Bitcoin louhinta ja laajemmin kryptovaluuttojen louhinta

Tämän artikkelin fokuksena on Bitcoin louhinta. Käsittelemme myös laajemmin aihetta kryptovaluuttojen louhinta, eli miten louhintaa suoritetaan vaihtoehtoisilla menetelmillä. Artikkeli ottaa myös kantaa Bitcoinin sähkönkulutukseen ja sen ongelmiin.

Rekisteröidy Binancelle

Bitcoin louhinta – mihin sitä tarvitaan

Aloitetaan louhinnan käsitelly ensin Bitcoinista. Kyseessä on vanhin, suosituin ja tunnetuin valuutta, jonka louhinta on myös eniten tapetilla mediassa.

Bitcoin on kryptovaluutta, joka hyödyntää erilaisia teknologioita sekä algoritmeja. Sen ytimessä on lohkoketju, joka on tuhansille tietokoneille hajautettu tietokanta. Tällaisen tietovaraston ylläpito ei ole aivan yksinkertaista. Kyseessä on globaalisti hajautettu verkko, jonka jäsenten on löydettävä konsensus tallennettavasta tiedosta ja pysyttävä varmentamaan sen aitous.

Kaikkien kryptovaluuttojen ytimessä on jonkinlainen konsensusalgoritmi. Se on proseduuri, minkä avulla muodostetaan konsensus lohkoketjuun tallennettavasta tiedosta. Kyse on käytännössä verkkoon lähetetyistä transaktioista. Bitcoinin käyttämä konsensusalgoritmi on nimeltään Proof of Work.

Kuten nimikin kertoo, algoritmi vaatii osallistujilta työntodistetta. Käytännössä tämä työ on tietokoneen suorittamaa laskentaa. Kun osallistujat todistavat muille käyttävänsä resursseja, ne pääsevät rakentamaan Bitcoinin lohkoketjua.

Bitcoinin tapauksessa työn tekevät louhijat. Kyse on tietokoneesta, joka suorittaa matemaattisia laskutoimituksia määrätyllä tavalla. Nykyisin louhintaa tehdään siihen erikoistuneilla ASIC-laitteilla.

Bitcoin louhinta Antminer
Kuvassa kiinalaisen Bitmainin valmistamia ASIC-louhijoita.

Tehokkaat ASIC-koneet maksavat tuhansia dollareita, ja niiden sähkönkulutus on valtavaa. Tällaista työtä ei tehdä vapaaehtoisesti. Siksi mukaan astuvat lohkopalkkiot, eli louhijat saavat työstään palkinnoksi bitcoineja. Tämän lisäksi transaktion lähettäjät maksavat louhijoille transaktiomaksun, joka vaihtelee ruuhkasta riippuen kymmenistä senteistä kymmeniin euroihin.

Louhijat muodostavat lohkoketjun uudet lohkot ja lisäävät niihin verkkoon lähetetyt transaktiot. Louhijoiden tekemä työ on Bitcoinin toiminnan selkäranka. On kuitenkin muistettava eräs tärkeä pointti. Vaikka louhijat tekevät kovan työn, Bitcoin-verkon ylimpinä vartijoina toimivat nodet. Tarkalleen ottaen full nodet, eli sellaiset palvelimet, jotka ylläpitävät koko Bitcoinin lohkoketjua.

Nodet eivät saa palkkioita lainkaan, vaan ne toimivat vapaaehtoispohjalta. Noden tehtävänä on valvoa Bitcoin-verkon konsensussääntöjä, eli ne vahvistavat jokaisen transaktion ja jokaisen blokin. Jos louhija yrittäisi sisällyttää lohkoon jotain sinne kuulumatonta, nodet hylkäisivät sen.

Nodet ovat siis Bitcoin-verkon poliiseja ja pitävät yllä suurinta valtaa. Bitcoin-verkossa on tuhansia nodeja ympäri maailmaa.

Bitcoin louhinta – muita Proof of Work vaihtoehtoja

Bitcoinin lohkoketju käynnistyi tammikuussa 2009. Ei mennyt pitkään, kun markkinoille alkoi tulla kilpailevia kryptovaluuttoja johtuen Bitcoinin ohjelmakoodin open source -luonteesta. Yksi tunnetuimmista on vuonna 2011 syntynyt Litecoin.

Myös Litecoin käyttää Proof of Work -konsensusta, mutta louhinta ei ole sataprosenttisesti samanlaista. Tämä johtuu Litecoinin käyttämästä louhinta-algoritmista. Bitcoinin louhinta-algoritmi on SHA-256 – Litecoinin puolestaan scrypt. Ethereumin vastaava on nimeltään ethash.

Louhinta-algoritmi määrittelee tarkemmin, millaista laskentatehoa vaaditaan. Tässä kohtaa voidaan tehdä karkea jako: osa algoritmeista kuormittaa enemmän tietokoneen prosessoria (CPU), osa puolestaan näytönohjaimen prosessoria (GPU).

GPU rig
Kuvassa GPU-rig eli näytönohjaimista rakennettu louhintalaite

Jotkut PoW-kryptovaluutat käyttävät louhinta-algoritmeja, joiden tavoitteena on estää edellä mainittujen ASIC-laitteiden käyttö. Yksi tällaisista on privaattikolikko Monero. Tämän tarkoituksena on estää louhinnan keskittyminen suurpelureiden louhintafarmeihin ja antaa ”taviksille” myös mahdolisuus louhintaan.

Kryptovaluuttojen louhinta laajemmin

Bitcoinin louhintaa on kritisoitu jo pitkään sen vaatimasta laskentatehosta, mikä johtaa valtavaan sähkönkulutukseen. Tämä aihe nousi pinnalle jo 2010-luvun alkuvuosina. Eikö konsensuksen voisi muodostaa myös muilla tavoin?

Ratkaisuksi muodostui konsensusalgoritmi Proof of Stake.

Yhä elossa oleva Peercoin oli ensimmäinen kryptovaluutta, joka otti käyttöön Proof of Stake -konsensuksen. Sen toimintaidea on nimensä mukaisesti steikkaus eli panostus. Osallistujat eivät uhraa fyysisen laitteen resursseja vaan rahallisen panoksen.

PoS-järjestelmässä louhijoita kutsutaan validaattoreiksi. Nämä ovat tahoja, jotka ovat steikanneet eli käytännössä lukinnet suuren määrän kyseistä kryptovaluuttaa. Panostus todistaa muille, että näillä toimijoilla on paljon hävittävää, jos ylläpitotyö tehdään huonosti.

Jos validaattori omistaa itse paljon kyseistä valuuttaa, hänellä on insentiivi suorittaa lohkoketjun ylläpitotyö oikein. Vihamielinen tai virheellinen toiminta aiheuttaisi validaattorille suuren taloudellisen menetyksen, koska panostettu kryptovaluutta menettäisi arvonsa.

Cardano on yksi Proof of Stake -platformeista. Alla olevalla videolla kerrotaan, miten Cardanon staking toimii.

Proof of Staken etuna on sen mitätön sähkönkulutus. Validaattoriksi kelpaa tavallinen palvelinkone, jonka ei tarvitse suorittaa laskutehtäviä 24/7/365. Validaatoreita on myös määrällisesti vain murto-osa louhintalaitteiden määrästä.

Vuosien kuluessa Proof of Stake -konsensusalgoritmista on luotu myös erilaisia variantteja. Suosituin on Dan Larimerin kehittämä Delegated Proof of Stake, jossa käytetään usein 21 validaattoria. Jokainen kryptovaluuttaa omistava voi äänestää omaa suosikkiaan validaattoriksi tai delegoida äänensä.

PoS-ratkaisussa validaattorit saavat palkkioita työstään transaktiomaksujen tai muiden insentiivien kautta.

Nykyisin on käytössä myös kokonaan uudenlaisia teknologioita, kuten IOTA:n käyttämä DAG (suunnattu syklitön verkko), joka ei ole varsinaisesti enää lohkoketju. Markkinoilla on myös useita erilaisia PoS-variantteja.

Bitcoin louhinta ja sen ongelmat

Siirrytään seuraavaksi louhintatyön ongelmiin. Tässä kohtaa on tärkeä ymmärtää, että Proof of Workin ongelmat koskettavat lähinnä muutamaa vanhemman sukupolven kryptovaluuttaa. Bitcoin on tehonkulutuksessa sitten aivan omaa luokkaansa.

Bitcoinin louhinnasta nostetaan esiin kaksi selkeää ongelmaa:

  1. Sähkönkulutus
  2. Louhinnan keskittyminen

Julkinen keskustelu fokusoituu kohtaan yksi. Äskettäin julkaistun Iltalehden lööpin mukaan, Bitcoin kuluttaa sähköä saman verran kuin Suomen valtio. Eri tutkimukset päätyvät hieman eri lukemiin. Helmikuussa julkaistun arvion mukaan kulutus olisi vielä suurempi, jopa 121 terawattituntia (TWh) vuodessa.

Toinen ongelma on enemmän Bitcoin-skenen sisäistä keskustelua. Se voidaan jakaa kahteen osaan: keskittyminen maantieteellisesti sekä keskittyminen harvojen toimijoiden haltuun.

On syytä ymmärtää, että louhinta on nykyisin raakaa bisnestä. Kyse on kymmenien (satojen) miljoonien eurojen investoinneista, joille etsitään optimaalista lokaatiota ympäri maailmaa. Louhintayritykset rakentavat valtavia ”farmeja” eli teollisuushalleja, jotka sisältävät jopa tuhansia Bitcoin-louhijoita.

Kuka tahansa tavis voi teoriassa ostaa itsekin louhintalaitteen. On kuitenkin selvää, että laskentateho keskittyy varsin pieneen määrään louhintafarmeja. Louhijat muodostavat sitten louhintapooleja, joissa useampi louhintafarmi lähtee kimppaan keskenään. Louhintatuotot jaetaan kaikille poolin jäsenille.

Tällä hetkellä markkinoita ei dominoi mikään yksittäinen pooli. Alla oleva kuva on osoitteesta btc.com/stats/pool/.

Bitcoin louhintapoolit

Poolissa on järkeä aivan samalla tavalla kuin vakioveikkaus- tai ravikimpassa. Usean toimijan yhdistetty panos mahdollistaa suuremman tuoton pienemmällä varianssilla. Vaikka voitot on jaettava muiden kesken, niitä saa taskuun paljon useammin, kuin yksin louhimalla.

Toinen ongelma on maantieteellinen keskittyminen Kiinaan. Vuoden 2019 lopulla arvioitiin, että 65 % Bitcoinin louhinnasta tapahtuu Kiinassa. Seuraavat toimijat (USA, Venäjä, Kazakstan) ovat kaikki alle 10 prosentin siivuilla. Nykyisin Kiinan dominanssi on laskenut, mutta maa dominoi joka tapauksessa globaalia louhintabisnestä.

Moni Bitcoin-kriitikko näkee tämän uhkana, koska Kiinan valtio voisi yrittää hyödyntää tätä dominanssia Bitcoinin vahingoittamiseksi. Aiheesta on olemassa erilaisia salaliittoteorioita.

Onko Bitcoinin sähkönkulutus ongelma?

Kommentoidaan seuraavaksi Bitcoinin louhintaa toisesta näkökulmasta, eli onko kyseessä oikeasti ongelma?  Kaiken keskiössä on tietysti kommentti valtavasta sähkönkulutuksesta. Kriitikoiden mielestä on älytöntä/typerää tuhlata sähköä tällaiseen toimintaan.

Yleensä kritiikiltä alkaa pudota pohja jo tämän väitteen kohdalla, koska kyseessä on henkilön subjektiivinen mielipide. Yhdysvalloissa käytetään jouluvaloihin enemmän sähköä, mitä kokonaiset valtiot kuluttavat vuodessa. Onko tämä sitten järkevää sähkönkulutusta?

Ihmiskunta on historiansa aikana käyttänyt aina energiaa erilaisiin asioihin. Osa niistä on yhteiskunnan infrastruktuurille elintärkeää, mutta osa on viihdettä tai muuta toimintaa, jota ilmankin tulisimme hyvin toimeen. Mihin raja vedetään? Vapaat markkinat ovat olemassa juuri näitä päätöksiä varten.

Jokainen on vapaa tuomaan markkinoille oman ideansa energian ja resurssien käyttökohteita. Jos riittävän moni kokee sen hyödylliseksi, idea saa kannatusta ja rahoitusta. Oli kyse sitten Bitcoinista tai jouluvaloista, niin molemmat koetaan tällä hetkellä sähkönkulutuksen arvoisina.

Jos Bitcoin olisi täysin hyödytön ja järjetön turhake, maailmaan ei rakennettaisi yhtään louhintafarmia.

Tämän lisäksi Bitcoinin sähkönkulutusta on verrattava muihin vastaaviin operaatioihin. Alla oleva taulukko antaa osviittaa tästä (lähde: Dan Hedl).

Bitcoin tehonkulutus

Kuten näkyy, esim. kullan louhinta on monta kertaluokkaa haitallisempaa. Siitä aiheutuu myös valtavat vahingot ympäristölle joka puolella maailmaa. Kultaesiintymistä on myös käyty sotia kautta historian. Ei mikään ihme, että Bitcoinia arvottomaksi väittävät ”gold bugit” jättävät kritisoimatta Bitcoinin louhintaa.

Puhumattakaan sitten nykyisen fiat-rahajärjestelmän vaatimasta kulutuksesta! Entäs Visa, PayPal, Mastercard tai muut maksujärjestelmät? Pelkästään Visalla on noin 20.000 työntekijää ympäri planeettaa. Miten paljon edes tämä yritys aiheuttaa päästöjä ihmisten työmatkoista, toimistojen sähkönkulutuksesta ja niin edelleen.

Bitcoin on historiallinen innovaatio, joka on parantanut jo nyt monien ihmisten elämää myös planeettamme köyhimmissä maissa. Se mahdollistaa säästämisen ja vaurastumisen kenelle tahansa uskonnosta, ihonväristä ja kansallisuudesta riippumatta. Täysin ilman valtioiden kontrollia.

Bitcoin on pelastusrengas keskuspankkien kestämätöntä rahapolitiikkaa vastaan. Se on globaali ja sensuurivapaa maksujärjestelmä, joka hyväksyy kaikki halukkaat käyttäjäkseen. Bitcoin tarjoaa uuden mahdollisuuden miljardeille ihmisille ympäri maapalloa, joilta on tähän asti evätty pankkiyhteydet.

Suurin ongelma Bitcoinin kritisoinnissa on se, etteivät kriitikot ymmärrä lainkaan kritiikkinsä kohdetta. Jos ei ymmärrä Bitcoinin globaalia merkitystä tai mitä ongelmia se ratkaisee, on mahdoton nähdä sen vaatimaa sähkönkulutusta järkevänä.

Moni pitää Bitcoinia yhtä tärkeänä keksintönä kuin internetiä. Onko Suomen verran sähkönkulutusta vuositasolla liikaa tämän tason innovaation?

Bitcoinin louhinta käyttää tehokkaasti energiaa

Bitcoinin sähkönkulutusta kritisoivat jättävät usein huomioimatta pari tärkeää asiaa. Sähköä voi nimittäin kuluttaa monella tavalla. Edellä kuvattu kullan louhinta on hyvä esimerkki huonosta tavasta, sillä valmiiksi saastuttava toiminta pyörii pitkälti fossiilisilla polttoaineilla.

Harva kriitikko ymmärtää, miten paljon Bitcoinin louhintaa tehdään uusiutuvilla energianlähteillä. Alla oleva grafiikka on The Blockin artikkelista vuodelta 2019.

Bitcoin louhinnan jakautuminen

Sichuanin provinssi on Kiinassa Bitcoin-louhinnan keskus. The Blockin artikkelin kirjoitushetkellä yli puolet maailman louhintakapasiteetista oli kyseisellä alueella. Peräti 90 % vaaditusta energiasta tuotetaan uusiutuvilla energianlähteillä. Sichuanissa hyödynnetään valtavasti vesivoimaa.

Vesivoimala

Edellä oleva grafiikka kertoo Bitcoinin globaalin sähköntuotannon olevan 73-prosenttisesti uusiutuvilla energianlähteillä. Tällä hetkellä lukema on hieman suurempi. Louhinnassa hyödynnetään myös aurinko- ja tuulivoimaa.

Kenties vieläkin tärkeämpi pointti on kyky hyödyntää energiaa tehokkaasti. Moni Bitcoinin louhintafarmeista on sijoitettu alueille, jossa on tarjolla ylikapasiteettia. Toisin sanoen, energia tuotettaisiin joka tapauksessa, mutta se menisi usein hukkaan.

Energian siirtäminen ei ole halpaa tai helppoa lystiä. Bitcoinin louhintafarmit voidaan kuitenkin rakentaa mihin tahansa maapallolla. Bitcoin-louhinta liikkuu ketterästi juuri sinne, jossa on tarjolla hukkaenergiaa tai parhaat olosuhteet esim. aurinko- tai tuulivoiman hyödyntämiselle.

Bitcoin louhinnan tulevaisuus

Edellä on otettu kantaa tyypillisiin kritiikin lähteisiin Bitcoinin energiankulutuksesta. Aiemmin mainittiin myös keskittyminen Kiinaan sekä suuriin louhintafarmeihin. Onko tähän olemassa ratkaisuja?

Louhinta on keskittynyt Kiinaan paristakin eri syystä. Ensinnäkin, Kiinan valtio on tukenut louhijoita halvalla sähköllä. Toiseksi, Kiinalainen Bitmain on dominoinut pitkään laitemarkkinoita. Kiinalla on ollut siis hallussaan sekä teknologia että puitteet louhinnalle.

Viime vuosina louhintafarmeja on noussut yhä enemmän myös Kiinan ulkopuolelle. Etenkin Yhdysvalloista on tulossa tärkeä peluri, ja louhijoita siirtyy Kiinasta muihin Aasian maihin (esim. Iran). Moni louhija hakee poliittisesti suotuisampaa ympäristöä. Lisäksi Kiinan sadekaudet aiheuttavat ongelmia sähkön saatavuudessa.

Myös Bitmain on menettänyt monopoliasemaansa uusille laitetoimittajille ja avannut jopa suuria louhintafarmeja Yhdysvaltoihin. Kehitystä tapahtuu siis oikeaan suuntaan.

Lopuksi on syytä muistaa myös alussa kerrottu fakta Bitcoinin verkosta. Vaikka louhijat tekevät raskasta ja tärkeää työtä, ne eivät voi yksin ottaa Bitcoin-verkkoa haltuunsa. Full nodet ovat ylintä valtaa pitävä elin. Tämä tosiasia rajoittaa merkittävästi esim. Kiinan teoriittisia mahdollisuuksia ottaa louhijat haltuunsa ja tehdä hallaa Bitcoinille.

Jos haluat tutustua aiheeseen lisää, tsekkaa alla oleva video.

Bitcoinin louhinta on jatkossakin louhintafarmien hanskassa ja kovaa bisnestä. Tämä on luonnollinen kehityssuunta ja optimoi resursseja. Olisi erittäin tehotonta ympäristön kannalta, jos louhinta tapahtuisi miljoonilla kotikoneilla ympäri maailmaa.

Yksittäisillä henkilöillä on myös pääsy louhintamarkkinoille esim. cloud mining -ratkaisujen tai muiden sijoitusinstrumenttien kautta. Tämä kenttä kehittyy varmasti tulevaisuudessa. Toisin sanoen, tavallinen sijoittaja voi ostaa osuuden tietyn farmin tuotannosta.

Myös laitepuolella tapahtuu hurjaa kehitystä. ASIC-laitteet ovat jatkuvasti tehokkaampia hyödyntämään energiaa, minkä lisäksi ympäristöystävällisempiä vaihtoehtoja löytyy ajan myötä lisää. Bitcoin-louhinta on luonteeltaan toimintaa, jota kehitetään ja tehostetaan jatkuvalla syötöllä.

Kryptovaluuttojen louhinta – tulevaisuus

Miltä näyttää kryptovaluuttojen louhinta sitten laajemmin? Bitcoinin louhinnassa tuskin tapahtuu merkittäviä muutoksia 2020-luvun aikana. Bitcoin-verkon hashrate eli laskentateho on kasvanut tasaisesti jo monta vuotta. Alla olevan kuvan informaation löytyy osoitteesta blockchain.com/charts/hash-rate.

Bitcoin hashrate

Kaikki tehonkulutus ja louhintainfra tarjoaa Bitcoinille ultimaattisen turvan ja sitä kautta myös vahvistaa sen arvoa. Valtava louhintateho on juuri se syy, miksi Teslan kaltaiset yhtiöt uskaltavat sijoittaa miljardeja dollareita käteisvaroistaan Bitcoiniin.

On toki teoriassa mahdollista, että Bitcoin-yhteisö siirtää Proof of Working aikanaan syrjään. Viimeinen Bitcoin louhitaan vuonna 2140, eikä kukaan tämän artikkelin lukijoista ole silloin enää elossa. On mahdoton ennustaa, millaisia teknologioita meillä on käytössä edes 20-30 vuoden päästä. Ovatko Bitcoin-louhijat siirretty tuolloin Elon Muskin takapihalle Mars-planeetalle?

Edellä mainittua Proof of Stake -konsensusta ei ole murrettu minkään merkittävän kryptovaluutan kohdalla. Siinä on kuitenkin omat ongelmansa, kuten Justin Sun vs Steemit -tapauksessa nähtiin. Jatkossa herää varmasti kysymys, onko muiden valuuttojen kuin Bitcoinin järkevää uhrata sähköä PoW:n vaatimalla tavalla.

Esimerkiksi Ethereum on jo aloittanut siirtymisen kohti 2.0-versiota ja Proof of Stake -konsensusta. Sen kaikki kilpailijat ovat jo valinneet tämän ratkaisun, kuten lähes poikkeuksetta jokainen muukin projekti viimeiset 5+ vuotta.

Jäljelle jää lähinnä valuuttoja kuten Litecoin, Bitcoin Cash ja Dash. Näille projekteille on vaikea nähdä valoisaa tulevaisuutta, sillä nopeita ja halpoja siirtoja saadaan aikaan myös sadoilla eri Proof of Stake -alustoilla.

Ehkäpä Proof of Work -konsensusta hyödyntää jatkossa vain pari erikoistapausta, kuten privaattivaluutta Monero. Ja tietysti Bitcoin. Muilta osin markkina täyttynee Proof of Stake -ratkaisuista tai DAG:n kaltaisista teknologioista, jotka eivät ole varsinaisesti edes lohkoketjuja.

Kuuntele ihmeessä myös alla oleva keskustelu, joka ottaa kantaa moniin artikkelissa mainittuihin pointteihin.

Image by Лечение Наркомании from Pixabay, Photo by Sharath G. from Pexels, Photo by Dmitry Demidko on Unsplash

Antti Hyppänen on Bitcoinkeskuksen perustaja sekä sivuston pääanalyytikko. Hän on seurannut kryptovaluuttoja työkseen vuodesta 2017 lähtien. Antti seuraa myös aktiivisesti makrotalouden tapahtumia. Kiinnostuksen kohteita ovat kryptovaluuttojen lisäksi kulta, hopea sekä Yhdysvaltojen osakemarkkinat. Antti vastaa pääosin Bitcoinkeskuksen sisällöntuotannosta sekä some-kanavien ylläpidosta.

Alec Baldwin eToro


Disclaimer: Bitcoinkeskus ei anna sijoitusvinkkejä eikä suosittele ostamaan mitään tiettyä kryptovaluuttaa. Kryptovaluutat sisältävät suuren riskin sijoituksen menettämisestä. Vuoden 2018 aikana suurin osa tunnetuista kryptovaluutoista on pudonnut yli 90% kurssihuipustaan. Lue lisää info-sivulta.

Ei kommentteja, oletko sinä ensimmäinen?

Kommentoi

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.


*