Bitcoin pod lupou, časť 2/2

V minulom dieli sme si predstavili, ako mena Bitcoin funguje, tentoraz sa pozrieme na to, ako sa táto mena získava. Nasaďte helmy, ideme ťažiť Bitcoin!

Ťažíme, hardware

V predchádzajúcom dieli sme si priblížili fungovanie systému Bitcoin z pohľadu bežného užívateľa, ktorý by si chcel vygenerovať adresu a z nej prijímať/odosielať platby. Taktiež odznelo, že jediný spôsob, ako sa v systéme generujú peniaze, je prostredníctvom dolovania v uzloch. Tie skladajú transakcie do blokov hľadaním hashu bloku s určitými kritériami, za čo v prípade nájdenia dostanú odmenu.

Bitcoin je mena deflačná - je presne daný počet BTC, ktorý bude kedy v systéme cirkulovať. Ten bol tvorcami stanovený na 21 miliónov BTC, ktoré sú "dolovačmi" postupne uvoľňované do systému.

Odmena pre nájdenie bloku však nie je konštanná - po vydolovaní polovice zostávajúceho počtu BTC sa aj odmena zníži o polovicu (teda presne po vydolovaní 210 000 blokov). Na počiatku (2009) bola odmena za získanie bloku 50BTC, v novembri 2012, kedy došlo k vydolovaniu 10 500 000 BTC, bola táto odmena znížená na súčasných 25BTC. Tento stav pravdepodobne potrvá 4 roky, kým nedôjde opäť k zníženiu odmeny na 12.5BTC za blok, atď. Takýchto iterácií, kedy by došlo k zníženiu odmeny, je podľa odhadov 34, pričom každá trvá približne 4 roky. Teda posledný BTC bude vyťažený niekedy v roku 2140, samozrejme za predpokladu, že systém dovtedy prežije.

A prečo sa oplatí zaoberať sa ťažbou BTC? Hodnota 1BTC je, k 18.5.2013, 122USD, resp. 93€, čo nie je málo. Navyše spočítaním bloku ich získate hneď 25, čo je 2325€!

Ako na to?

Chcem byť miner! Chcem zarobiť strašné peniaze! Nie je však všetko zlato, čo sa blyští. Minerov je v súčasnej dobe veľa a vypočetný výkon siete takisto veľký, takže šanca, že by ste len tak sami spočítali blok, je veľmi nízka.

Pokiaľ by ste si chceli zarobiť ťažením BTC, môžte skúšať šťastie sám, čo však silne neodporúčam. Lepšie je pridať sa do nejakého mining pool, kde počítate kolektívne - a odmena sa rozdeľuje medzi všetkých podľa zásluh. Čo však k tomu treba?

Existujú v podstate 4 spôsoby, resp. 4 druhy "železa", na ktorom môžete počitať - využiť procesor, grafickú kartu, FPGA (programovateľné hradlové pole) alebo ASIC (Application-Specific Integrated Circuit, špecializovaný obvod/čip). Ich výkon sa obvykle meria v MH/s (mega hashov za sekundu).

Procesor

Na nich sa pred rokmi začínalo, no v súčasnosti je to najhoršia možnosť, nakoľko reálny zárobok je skoro nulový. Na to by ste museli mať jeden z najvýkonnejších modelov, pričom za ich cenu sa radšej oplatí kúpiť grafickú kartu, ktorá podáva výkon ďaleko vyšší. Parametre niektorých procesorov v tabuľke, údaje prebraté zo stránky projektu alebo diskusných fór. Výkon tiež závisí na použitom programe a jeho stupni optimalizácie a nastavení. Snažil som sa uviesť výkon na továrenskej frekvencii.

Intel

AMD

O ARM či PowerPC sa nemá význam baviť, ich výkon zväčša nedosahuje ani 1MH/s, okrem Cellu, ktorý podáva výkon asi 26MH/s. Taktiež tabuľka je do istej miery nekonzistentná, vzhľadom na plejádu použitých programov a ich rôznom nastavení. K výsledkom novších procesorov, najmä od AMD, som sa nemohol dopracovať, nakoľko sa v súčasnej dobe na mining nepoužívajú, práve kvôli nízkemu výkonu oproti grafickým kartám. V priemere však počítajte do 20MH/s s novým multi-core CPU.

Grafické karty, FPGA, ASIC

Tu to začína byť omnoho zaujímavejšie, a pravdepodobne riešenie pre väčšinu minerov. Grafické karty poskytujú niekoľkonásobne vyšší výkon než procesory.

nVidia

AMD

Pri pohľade na tabuľku nVidie a AMD si mnoho ľudí povie, že je tam nejaká chyba, veď taký Titan predsa nemôže byť rovnako výkonný, ako 2 generácie starý Radeon HD 5870. A tiež prečo je GTX 680 pomalšia ako jej predchodca, a zároveň podáva pätinový výkon ako jej rival, HD 7970?

Čím to teda je, že karty od nVidie podávajú, v porovnaní s Radeonmi, zlomkový výkon? Môže za to odlišná architektúra čipov oboch výrobcov a zároveň povaha riešeného problému. Veľmi dobrý článok, ktorý sa práve touto problematikou zaoberá, bol uverejnený na webe Extremetech.

V provom rade, grafické operácie prebiehajú s číslami v plávajúcej desatinnej čiarke, (FP16/32), no naproti tomu, kryptografické operácie sú vyslovene celočíselné operácie. Jedným z krokov pri výpočte hashu pomocou SHA256 sú pravé bitové rotácie nad 32-bitovými celými číslami - zjednodušene povedané, vezmeme jeden bit sprava, celé 32-bitové číslo posunieme o 1 doprava. Najpravejší bit, ktorý sme v prvom kroku vybrali, vložíme zase ako prvý zľava. Táto operácie nie je v moderných procesoroch či grafických kartách riešená takto naivne, napr. také GPU od AMD má pre túto operáciu natívnu inštrukciu (v jednom kroku o N bitov), ktorej vykonanie trvá 1 takt. Karty nVidie, okrem GTX Titanu, však toto správanie musia riešiť troma inštrukciami - dvoma posunmu (shift) a jedným sčítaním.

Radeony a GTX Titan majú taktickú výhodu - tzv. funnel shifter, súčasť ALU, ktorá dokáže vykonávať akýkoľvek druh posunov alebo rotácií za jeden takt. Tento funkčný blok pozostáva z jedného registra o 2x väčšej dĺžke (v našom prípade má 64 bitov). Pokiaľ by sme chceli rotovať určité 32-bitové číslo napravo, nakopírujeme ho do oboch polovíc tohto registra, a potom pomocou 32-bitového okna "vysekneme" z neho časť, ktorá nás zaujíma.

(schéma bitovej rotácie doprava o "offset" bitov pomocou funnel shiftera)

Pokiaľ by sme chceli urobiť bitovú rotáciu doprava o 1, nastavíme výsekové okno úplne doprava a pohneme s ním raz doľava. Nakoľko obe polovice registrov sú rovnaké, úplne naľavo sa objaví najpravejší bit a celok je zároveň posunutý doprava. Pokiaľ rotujeme o N bitov, operácia vyseknutia zaberie stále len 1 takt.

Vďaka tomu je Titan schopný vykonať 2x viac bitových posunov na (a rotácií) na multiprocesor (SMX) za takt, než GTX 680 - 32 VS 64. Titan má dohromady 14 SMX, čo dáva teoreticky 896 bitových posunov za takt. Výkon Radeonov je tiež 64 shiftov na jeden Compute Unit (CU, približne ekvivalent SMX). Lenže AMD má granulárnejšiu architektúru (=viac jednoduchších elementov), CU neobsahujú toľko výpočtových procesorov ako nVidia, no na druhej strane má viac takýchto jednoduchších CU - a to až 32. Čipy Tahiti v kartách HD 7970 zvládnu teoreticky až 2048 shiftov za takt, 2.2x viac ako Titan a 8x viac ako GTX 680, ktorá má 8 SMX.

Porovnanie výkonu kariet v shift operácii

Ako vidno v tabuľke, teoretický výkon GTX 580 (Fermi) a GTX 680 (Kepler) je rovnaký, no podľa zozbieraných údajov je nižší. Problém však je optimalizácia kernelu (=programu bežiaceho na GPU). Obe architektúry sú do značnej miery odlišné, pokiaľ by bol v testoch kernel správne napísaný na GTX 680, pravdepodobne by podávala vyšší výkon než GTX 580. Na rozdiel od procesorov sú grafické karty vzájomne veľmi odlišné a často musia mať program napísaný doslova na mieru.
 

Porovnanie ceny a výkonu niektorých kariet

Najlepší pomer cena/výkon majú prvé Radeony HD 7970/7950/7870, slabšie modely sa držia pomerne tesne v závese. nVidia je vzhľadom na nízky výkon úplne mimo, kupovať akúkoľvek GeForce špeciálne na Bitcoin mining sa vôbec neoplatí. Výber kariet je teda jasný - pre mining (a všeobecne pre použitie v kryptografii) jednoznačne karty AMD.

FPGA, ASIC

Grafické karty však rozhodne nepodávajú najvyšší výkon pri počítaní. Obvody na mieru sú, čo sa výkonu týka, úplne iná liga. V praxi ich môžeme rozdeliť na programovateľné hradlové polia (FPGA) a špecializované čipy (ASIC). Takýchto produktov je pomerne málo, no ich výkon (a samozrejme cena) je úplne niekde inde, najmä u ASIC.

FPGA čo do výkonu skôr konkurujú grafickým kartám, no sú ďaleko úspornejšie - tak napr. X6500 FPGA Miner podáva výkon 400MH/s, no spotrebuje len 17W energie, čo je neporovnateľne menej, než zostava s HD 7870, ktorá má približne rovnaký výkon.

FPGA

Oveľa zaujímavejšie však sú špecializované čipy. Majú nielen výrazne vyšší výkon než grafické karty, ale aj nižšiu spotrebu. Je to to najvýkonnejšie, čo si môžte pre mining v súčasnej dobe zaobstarať. Mnohé z nich sa ešte nezačali predávať.
 

(Block Errupter Blade)

ASIC

Niektoré ASIC riešenia sú dokonca stand-alone, t.j. nepotrebujú byť pripojené k počítaču, ako napr. Avalon ASIC či Block Errupter, ktoré majú vstavané sieťové adaptéry, v prípade Avalonu či Mini Rigu dokonca Wifi adaptér. Zvyšok sa pripája cez USB k počítaču. Nehovoriac o spotrebe, ktorá je oproti ekvivaletnému systému postaveného na Radeonoch zlomková.

Mining klienti, pools

Ťažiť je možné 2-ma spôsobmi - buď to na vlastnú päsť (tzv. sólo mining), alebo v skupinách - tzv. pooled mining.

Sólo mining je pre niekoho s veľmi výkonným hardware, ideálne ASIC, ktorý má vďaka hrubej sile veľkú šancu nájsť blok aj sám a celú odmenu si pripísať. Pokiaľ však chcete dolovať sami, musíte mať k dispozícii celú block chain na svojom počítači. Najčastejšie sa používa originálny Bitcoin-qt klient, ktorý však musí stále bežať a priebežne svoju databázu aktualizovať.

Ďaleko populárnejší je pooled mining, ktorý funguje tak, že sa so svojím strojom pripojíte do poolu a podieľate sa na dolovaní spolu s ostatnými. Na základe vami spočítaného podielu dostanete odmenu, niekedy si pool berie pár percent (okolo 2) z Vašej odmeny pre svoje vlastné fungovanie.

Medzi veľmi populárne pooly patrí napr. český Slush's pool, ktorý nájdete TEJTO adrese. Sám Slush je autorom protokolu Stratum, ktorý používa v súčasnosti množstvo klientov pre získavanie práce z pool servera, podporovaný je aj starší protokol GetWork, v súčasnosti však pool vyvíja tlak na používateľov, aby prešli na novšie verzie klientských programov práve s podporou Stratumu, tých neochotných "pokutuje" 10% zrážkou z odmeny.

Ako to funguje? Na stránke poolu si vytvoríte účet, pričom automaticky sa Vám vytvorí konto pre prvé zariadenie/počítač aj s heslom. Na jednom konte tak môžte mať množstvo počítačov. Netreba zabudnúť vyplniť Bitcoin adresu pre zasialanie odmien, prípadne aj prah zasielania odmien. V klientskom programe zadáte patričné údaje a môžete počítať, na stránke profilu by ste mali prakticky okamžite vidieť aktivitu novopripojeného počítača.

(Slush's pool, prehľad ťažby)

Prehľad ďalších mining pools nájdete TU. Dokonca existujú programy, s ktorými si môžete zriadiť vlastný pool.

Pre mining je samozrejme treba aj nejaký program. Tých existuje pomerne dosť, na zopár vytypovaných sa pozrieme.

cgminer, bfgminer

Multiplatformové programy bez užívateľského rozhrania. Oba si rozumejú nielen s grafickými kartami, ale aj niektorými špecializovanými obvodmi (Icarus, Bitforce, Ztex, Avalon). Pre GPU sa používa OpenCL, pričom je možné si vybrať z niekoľkých kernelov; podporuje sólo aj pooled mining. Pre sólo ťažbu však musíte nastaviť cestu ku klientovi, obvykle k originál Bitcoin-qt kleintovi a ten musí byť zapnutý a stále aktualizovaný. Nastavuje sa cez konfiguračný súbor prípadne cez príkazový riadok, idálne je si vytvoriť dávku, cez ktorú ho spúšťať.

Pokiaľ máte Radeon, poskytuje program celú plejádu možností - od regulácie otáčok ventilátora cez zmeny frekvencií jadra/pamätí až po zmeny napätia jadra/pamäte. Podporuje multi-GPU systémy, pričom každú kartu si môžete nakonfigurovať ako chcete. Definujete tiež intenzitu výpočtov, napr. na primárnej karte chcete aj používať Windows a nechcete, aby Vám samotné GUI operačného systému sekalo, tak na nej intenzitu znížite. Naopak, na ostatných kartách, ktoré používate čisto na počítanie, nastavíte plnú intenzitu.

Oba programy vyzerajú v podstate rovnako, bfgminer je totiž odnož projektu cgminer, ktorá sa oddelila po nezhodách jedného z programátorov so zvyškom projektu. Celkom slušný flamewar na túto tému je TU.                            

cgminer môžte nájsť TU, bfgminer stiahnete TU.

GUIminer

Pre tých, ktorí preferujú radšej GUI pred terminálom je tu GUI miner, ktorý v sebe integruje niekoľko dolovacích utilít, ktoré púšťa podľa toho, aký máte v počítači hardware. Obsahuje cgminer pre karty AMD, Ultrasoft CPU miner pre procesory, CUDA miner pre karty nVidia. Má v sebe predkonfigurované adresy pre niektoré pooly, podporuje aj ťažbu sólo, pre ktorú je však treba mať Bitcoin-qt klienta.

Medzi ďalších klientov patrí napr. poclbm napísaný v jazyku Python, cpuminer s podporou SSE2 pre ťažbu na CPU (len Linux), RPCminer, ktorý podporuje CPU a GPU mining alebo Phoenix2 s podporou CUDA a OpenCL.

Ziskovosť alias elektrika (väčšinou) nie je zadarmo

Pokiaľ sa rozhodnete, že budete dolovať Bitcoins, musíte si vedieť spočítať, či sa Vám to vôbec oplatí. Faktorom je práve spotreba elektriny, a pokiaľ kupujete hardware vyslovenie na ťažbu, tak aj cena vstupnej investície. Existuje niekoľko stránok, na ktorých si môžete spočítať ziskovosť Vášho systému,a to vrátane ceny elektriny a hardware.

Tak napr. uvažujme zostavu ako v našej staršej recenzii z roku 2008, venovanej Radeonu HD 4850. Zostava mala v zátaži spotrebu 283W, výkon HD4850 je približne 75MH/s, cena za 1kW/h elektrickej energie v dnešnej dobe je asi 0.15€ (= 0.20USD). Cenu hardware uvažovať nebudeme, je to náš starší domáci počítač, ktorý sme na tento účel primárne nekupovali. Kurz k 18.5.2013 je 121USD za 1BTC. Kalkulačka na webe http://www.bitcoinx.com/profit/ nám spočíta teoretickú ziskovosť:

Za 3 mesiace by sme pri taktomto systéme prerobili na elektrike 89.35USD, teda "zisk" -67€. S takou HD 7950 by to už bolo veselšie:

Pokiaľ by sme opäť neuvažovali cenu hardware, výkon 500MH/s, spotreba PC by bola 276W, tak za 3 mesiace by sa nám na konto pripísalo 113USD. Pokiaľ by sme si však kartu kúpili výhradne na mining, po započítaní jej ceny ceny (370USD) však zisťujeme, že samotná karta sa bude splácať 9 mesiacov!

S ASIC riešeniami je to ďaleko ružovejšie. Chceli by sme si pre ťažbu zakúpiť napr. BitForce SC 5GH/s s výkonom 5000MH/s a cenou 312USD vrátane poštovného. Jeho spotreba je udaná na 30W, nech má zvyšok PC spotrebu tak 100W.

Napriek investícii a spotrebovanej elektrine nám táto krabička teoreticky vygeneruje zisk 1974USD za 3 mesiace, čo už nie je málo. Všetko však závisí od kurzu, zložitosti výpočtu a výkonu celej siete. Tento ASIC sa však zatiaľ nepredáva, po jeho príchode (a podobných) však zrejme dôjde z veľkému nárastu výkonu siete, čo povedie k zvýšeniu zložitosti a zisk bude zrejme menší, než táto prognóza. Každopádne veľmi zaujímavá krabička :)

Obchodujeme s BTC

Pokiaľ si ťažením nejaké BTC zarobíte, prípadne niekde kúpite (inzeráty, burza), budete ich chcieť nejak použiť. V súčasnej dobe rastie počet inštitúcií, ktoré prjímajú platby prostredníctvom Bitcoin. Nájdete nielen kvantum online kasín, ale už môžete nakupovať aj reálny tovar. Prierez ponukou webov, kde môžte platiť Bitcoinmi, nájdete napr. na stránkach:

- https://en.bitcoin.it/wiki/Trade
- https://www.spendbitcoins.com/places/

Za BTC si na internete môžete kúpiť prakticky čokoľvek, od rôznych "gadgets", cez počítače, oblečenie, solárne panely, zájazdy, atď. Môžte si nechať urobiť komplet webovú stránku s návrhom, programovaním, hostingom a zaplatiť za to v BTC.

Čo do ponuky služieb na tom Bitcoin nie je zle, na druhej strane, konkurencia v rámci jednotlivých odvetví nie je v súčasnosti tak veľká. Momentálne všaj chýbajú zvučné mená ako eBay, PayPal, Valve/STEAM či iných väčších spoločností. Zopár firiem na Slovensku a v ČR tiež prijíma platby v BTC, existuje tiež množstvo organizácií, ktoré prijímajú finančné dary v podobe BTC.

Pokiaľ by ste ich predsa len chceli speňažiť, existuje niekoľko možností. Môžte vyvesiť inzeráty a dúfať, že ich od Vás niekto odkúpi, cenu si obvykle musíte stanoviť vopred.

Aj v našich končinách sa pomaly objavujú inzeráty, kde môžete za ponúkaný tovar zaplatiť v BTC, no v čase písania článku by ste ich spočítali na prstoch.

Ideme na burzu

Veľmi zaujímavým spôsobom, ako zužitkovať Bitcoiny, je speňažiť ich na burze za reálne peniaze. Asi najväčšou burzou je MtGox, ktorá podľa štatistík ovláda asi 63% trhu s BTC.

Systém je veľmi jednoduchý - vytvoríte si účet, kam potom "nalejete" svoje peniaze. Môžete nakupovať BTC za reálne peniaze, alebo svoje vyťažené BTC tu predať. Vášmu účtu bude priradená Bitcoin adresa, na ktorú posielate svoje BTC, tie sa Vám pripíšu na konto. Keď uznáte za vhodné, v prípade dobrého kurzu, môžete ich so ziskom predať za nejakú zo svetových mien. Tie si potom, obvykle za poplatok, môžte nechať poslať na účet.

Okrem burzy existuje aj množstvo zmenární, napr. na Slovensku portál https://www.zmenarenbitcoin.sk/zamena.html, na druhej strane, na burze môžte získať lepší kurz, len treba sledovať vývoj.

Záver

Snažil som sa viac detailne priblížiť fungovanie nového elektronického fenoménu - jednej z prvých internetových kryptografických mien Bitcoin. Názory na túto menu sa rôznia - jeden tábor ju zatracuje kvôli tomu, že je do istej miery pre nich nepochopiteľné, ako môže mať niečo hodnotu, čo v reále ani neexistuje; alebo celú vec označujú ako nafúknutú bublinu. Sám som mal problém pochopiť, odkiaľ sa v systéme vlastne berú peniaze, ale je to v podstate rovnaké, ako so zlatom - ľudia to označia ako cenné, a keďže je po tom dopyt, znamená, že to má cenu.

Bitcoin si však získal aj svojich priaznivcov, veľkosť komunity okolo Bitcoin už nedáva spávať ani inštitúciam ako Európska Centrálna Banka, údajne sa o Bitcoin zaujíma aj americká tajná služba CIA. Poskytuje anonymitu pri vytvárání účtu a platení, mena je celosvetová a tým odpadajú poplatky za medzinárodné prevody. Transakčné poplatky sú viac-menej dobrovoľné, v súčasnosti sú uzly odmeňované za nachádzanie hashu blokov, v budúcnosti je možné, že po vyčerpaní odmeny sa zavedú povinné minimá pre transakčné poplatky.

Čo sa novej mene vytýka je napr. jednoduché zneužitie na kriminálne účely, nákup drog či zbraní, nakoľko účty sú anonymné a nedajú sa zablokovať. Bitcoin taktiež trápi problém zlatého systému a to nestabilita kurzu. Behom dňa sa môže stať, že hodnota BTC zmení o 10-20% hoci len na pár hodín, a to pre obchodníkov nie je príjemné, nakoľko môžu prísť o zisk.

Existuje niekoľko ďalších systémov postavených na základe Bitcoinu. Za zmienku stojí napr. Litecoin, ktorý do obehu vypustí 84 miliónov kusov meny a údajne je namierený proti ťaženiu cez FPGA a ASIC, proof-of-work je totižto náročný aj na pamäť a nie len výkon - tzv Scrypt. Podobný pricíp má aj Litecoin, ktorej bude až 336 milónov, ponúkať bude nižšiu zložitosť proof-of-work, z čoho si sľubuje rýchlejšie rozšírenie. Možno sa dočkáme podobného systému aj od nejakej banky.

(fyzické Bitcoins, ktoré "razí" firma Casascius)

Bitcoin tak trochu preniká aj do reálneho sveta. Firma Casascius dokonca "razí" fyzické Bitcoin mince, ktoré v sebe ukrývajú privátny kľúč k adrese, kde sa suma nachádza. Mince sú dokonca pozlátené. Skupina nadšencov vyrobila prototyp bankomatu na Bitcoin, ktorý je, podľa ich slov, jednoduchší a lacnejší než štandardný bankomat, navyše aj jednoduchší na použitie. Vloženú hotovosť v dolároch Vám pripíše na Vašu Bitcoin adresu.

Čo si o internetových menách myslíte Vy? Má Bitcoin šancu stať sa štandardom, alebo je to len nafúknutá bublina? Podeľte sa o svoj názor v diskusii pod článkom, alebo na našom Facebooku.