Rudarjenje kriptovalut

Ste se kdaj vprašali, kako nastanejo bitcoini ali pa katere druge kriptovalute? Njihova »izdelava« ni niti približno podobna nastajanju klasičnega denarja, postopku pa se reče rudarjenje. Prihodnje leto bo praznovalo že desetletje obstoja, podrobneje pa ga predstavljamo v nadaljevanju.

V zadnjih nekaj letih so kriptovalute, posebej bitcoin, hitro rasle in pridobivale priljubljenost, vedno več ljudi danes z njimi trguje (beri: jih kupuje in prodaja). Bitcoin je postal »stalnica«, nekakšen svetovni fenomen in vedno več ljudi si želi vstopiti na vrtiljak kriptovalut. Marsikdo med njimi se vpraša, ali se da te digitalne dobrine, ki jih ljudje tako radi kupujejo in po možnosti prodajajo z dobičkom, tudi ustvariti, narediti. Odgovor: nekatere se da. Izdelava kriptovalut pa ni niti približno podobna izdelavi klasičnega denarja, saj ne obstaja osrednja entiteta (npr. centralna banka), ki bi jih tiskala, temveč kriptovalute, za katere avtorji predvidijo možnost izdelave, nastanejo po postopku, poimenovanem rudarjenje.

A še preden si podrobneje ogledamo proces rudarjenja kriptovalut, velja na kratko pojasniti termin verige podatkovnih blokov (angl. blockchain) in njeno delovanje. Tehnologija veriženja podatkovnih blokov je namreč temelj skoraj vsake kriptovalute. Gre za javno knjigo (decentraliziran seznam) vseh transakcij, ki so bile opravljene s posameznimi žetoni kriptovalute. Transakcije sestavljajo t. i. bloke, te pa nato rudarji kriptovalut preverjajo in potrjujejo njihovo legitimnost. Ta preverjanja namreč skrbijo, da se vhodni in izhodni podatki ujemajo, če se ne, transakcija ni potrjena. Na vsak blok transakcij se poveže nov blok transakcij in tako nastanejo novi kriptožetoni ali kriptokovanci.

Kriptovalute so v očeh povprečnega posameznika nekaj nerazumljivega – predstavljajo vse, česar ne razume o denarju, in hkrati vse, česar ne ve o računalnikih.

Ker, kot rečeno, ne obstaja osrednja posredniška entiteta oziroma centralna banka, vlogo potrjevalca transakcij prevzamejo omrežna vozlišča, t. i. rudarji. Vsakič ko se zbere množica transakcij, ki sestavijo podatkovni blok, ki se pripne na verigo, tisti, ki blok pripne, prejme nagrado – najpogosteje v obliki posamezne kriptovalute. V želji, da bi rudarjem, ki lahko ustvarijo veliko blokov, preprečili razvrednotenje kriptovalut, ta naloga postaja čedalje težja. Rudarji morajo reševati vedno bolj zapletene matematične probleme, ki so neke vrste njihova dokazila o opravljenem delu.

Za uspešno ustvarjanje podatkovnega bloka, ga mora spremljati kriptografski zapis (t. i. hash), ki izpolnjuje določene zahteve. Edini izvedljivi način, da rudar najde pravi zapis, je, da preprosto izračuna čim več matematičnih nalog in počaka na ugotovitev, ali njegovi izračuni ustrezajo postavljenim kriterijem. Šele ko se kriptografski zapis potrdi, se oblikuje nov blok in rudar, ki ga je našel, prejme ustrezne kriptokovance. Se sliši zapleteno? Naj še bolj poenostavimo: stvar je podobna tekmovanju, kjer udeleženci ugibajo težo torte (ali drugega izdelka), a s pomembno razliko – rudar ima neomejeno število »ugibanj«, zmaga pa tisti, ki postreže s pravilnim odgovorom – torej dejansko težo torte. Več ugibanj, kot lahko ustvarite (več sistemov za rudarjenje, kot lahko postavite in bolj zmogljivi kot so), večje so vaše možnosti za dobitek.

Omejitve rudarjenja kriptovalut

V praksi to pomeni, da rudarji tekmujejo drug proti drugemu pri izračunu več kriptografskih zapisov v upanju, da bodo postali prvi, ki bodo zadeli pravilnega, oblikovali podatkovni blok in prejeli izplačilo v kriptovaluti. Kot rečeno, pa težavnost omenjenih izračunov stalno narašča, vsak nov blok valute bitcoin je težje narudariti. V teoriji to zagotavlja, da stopnja, s katero nastajajo novi podatkovni bloki, ostaja nespremenjena. Veliko kriptovalut ima postavljeno tudi končno omejitev količine enot, ki jih lahko ustvari rudarjenje. Bržkone vsi, ki se zanimajo za kriptovalute, vedo, da bo na svetu vedno zgolj največ 21 milijonov bitcoinov. Za 21-milijontim kriptokovancem bitcoin rudarjenje novega bloka ne bo ustvarilo dodatnega bitcoina.

Cilji rudarjev kriptovalut so jasni. »Računalniško računovodstvo« oziroma potrjevanje transakcij se gredo zaradi pridobivanja nagrad (kriptokovancev), ki jih lahko pretvorijo v denar. Pri tem si prizadevajo za kar najnižje stroške – predvsem električne energije in strojne opreme.

Proizvodne hale in skladišča po svetu se v državah z relativno poceni električno energijo spreminjajo v farme za rudarjenje kriptovalut. Tudi v Sloveniji jih je vedno več.

Kaj potrebujem za rudarjenje?

V preteklosti se je lahko kriptokovance rudarilo s povsem povprečnim računalnikom, danes pa se to preprosto ne izplača, saj je vedno večja zahtevnost matematičnih nalog poskrbela za to, da je potrebna res zmogljiva strojna oprema. Povprečni procesorji, tako osrednji kot grafični, so nalogi sicer še vedno kos, a porabijo veliko časa in električne energije, zato se jih ne izplača vpreči. Rudarji kriptovalut danes postavljajo vsaj sisteme, kjer imajo vpreženih več (zelo) zmogljivih grafičnih kartic, ki skupaj računajo podatkovne bloke. Ti sistemi vse pogosteje sestavljajo tudi večje postavitve, poimenovane kar farme kriptovalut. Kdor bi danes vsaj približno rad sestavil sistem, ki mu bo dnevno prinašal vsaj par evrov, mora v sodobno strojno opremo vložiti vsaj tisoč evrov, pri čemer bo moral od zaslužka odšteti še strošek za porabljeno električno energijo, saj rudarji pač delajo v režimu 24/7. Trenutno stanje v svetu kriptovalut ni rožnato. Kdor bi se danes iz ničle lotil postavljanja rudnika kriptovalut, mora računati na to, da bo večino prisluženega denarja porabil za plačilo strojne opreme in njeno vzdrževanje ter plačilo električne energije. Doba povrnitve naložbe se je z nekaj mesecev premaknila na skoraj leto dni.

Namenski rudarji, sistemi ASIC

Vedno večja zahtevnost obdelave matematičnih nalog je narekovala razvoj namenskih sistemov, prilagojenih posameznemu algoritmu posamezne kriptovalute. Gre za specializirano in precej drago strojno opremo, poimenovano ASIC. Zahtevnost rudarjenja kriptovalute bitcoin je danes namreč že tako velika, da je ekonomsko upravičena zgolj na omenjenih sistemih – na navadnem računalniku bi namreč za rudarjenje posameznega (delčka) bitcoina porabili več elektrike, kot bi ustvarili vrednosti.

Mmnožično se torej kriptovalute, ki podpirajo rudarjenje, rudari s sistemi ASIC, saj so ti pri svojem delu še bolj učinkoviti kot še tako zmogljivi osrednji procesorji ali grafične kartice. Čipi na njihovih tiskovinah so namreč zasnovani le za eno nalogo – kar najhitrejše izvajanje algoritma kriptovalute, za katero so bili zasnovani. To je hkrati njihova največja prednost in slabost. Skozi čas se namreč algoritmi spreminjajo in prilagajajo, zato imajo sistemi ASIC omejen čas »trajanja«. Velja jih torej kupiti čim hitreje, ko so na voljo na trgu, saj kljub visokim cenam še vedno omogočajo nekajmesečno povrnitev naložbe. Proizvajalci teh sistemov cene tudi sproti prilagajajo tečaju kriptovalut, proti koncu njihove ekonomske življenjske dobe pa lahko naletimo celo na neverjetne razprodaje, ki pa so vedno tvegane – v primeru dodatnega upada vrednosti kriptovalut(e), ki jih/jo rudar ASIC lahko pridobiva, se nam lahko pripeti, da ostanemo le z zelo dragim obtežilnikom za papir.

Dodaten izziv za vse, ki bi radi kupili rudarje ASIC, je tudi njihova zelo omejena ponudba, ki je rezervirana skoraj izključno za kitajske proizvajalce, med ponudniki pa je veliko prevarantov. Na spletu je cela vrsta žalostnih zgodb o tem, kako so naivne kupce rudarjev ASIC ponudniki prevarali – pobrali denar ali kriptožetone in izginili. Prav tako ne smemo pozabiti dejstva, da uporabnik tako rekoč nima vpogleda v strojno programsko kodo rudarja ASIC. Kaj, če vanjo proizvajalec ali nekdo tretji vnese stranska vrata ali škodljivo kodo, nekega dne pa ugotovimo, da je naša denarnica, v kateri je bil še prejšnji dan lep kup narudarjenih kriptokovancev, prazna?

Takole sta videti namenski rudar ASIC in del njegove tiskovine.

Za dvig težavnosti je poskrbela tudi kriptomanija lanskega leta, ki je privabila ne le več trgovalcev s kriptovalutami, temveč tudi posameznikov in podjetij, ki so v njih videle digitalno zlato in izdelale lastne »zlatokope«. Rudarjenje kriptovalut je z izjemo dela nadobudnih posameznikov v zadnjem letu postalo skoraj industrijska panoga. Velika skladišča so od tal do strehe založena s policami računalnikov s pregrešno dragimi grafičnimi karticami, katerih edina naloga je rudarjenje kriptovalut, kot so bitcoin, ethereum, litecoin in številne druge, med njimi tudi take, ki so javnosti še popolna neznanka. Da so tudi računalnikom in grafičnim karticam počasi že šteti dnevi, pa dokazuje trg namenskih kriptorudarskih strojev, ki so grajeni izključno za namene rudarjenja kriptovalut in imajo lastne tiskovine in čipe, ki algoritme računanja kriptografskih zapisov obdelujejo še bistveno hitreje od večnamenskih grafičnih kartic, pri tem pa porabijo tudi manj energije. Čim bodo pretežno kitajski proizvajalci teh specializiranih sistemov sposobni njihove množične izdelave, se vsem ljubiteljskim rudarjem pa tudi klasičnim farmam kriptovalut slabo piše. Tekmovanje z namenskimi rudarskimi stroji bo postalo z vidika posameznika utopično, saj imajo ti nekaj tisočkrat ali celo milijonkrat večjo verjetnost, da bodo izračunali pravi kriptografski zapis kot pa računalnik, ki se poti v naši pisarni. A upanje seveda ni izgubljeno, rudarji so se že davno začeli združevati in postavili t. i. bazene, kamor prispevajo svoje računske vire in zmogljivosti ter skupaj rešujejo matematične izzive, prejete nagrade pa si nato razdelijo.

Čeprav smo za ustvarjanje nekaterih kriptovalut privzeli besedo rudarjenje, ta ni v tesni povezavi s klasičnim rudarjenjem. (Skrite) vrednosti namreč ne iščemo, temveč jo »izdelujemo«.

Kripto denarnica

Kriptokovanci se lahko hranijo v namenskih zasebnih podatkovnih zbirkah, poimenovanih tudi denarnice, ali borzah. Zaradi narave rudarjenja – občasni manjši ali večji prilivi kriptokovancev – skoraj nobena borza uporabnikom svojih storitev ne dovoli rudarjenja neposredno na uporabniške račune posameznih kriptovalut (saj bi ji to močno otežilo in podražilo vzdrževanje podatkovnih zbirk). Torej morajo rudarji še pred začetkom rudarjenja ustvariti zasebno denarnico, v katero bodo shranjevali pridobljene kriptokovance, vsaka denarnica pa je tudi zaščitena z geslom in sinhronizirana z omrežjem, ki tako ve, v kateri denarnici se nahaja koliko kovancev in katere transakcije je izvedla.

Kriptovalute in algoritmi za rudarjenje

Različne kriptovalute uporabljajo različne algoritme za potrjevanje transakcij, ti pa so si med seboj lahko tudi precej podobni. Med algoritmi tako prednjačijo SHA256, Scrypt, CryptoNight, Ethash, Equihash, X11 ter Lyra2RE. Večina najučinkovitejših aplikacij za rudarjenje še vedno teče iz ukazne vrstice, a je iz leta v leto zanje na voljo več programov z uporabnikovim očem prijaznimi uporabniškimi vmesniki, čeprav pod površjem računanje še vedno opravljajo programi, kot so ccminer, Claymore, XMR-Stak in podobni.

V praksi lahko vidimo, da so nekateri algoritmi bolj pisani na kožo posameznim vrstam grafičnih ali osrednjih procesorjev, zato se velja še pred sestavljanjem sistema za rudarjenje kriptovalut poglobiti v to, katere kriptokovance želimo pridobivati, in nato ustrezno poskrbeti za programsko plat enačbe.

Tveganje je (vedno!) prisotno

Rudarjenje kriptovalut ni brez tveganja, nasprotno, tveganj je iz dneva v dan več. Zato jih velja poznati in, tako kot to počno vsi dobri naložbeniki, minimirati. Določeno tveganje za naložbo v sistem za rudarjenje kriptovalut predstavlja že cena kriptovalut, ki jih želimo pridobivati. Izračun dobe povrnitve naložbe, pa naj bo še tako okviren, je nujen. Letošnje leto je ljudi naučilo, da kriptovalute ne zgolj rastejo, ampak znajo tudi občutno upasti. Če se trg kriptovalut sesuje, boste računalniško opremo, sploh grafične kartice, ki ste jih drago kupili, le težko prodali, saj bo na trgu pravcata poplava rabljene strojne opreme, komponente, ki so delovale v režimu 24/7, pa med nakupovalci niso pretirano priljubljene.

Obstaja še vrsta drugih resnih tveganj. Eden najhujših, a spet v praksi ne tako zelo redkih scenarijev je izguba digitalne denarnice, v kateri hranimo kriptokovance. Izgubimo jo lahko zaradi okvare nosilca podatkov, na katerem jo hranimo, ali pa preprosto pozabimo preveč kompleksno geslo, ki smo ga nastavili v želji, da naše digitalno premoženje ostane zasebno. Če kriptovalute hranimo na borzi ali v denarnici v računalniškem oblaku, moramo prevzeti del tveganja, da tudi borza ali zunanji ponudnik doživi katastrofo in preneha obstajati ali poslovati. Ne glede na to, kako majhno ali veliko je naše digitalno premoženje, sodobni hekerji so finančno motivirani, zato pred njimi ni varen resnično nihče.

Če rudarimo v bazenu z drugimi uporabniki, prevzemamo del tveganja – v praksi se je namreč že zgodilo, da upravitelji rudarskega bazena niso bili poštenjaki in so pobegnili z delom skupnega zaslužka ali pa so dlje časa po malem kradli del skupaj narudarjenih kriptokovancev.

Kako se rudarjenja kriptovalut lotiti doma?

V aprilski številki revije Monitor (4/2018) smo podrobneje pisali o tem, kako sestaviti in nastaviti računalnik za rudarjenje kriptovalut. Takratne ugotovitve le grobo povzemamo. Sistemi za rudarjenje kriptovalut so v bistvu računalniki, opremljeni z zmogljivimi osrednjimi procesorji in/ali zmogljivimi grafičnimi karticami. Za njihovo zanesljivo delovanje je zato najpomembnejši temeljni kamen sistema – osnovna plošča. Sicer bi lahko zapisali, da sta za priložnostno rudarjenje primerni katerakoli plošča in sistemska konfiguracija, saj večino dela tako in tako opravi grafična kartica. Če bomo uporabljali le eno grafično kartico, bo obstoječa računalniška konfiguracija vsekakor zadostovala, če pa bi jih želeli vpreči več, bo treba najprej preveriti, koliko rež PCI Express osnovna plošča računalnika sploh premore. V poštev pridejo prav vse reže PCI Express, tako tiste hitrosti 16X, 4X kot 1X, saj lahko v primeru zadnjih uporabimo t. i. riserje in zagotovimo ustrezno podporo grafičnim karticam, ki jih sicer ne bi mogli vgraditi na osnovno ploščo.

Dobra novica je, da v rudarskem računalniku procesor in pomnilnik (skorajda) ne igrata vloge – že najcenejši celeroni ali athloni povsem zadostujejo, prav tako pa tudi skopo odmerjene količine pomnilnika (4 GB je povsem dovolj). Zelo priporočljivo je sistem za rudarjenje kriptovalut opremiti še s pogonom SSD, saj bo ta procesor in grafične kartice kar se da hitro zalagal s podatki. Pri tem zmogljivost samega pogona ni v ospredju, sistemi z do šestimi grafičnimi karticami bodo zadovoljni že z zmogljivostjo 60 GB.

Zelo pomemben, ob plošči in grafičnih karticah bržkone najpomembnejši del sistema za rudarjenje kriptovalut, je napajalnik. Ta mora seveda biti kos obremenitvam sistema. Če rudarimo z le eno grafično kartico in/ali procesorjem, potem ob omejitve napajalnika ne bomo zadeli, a čim povečamo število grafičnih kartic, moramo izbiri napajalnika posvetiti bistveno več pozornosti. Imejmo v mislih, da rudarjenje deluje v načinu 24/7, kar pomeni, da mora napajalnik dolgoročno prenašati velike obremenitve, temu pa poceni izdelki preprosto niso kos (niti niso bili zasnovani za stalno visoko stopnjo obremenitve). Kdorkoli se želi resno lotiti rudarjenja kriptovalut, naj izbira samo med napajalniki z oznako Gold ali Platinum, saj so ti energijsko najučinkovitejši (najmanj izgub) in sestavljeni iz najboljših komponent. Kako zmogljiv naj bo? Večina napajalnikov je najučinkovitejših ob 50- do 80-odstotni obremenitvi, pri večjih obremenitvah pa učinkovitost pogosto upade za dva do štiri odstotke. Nad 80 odstotki obremenitve napajalnika nima smisla gnati zaradi več dejavnikov – porabil bo več elektrike in tudi segreval se bo prekomerno ter sprožil hitrejše vrtenje ventilatorja, kar bo postreglo z večjim hrupom.

Takole je videti doma izdelan računalnik, namenjen rudarjenju kriptovalut.

In že smo pri marljivi delavki – grafični kartici. Grafične kartice, primerne za rudarjenje kriptovalut, ponujata oba tabora – AMD in Nvidia. Rudarimo sicer lahko z vsemi modeli, ki premorejo vsaj 3 GB pomnilnika, a ker bo to letos že postalo premalo za rudarjenje valute ethereum (za druge kriptovalute pa ne), velja izbirati le med grafičnimi karticami, ki so opremljene z vsaj 4 GB delovnega pomnilnika. Med karticami AMD tako pridejo v poštev predvsem modeli Radeon RX570, RX580 ter Vega, pri Nvidie pa kartice od modela GTX 1050Ti naprej (1060, 1070, 1080 itd.).

Tisto, kar najbolj zanima rudarje, je zmogljivost rudarjenja (angl. hashrate), ki se odvisno od načina pridobivanja meri v različnih merah, in sicer MH/s, SOL/s itd. Pri rudarjenju valute ethereum (ETH) tako različne kartice dosegajo različne vrednosti, zelo grobe ocene pa so naslednje:

• AMD Radeon RX570 od 22 do 31 MH/s
• AMD Radeon RX580 od 24 do 32 MH/s
• AMD RX Vega 56 od 38 do 43 MH/s
• AMD RX Vega 64 od 38 do 45 MH/s
• Nvidia GTX 1050Ti od 11 do 13 MH/s
• Nvidia GTX 1060 od 18 do 22 MH/s
• Nvidia GTX 1070 od 28 do 32 MH/s
• Nvidia GTX 1070Ti od 28 do 33 MH/s
• Nvidia GTX 1080 od 28 do 30 MH/s
• Nvidia GTX 1080Ti od 34 do 37 MH/s
• Nvidia Titan V okoli 80 MH/s

Računalnik, ki rudari kriptovalute, mora biti tudi ustrezno omrežen, saj si z rudarskim bazenom stalno izmenjujejo podatke. Teh ni veliko, a računanje matematičnih nalog zahteva čim krajše odzivne čase. Rudarjem zato priporočamo žično povezavo bitnega toka vsaj okoli 2 Mbit/s, saj lahko z brezžično povezavo (posebej če jo uporabljajo tudi druge naprave) izgubimo dragocene milisekunde pri deljenju naših izračunov – in zato prihodek.

Če imamo na domačem računalniku nameščen sistem Windows, je na voljo cel kup različnih programov za rudarjenje kriptovalut, vedno pestra pa je tudi ponudba za okolje Linux. Predlagamo, da se seznanite z več programi za rudarjenje kriptovalut in šele nato izberete svojega favorita. Med svetovno najbolj priljubljenimi programi za rudarjenje kriptovalut so: Awesome Miner, Claymore Dual Miner, EasyMiner, MinerGate, NiceHash Miner in drugi.