Στο σημερινό έντονα ανταγωνιστικό τοπίο εξόρυξης, οι ανεξάρτητοι ανθρακωρύχοι μικρής κλίμακας —γνωστοί και ως solo miners— δεν έχουν ουσιαστικά καμία ρεαλιστική πιθανότητα επιτυχίας. Η πιθανότητα να βρείτε ένα μπλοκ και να κερδίσετε αρκετά για να καλύψετε το κόστος ηλεκτρικής ενέργειας και υλικού είναι εξαιρετικά χαμηλή, κάνοντας το solo mining ελάχιστα διαφορετικό από την αγορά ενός λαχείου. Ακόμη και οι πιο ισχυροί κατασκευαστές ASIC καταναλωτικής ποιότητας δεν μπορούν να ανταγωνιστούν μεγάλες εμπορικές φάρμες εξόρυξης που λειτουργούν δεκάδες χιλιάδες τσιπ σε τεράστιες εγκαταστάσεις διακομιστών που βρίσκονται κοντά σε πηγές ενέργειας χαμηλού κόστους, όπως υδροηλεκτρικά εργοστάσια.
Ως αποτέλεσμα, οι ανθρακωρύχοι συνεργάζονται ολοένα και περισσότερο λαμβάνοντας μέρος σε δεξαμενές εξόρυξης. Σε μια ομάδα εξόρυξης, η υπολογιστική ισχύς χιλιάδων συμμετεχόντων συνδυάζεται και οι ανταμοιβές μοιράζονται μεταξύ τους. Με τη συμμετοχή σε ένα pool, οι ανθρακωρύχοι κερδίζουν μόνο ένα μέρος της συνολικής ανταμοιβής, αλλά συνήθως λαμβάνουν πληρωμές σε τακτική —συχνά καθημερινή— βάση, γεγονός που μειώνει σημαντικά την αβεβαιότητα.
Εξετάστε ένα συγκεκριμένο παράδειγμα. Ας υποθέσουμε ότι ένας ανθρακωρύχος αγοράζει ένα μηχάνημα ικανό να παράγει 6.000 GH/s ισχύος κατακερματισμού ή 6 TH/s. Τον Αύγουστο του 2014, μια τέτοια συσκευή μπορεί να κοστίζει περίπου 10.000 $. Λειτουργεί σε 3 κιλοβάτ (kW), χρησιμοποιεί 72 κιλοβατώρες ηλεκτρικής ενέργειας την ημέρα και κοστίζει περίπου 7 έως 8 δολάρια την ημέρα σε ηλεκτρική ενέργεια. Στη δυσκολία δικτύου Bitcoin εκείνης της εποχής, αυτός ο ανθρακωρύχος θα μπορούσε να περιμένει να βρει ένα μπλοκ μέσω solo mining μόνο μία φορά κάθε 155 ημέρες ή περίπου κάθε πέντε μήνες κατά μέσο όρο. Εάν ο εξορύκτης πετύχει κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, η ανταμοιβή θα είναι 25 bitcoins. Σε τιμή bitcoin περίπου 600 $, αυτή η ανταμοιβή θα αξίζει 15.000 $. Αυτό θα κάλυπτε το κόστος του υλικού και της ηλεκτρικής ενέργειας κατά τη διάρκεια της περιόδου και θα άφηνε ένα καθαρό κέρδος περίπου 3.000 $.
Ωστόσο, εάν ο εξορύκτης θα βρει πράγματι ένα μπλοκ μέσα σε αυτούς τους πέντε μήνες εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την τύχη. Ο εξορύκτης μπορεί να βρει δύο μπλοκ και να κερδίσει ένα σημαντικό κέρδος ή μπορεί να μείνει δέκα μήνες χωρίς να βρει κανένα απολύτως μπλοκ και να υποστεί οικονομική ζημία. Για να γίνουν τα πράγματα χειρότερα, η δυσκολία απόδειξης εργασίας του Bitcoin μπορεί να αυξηθεί σημαντικά κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου. Δεδομένου του γρήγορου ρυθμού βελτίωσης στο υλικό εξόρυξης, ένας ανθρακωρύχος μπορεί να έχει στη διάθεσή του όχι περισσότερο από έξι μήνες για να ανακτήσει την επένδυση πριν ο εξοπλισμός ξεπεραστεί από μια νεότερη, πιο αποδοτική γενιά μηχανών.
Εάν ο ίδιος εξορύκτης ενταχθεί σε μια πισίνα εξόρυξης αντί να περιμένει μια πιθανή μεγάλη πληρωμή μία φορά κάθε πέντε μήνες, ο εξορύκτης μπορεί να κερδίσει περίπου $500 έως $700 την εβδομάδα. Αυτό το σταθερό εισόδημα βοηθά στην κατανομή του κόστους ηλεκτρικής ενέργειας και υλικού με την πάροδο του χρόνου, μειώνοντας την ανάγκη ανάληψης σημαντικών οικονομικών κινδύνων. Μετά από επτά έως εννέα μήνες, το υλικό μπορεί να εξακολουθεί να είναι απαρχαιωμένο και ο συνολικός κίνδυνος μπορεί να παραμένει υψηλός, αλλά τουλάχιστον το εισόδημα κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου είναι πιο κανονικό και προβλέψιμο.
Οι δεξαμενές εξόρυξης συντονίζουν τις προσπάθειες εκατοντάδων ή και χιλιάδων ανθρακωρύχων μέσω ενός αποκλειστικού πρωτοκόλλου εξόρυξης. Μετά την εγγραφή ενός λογαριασμού στο pool, κάθε miner διαμορφώνει το μηχάνημα εξόρυξης ώστε να συνδέεται με τον διακομιστή pool. Κατά την εξόρυξη, η συσκευή παραμένει συνδεδεμένη με τον διακομιστή και συγχρονίζει την εργασία της με αυτή των άλλων συμμετεχόντων. Με αυτόν τον τρόπο, οι ανθρακωρύχοι στην πισίνα μοιράζουν τις εργασίες εξόρυξης μεταξύ τους και αργότερα μοιράζονται τις ανταμοιβές.
Όταν ένα μπλοκ εξορύσσεται επιτυχώς, η ανταμοιβή του μπλοκ καταβάλλεται στη διεύθυνση bitcoin του pool και όχι σε έναν μεμονωμένο εξορύκτη. Μόλις η συσσωρευμένη ανταμοιβή ενός εξορύκτη φτάσει σε ένα καθορισμένο όριο, ο διακομιστής της πισίνας στέλνει μια πληρωμή στη διεύθυνση bitcoin αυτού του εξορύκτη σε τακτά χρονικά διαστήματα. Στις περισσότερες περιπτώσεις, ο χειριστής της πισίνας χρεώνει μια ποσοστιαία χρέωση για την παροχή αυτής της υπηρεσίας.
Οι ανθρακωρύχοι σε μια ομάδα μοιράζονται το έργο της αναζήτησης υποψήφιων μπλοκ και λαμβάνουν «μερίδια» με βάση τον όγκο της εργασίας που συνεισφέρουν. Για τον υπολογισμό αυτών των μεριδίων, οι ομάδες εξόρυξης θέτουν έναν πολύ χαμηλότερο στόχο δυσκολίας από την πραγματική δυσκολία δικτύου Bitcoin - συνήθως περισσότερο από 1.000 φορές πιο εύκολο. Όταν κάποιος στο pool βρει τελικά ένα έγκυρο μπλοκ, το pool λαμβάνει την ανταμοιβή και τη διανέμει σε όλους τους συμμετέχοντες miners ανάλογα με τον αριθμό των μετοχών που υπέβαλαν.
Οι πισίνες εξόρυξης είναι ανοιχτές σε όλους τους ανθρακωρύχους, μεγάλους ή μικρούς, επαγγελματίες ή ερασιτέχνες. Μερικοί συμμετέχοντες μπορεί να χειρίζονται μόνο μια μικρή συσκευή εξόρυξης, ενώ άλλοι μπορεί να λειτουργούν ένα γκαράζ γεμάτο προηγμένο υλικό. Μερικοί μπορεί να καταναλώνουν μόνο μερικές δεκάδες κιλοβάτ ηλεκτρικής ενέργειας, ενώ άλλοι μπορεί να χρησιμοποιούν ολόκληρα κέντρα δεδομένων που αντλούν μεγαβάτ ισχύος. Η πρόκληση, λοιπόν, είναι πώς να μετρηθεί δίκαια η συνεισφορά κάθε ανθρακωρύχου, αποτρέποντας ταυτόχρονα την εξαπάτηση.
Η λύση είναι να χρησιμοποιήσετε τον ίδιο τον αλγόριθμο απόδειξης εργασίας του Bitcoin, αλλά με χαμηλότερο όριο δυσκολίας. Αυτό επιτρέπει στο pool να μετρήσει τη συνεισφορά κάθε ανθρακωρύχου με δίκαιο και επαληθεύσιμο τρόπο. Ακόμη και ο μικρότερος ανθρακωρύχος στο pool μπορεί να κερδίζει τακτικά μερικές μετοχές, κάτι που παρέχει αρκετά κίνητρα για συμμετοχή. Μειώνοντας τη δυσκολία που απαιτείται για να κερδίσετε ένα μερίδιο, η ομάδα μπορεί να υπολογίσει πόση εργασία εκτελεί κάθε εξορύκτη. Κάθε φορά που ένας εξορύκτης βρίσκει ένα κατακερματισμό κεφαλίδας μπλοκ κάτω από τη δυσκολία στόχο του pool, αυτό το αποτέλεσμα αποδεικνύει ότι ο εξορύκτης έχει ολοκληρώσει έναν μετρήσιμο όγκο υπολογιστικής εργασίας.
Το πιο σημαντικό, αυτή η εργασία που εκτελείται για την απόκτηση μετοχών παρέχει έναν στατιστικά σημαντικό τρόπο εκτίμησης της προόδου προς την εύρεση ενός έγκυρου μπλοκ Bitcoin για το δίκτυο ως σύνολο. Χιλιάδες ανθρακωρύχοι, ο καθένας που αναζητά σε μικρότερα εύρη τιμών κατακερματισμού, μπορούν συλλογικά να παράγουν ένα αποτέλεσμα που ικανοποιεί τον πλήρη στόχο δυσκολίας δικτύου Bitcoin.
Για να χρησιμοποιήσετε μια αναλογία παιχνιδιού με ζάρια, φανταστείτε ότι ο στόχος του συνολικού παιχνιδιού είναι να ρίξετε έναν αριθμό μικρότερο από το 4. Αυτό αντιπροσωπεύει την πλήρη δυσκολία δικτύου. Ένα mining pool μπορεί να δημιουργήσει έναν ευκολότερο ενδιάμεσο στόχο μετρώντας κάθε ζαριά χαμηλότερη από 8. Τα ρολά μικρότερα από 8 δεν κερδίζουν το παιχνίδι, αλλά μετρούν ως μετοχές. Επειδή αυτός ο ευκολότερος στόχος επιτυγχάνεται πιο συχνά, οι παίκτες κερδίζουν μερίδια τακτικά, παρόλο που σπάνια επιτυγχάνουν τον πιο δύσκολο στόχο που απαιτείται για να κερδίσουν το ίδιο το παιχνίδι.
Περιστασιακά, κάποιος στην πισίνα θα κυλήσει χαμηλότερα από 4, και τότε η πισίνα κερδίζει. Η ανταμοιβή μπορεί στη συνέχεια να διανεμηθεί ανάλογα με τον αριθμό των μετοχών που κέρδισε κάθε συμμετέχων. Αν και η κύλιση κάτω από το 8 δεν κερδίζει από μόνη της το παιχνίδι, παρέχει έναν δίκαιο τρόπο μέτρησης της συνεισφοράς κάθε παίκτη και μερικές φορές θα παράγει επίσης ένα νικηφόρο αποτέλεσμα.
Με τον ίδιο τρόπο, μια ομάδα εξόρυξης ορίζει την εσωτερική της δυσκολία, έτσι ώστε ένας μεμονωμένος εξορύκτης να μπορεί να βρει έναν κατακερματισμό κεφαλίδας μπλοκ που ανταποκρίνεται στον στόχο της πισίνας αρκετά συχνά για να κερδίσει μερίδια. Από καιρό σε καιρό, μία από αυτές τις προσπάθειες θα καλύψει επίσης τον πολύ πιο δύσκολο στόχο δικτύου Bitcoin, δημιουργώντας ένα έγκυρο μπλοκ. Όταν συμβεί αυτό, κερδίζει ολόκληρη η πισίνα.