Louhintaprosessi Bitcoinissa ja muissa kryptovaluutoissa on keskeinen mekanismi, jolla on kaksi pääasiallista tarkoitusta:

• Uusien tapahtumien lisääminen lohkoketjuun, niiden turvaaminen ja validointi;
• Uusien bitcoinien tuominen liikkeelle.

Seuraava yhteenveto kertaa tähän mennessä käsitellyt keskeiset kohdat ja tarjoaa yksityiskohtaisemman katsauksen siihen, miten louhintaprosessi toimii:

1. Tapahtumien vahvistaminen

Louhijat aloittavat prosessin keräämällä tapahtumia Bitcoin-verkon muistialtaasta. Nämä ovat käyttäjien tekemiä tapahtumia, jotka odottavat vahvistusta ja lisäämistä lohkoketjuun. Louhijat valitsevat, mitkä tapahtumat sisällytetään seuraavaan lohkoon muun muassa tapahtumamaksujen perusteella; korkeammat maksut omaavat tapahtumat priorisoidaan yleensä. Kun louhija on valinnut tapahtumat, ne kootaan lohkoksi.

Seuraava kuva havainnollistaa tätä käsitettä:

Ensin käyttäjät (oletetaan, että käyttäjiä on 'n') lähettävät tapahtumansa, joihin jokaiseen liittyy maksu, jonka käyttäjä on valmis maksamaan tapahtuman käsittelystä. Nämä tapahtumat lähetetään muistialtaaseen (tunnetaan myös nimellä mempool), joka on odotusalue tapahtumille ennen kuin louhijat vahvistavat ne. Muistialtaassa olevat tapahtumat merkitään Tx1:stä Txm:ään, missä 'm' voi olla mikä tahansa määrä altaassa odottavia tapahtumia. Lopuksi louhijat valitsevat muistialtaasta tapahtumat, jotka sisällytetään uuteen lohkoon maksujen perusteella.

2. Proof of Work -ratkaisun löytäminen

Louhinnan ydinprosessi perustuu kryptografisen pulman ratkaisemiseen, jota kutsutaan nimellä proof of work (PoW). Tämä pulma vaatii merkittävää laskentatehoa ja on tarkoituksella vaikea ratkaista, mutta helppo verkon tarkistaa. Pulmassa pyritään tuottamaan tiiviste, joka on tietyn tavoitearvon alapuolella.

Nonce on luku, jota louhijat muuttavat jokaisella yrityksellä ratkaista pulma. Muuttamalla noncea ja tiivistämällä lohkon tiedot louhijat saavat jokaisella kierroksella erilaisen tiivisteen.

Tavoitteena on löytää nonce, joka tuottaa tiivisteen, joka on alhaisempi tai yhtä suuri kuin verkon asettama tavoitetiiviste. Ensimmäinen louhija, joka löytää nonce-arvon, joka tuottaa kelvollisen tiivisteen, saa oikeuden lisätä uuden lohkon lohkoketjuun.

3. Lohkon vahvistus ja palkkio

Kun louhija onnistuu ratkaisemaan pulman, hän lähettää uuden lohkon verkkoon muiden tarkistettavaksi. Muut verkon solmut tarkistavat lohkon oikeellisuuden, mukaan lukien tapahtumien ja hajautuksen paikkansapitävyyden. Jos lohko on kelvollinen, se lisätään lohkoketjuun ja louhija saa palkkioksi vastaluotuja bitcoineja (lohkopalkkio) sekä tapahtumamaksut lohkoon sisältyvistä tapahtumista.

Kuten yllä on esitetty, prosessi on suoraviivainen. Kun lohko on louhittu, levitetty ja vahvistettu, se lisätään lohkoketjuun välittömästi edellisen lohkon jälkeen.

Vaikeustason säätö

Bitcoin-verkko säätää louhintatehtävän vaikeustasoa automaattisesti noin kahden viikon välein eli jokaisen 2 016 lohkon jälkeen. Tämä säätö varmistaa, että uuden lohkon löytämiseen kuluva keskimääräinen aika pysyy noin 10 minuutissa riippumatta verkon kokonaislouhintatehosta. Jos verkkoon liittyy lisää louhijoita ja hash rate kasvaa, vaikeustaso nousee. Vastaavasti, jos louhijoita poistuu ja hash rate laskee, vaikeustaso laskee.