Dalam lanskap pertambangan yang sangat kompetitif saat ini, penambang independen skala kecil—juga dikenal sebagai penambang tunggal—hampir tidak memiliki peluang sukses yang realistis. Kemungkinan menemukan blok dan mendapatkan penghasilan yang cukup untuk menutupi biaya listrik dan perangkat keras sangatlah rendah, sehingga penambangan solo tidak jauh berbeda dengan membeli tiket lotre. Bahkan penambang ASIC tingkat konsumen yang paling kuat pun tidak dapat bersaing dengan pertambangan komersial besar yang mengoperasikan puluhan ribu chip di fasilitas server besar yang terletak di dekat sumber energi berbiaya rendah seperti pembangkit listrik tenaga air.
Hasilnya, para penambang semakin banyak bekerja sama dengan bergabung dalam pool penambangan. Di kumpulan penambangan, kekuatan komputasi ribuan peserta digabungkan, dan imbalannya dibagikan di antara mereka. Dengan berpartisipasi dalam pool, penambang hanya memperoleh sebagian dari total imbalan, namun mereka biasanya menerima pembayaran secara rutin—seringkali setiap hari—yang secara signifikan mengurangi ketidakpastian.
Perhatikan contoh spesifik. Misalkan seorang penambang membeli mesin yang mampu menghasilkan daya hashing 6.000 GH/s, atau 6 TH/s. Pada bulan Agustus 2014, perangkat semacam itu mungkin berharga sekitar $10.000. Tenaga listriknya mencapai 3 kilowatt (kW), menggunakan 72 kilowatt-jam listrik per hari, dan biaya listrik sekitar $7 hingga $8 per hari. Pada tingkat kesulitan jaringan Bitcoin pada saat itu, penambang ini dapat berharap untuk menemukan blok melalui penambangan solo hanya sekali setiap 155 hari, atau rata-rata setiap lima bulan. Jika penambang berhasil selama periode tersebut, hadiahnya adalah 25 bitcoin. Dengan harga bitcoin sekitar $600, hadiah itu akan bernilai $15,000. Ini akan menutupi biaya perangkat keras dan listrik selama periode tersebut dan menghasilkan laba bersih sekitar $3.000.
Namun, apakah penambang benar-benar menemukan blok dalam lima bulan tersebut sangat bergantung pada keberuntungan. Penambang mungkin menemukan dua blok dan memperoleh keuntungan besar, atau mungkin menghabiskan sepuluh bulan tanpa menemukan blok sama sekali dan mengalami kerugian finansial. Lebih buruk lagi, tingkat kesulitan proof-of-work Bitcoin mungkin meningkat secara signifikan selama jangka waktu tersebut. Mengingat pesatnya kemajuan dalam perangkat keras pertambangan, seorang penambang mungkin memiliki waktu tidak lebih dari enam bulan untuk memulihkan investasinya sebelum peralatan tersebut diambil alih oleh generasi mesin yang lebih baru dan lebih efisien.
Jika penambang yang sama bergabung dengan kumpulan penambangan alih-alih menunggu kemungkinan pembayaran besar setiap lima bulan sekali, penambang tersebut mungkin memperoleh sekitar $500 hingga $700 per minggu. Pendapatan tetap ini membantu membagi biaya listrik dan perangkat keras dari waktu ke waktu, sehingga mengurangi kebutuhan untuk mengambil risiko finansial yang besar. Setelah tujuh hingga sembilan bulan, perangkat keras tersebut mungkin masih menjadi usang dan risiko keseluruhannya mungkin tetap tinggi, namun setidaknya pendapatan selama periode tersebut lebih teratur dan dapat diprediksi.
Kumpulan penambangan mengoordinasikan upaya ratusan atau bahkan ribuan penambang melalui protokol penambangan khusus. Setelah mendaftarkan akun di pool, setiap penambang mengonfigurasi mesin penambangannya untuk terhubung ke server pool. Saat menambang, perangkat tetap terhubung ke server dan menyinkronkan pekerjaannya dengan peserta lain. Dengan cara ini, para penambang di kumpulan membagi pekerjaan penambangan di antara mereka sendiri dan kemudian berbagi imbalannya.
Ketika sebuah blok berhasil ditambang, hadiah blok dibayarkan ke alamat bitcoin kumpulan, bukan ke penambang individu. Setelah akumulasi hadiah penambang mencapai ambang batas yang ditentukan, server kumpulan mengirimkan pembayaran ke alamat bitcoin penambang tersebut secara berkala. Dalam kebanyakan kasus, operator kumpulan membebankan biaya persentase untuk menyediakan layanan ini.
Penambang di suatu kumpulan berbagi pekerjaan untuk mencari kandidat blok dan menerima “bagian” berdasarkan jumlah pekerjaan yang mereka sumbangkan. Untuk menghitung pembagian ini, kumpulan penambangan menetapkan target tingkat kesulitan yang jauh lebih rendah daripada tingkat kesulitan jaringan Bitcoin sebenarnya—biasanya lebih dari 1.000 kali lebih mudah. Ketika seseorang di pool akhirnya menemukan blok yang valid, pool tersebut menerima hadiah dan mendistribusikannya di antara semua penambang yang berpartisipasi sesuai dengan jumlah saham yang mereka serahkan.
Kolam penambangan terbuka untuk semua penambang, baik besar atau kecil, profesional atau amatir. Beberapa peserta mungkin hanya mengoperasikan satu perangkat penambangan kecil, sementara yang lain mungkin menjalankan garasi yang penuh dengan perangkat keras canggih. Beberapa perusahaan mungkin hanya mengonsumsi beberapa lusin kilowatt listrik, sementara yang lain mungkin menggunakan seluruh pusat data yang menghasilkan daya sebesar megawatt. Tantangannya adalah bagaimana mengukur kontribusi setiap penambang secara adil sekaligus mencegah kecurangan.
Solusinya adalah dengan menggunakan algoritma proof-of-work Bitcoin itu sendiri, namun dengan ambang kesulitan yang lebih rendah. Hal ini memungkinkan kumpulan tersebut mengukur kontribusi setiap penambang dengan cara yang adil dan dapat diverifikasi. Bahkan penambang terkecil di kumpulan tersebut dapat secara teratur memperoleh sejumlah saham, yang memberikan insentif yang cukup untuk berpartisipasi. Dengan menurunkan tingkat kesulitan yang diperlukan untuk mendapatkan bagian, kumpulan tersebut dapat memperkirakan berapa banyak pekerjaan yang dilakukan setiap penambang. Setiap kali penambang menemukan hash header blok di bawah tingkat kesulitan target kumpulan, hasil tersebut membuktikan bahwa penambang telah menyelesaikan sejumlah pekerjaan komputasi yang terukur.
Lebih penting lagi, pekerjaan yang dilakukan untuk mendapatkan pembagian ini memberikan cara yang bermakna secara statistik untuk memperkirakan kemajuan dalam menemukan blok Bitcoin yang valid untuk jaringan secara keseluruhan. Ribuan penambang, masing-masing mencari rentang nilai hash yang lebih kecil, secara kolektif dapat menghasilkan hasil yang memenuhi seluruh target kesulitan jaringan Bitcoin.
Untuk menggunakan analogi permainan dadu, bayangkan bahwa tujuan permainan secara keseluruhan adalah untuk melempar angka yang lebih rendah dari 4. Itu mewakili tingkat kesulitan jaringan secara penuh. Kumpulan penambangan dapat membuat target perantara yang lebih mudah dengan menghitung setiap lemparan yang lebih rendah dari 8. Gulungan yang lebih rendah dari 8 tidak memenangkan permainan, tetapi dihitung sebagai bagian. Karena target yang lebih mudah ini lebih sering dipenuhi, pemain mendapatkan bagian secara teratur meskipun mereka jarang mencapai target yang lebih sulit yang diperlukan untuk memenangkan permainan itu sendiri.
Kadang-kadang, seseorang di pool akan mendapatkan angka lebih rendah dari 4, dan kemudian pool menang. Hadiahnya kemudian dapat dibagikan sesuai dengan jumlah saham yang diperoleh masing-masing peserta. Meskipun angka yang lebih rendah dari 8 tidak dengan sendirinya memenangkan permainan, hal ini memberikan cara yang adil untuk mengukur kontribusi setiap pemain dan terkadang juga menghasilkan hasil kemenangan.
Dengan cara yang sama, kumpulan penambangan menetapkan tingkat kesulitan internalnya sehingga penambang individu dapat menemukan hash header blok yang cukup sering memenuhi target kumpulan untuk mendapatkan bagian. Dari waktu ke waktu, salah satu upaya tersebut juga akan memenuhi target jaringan Bitcoin yang jauh lebih sulit, sehingga menghasilkan blok yang valid. Ketika itu terjadi, seluruh kelompok menang.