Wat is een mining pool en hoe werkt het?

Wat is een mining pool?

Een mining pool is een samenwerking tussen meerdere crypto-miners waarbij ze hun rekenkracht combineren om sneller nieuwe blocks te vinden in het mining proces en daarmee gezamenlijk beloningen verdienen. Mining pools zijn ontstaan doordat het in de loop der jaren steeds moeilijk werd om als individu succesvol een block te minen. De beloningen die mining pools verdienen, worden verdeeld op basis van de geleverde hashrate van miners.

Mining pools worden gebruikt bij cryptocurrencies die gebruikmaken van het Proof-of-Work-consensusalgoritme, zoals Bitcoin en Litecoin. Elke 10 minuten op de Bitcoin-blockchain wordt er door duizenden computers over de wereld de juiste hash op een cryptografische puzzel gezocht. De eerste miner met de juiste oplossing mag transacties op de blockchain valideren en ontvangt hiervoor een blockreward. Doordat miners zich aansluiten bij een mining pool, vergroten zij de kans op regelmatige beloningen.

Korte samenvatting

• Een mining pool is een samenwerking van miners die hun rekenkracht bundelen om sneller blocks te vinden en beloningen te verdienen.
• Mining pools zijn ontstaan doordat individueel minen door toenemende moeilijkheid en hogere kosten bijna onmogelijk werd.
• Miners leveren "shares" als bewijs van hun rekenwerk en ontvangen beloningen op basis van hun bijdrage.
• De totale hashrate en de mining difficulty bepalen hoe vaak een pool een block vindt en hoe rendabel mining is.
• Er bestaan verschillende poolstructuren en payout-schemes zoals PPS, FPPS en PPLNS, elk met eigen voor- en nadelen.

Hoe zijn mining pools ontstaan?

In de vroegere jaren van Bitcoin kon iedereen met een normale computer deelnemen aan het Bitcoin-netwerk en dus relatief gemakkelijk Bitcoin minen. Maar naarmate de blockchain groeide, steeg ook de moeilijkheidsgraad om de juiste oplossing voor een block te vinden. Een normale computer was niet genoeg meer. Zo moesten miners investeren in gespecialiseerde hardware, zoals ASIC's, en hogere energiekosten betalen. Hoe groter de blockchain werd en hoe meer mensen Bitcoin begonnen te minen, hoe kleiner de kans voor individuele miners werd om succesvol Bitcoin te minen.

Zo ontstond de eerste mining pool in 2010: Slush Pool. Het idee was simpel: door computers samen te laten werken, konden ze meer computerkracht inzetten en zo sneller blocks vinden. Hierdoor kwamen beloningen regelmatig binnen in plaats van soms of zelfs helemaal niet.

Hoe werkt een mining pool?

Een mining pool verdeelt het werk over alle aangesloten miners. Elke miner stuurt zijn "shares" naar de pool en bewijst hiermee hoeveel geleverde rekenpogingen het heeft gedaan. De shares vertegenwoordigen dus eigenlijk hoeveel werk elke miner heeft verricht tijdens het zoeken naar een correcte hash.

Mocht een mining pool een geldig block vinden, dan wordt de beloning per miner gebaseerd op basis van de hoeveelheid shares die zijn aangeleverd. Het tellen van de shares en het uitdelen van de beloningen aan de crypto wallets van de miners wordt allemaal automatisch geregistreerd door de poolsoftware. Daarnaast rekent de mining pool meestal zelf ook nog een kleine vergoeding tussen de 1% en 2% voor het beheer.

Hashrate en mining difficulty

De hashrate is de snelheid van een miner waarmee het cryptografische berekeningen uitvoert om de juiste hash te vinden. De hashrate is een belangrijk kenmerk van een mining pool: hoe hoger de totale hashrate is, hoe groter de kans is om een block te vinden en dus beloningen te ontvangen.

De mining difficulty (de moeilijkheidsgraad) van het Bitcoin-netwerk laat zien hoe moeilijk het is om de juiste hash te vinden. Satoshi Nakamoto heeft in de Bitcoin whitepaper bepaald dat één block van de blockchain gemiddeld gezien 10 minuten moet duren. Daarom wordt deze mining difficulty ongeveer elke 2016 blocks (ongeveer twee weken) wordt aangepast. Dit zorgt ervoor dat naarmate de totale hashrate van het netwerk verandert, automatisch de mining difficulty van de blockchain wordt verhoogd of verlaagd. Dit maakt mining steeds intensiever en dus ook duurder, waardoor mining pools nog relevanter worden.

Hoe werkt minen technisch gezien?

Bij Proof-of-Work-netwerken zoals Bitcoin proberen miners de juiste hash te vinden voor de block-header. Deze block-header bevat onder andere de hash van het vorige block, de Merkle-root van alle transacties, een timestamp, de difficulty en een nonce. Miners passen deze nonce voortdurend aan om een nieuwe unieke uitkomst te genereren en voeren de block-header door het SHA-256-algoritme totdat de hash voldoet aan het difficulty target. Omdat SHA-256 een eenrichtingsfunctie is, is niet te voorspellen welke input de juiste hash oplevert. Hierdoor bestaat mining uit enorme aantallen willekeurige hashpogingen. Naarmate de difficulty stijgt, zijn steeds meer pogingen nodig om een block te vinden. Individuele miners kunnen dit bijna nooit bijhouden, waardoor mining pools noodzakelijk worden.

Welke verschillende soorten mining pools zijn er?

Mining pools kunnen verschillend zijn op de manier waarop ze zijn opgebouwd en hanteren daarnaast soms ook andere methoden om beloningen te verdelen. Een veelvoorkomend type mining pool is de proportional pool, waarbij miners een beloning ontvangen aan de hand van de hoeveelheid shares dat zij hebben geleverd tijdens het zoeken naar een nieuw block. Daarnaast zijn er ook peer-to-peer pools die bedoeld zijn om centralisatie te beperken. Dit doen zij door een extra laag toe te voegen in de pool die voorkomt dat een beheerder kan valsspelen en zorgt er juist voor dat de pool niet afhankelijk is van één centrale partij.

Naast de structuur van een mining pool is ook de manier van uitbetaling belangrijk, de zogenoemde payout-schemes. Deze bepalen hoe en wanneer miners worden uitbetaald.

• Pay-Per-Share (PPS): Deelnemers krijgen direct een vaste beloning per ingeleverde share.
• Full-Pay-Per-Share (FPPS of PPS+ genoemd): Werkt vergelijkbaar als PPS, maar hierbij ontvangen de miners ook een deel van de transactiekosten uit het block.
• Pay-Per-Last-N-Shares (PPLNS): Deelnemers ontvangen een beloning, afhankelijk van de hoeveelheid shares die miners hebben geleverd sinds het vorige gevonden block. Hierdoor blijven miners meestal langer aangesloten aan de mining pool, omdat ze anders een deel van hun potentiële beloning missen.

Voordelen van mining pools

• Toegankelijk: Veel meer miners kunnen meedoen en hoeven niet te beschikken over enorme hoeveelheden hardware om kans te maken op beloningen.
• Regelmatige beloningen: Door samen te werken zorgen miners voor een stabiel en voorspelbaar inkomen.
• Kostenbesparing: De verdeelde inspanning zorgt ervoor dat hardware- en energiekosten relatief beter terugverdiend kunnen worden.
• Netwerkbeveiliging: Een hogere totale hashrate maakt het netwerk veiliger tegen aanvallen en manipulatie.

Nadelen van mining pools

• Centralisatie: Tegenwoordig wordt het Bitcoin-netwerk gedomineerd door een klein aantal mining pools. Dit gaat in tegen het oorspronkelijke idee van volledige decentralisatie.
• Lagere individuele beloningen: De opbrengsten van een mining pool zijn lager dan wanneer je zelf een block zou minen, maar die kans is zeer klein tegenwoordig.
• Afhankelijk van een pool: Miners in een mining pool moeten vertrouwen op de regels, betrouwbaarheid en transparantie van de poolbeheerder.
• Hoge energieconsumptie: Proof-of-Work-mining blijft heel veel energie kosten, of het nu individueel of in een pool gebeurt.

Hoe kies je een geschikte mining pool?

Als je zoekt naar een mining pool kun je letten op het volgende:

• Grootte en hashrate: Hoe groter de mining pool, hoe vaker het een blok kan vinden. Echter kan een té grote pool bijdragen aan centralisatie.
• Payout-scheme: Bekijk de manier hoe je wordt uitbetaald, dit is afhankelijk van je apparatuur en strategie.
• Kosten: Hoewel de meeste mining pools 1% tot 2% rekenen, kunnen sommige pools tijdelijk 0% kosten hanteren om nieuwe miners aan te trekken.
• Reputatie en transparantie: Let altijd op de statistieken, payouts en technische informatie die een pool deelt.

Wat zijn bekende Bitcoin mining pools?

Bitcoin kent grote mining pools zoals Foundry USA, AntPool, F2Pool, ViaBTC en Binance Pool.

Conclusie

Mining pools vormen een essentiële oplossing binnen Proof-of-Work-systemen doordat ze miners helpen om gezamenlijk consistente en voorspelbare inkomsten te behalen, ondanks de sterk stijgende moeilijkheidsgraad en kosten van mining. Hoewel ze de toegankelijkheid vergroten en het netwerk veiliger maken, brengen ze ook risico's met zich mee zoals centralisatie en afhankelijkheid van poolbeheerders. De keuze voor een geschikte mining pool hangt daarom af van factoren zoals de hashrate, het payout-scheme, de kosten en de betrouwbaarheid van de pool.