De evolutie van Bitcoin Miningtechnologie

Sinds de lancering van Bitcoin (BTC) in 2009 heeft cryptocurrency niet alleen traditionele financiële systemen ontwricht; mining is veranderd van een hobby voor enthousiastelingen in een lucratieve wereldwijde industrie.

Bitcoin mining creëert nieuwe munten telkens wanneer transacties worden gevalideerd en toegevoegd aan de blockchain, waarbij het Proof of Work (PoW) consensusalgoritme van Bitcoin vereist dat miners complexe cryptografische vergelijkingen oplossen voor het recht om transacties te valideren en Bitcoin te verdienen als beloning.

Het verifiëren van de integriteit van transacties wordt het “hashen” van een blok genoemd.

De hashing-snelheid van het netwerk neemt toe naarmate er meer machines aan het netwerk worden toegevoegd en naarmate de miningapparatuur meer verwerkingssnelheid, geheugen en vermogen biedt.

Deze toename van de totale rekenkracht van het netwerk draagt ook bij aan de veiligheid ervan, omdat het moeilijker wordt voor kwaadwillende aanvallers om de operaties te compromitteren.

Naarmate de sector zich verder heeft ontwikkeld, zijn er nieuwe technologieën aangenomen om de miningcapaciteiten te verbeteren. Marktspelers investeren zwaar in miningapparatuur en technologische initiatieven om de efficiëntie en winstgevendheid van het Bitcoin minen te verhogen.

Bitcoin begint met mining met CPU’s

Toen Bitcoin voor het eerst werd gelanceerd, was het delven van munten een relatief eenvoudig proces dat kon worden uitgevoerd met behulp van de centrale verwerkingseenheid (CPU) van een gewone computer. Vroege miners konden hun pc gebruiken om Bitcoin-beloningen te verdienen. Het netwerk was klein en de moeilijkheidsgraad van de cryptografische vergelijkingen voor het delven was laag, waardoor het toegankelijk was voor de gemiddelde gebruiker.

Naarmate meer miners zich echter bij het netwerk aansloten, werd de concurrentie heviger en steeg de moeilijkheidsgraad. Dit leidde ertoe dat miners krachtigere hardware installeerden om een concurrentievoordeel te behalen in het miningproces.

Miners schakelen over op GPU’s

Naarmate de moeilijkheidsgraad van bitcoin mining toenam, schakelden miners over van hardware met CPU’s naar rigs met grafische verwerkingseenheden (GPU’s). GPU’s zijn beter geschikt voor de parallelle verwerking die nodig is voor het PoW-algoritme, waardoor het minen efficiënter verloopt dan met CPU’s. Deze overgang markeerde een keerpunt in de evolutie van bitcoin mijnbouwtechnologie, waardoor miners hun activiteiten en winstgevendheid konden optimaliseren.

GPU’s stellen miners in staat om meer bitcoin te delven in minder tijd en dragen bij aan de veiligheid van het netwerk door de rekenkracht die is toegewijd aan de blockchain te vergroten. Mining pools, waarin miners hun rekenkracht combineren om hun kansen op het verdienen van beloningen te vergroten, werden ook populairder met de verschuiving naar GPU’s.

Gespecialiseerde apparatuur komt op: FPGA’s en ASIC’s

Hoewel GPU mining een aanzienlijke verbetering was ten opzichte van CPU mining, duurde het niet lang voordat er nog krachtigere hardware beschikbaar kwam. Field-Programmable Gate Arrays (FPGA’s) en Application-Specific Integrated Circuits (ASIC’s) kwamen in 2013 op als de volgende evolutie in bitcoin mining technologie.

FPGA’s en ASIC’s zijn gespecialiseerde hardware die exclusief ontworpen zijn voor bitcoin mining, waardoor ze efficiënter zijn dan GPU’s. Ze kunnen PoW-berekeningen uitvoeren met een veel hogere snelheid dan GPU’s. Ze kunnen PoW-berekeningen op veel hogere snelheden uitvoeren, maar met een lager energieverbruik. De nieuwste generatie ASIC’s biedt hashrates van meer dan 200 terahashes per seconde (TH/s) terwijl ze ongeveer 20 joule elektriciteit per terahash (J/T) gebruiken.

Met de introductie van ASIC’s is mining steeds concurrerender en resource-intensiever geworden, waardoor het verder buiten het bereik van individuele Bitcoin enthousiastelingen is komen te liggen. Grote mining pools zijn de ruimte gaan domineren, waarbij mijnbouwoperaties hun rekenkracht combineren om hun kansen op het consistent delven van blokken te vergroten.

De gemiddelde elektriciteitskosten voor een solominer om één bitcoin te delven zijn opgelopen tot $46.291,24, volgens een onderzoek van CoinGecko. Dit is 35% hoger dan de gemiddelde dagelijkse Bitcoinprijs in juli 2023, die rond de $30.000 ligt. Het zou ongeveer zeven jaar duren om het proces te voltooien en ongeveer 143 kilowattuur (kWh) per maand verbruiken – gelijk aan ruwweg een zesde van het gemiddelde jaarlijkse huishoudelijke verbruik in de VS in 2021.

Serviceproviders bieden cloudgebaseerde mining

Als reactie op de opkomst van grote miners zijn sommige serviceproviders begonnen met het aanbieden van toegang tot mining in de cloud, zodat gebruikers kunnen deelnemen zonder dure apparatuur te hoeven kopen.

Zo lanceerde Binance, ‘s werelds grootste cryptocurrency exchange qua volume, in juni 2023 een op abonnementen gebaseerde bitcoin cloud mining service. De dienst biedt verschillende producten met verschillende looptijden en stroomkosten, elk met een ander rendement.

Andere cloudgebaseerde mining aanbieders zijn StormGain, ECOS, Hashing24 en BitDeer.

Kunstmatige intelligentie optimaliseert prestaties

Kunstmatige intelligentie (AI) heeft de potentie om cryptocurrency miners te helpen hun rekenmethodes te optimaliseren om de hoeveelheid die ze kunnen delven te vergroten.

Het Britse Quantum Blockchain Technologies (QBT) heeft bijvoorbeeld AI-algoritmen ontwikkeld om de efficiëntie van ASIC bitcoin miners te verhogen. QBT heeft twee algoritmische zoekmethoden ontwikkeld, een die de efficiëntie met 10% kan verbeteren, terwijl de andere de kans dat een miner de kans krijgt om een blok te delven met 260% kan verhogen.

Het kortetermijndoel van QBT is om de prestaties van commerciële ASIC-chips te verbeteren door AI-software toe te voegen aan mijnbouwinstallaties. Op de lange termijn wil het bedrijf kwantumcomputers gebruiken om Bitcoin te delven met behulp van een SHA-256 berekeningsmethode, Message Scheduling for Cryptographic Hashing ASIC (MSFCA), die het in ontwikkeling heeft. QBT heeft in juli 2023 patent aangevraagd op deze methode. MSFCA pre-processed de data die wordt gebruikt door volgende blokken op de bitcoin blockchain, waardoor het aantal logische poorten dat nodig is in ASIC-chips wordt verminderd, wat hun efficiëntie verhoogt en hun energieverbruik verlaagt.

Stablecoin uitgever Tether is ook bezig met het integreren van AI in bitcoin mining. Dit doen ze door het bouwen van een gespecialiseerd software programma genaamd Moria om mining en duurzame energie activiteiten te optimaliseren met behulp van data analyse.

De software zou de prestaties van Tether’s eigen mining sites kunnen helpen, aangezien het in mei 2023 aankondigde dat het middelen investeert in energieproductie en de lancering van duurzame Bitcoin miningactiviteiten in Uruguay, en in juni zei dat het heeft deelgenomen aan de eerste ronde van een nieuw $ 1 miljard hernieuwbare energie-initiatief in El Salvador om duurzame mining te ondersteunen.

Bitcoin-miners blijven investeren

De financiële drempels om de Bitcoin miningsector te betreden zijn hoog, omdat er een locatie nodig is met toegang tot een betaalbare en stabiele energievoorziening, evenals dure geavanceerde hardware en onderhoud. Maar bitcoin mining kan een hoog rendement op investering opleveren.

Bitcoin-miners in 2023 produceren $ 20 miljoen tot $ 30 miljoen aan bitcoin per dag, volgens gegevens van Blockchain.com. Dit geeft aan dat miners aanzienlijke dagelijkse inkomsten kunnen genereren als ze beschikken over efficiënte apparatuur die continu werkt.

Ondanks de ineenstorting van de Bitcoinprijs na het record van $69.000 in november 2021, blijven Bitcoin miners investeren in nieuwe apparatuur.

Omdat hogere efficiëntie en lager energieverbruik steeds belangrijker worden – en omdat de volgende halvering van blokbeloningen in 2024 nadert – zijn miners op zoek naar installaties die hun output optimaliseren. Leveranciers van rigs, waaronder Bitmain en Canaan, hebben plannen aangekondigd om later in 2023 nieuwe producten te lanceren. Bitmain beweert dat zijn aankomende Antminer S21 Pro rig een hashrate van 250TH/s en een efficiëntie van 14.2J/T heeft, terwijl Canaan een “product belooft dat de toekomst van Bitcoin mining opnieuw zal bepalen” en miners zal helpen om de uitdagingen van de halvering te overleven.

Milieuproblemen aanpakken

Omdat bitcoin mining steeds grootschaliger en complexer is geworden, heeft het veel kritiek gekregen vanwege het aanzienlijke energieverbruik.

Grootschalige activiteiten, vooral die waarbij ASIC’s worden gebruikt, verbruiken grote hoeveelheden elektriciteit, wat leidt tot bezorgdheid over de impact op het milieu. Als reactie hierop hebben sommige miners geprobeerd om hernieuwbare energiebronnen te gebruiken om hun ecologische voetafdruk te verkleinen, terwijl anderen alternatieve consensusmechanismen zoals Proof of Stake (PoS) hebben onderzocht die minder energie-intensief zijn.

Grote miningbedrijven en blockchainspelers zoals Tether richten zich op het gebruik van energie-efficiëntere apparatuur en investeren in hernieuwbare energievoorziening, zoals zonne- en windenergie, om de koolstofvoetafdruk van het proces te verkleinen en de duurzaamheid ervan te vergroten.

Deze inspanningen benadrukken de groeiende erkenning binnen de blockchain- en cryptocurrency-industrie van het belang van het balanceren van technologische vooruitgang met verantwoordelijkheid voor het milieu. Dit trekt ook milieubewuste investeerders aan die zich zorgen maken over de impact van cryptocurrency mining.

Conclusie

De toepassing van nieuwe technologieën heeft een cruciale rol gespeeld in de ontwikkeling van de industrie van hobbyistische miners tot grootschalige activiteiten en heeft de industrie concurrerender gemaakt. Bitcoin mining is aanzienlijk geëvolueerd sinds het begin, en er zijn nu hele server farms en datacenters die uitsluitend gewijd zijn aan miningactiviteiten.

De wereldwijde Bitcoin mining hashrate staat momenteel op bijna 400 exhashes (EH), volgens Blockchain.com, waarvan een aanzienlijk deel wordt toegeschreven aan grootschalige miners. Dit onderstreept de groeiende aantrekkelijkheid van Bitcoin mining vanuit een financieel perspectief, in lijn met de groeiende adoptie van cryptocurrencies als een mainstream investeringsmiddel.

Meer belangrijke cryptospelers zouden deze sector kunnen betreden als miners of aanbieders van miningdiensten, zoals we hebben gezien bij Binance en Tether. En er zullen waarschijnlijk meer technologische innovaties komen doordat mijnbouwers op zoek gaan naar nieuwe manieren om de efficiëntie te verhogen, wat de groei van de industrie in de komende jaren zal stimuleren.