toenam, hadden miners echter gespecialiseerde hardware nodig om nieuwe blokken aan de blockchain toe te voegen, wat leidde tot een wapenwedloop in het ecosysteem.
Bitcoin-miners experimenteerden met verschillende soorten hardware zoals CPU's, GPU's en FPGA's voordat ze uiteindelijk kozen voor Application-Specific Integrated Circuits (ASICs) die exclusief zijn ontworpen voor mining. ASICs zijn ontwikkeld om één taak uit te voeren, namelijk hashes berekenen, en daarin excelleren ze. Ze doen het zo goed dat het zeldzaam is andere hardware te gebruiken voor Bitcoin-mining.
Wat is een miningpool?
Hoewel hoogwaardige hardware belangrijk is bij Bitcoin-mining, is dat op zichzelf niet voldoende. Zelfs met meerdere krachtige ASICs zijn de kansen om een blok te minen klein en is er geen garantie dat je wordt betaald voor je werk.
Om je kansen op consistente inkomsten te vergroten, kun je lid worden van een miningpool. Als jij en negen andere miners bijvoorbeeld elk 0,1% van de totale hashkracht van het netwerk hebben, kun je gemiddeld verwachten één blok per duizend blokken te vinden, of ongeveer één blok per week. Solo-mining kan afhankelijk van je cashflow en investeringen in hardware en elektriciteit een haalbare strategie zijn.
Als de opbrengst echter niet genoeg is om winstgevend te zijn, kan samenwerken met andere miners helpen. Door je hashkracht te poolen, zouden jullie met z'n tienen 1% van de hashrate van het netwerk hebben. Gemiddeld zou je dan verwachten één blok per honderd blokken te vinden, of ongeveer één tot twee blokken per dag. De beloning kan vervolgens worden verdeeld onder alle betrokken miners.
Hoe zijn miningpools gestructureerd?
Hoewel hoogwaardige hardware belangrijk is bij Bitcoin-mining, is dat op zichzelf niet voldoende. Zelfs met meerdere krachtige ASICs zijn de kansen om een blok te minen klein en is er geen garantie dat je wordt betaald voor je werk.
Om je kansen op consistente inkomsten te vergroten, kun je lid worden van een miningpool. Als jij en negen andere miners bijvoorbeeld elk 0,1% van de totale hashkracht van het netwerk hebben, kun je gemiddeld verwachten één blok per duizend blokken te vinden, of ongeveer één blok per week. Solo-mining kan afhankelijk van je cashflow en investeringen in hardware en elektriciteit een haalbare strategie zijn.
Het poolen van hashkracht met andere miners kan een oplossing zijn om mining winstgevend te maken als de opbrengst van solo-mining niet voldoende is. Door jullie hashkracht te combineren, zouden jullie met z'n tienen 1% van de hashrate van het netwerk bezitten. Gemiddeld zou je dan één blok per honderd blokken verwachten, of ongeveer één tot twee blokken per dag. De beloning kan dan worden verdeeld onder alle betrokken miners.
Hoe werken miningpools?
In een miningpool is er een coördinator die verantwoordelijk is voor het organiseren van de miners om hun efficiëntie te maximaliseren. Een van hun belangrijkste taken is ervoor te zorgen dat de miners verschillende waarden voor de nonce gebruiken om dubbel werk en verspilde hashkracht te voorkomen.
De coördinator is ook verantwoordelijk voor het verdelen van de beloningen onder de deelnemers. Er worden verschillende methoden gebruikt om het werk van elke miner te berekenen en de beloningen dienovereenkomstig te verdelen. De coördinator zorgt ervoor dat iedere miner een eerlijke deel van de beloning ontvangt.
Pay-Per-Share (PPS)
Pay-Per-Share (PPS) is een populair uitbetalingsmechanisme dat in miningpools wordt gebruikt. Onder dit systeem ontvangen miners een vaste uitbetaling voor elke ingediende "share". Shares worden gebruikt om het verrichte werk van elke miner bij te houden en zijn geen geldige hashes binnen het netwerk. Ze hoeven alleen aan bepaalde voorwaarden te voldoen die door de miningpool zijn ingesteld.
Hoewel de uitbetaling per share relatief klein is, loopt het na verloop van tijd op. Een voordeel van het PPS-systeem is dat miners worden beloond ongeacht of hun pool een blok oplost. De pooloperator neemt het risico op zich, dus zij rekenen doorgaans een aanzienlijke vergoeding, hetzij vooraf van de gebruikers, hetzij van de uiteindelijke blokbeloning.
Full Pay-Per-Share (FPPS)
FPPS is een uitbetalingsregeling die voortbouwt op het PPS-model. Bij FPPS worden miners beloond voor hun werk met een aandeel in de transactiekosten, naast het vaste bedrag dat ze voor elke ingediende share ontvangen. De transactiekosten worden berekend op basis van het gemiddelde voor een standaard netwerktransactie over een recente periode en worden verdeeld onder de miners op basis van hun ingediende shares.
Pay-Per-Last-N-Shares (PPLNS)
Pay-Per-Last-N-Shares (PPLNS) is, in tegenstelling tot Pay-Per-Share (PPS), een ander populair schema binnen miningpools. Bij PPLNS worden miners alleen beloond als de pool met succes een blok mined. Wanneer een blok wordt gevonden, kijkt de pool naar de laatste N ingediende shares, waarvan het aantal per pool kan verschillen. Om een uitbetaling te ontvangen, deelt de pool het aantal shares dat de miner heeft ingediend door N en vermenigvuldigt het resultaat met de blokbeloning, minus het aandeel van de operator.
Stel bijvoorbeeld dat de blokbeloning 6,25 BTC is (zonder transactiekosten) en de vergoeding van de operator 20% bedraagt. De beschikbare beloning voor miners is dan 5 BTC. Als N 1.000.000 is en een miner 50.000 shares heeft bijgedragen, ontvangt die miner 5% van de beschikbare beloning of 0,25 BTC.
Hoewel er verschillende varianten van deze twee schema's bestaan, zijn ze het meest gangbaar. Daarnaast zijn er miningpools beschikbaar voor de populairste alternatieve PoW-cryptocurrencies, zoals Monero, Grin en Ravencoin.
Schaden miningpools de decentralisatie?
De gedecentraliseerde aard van Bitcoin is een van de belangrijkste sterke punten. Maar wat gebeurt er als één enkele entiteit de meerderheid van de hashkracht van het netwerk controleert?
Dit is een belangrijke vraag, omdat een 51%-aanval een aanvaller in staat zou kunnen stellen de blockchain te manipuleren en ernstige schade aan te richten. Hoewel miningpools een zeker risico op een 51%-aanval creëren, is het onwaarschijnlijk dat één enkele pool genoeg hashkracht zou kunnen verwerven om zo'n aanval in zijn eentje uit te voeren. Toch is het belangrijk zich bewust te zijn van de potentiële risico's en stappen te nemen om deze te beperken.
Hoewel er zorgen bestaan dat miningpools het risico op een 51%-aanval vergroten, is het onwaarschijnlijk dat dit daadwerkelijk gebeurt. Als één entiteit 51% van de netwerkhashkracht zou beheersen, zou die transacties kunnen censureren en oude transacties kunnen terugdraaien, maar zo'n aanval zou waarschijnlijk het hele cryptosysteem beschadigen. In theorie zouden de vier grootste miningpools kunnen samenwerken om het netwerk over te nemen, maar dat zou het systeem ondermijnen en de waarde van de munten die ze hebben verworven doen dalen.
Bovendien bezitten miningpools niet de miningapparatuur en kunnen deelnemers vrijelijk naar andere pools migreren. Het is dus in het belang van zowel de deelnemers als de pooloperators om het ecosysteem gedecentraliseerd te houden om winstgevendheid te behouden. Hoewel er voorbeelden zijn geweest van pools die te groot werden, ondernemen zowel de pool als de miners stappen om de hashrate te verlagen en centralisatie te vermijden.
Conclusie
De introductie van de eerste miningpool veranderde het landschap van cryptocurrency-mining voorgoed en bood miners een consistentere uitbetaling. Met verschillende beschikbare schema's kunnen miners er een kiezen die het beste bij hun behoeften past. Hoewel Bitcoin-mining momenteel "voldoende gedecentraliseerd" is, zou een meer gedecentraliseerd systeem ideaal zijn. Op de lange termijn is het voor niemand voordelig als één enkele pool de meerderheid van de hashrate verwerft. Deelnemers die begrijpen dat Bitcoin door gebruikers wordt gerund, zullen dat waarschijnlijk voorkomen.