Vandaag de dag is het in principe voor iedereen mogelijk om thuis cryptovaluta te minen. Dat komt onder andere door de verbeterde mining hardware zoals GPU (Graphic Processing Units). GPU worden al een aantal jaren gebruikt voor het mining proces. Bij de aankoop van mining hardware moet je met een aantal belangrijke zaken rekening houden. In de eerste plaats moet de hardware geschikt zijn voor de virtuele valuta die je wilt gaan minen. Daarnaast moeten ook het rendement en de kosten die met de aanschaf van mining hardware gepaard gaan, met elkaar in overeenstemming zijn. Wat is het energieverbruik van de apparatuur? En wat is de hashrate? Met andere woorden: kun je met de apparatuur ook daadwerkelijk doen wat je ermee wilt doen?

Wat is het verschil tussen CPU en GPU?

Iedere reguliere computer is uitgerust met een CPU (Central Processing Unit). De CPU is verantwoordelijk voor de basisbewerkingen en de controle bij het uitvoeren van de programmacode en is dan ook één van de belangrijkste elementen van een computer. De CPU zorgt ervoor dat het computersysteem op de juiste manier wordt uitgevoerd. Een GPU is een grafische processor en wordt voornamelijk gebruikt voor het uitvoeren van videotaken. In de beginjaren van cryptocurrency mining werd hoofdzakelijk gebruikgemaakt van CPU. Echter was de processnelheid beperkt en ook het energieverbruik bij het mining proces was hoog, waardoor het minen met CPU niet erg efficiënt was. Daarom werd er meer en meer gekozen voor de Grapic Processing Units (GPU).

Gelijksoortige en herhalende taken

GPU zijn sneller in het uitvoeren van gelijksoortige en herhalende taken, dan in het uitvoeren van afwisselende en meervoudige taken, zoals dat bij CPU het geval is. Bij het mining proces is sprake van veel gelijksoortige en herhalende taken, waarbij continu wordt geprobeerd om verschillende hashes te decoderen. Een blockchain bestaat uit gevalideerde transacties en het validatieproces is afhankelijk van data, die is versleuteld door algoritmische hashing. De versleutelde waarde is een reeks van cijfers en letters die geen gelijkenis vertonen met de originele data. Deze versleutelde waarde noemen we de “hash”. Bij hashing wordt data verwerkt van een blok binnen het blockchainnetwerk via een wiskundige formule. Deze formule resulteert vervolgens in een bepaalde output van een vaste lengte.

Vaste lengte van de output

Het gebruik van een vaste lengte voor de output zorgt voor extra veiligheid bij het hashingproces, omdat iemand die zou proberen om de hash te decoderen, niet aan de hand van de output kan vaststellen hoe lang of hoe kort de werkelijke input is. Hashen van het woord “goedenavond” bijvoorbeeld zorgt voor een even lange output als de zin “ik heb net lekker een stuk gewandeld”. De functie om de hash te genereren is deterministisch. Dat wil zeggen dat iedere keer als dezelfde input wordt gebruikt, hetzelfde resultaat wordt geproduceerd.

Investeren in mining hardware

Het uitvoeren van de hashfunctie die nodig is om nieuwe blokken binnen het netwerk te versleutelen, vereist dan ook behoorlijk wat computerkracht. Het opwekken van die computerkracht kan een zeer dure aangelegenheid zijn. Om particulieren en bedrijven (die worden aangeduid als miners) te verleiden om te investeren in mining hardware, worden zij door de verschillende cryptocurrency-netwerken beloond met cryptocurrency-tokens en transactievergoedingen. Deze miners worden alleen beloond wanneer zij ook daadwerkelijk de eerste zijn die een hash creëren, die voldoet aan de vereisten van de zogenaamde “target hash”.

Wat is target hash?

De target hash is een nummer. Een gehashte block-header moet kleiner zijn dan of gelijk zijn aan dit nummer, voordat een nieuw blok kan worden beloond. Deze target hash wordt gebruikt voor het bepalen van de moeilijkheid van de input en zorgt ervoor dat blokken binnen het blockchainnetwerk op een efficiënte manier worden gegenereerd. Het oplossen van een hash is het oplossen van een ingewikkeld wiskundig probleem en begint met de data die beschikbaar is in de block-header. Ieder blok bevat de volgende elementen: een versienummer, een tijdsaanduiding, de hash van het voorgaande blok in de keten, de hash van de Merkle Root, de target hash en de nonce.

De Superhash E8 – 224 MH/s Ethereum (Classic) – GPU miner

Wat is de Merkle Root?

De ‘root node’ van een ‘hash-boom’ (Merkle tree) is een afstammeling van alle gehashte paren in de hash-boom. Iedere transactie is gelieerd aan een hash. Alle transactie-hashes binnen een blok zijn op hun beurt ook zelf gehasht, soms zelfs meerdere keren. De uitkomsten van die hashes noemen we de Merkel Root. De Merkel Root bestaat dus uit de hash van alle hashes, van alle transacties binnen dat desbetreffende blok. De Merkel Root is ingesloten binnen de block-header. De block-headers moeten dan ook een geldige Merkel Root-afstammeling van alle transacties van dat specifieke blok bevatten.

Wat is de nonce?

Het ‘raden’ van de hash begint in de block-header. Wanneer een miner een blok succesvol wil minen, dan zal hij de eerste moeten zijn die de zogenaamde nonce raadt. De nonce is toegevoegd aan de gehashte inhoud van het blok en daarna nogmaals gehasht. De nonce is een nummer dat de blockchain miners proberen op te lossen en wordt maar één keer gebruikt. Bij het mining proces draait het om het vinden van een hash onder het streefgetal, dat is berekend op basis van de moeilijkheidsgraad. Proof of work is het doorlopen van alle mogelijke oplossingen om de nonce te raden.

Proof of work en consensus

De proof of work bij het mining proces maakt gebruik van een input die bestaat uit de Merkle Root, de tijdsaanduiding, de hash van het vorige blok en de nonce. Wanneer het output-resultaat in hash kleiner is dan het streefgetal, dan hebben de miners het blokje gegenereerd en is er over dat blokje binnen het netwerk consensus (overeenstemming) bereikt. De miners die de juiste waardes hebben gevonden, hebben het blokje gegenereerd en worden vervolgens beloond met crypotcurrency’s.

Nonce en moeilijkheidsgraad

Het oplossen van de nonce gaat gepaard met een heleboel trial-and error. Dat komt omdat de nonce een willekeurig nummer is. De kans dat een miner de eerste keer de juiste nonce achterhaald is erg klein en dat betekent dan ook dat de miners eerst een heleboel nonce-opties moeten uitproberen, voor ze de juiste nonce te pakken hebben. Hoe groter de moeilijkheidsgraad, hoe langer het zal duren voordat de miner een oplossing genereert. Deze moeilijkheidsgraad is een maatstaf die aangeeft hoe ingewikkeld het is om een hash te creëren, die exact voldoet aan de vereisten van de target hash.

Arithmetic Logic Units

Het minen is een ingewikkeld proces dus het kiezen van de juiste mining hardware is dan ook erg belangrijk. GPU zijn uitgerust met een groot aantal zogenaamde Arithmetic Logic Units (ALU). Deze ALU zijn verantwoordelijk voor het uitvoeren van wiskundige berekeningen en hierdoor zijn GPU in staat om betere output te leveren voor het miningproces.

Asic’s

Hoewel GPU populair zijn onder cryptominers is er ook andere mining hardware beschikbaar, zoals de ASIC’s (Application Specific Integrated Circuits). Deze ASIC’s zijn nog beter in het uitvoeren van hash berekeningen en zijn ontworpen voor allerlei verschillende applicaties. ASIC’s zijn sneller en energiezuiniger dan GPU. Een aantal cryptocurrency’s maakt gebruik van verschillende algoritmen om ASIC’s te weren. Er zijn dan ook een aantal cryptocoins die niet gemind kunnen worden met ASIC’s. Het is dan ook belangrijk dat de mining hardware geschikt is voor de specifieke cryptocurrency die je wilt minen. Welke mining hardware je ook kiest: weeg alle voor- en nadelen goed tegen elkaar af.

Litecoin en Scrypt

Eén van de voordelen van GPU’s is dat ze niet alleen geschikt zijn voor het minen van Bitcoins, maar voor het minen van verschillende virtuele valuta. De cryptocurrency Litecoin maakt bijvoorbeeld gebruik van “Scrypt”, een ander proof of work algoritme dan de Bitcoin. Het Scrypt-algoritme is geoptimaliseerd voor zowel GPU als CPU.

FPGA

Een Field Programmable Gate Array (FPGA) is een geïntegreerd circuit, dat is ontworpen om te worden geconfigureerd nadat het is gebouwd. Hierdoor is de fabrikant van mining hardware in staat om chips specifiek aan te passen voor Bitcoin-mining, nog voordat hij de chips in de eigen apparatuur integreert. Minen met FPGA is snel, doelmatig en het rendement is groot.

Bij de aanschaf van mining hardware moet je rekening houden met het rendement

Voor de aanschaf van mining hardware is het belangrijk dat je uitzoekt wat het rendement zal zijn van je apparatuur. Hierbij moet je de aanschafkosten, de hashrate, het energieverbruik en de prijs van de desbetreffende crypto-activa die je wilt gaan minen, secuur tegen elkaar afwegen. Je kunt van tevoren berekenen hoe lang het duurt voor je je investering in de mining hardware kunt terugverdienen. Wanneer je eenmaal een keuze hebt gemaakt voor mining apparatuur, zijn er een aantal dingen die je moet doen. Afhankelijk van de gekozen mining hardware, zul je over de juiste software moeten beschikken om het apparaat te kunnen gebruiken. Bij het gebruik van GPU en FPGA wordt gebruikgemaakt van een standaard Bitcoin client en mining software.

Interactie met de Bitcoin clients

Deze software verbindt je computer met het blockchainnetwerk en stelt je computer in staat om een interactie aan te gaan met de Bitcoin clients. Voordat een miner gebruik kan maken van de blockchain, zal hij eerst de hele Bitcoin blockchain moeten downloaden. Dit downloaden is een langdurig proces. De software instrueert vervolgens de mining hardware om het mining proces in gang te zetten. Er is verschillende mining software op de markt voor onder andere Windows en Mac OS X.

Welke Cryptocurrency Mining Hash Algoritmen zijn er?

Er zijn zeer veel verschillende hash algoritmen. Hieronder heb ik 5 belangrijke algoritmen voor crypto mining op een rij gezet.

SHA-256 algoritme

Het meest bekende Cryptocurrency Mining Hash Algoritme is het SHA-256 algoritme, dat onder andere wordt toegepast bij Bitcoin. SHA staat voor “Secure Hash Algorithm” en genereert unieke 256-bit (32-byte) handtekeningen voor een teksttekenreeks. De bloktijd voor SHA-256 algoritmen varieert van 6 tot 10 minuten. De SHA-256 hashrate wordt gemeten aan de hand van GH/s, dat staat voor “gigahashes per seconde”, oftewel 1 miljard hash berekeningen per seconde. Het miningproces met het SHA-256 algoritme kan worden uitgevoerd met ASIC mining hardware. Onder andere Bitcoin, BitcoinCash, Peercoin, Devcoin, Zetacoin, Bytecoin, Terracoin en Namecoin worden met het SHA-algoritme gemined.

Scrypt algoritme

Het Scrypt algoritme is eenvoudiger dan het SHA-256 algoritme. De hashrate van Scrypt wordt gemeten aan de hand van KH/s, dat staat voor “kilohashes per seconde”, oftewel 1000 hash berekeningen per seconde. Minen met het Scrypt algoritme kan worden gedaan met zowel een CPU als een GPU. Inmiddels is er ook ASIC’s mining hardware beschikbaar voor Scrypt mining. Dit algoritme is specifiek ontworpen om grootschalige aanvallen op gegevens erg kostbaar te maken. Voor dergelijke aanvallen is namelijk veel geheugen en rekenkracht nodig (en dus duurdere hardware) en is daardoor minder interessant voor kwaadwillenden. De cryptovaluta die met het Scrypt algoritme worden gemind zijn onder andere: Litecoin, Novacoin, Digitalcoin, Dogecoin, Pandacoin, Bitmark en TagCoin.

X11 algoritme

Het X11 hashing algoritme maakt gebruik van een opeenvolging van 11 hashing algoritmen voor het uitvoeren van de proof of work. Eén van de grootste voordelen van het gebruik van de het X11 algoritme is dat het energieverbruik heel efficiënt is. De GPU vereisen ongeveer 30 procent minder wattage en het X11 hashing algoritme kan wel tot 50 procent “koeler” worden uitgevoerd, dan dat dat bij bijvoorbeeld het Scrypt algoritme het geval is. De hashrate van X11 wordt gemeten aan de hand van MH/s, dat staat voor “megahashes per seconde”, oftewel 1 miljoen hash berekeningen per seconde. We komen het X11 algoritme tegen bij het minen van cryptocurrency’s zoals: Dash, Startcoin, XCurrency, Karmacoin, CannabisCoin en MonetaryUnit.

Ethash algoritme

Ethash is het proof of work algoritme dat wordt toegepast bij het miningproces van Ethereum. Dit algoritme bouwt voort op 2 voorgaande algoritmen: Dagger en Hashimoto. Het Dagger algoritme werd ontwikkeld door Ethereum oprichter Vitalik Buterin, als een alternatief voor bestaande algoritmen zoals bijvoorbeeld Scrypt. Het Hashimoto algoritme was bedoeld om zogenaamde “ASIC resistance” te bereiken. Wanneer een cryptocurrency ASIC resistant is, dan betekent dat dat er in principe nog geen ASIC’s apparatuur of oplossing is ontwikkeld, om de desbetreffende cryptocurrency te minen. Deze coins kunnen dan alleen nog maar worden gemind met mining hardware zoals CPU en GPU. De hashrate van het Ethash algoritme wordt gemeten aan de hand van MH/s, dat staat voor “megahashes per seconde”, oftewel 1 miljoen hashes per seconde. Ethash wordt toegepast bij onder andere: Ethereum, Ethereum Classic en Expanse.

CryptoNight algoritme

Het CryptoNight algoritme is ontworpen voor CPU op reguliere computers. CryptoNight werd geïmplementeerd in een open source protocol, dat ervoor zorgt dat de privacy bij transacties met cryptovaluta toeneemt. Dit protocol heet CryptoNote en is vooral bekend van de cryptocurrency Monero. In tegenstelling tot het Scrypt algoritme is het CryptoNight algoritme voor het genereren van nieuwe blokken binnen het blockchainnetwerk, afhankelijk van álle voorgaande blokken. De hashrate van CryptoNight wordt gemeten aan de hand van H/s, dat staat voor “hashes per seconde”, oftewel hash berekeningen per seconde. Het CryptoNight algoritme wordt toegepast bij het minen van onder andere: Monero, Dashcoin, FantomCoin, Bytecoin, DigitalNote, Pebblecoin, en Boolberry.

Bitkoning AMD GPU Mining Rig 181.2Mh/s: de ideale mining hardware voor beginners!

De keuze voor de juiste mining hardware is dus voor een groot deel afhankelijk van de desbetreffende cryptocurrency die je wilt gaan minen. De Bitkoning GPU Mining Rig met 181.2 megahashes per seconde is zeer geschikt voor iedereen die wil starten, met het minen van onder andere Monero, Ethereum, Zcash, Ethereum Classic en Digibyte. Deze GPU mining hardware heeft zes AMD MSI Radeon RX580 grafische kaarten en maakt het voor iedere beginner zeer eenvoudig, om cryptocurrency mining onder de knie te krijgen. De Bitkoning AMD GPU Mining Rig 181.2Mh/s ondersteunt meer dan 10 verschillende Cryptocurrency Mining Hash Algoritmen waaronder: Ethash, CryptoNight, 11XGost, NeoScrypt en Skunkhash.

Op de hoogte blijven van de ontwikkelingen op het gebied van de blockchaintechnologie? Meld je dan nu aan voor onze blogpost!