Wat in een blok zit: header, hoogte, grootte en subsidie

Waaruit bestaat een blok?

Een blok heeft twee delen: een header en een body. Mining hasht alleen de header.

• De body bevat de transacties. Die kan een paar honderd bytes zijn of meerdere megabytes, afhankelijk van hoe druk het netwerk is.
• De header is een vaste samenvatting van het blok. Op de meeste netwerken is die precies 80 bytes.
• Mining hasht de header en verder niets.

Dat laatste punt is het nuttigste feit in dit artikel. Een miner probeert miljarden varianten per seconde. Dat zou niet lukken als elke poging betekende dat een blok vol transacties opnieuw gehasht moest worden. Hij hasht alleen 80 bytes opnieuw.

Wat zijn de zes velden in de header?

De header heeft zes velden. Elk veld is er met een reden, en twee ervan doen het meeste werk.

• De versie.
• De hash van het vorige blok.
• De merkle root, één hash die alle transacties samenvat.
• Een tijdstempel.
• De difficulty bits.
• De nonce, een teller die de miner mag veranderen.

De hash van het vorige blok maakt er een keten van. Elke header noemt het blok ervoor. Een oud blok herschrijven zou de hash ervan veranderen. Dat zou de volgende header breken, en de volgende, helemaal tot aan de top. Dit ene veld is het hele beveiligingsargument van proof of work.

De merkle root vat alle transacties in de body samen. Verander één transactie met één byte, en de merkle root verandert. Dan verandert de header, en elke hash die tot dan toe geprobeerd is, is waardeloos. Zo kunnen 80 bytes eerlijk staan voor een blok van elke grootte.

De difficulty bits zijn het doel waar de hash onder moet blijven, in compacte vorm. Het tijdstempel geeft ongeveer aan wanneer het blok gemaakt is, en mag bij benadering zijn. De nonce is het veld dat de miner vrij mag veranderen. Die vrijheid maakt het zoeken überhaupt mogelijk.

Wat gebeurt er als de nonce op is?

De nonce is een kleine teller. Een moderne miner gebruikt alle waarden ervan bijna meteen op. Dat is geen doodlopende weg. De nonce is alleen het makkelijkste om te veranderen, nooit het enige.

Als die op is, verandert de miner iets anders dat in de header terechtkomt.

• Het tijdstempel kan verschuiven.
• De coinbase-transactie (de eerste transactie in het blok, hieronder uitgelegd) kan een beetje worden aangepast. Dat verandert de merkle root, wat een volledig nieuwe header geeft om te doorzoeken.

Op een pool is dit waar de extra nonce voor dient. De pool geeft elke miner een ander startpunt. Zo werken twee miners nooit dezelfde getallen af.

Wat is blokhoogte?

Blokhoogte is hoeveel blokken er vóór een bepaald blok kwamen. Het genesisblok, het allereerste, heeft hoogte nul. Het volgende heeft hoogte één, enzovoort. Het is het getal naast elke regel op de blokkenpagina van de pool en in elke explorer.

De hoogte staat niet echt in de header. Ze volgt uit de plek van het blok in de keten.

Op de meeste moderne netwerken staat de hoogte ook in de coinbase-transactie. Die regel kwam later, zodat twee blokken op verschillende hoogtes nooit byte voor byte gelijk kunnen zijn. Toch is het gezaghebbende antwoord op de hoogte van een blok zijn positie.

Hoogte is ook de natuurlijke manier om bevestigingen te tellen. Een transactie die zes blokken diep ligt, zit in een blok zes onder de top. Elk volgend blok maakt het duurder om haar te herschrijven.

Wat meet de blokgrootte?

Blokgrootte is in feite de grootte van de body. De header is daarnaast een afrondingsfout. Een limiet op de blokgrootte gaat over hoeveel transacties erin passen, niet over de header.

Een vol blok en een leeg blok kosten precies hetzelfde miningwerk. De difficulty bepaalt hoe moeilijk een blok te vinden is. De grootte bepaalt hoeveel het blok meedraagt. Die twee hebben niets met elkaar te maken, en wie ze verwart, krijgt een verkeerd beeld van transactiekosten.

De grootte heeft wel invloed op de markt voor transactiekosten. Als er meer transacties in willen dan er passen, gaan die met hogere kosten voor. De totale kosten in het blok stijgen, en dat gaat direct naar wat het blok oplevert.

Wat is de coinbase-transactie?

De eerste transactie in elk blok is bijzonder. Ze heeft geen afzender. Ze maakt munten uit het niets en betaalt ze aan wie het blok gemaakt heeft.

Ze heet de coinbase-transactie. Ze heeft niets te maken met de exchange met dezelfde naam.

Ze betaalt de blokbeloning, die uit twee delen bestaat.

• De subsidie, de nieuw uitgegeven munten. Het uitgifteschema van het netwerk bepaalt die, en bij de meeste coins wordt ze in de loop van de tijd kleiner.
• De transactiekosten van alle andere transacties in het blok. Gebruikers voegen die toe om hun transacties opgenomen te krijgen.

Op een pool betaalt de coinbase de pool. De pool verdeelt de beloning daarna over iedereen die in die ronde shares stuurde. Dat is geen omweg. Zo betaalt een pool veel mensen uit een beloning die als één ondeelbare betaling binnenkomt.

Waarom doet dit ertoe terwijl u mint?

Zodra de vorm van een blok duidelijk is, worden drie dingen vanzelfsprekend. Alle drie komen steeds terug.

• Een nieuw blok maakt uw werk meteen waardeloos. De hash van het vorige blok is veranderd, dus de header waaraan u zocht bestaat niet meer. Alles wat u daarna nog voor die header instuurt, is een stale share, en geen enkele snelheid lost dat op.
• De pool stuurt u vaak nieuw werk. Elke nieuwe transactie die de pool wil opnemen, verandert de merkle root. Nieuwer werk bevat meer transactiekosten, en dat betekent meer beloning voor dezelfde moeite.
• Blokgrootte komt nooit voor in een schatting van de opbrengst. Wat u verdient, hangt af van de difficulty, de subsidie en de transactiekosten. Het hangt niet af van de bytes in de body.

De blokkenpagina van de pool toont van elk blok de hoogte, de beloning en wanneer het gevonden is. Die regel is het nuttige deel van al het bovenstaande. De explorer toont de rest, inclusief de coinbase-transactie die het blok uitbetaalde.