พื้นฐานการขุดบิตคอยน์
แปลโดย : Gemini 2.5 Pro / credit : https://braiins.com/books/bitcoin-mining-handbook
คุณมักจะได้ยินในชุมชนบิตคอยน์ว่าระบบเงินเฟียตนั้นตั้งอยู่บนความไว้วางใจในผู้คนและรัฐบาล ในขณะที่บิตคอยน์ตั้งอยู่บนความไว้วางใจในคณิตศาสตร์ นี่เป็นเรื่องจริง แต่มักนำไปสู่ความเข้าใจผิดเกี่ยวกับการขุดสำหรับทั้งผู้ที่ใช้บิตคอยน์และผู้ที่ไม่ได้ใช้ นักขุดกำลังแก้ปัญหาคณิตศาสตร์ที่ซับซ้อนสุดๆ หรือ? ก็ไม่เชิง—อย่างน้อยก็ไม่ใช่ในแบบที่คนส่วนใหญ่ตีความกัน
เครื่องขุดสมัยใหม่ทุกเครื่องในปัจจุบันทำการคำนวณแฮช (hash computations) หลายล้านล้านครั้งต่อวินาที (เทราแฮช/วินาที) แต่ละครั้งคือการคำนวณที่ซับซ้อนซึ่งมนุษย์ต้องใช้เวลานานมาก แต่สำหรับคอมพิวเตอร์แล้วมันไม่ได้ยากขนาดนั้น—จึงเป็นเหตุผลที่มันสามารถทำได้หลายล้านล้านครั้งต่อวินาที
ในส่วนนี้ เราจะไขข้อข้องใจเกี่ยวกับวิธีการทำงานที่แท้จริงของการขุดบิตคอยน์ แล้วจึงเจาะลึกถึงเหตุผลว่าทำไมต้องมีการขุด การขุดมีประโยชน์อย่างไร, ทำไมเราไม่สามารถมีเพียงแค่โหนด (node) ที่ไม่ต้องใช้พลังงานมหาศาล (เช่น proof of stake) สำหรับการสร้างฉันทามติ, อะไรคือความแตกต่างระหว่างโหนดและนักขุดในบิตคอยน์, และอื่นๆ เราจะปิดท้ายส่วนนี้ด้วยการวิเคราะห์ต้นทุนสมมติในการโจมตีบิตคอยน์แบบ 51% ซึ่งจะอธิบายว่าทำไมเงินจึงแทบไม่ใช่ อุปสรรคที่ใหญ่ที่สุดในการพยายามโจมตีใดๆ
เป็นการยากที่จะตอบโต้ FUD (ความกลัว, ความไม่แน่นอน, และความสงสัย) เกี่ยวกับการขุดบิตคอยน์โดยไม่เข้าใจว่ามันทำงานอย่างไรและแตกต่างจากทางเลือกอื่นอย่าง proof of stake อย่างไร เมื่อจบส่วนนี้ คุณควรจะมีความพร้อมที่จะอภิปรายเกี่ยวกับข้อดีของ proof of work กับผู้เรียนที่ใฝ่รู้และผู้ที่ไม่เห็นด้วยทั้งหลายได้เป็นอย่างดี
การขุดบิตคอยน์ไม่ใช่การแก้ปัญหาคณิตศาสตร์ที่ซับซ้อน [คู่มือสำหรับผู้เริ่มต้น]
คำอธิบายเรื่องการขุดบิตคอยน์และการปรับค่าความยาก (difficulty adjustments) ด้วยศัพท์ที่ไม่ใช่เทคนิค โดยใช้การเปรียบเทียบกับการทอยลูกเต๋าแบบง่ายๆ
คนส่วนใหญ่เข้าใจผิดว่าจริงๆ แล้วนักขุดบิตคอยน์ทำอะไร และผลก็คือพวกเขาไม่เข้าใจอย่างถ่องแท้ถึงระดับความปลอดภัยที่มาจากแฮชเรต (hashrate) ของบิตคอยน์ ในบทความนี้ เราจะอธิบาย Proof of Work ด้วยวิธีที่ไม่ใช่เชิงเทคนิค เพื่อให้คุณสามารถตอบโต้ข้อมูลที่บิดเบือนเกี่ยวกับซูเปอร์คอมพิวเตอร์และควอนตัมคอมพิวเตอร์ที่จะมาโจมตีเครือข่ายบิตคอยน์ในอนาคตได้ พูดง่ายๆ ก็คือ การขุดเป็นการเสี่ยงโชคเพื่อสร้างบล็อกใหม่ในบล็อกเชนของบิตคอยน์ การขุดมีวัตถุประสงค์หลักสองประการ:
เพื่อเพิ่มธุรกรรมลงในบล็อกเชนอย่างถาวรโดยไม่ต้องได้รับอนุญาตจากหน่วยงานใดๆ
เพื่อกระจายอุปทานบิตคอยน์จำนวน 21 ล้านเหรียญอย่างเป็นธรรม โดยการให้รางวัลเป็นเหรียญใหม่แก่นักขุดที่ใช้ทรัพยากรในโลกแห่งความเป็นจริง (เช่น ไฟฟ้า) เพื่อรักษาความปลอดภัยของเครือข่าย
เพื่อให้เข้าใจว่าจริงๆ แล้วเกิดอะไรขึ้นในระบบที่เหมือนการเสี่ยงโชคนี้ เรามาดูการเปรียบเทียบง่ายๆ โดยให้การแฮช (hash) ของบิตคอยน์แต่ละครั้งเทียบเท่ากับการทอยลูกเต๋าหนึ่งครั้ง
โชค, การพนัน, และ SHA256
ลองจินตนาการว่านักขุดในเครือข่ายบิตคอยน์คือกลุ่มนักพนันในคาสิโน ในตัวอย่างนี้ นักพนันแต่ละคนมีลูกเต๋า 1,000 หน้า พวกเขาทอยลูกเต๋าให้เร็วที่สุดเท่าที่จะทำได้ เพื่อให้ได้ตัวเลขที่น้อยกว่า 10 ตามสถิติแล้ว อาจต้องใช้เวลานานมาก แต่เมื่อมีนักพนันเข้าร่วมเกมมากขึ้น เวลาที่ใช้ในการทอยให้ได้เลขน้อยกว่า 10 ก็จะลดลง สรุปสั้นๆ คือ ยิ่งมีนักพนันมาก รอบก็จะยิ่งเร็วขึ้น เมื่อมีคนทอยลูกเต๋าได้เลขน้อยกว่า 10 สำเร็จ นักพนันทุกคนที่โต๊ะก็สามารถก้มลงดูและตรวจสอบตัวเลขนั้นได้ นักพนันผู้โชคดีคนนี้จะได้รับเงินรางวัลและรอบต่อไปก็จะเริ่มขึ้น
โดยพื้นฐานแล้ว กระบวนการขุดบิตคอยน์ก็มีความคล้ายคลึงกันอย่างมาก นักขุดทุกคนบนเครือข่ายใช้เครื่องที่เรียกว่า Application Specific Integrated Circuits (ASICs) ซึ่งเป็นคอมพิวเตอร์ชนิดพิเศษที่ออกแบบมาเพื่อคำนวณค่าแฮชให้เร็วที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ การ "คำนวณค่าแฮช" หมายถึงการนำข้อมูลสุ่มใดๆ ป้อนเข้าไปในฟังก์ชันทางคณิตศาสตร์และสร้างผลลัพธ์ออกมา
ยิ่งคำนวณแฮชได้มากขึ้นต่อวินาที (หรือก็คือ hashrate สูงขึ้น) ก็เทียบเท่ากับการทอยลูกเต๋าได้มากขึ้นต่อวินาที และนั่นหมายถึงความน่าจะเป็นที่จะสำเร็จก็จะยิ่งสูงขึ้น นักขุดจะเสนอชุดธุรกรรมที่อาจเป็นไปได้ของบล็อกบิตคอยน์ และใช้สิ่งนี้เป็นข้อมูลป้อนเข้า บล็อกนั้นจะถูกนำไปเข้าฟังก์ชันแฮช SHA256 ซึ่งจะให้ผลลัพธ์ที่มีขนาดคงที่ เรียกว่า "แฮช" (hash) การคำนวณแฮชหนึ่งครั้งสามารถทำได้ในเวลาน้อยกว่าหนึ่งมิลลิวินาที เนื่องจากไม่ได้เกี่ยวข้องกับคณิตศาสตร์ที่ซับซ้อน (อย่างน้อยก็ในมาตรฐานของคอมพิวเตอร์)
หากค่าแฮชที่ได้ต่ำกว่าค่าความยาก (difficulty) ของเครือข่ายบิตคอยน์ นักขุดที่เสนอบล็อกนั้นก็จะชนะไป หากไม่เป็นเช่นนั้น นักขุดก็จะพยายามต่อไปโดยการคำนวณค่าแฮชอื่นๆ เพิ่ม บล็อกของนักขุดที่ทำสำเร็จจะถูกเพิ่มเข้าไปในบล็อกเชน นักขุดจะได้รับรางวัลเป็นบิตคอยน์ที่ออกใหม่สำหรับงานที่ทำ และ "รอบต่อไป" ก็จะเริ่มต้นขึ้น
ASICS ปะทะ ซูเปอร์คอมพิวเตอร์
การนำซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่ทรงพลังที่สุดมาขุดบิตคอยน์ ก็เปรียบได้กับการจ้างปรมาจารย์หมากรุกมาขนกองอิฐด้วยมือ งานอาจจะเสร็จในที่สุด แต่ผู้เล่นหมากรุกย่อมเก่งกาจในการคิดและเล่นหมากรุกมากกว่าการออกแรงขนอิฐซ้ำ
ในทำนองเดียวกัน การรวมพลังการประมวลผลของซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่ทรงพลังที่สุดในโลกมาใช้ขุดบิตคอยน์นั้น แทบจะไร้ประโยชน์เมื่อเทียบกับเครื่อง ASIC ที่ใช้กันในปัจจุบัน เครื่อง ASIC ถูกออกแบบมาเพื่อทำสิ่งเดียวให้เร็วและมีประสิทธิภาพที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ในขณะที่ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ถูกออกแบบมาเพื่อทำงานที่ซับซ้อนหรือแก้ปัญหาทางคณิตศาสตร์ เนื่องจากการขุดบิตคอยน์เป็นเหมือนการเสี่ยงโชคที่อาศัยการลองผิดลองถูกแบบสุ่ม ไม่ใช่การคำนวณที่ซับซ้อน ดังนั้น ความเชี่ยวชาญเฉพาะทาง (ASICs) จึงเอาชนะความสามารถรอบด้าน (ซูเปอร์คอมพิวเตอร์) ได้เสมอ
ค่าความยากของเครือข่าย (NETWORK DIFFICULTY) และเวลาในการสร้างบล็อก 10 นาที
ตอนนี้เมื่อคุณเข้าใจถึงความสุ่มในการที่นักขุดจะเจอบล็อกแล้ว สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจเรื่องเวลาในการสร้างบล็อก (block times) และค่าความยาก (difficulty) ในตัวอย่างการพนันของเรา ลองจินตนาการว่าใครก็ตามสามารถเข้าร่วมหรือออกจากโต๊ะได้ตลอดเวลา ถ้ามีคนคนหนึ่งทอยลูกเต๋า 1,000 หน้า เพื่อพยายามให้ได้เลขน้อยกว่า 10 โดยเฉลี่ยแล้วจะใช้เวลา 10 นาทีถึงจะทอยได้เลขนั้น บางครั้งอาจจะทอยได้ใน 1 นาที แต่บางครั้งอาจใช้เวลาถึง 30 นาที หากมีคนใหม่เข้ามาที่โต๊ะแล้วเริ่มทอย โดยรวมแล้วพวกเขาจะใช้เวลาเฉลี่ย 5 นาทีถึงจะมีคนชนะในรอบนั้น และถ้ามี 20 คนมาที่โต๊ะ เวลานี้ก็จะสั้นลงอย่างมาก เพื่อให้เกมน่าสนใจอยู่เสมอ เราต้องการให้มีผู้ชนะโดยเฉลี่ยทุกๆ 10 นาที ในการทำเช่นนี้ เราก็แค่ปรับเป้าหมายของลูกเต๋า เมื่อมีนักพนันเข้ามาที่โต๊ะเพิ่มขึ้น กติกาก็จะเปลี่ยนไป (เช่น นักพนันต้องทอยให้ได้เลขน้อยกว่า 5 ถึงจะชนะ) เพื่อให้ค่าเฉลี่ยยังคงอยู่ที่ 10 นาทีต่อรอบ เมื่อมีนักพนันเข้าร่วมมากขึ้น คาสิโนก็จะทำให้การชนะยากขึ้น และถ้านักพนันออกไป พวกเขาก็จะทำให้ง่ายขึ้น
นี่คือวิธีที่เครือข่ายบิตคอยน์ใช้ควบคุมการขุดเพื่อรักษากำหนดการออก BTC ใหม่อย่างสม่ำเสมอ โดยเฉลี่ยแล้ว นักขุดจะคำนวณค่าแฮชให้ได้ต่ำกว่าเป้าหมายความยากทุกๆ 10 นาที ทุกๆ 2,016 บล็อก (ประมาณ 2 สัปดาห์) จะมีการคำนวณค่าเฉลี่ยของบล็อกเหล่านั้น และจะมีการปรับค่าความยากเพื่อให้เวลากลับมาอยู่ที่ 10 นาทีต่อบล็อก หากมีนักขุดเข้าร่วมเครือข่ายมากขึ้นในช่วงเวลาประมาณ 2 สัปดาห์นี้ แฮชเรตและค่าความยากก็จะเพิ่มขึ้นตามไปด้วย
หมายเหตุ: ไม่มีใครรู้แน่ชัดว่าทำไมถึงเลือกตัวเลขเหล่านี้ แต่สิ่งสำคัญคือเวลา 10 นาทีนั้นนานพอที่นักขุดและโหนด (node) จะส่งต่อข้อมูลไปทั่วโลกได้โดยที่ความเร็วอินเทอร์เน็ตไม่ก่อให้เกิดปัญหาร้ายแรง และ 2,016 บล็อกก็เป็นระยะเวลาที่นานพอที่จะได้เวลาการสร้างบล็อกที่แม่นยำทางสถิติซึ่งจำเป็นสำหรับการปรับค่าความยาก
อุปทานที่โปร่งใสอย่างแท้จริง
การปรับค่าความยากที่อธิบายไว้ข้างต้นทำให้บิตคอยน์เป็นสินทรัพย์เพียงชนิดเดียวที่มีกำหนดการอุปทานที่แน่นอนและเป็นที่รู้จักอย่างแท้จริง ตั้งแต่เริ่มต้น เรารู้สองสิ่ง:
จะไม่มีเหรียญมากกว่า 21 ล้านเหรียญ
ทุกๆ 10 นาที จะมีบิตคอยน์ใหม่ออกมาในขณะที่เราเข้าใกล้จำนวน 21 ล้านนั้น ในทุกอุตสาหกรรมอื่น (ทองคำ, รถยนต์, หรือแม้แต่ถุงแซนด์วิช) อุปทานจะผันผวนตามอุปสงค์ หากความต้องการรถยนต์เพิ่มขึ้น ผู้ผลิตก็สามารถเพิ่มการผลิตเพื่อให้ทันต่อความต้องการได้ แต่ในบิตคอยน์ อุปทานถูกกำหนดไว้แล้วและไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ ดังนั้น อุปสงค์และราคาจึงมีความเชื่อมโยงกันอย่างใกล้ชิดมากกว่าอุตสาหกรรมหรือสินทรัพย์ประเภทอื่นใด เรื่องนี้ฟังดูเหมือนจะตายตัว แต่มันจะน่าสนใจขึ้นเมื่อคุณพยายามทำความเข้าใจว่านักขุดทำอะไรกับเหรียญที่เพิ่งขุดได้ใหม่ และสิ่งนี้ส่งผลกระทบต่อตลาดอย่างไร
การขุดในปี 2021
ณ เวลาที่เขียนบทความนี้ (14/04/2021) เหรียญกว่า 89% ของทั้งหมด 21 ล้านเหรียญได้ถูกขุดออกมาแล้ว ปัจจุบันมี 6.25 BTC ถูกเพิ่มเข้ามาในอุปทานทุกๆ บล็อก
ในวันนี้ ราคาได้เพิ่มขึ้นอย่างมากเมื่อเทียบกับการเติบโตของแฮชเรตของเครือข่าย ซึ่งหมายความว่าราคากำลังสูงขึ้นเร็วกว่าค่าความยากในการขุด และดังนั้นรายได้ที่นักขุดได้รับต่อหน่วยของกำลังขุด (เช่น BTC/TH) ก็กำลังเพิ่มขึ้น นอกจากนี้ ยังมีการขาดแคลนเซมิคอนดักเตอร์ซึ่งทำให้ผู้ผลิตเครื่องขุดหาชิปและผลิตเครื่อง ASIC ใหม่ๆ ได้ยาก การรวมกันของปัจจัยเหล่านี้ทำให้แม้แต่เครื่อง ASIC รุ่นเก่าก็ยังสามารถขุดบิตคอยน์ได้อย่างมีกำไร ซึ่งเป็นเรื่องดีสำหรับนักขุดทุกคน รวมถึงนักขุดสมัครเล่นและนักขุดตามบ้านที่ไม่สามารถหาค่าไฟฟ้าที่แข่งขันได้ง่ายนัก เมื่อใช้ร่วมกับเฟิร์มแวร์ Braiins OS+ ของเรา ก็จะสามารถเพิ่มความสามารถในการทำกำไรของ ASIC รุ่นเก่าอย่าง Antminer S9 ได้อีกโดยการปรับปรุงประสิทธิภาพและประสิทธิผลให้เหมาะสมที่สุด
Last updated