ในบล็อกมีอะไร: header ความสูง ขนาด และเงินอุดหนุนบล็อก

มีสองส่วน และถูก hash เพียงส่วนเดียว

บล็อกประกอบด้วยส่วนหัว (header) และส่วนเนื้อหา (body) ส่วนเนื้อหาคือธุรกรรม ซึ่งอาจมีขนาดไม่กี่ร้อยไบต์หรือหลายเมกะไบต์ ขึ้นอยู่กับว่าเชนยุ่งแค่ไหน ส่วน header คือบทสรุปของบล็อกที่มีขนาดคงที่ และบนเชนส่วนใหญ่มีขนาด 80 ไบต์พอดี

การขุดคือการ hash ตัว header และไม่มีอย่างอื่น นี่คือข้อเท็จจริงที่มีประโยชน์ที่สุดในบทความนี้ เพราะอธิบายสิ่งที่ดูเหมือนเป็นไปไม่ได้: ซอฟต์แวร์ขุดลองหลายพันล้านรูปแบบต่อวินาที และจะทำแบบนั้นไม่ได้ถ้าทุกครั้งที่ลองต้อง hash บล็อกที่เต็มไปด้วยธุรกรรมใหม่ทั้งหมด แต่มันไม่ต้องทำ มัน hash ใหม่แค่ 80 ไบต์

หกฟิลด์ใน header

header เก็บเวอร์ชัน, hash ของบล็อกก่อนหน้า, merkle root, เวลาประทับ (timestamp), บิตความยาก และ nonce ทุกฟิลด์มีเหตุผลที่ต้องอยู่ตรงนั้น และสองฟิลด์ในนั้นทำงานส่วนใหญ่

hash ของบล็อกก่อนหน้าคือสิ่งที่ทำให้บล็อกเรียงกันเป็นเชน แต่ละ header อ้างถึงบล็อกก่อนหน้าของตน การแก้บล็อกเก่าจึงทำให้ hash ของบล็อกนั้นเปลี่ยน ซึ่งทำให้ header ถัดไปพัง และ header ถัดไปอีก ไปจนถึงบล็อกล่าสุด นี่คือเหตุผลด้านความปลอดภัยทั้งหมดของ proof of work (PoW) ในฟิลด์เดียว

merkle root คือ hash เดียวที่สรุปทุกธุรกรรมในส่วนเนื้อหา ถ้าเปลี่ยนธุรกรรมหนึ่งรายการ แม้เพียงไบต์เดียว merkle root ก็เปลี่ยน header จึงเปลี่ยน และทุก hash ที่ลองมาจนถึงตอนนั้นก็ไร้ค่า นี่คือวิธีที่ 80 ไบต์สามารถเป็นตัวแทนของบล็อกขนาดเท่าใดก็ได้อย่างถูกต้อง

บิตความยากคือเป้าหมายที่ hash ต้องต่ำกว่า เขียนในรูปแบบย่อ เวลาประทับคือเวลาโดยประมาณที่บล็อกถูกสร้าง และอนุญาตให้คลาดเคลื่อนได้ ส่วน nonce คือฟิลด์ที่ซอฟต์แวร์ขุดเปลี่ยนได้อย่างอิสระ ซึ่งเป็นสิ่งที่ทำให้การค้นหาเป็นไปได้

nonce หมดได้ และนั่นไม่เป็นปัญหา

nonce คือตัวนับขนาดเล็ก และเครื่องขุดสมัยใหม่ใช้ค่าทั้งหมดที่ nonce เก็บได้หมดแทบจะในทันที ฟังดูเหมือนทางตัน แต่ไม่ใช่ เพราะ nonce เป็นเพียงสิ่งที่เปลี่ยนได้สะดวกที่สุด ไม่ใช่สิ่งเดียวที่เปลี่ยนได้

เมื่อ nonce หมด ซอฟต์แวร์ขุดจะเปลี่ยนสิ่งอื่นที่ป้อนเข้า header เวลาประทับขยับได้ ธุรกรรม coinbase ก็ปรับเล็กน้อยได้ ซึ่งทำให้ merkle root เปลี่ยน และได้ header ใหม่ทั้งหมดให้ค้นหา บนพูล นี่คือหน้าที่ของ extranonce: ช่วยให้พูลแจกจุดเริ่มต้นที่ต่างกันให้นักขุดแต่ละคน จะได้ไม่มีสองคนคำนวณตัวเลขชุดเดียวกัน

ความสูงคือตำแหน่ง ไม่ใช่ฟิลด์

ความสูงของบล็อกคือจำนวนบล็อกที่มาก่อนบล็อกนั้น บล็อกปฐมกาล (genesis) มีความสูงเป็นศูนย์ บล็อกถัดไปเป็นหนึ่ง และต่อไปเรื่อยๆ นี่คือตัวเลขที่คุณเห็นข้างทุกรายการในหน้า “บล็อก” ของพูลและใน explorer ทุกตัว

ควรรู้ไว้ว่าความสูงไม่ได้ถูกเก็บไว้ใน header จริงๆ แต่ได้มาจากตำแหน่งของบล็อกในเชน บนเชนสมัยใหม่ส่วนใหญ่ ความสูงยังถูกเขียนลงในธุรกรรม coinbase ด้วย ซึ่งเป็นกฎที่เพิ่มเข้ามาภายหลัง เพื่อไม่ให้สองบล็อกที่ความสูงต่างกันมีไบต์เหมือนกันทุกไบต์ แต่คำตอบที่เป็นทางการว่าบล็อกสูงเท่าไรก็ยังคงเป็นตำแหน่งของมัน

นี่ก็เป็นเหตุผลที่ความสูงเป็นวิธีที่เป็นธรรมชาติในการพูดถึงการยืนยัน ธุรกรรมที่ถูกฝังลึกหกบล็อกคือธุรกรรมที่บล็อกของมันมีความสูงต่ำกว่าบล็อกล่าสุดหกบล็อก และทุกบล็อกที่เพิ่มขึ้นทำให้การแก้ไขธุรกรรมนั้นแพงขึ้นอีก

ขนาดคือส่วนเนื้อหา และเป็นส่วนที่เต็มได้

ขนาดบล็อกโดยพื้นฐานคือขนาดของส่วนเนื้อหา เพราะ header เล็กจนแทบไม่มีผลเมื่อเทียบกัน เมื่อคนพูดว่าเชนมีขีดจำกัดขนาดบล็อก พวกเขาหมายถึงจำนวนธุรกรรมที่ใส่ได้ ไม่ใช่ header

บล็อกที่เต็มกับบล็อกที่ว่างใช้งานขุดเท่ากันทุกประการ ความยากตัดสินว่าบล็อกหายากแค่ไหน ขนาดตัดสินว่าบล็อกบรรจุอะไรได้มากแค่ไหน สองเรื่องนี้ไม่เกี่ยวกัน และการสับสนระหว่างสองเรื่องนี้คือที่มาของความเข้าใจผิดมากมายเรื่องค่าธรรมเนียม

สิ่งที่ขนาดส่งผลคือตลาดค่าธรรมเนียม เมื่อมีธุรกรรมอยากเข้าบล็อกมากกว่าที่ใส่ได้ ธุรกรรมที่เสนอค่าธรรมเนียมสูงกว่าจะได้เข้าก่อน และค่าธรรมเนียมรวมในบล็อกก็สูงขึ้น ซึ่งส่งผลตรงไปยังสิ่งที่บล็อกจ่าย

ธุรกรรม coinbase และเงินอุดหนุนบล็อก

ธุรกรรมแรกในทุกบล็อกเป็นธุรกรรมพิเศษ ไม่มีผู้ส่ง สร้างเหรียญขึ้นมาจากความว่างเปล่า และจ่ายเหรียญเหล่านั้นให้ผู้ที่สร้างบล็อก มันถูกเรียกว่าธุรกรรม coinbase ซึ่งไม่เกี่ยวอะไรกับกระดานเทรดที่ชื่อเดียวกัน

สิ่งที่มันจ่ายคือเงินอุดหนุนบล็อกบวกค่าธรรมเนียมของธุรกรรมอื่นทุกรายการในบล็อก เงินอุดหนุนบล็อกคือส่วนที่ออกใหม่ กำหนดโดยตารางการปล่อยเหรียญของเชน และลดลงตามเวลาในเหรียญส่วนใหญ่ ค่าธรรมเนียมคือสิ่งที่ผู้ใช้แนบมากับธุรกรรมเพื่อให้ได้เข้าบล็อก ทั้งสองอย่างรวมกันคือรางวัลบล็อก

บนพูล ธุรกรรม coinbase จ่ายให้พูล จากนั้นพูลจะกระจายรางวัลให้ทุกคนที่ส่ง share ในรอบนั้น นี่ไม่ใช่ทางอ้อม: มันคือวิธีที่พูลจ่ายเงินให้คนจำนวนมากจากรางวัลที่มาถึงเป็นการจ่ายก้อนเดียวที่แบ่งไม่ได้

ทำไมเรื่องเหล่านี้จึงสำคัญขณะที่คุณขุด

มีสามเรื่องที่ชัดเจนขึ้นทันทีเมื่อเข้าใจรูปร่างของบล็อก และทั้งสามเรื่องถูกถามถึงอยู่ตลอด

• ทำไมบล็อกใหม่จึงทำให้งานของคุณใช้ไม่ได้ทันที ฟิลด์ hash ของบล็อกก่อนหน้าเปลี่ยน header ที่คุณกำลังค้นหาจึงไม่มีอยู่อีกต่อไป สิ่งที่คุณส่งสำหรับ header นั้นหลังจากนี้คือ share ที่ล้าสมัย (stale share) และความเร็วเท่าไรก็แก้ไม่ได้
• ทำไมพูลจึงส่งงานใหม่มาให้บ่อย ทุกธุรกรรมใหม่ที่พูลต้องการใส่ทำให้ merkle root เปลี่ยน และ template ที่ใหม่กว่ามีค่าธรรมเนียมมากกว่า ซึ่งหมายถึงรางวัลมากขึ้นสำหรับงานเท่าเดิม
• ทำไมขนาดบล็อกจึงไม่ปรากฏในการประมาณรายได้ สิ่งที่คุณได้ถูกกำหนดโดยความยาก เงินอุดหนุนบล็อก และค่าธรรมเนียม ไม่ใช่จำนวนไบต์ในส่วนเนื้อหา

หน้า “บล็อก” ของพูลนี้แสดงความสูง รางวัล และเวลาที่พบบล็อก ซึ่งเป็นส่วนที่มีประโยชน์ของทั้งหมดข้างต้นย่อไว้ในแถวเดียว ส่วน explorer จะแสดงส่วนที่เหลือ รวมถึงธุรกรรม coinbase ที่จ่ายรางวัลนั้น