พลังขุด & mining pools

การขุด (mining) คือส่วนของ Bitcoin ที่คนส่วนใหญ่เข้าใจผิดมากที่สุด และก็เป็นส่วนที่มีคนรวยและเจ๊งเพราะมันเยอะที่สุดเหมือนกัน ตัวเลขบนแดชบอร์ดของเว็บนี้ ที่อยู่ระหว่าง 700 ถึง 800 exahash ต่อวินาที คือสิ่งที่ผมอยากแกะให้ดู เพราะเบื้องหลังตัวเลขนั้นมันคือระบบอุตสาหกรรมระดับโลก ที่กำลังเผาไฟฟ้าจริง ๆ เพื่อปกป้อง public ledger ของเรา ในฐานะวิศวกรไทยที่รัน Bitcoin Core มาตั้งแต่ปี 2017 และก็ทนต่อความอยากเสียบ S19 เข้ากับเบรกเกอร์ที่บ้านมาได้ตลอด ผมอยากพาเดินดูว่า hashrate วัดอะไรกันแน่ pool ทำงานยังไง hashprice บอกอะไรเรา และเรื่องดีเบตเรื่องพลังงานหน้าตาเป็นยังไงเมื่อเราวางสโลแกนทิ้งไว้ก่อน

hashrate วัดอะไรกันแน่

hashrate คือจำนวนครั้งทั้งหมดต่อวินาที รวมเครื่องขุดทุกเครื่องบนโลก ที่พยายามหา block hash ที่ใช้ได้ ตอนนี้เครือข่ายอยู่ราว ๆ 700–800 EH/s — เท่ากับ 7 × 10²⁰ ถึง 8 × 10²⁰ hash ต่อวินาที เครื่อง Bitmain S21 รุ่นใหม่ทำได้ราว 200 TH/s เครื่องเดียว เพราะฉะนั้นเครือข่ายทั้งโลกเทียบได้กับเครื่องแบบนี้สามถึงสี่ล้านเครื่อง วิ่งเต็มสปีดทุกวินาที ตลอดไป

คุณวัด hashrate ตรง ๆ ไม่ได้ บนเครือข่ายไม่มีมิเตอร์ใด ๆ สิ่งที่คุณสังเกตได้คืออัตราที่บล็อกที่ใช้ได้ถูกขุดเจอ และ difficulty target ที่ protocol บังคับใช้ จากสองค่านี้คุณค่อยถอยกลับมาประมาณ hashrate เอา mempool.space/mining แสดงตัวเลขสด ๆ ที่ smooth ด้วย rolling window ตัวเลข instantaneous อะไรก็ตามให้รับด้วยความระแวงไว้ก่อน — การหาบล็อกเป็น Poisson process หน้าต่างสั้น ๆ noisy อยู่แล้ว ค่าเฉลี่ย 7 วันหรือ 30 วันคือตัวเลขที่ซื่อสัตย์กว่า

”hash” คืออะไร

hash คือการรัน SHA-256 หนึ่งรอบกับ block header ขนาด 80 byte header ประกอบด้วย hash ของบล็อกก่อนหน้า, Merkle root ของ transaction, timestamp, difficulty bits และ nonce ขนาด 32 bit นักขุดเปลี่ยนค่า nonce (และ extranonce ใน coinbase ซึ่งจะทำให้ Merkle root เปลี่ยนตาม) แล้วแฮชใหม่ มองหาผลลัพธ์ที่เมื่อตีความเป็นจำนวน 256 bit แล้วค่าน้อยกว่า target ปัจจุบัน target ยิ่งต่ำ = โจทย์ยิ่งยาก = difficulty ยิ่งสูง hash ที่ถูกใจคือเลขที่มี leading zero มากพอ — บรู๊ตฟอร์ซล้วน ๆ ไม่มีทางลัด SHA-256 ไม่มีจุดอ่อนเชิงโครงสร้างที่ใครรู้กันแล้วใช้ข้ามขั้นตอนได้

ฮาร์ดแวร์ขุด สี่ยุค

ฮาร์ดแวร์ขุดผ่านมาแล้วสี่รุ่น

• 2009–2010: CPU Satoshi ขุดบน CPU ระดับ megahash ต่อวินาที
• 2010–2013: GPU การ์ดจอทำงาน SHA-256 ขนานกันได้เพิ่มเป็นหลายเท่าตัว ระดับ gigahash ต่อวินาที
• 2013: FPGA ช่วงสั้น ๆ ที่ field-programmable array รีดประสิทธิภาพได้เพิ่มขึ้นจาก paradigm เดิม
• 2013–ปัจจุบัน: ASIC ชิปเฉพาะที่ทำได้แต่ SHA-256 อย่างเดียว แกะสลักด้วย process node ที่ล้ำสุดเท่าที่หาได้ ASIC สมัยใหม่ทำได้ 200–400 terahash ต่อวินาที ที่ราว 15–20 จูลต่อ terahash

ทิศทางเป็นแบบทางเดียว วันนี้คุณขุด Bitcoin บน CPU หรือ GPU แบบมีนัยยะไม่ได้แล้ว difficulty ผลักทั้งสองอย่างออกจากตลาดด้วยตัวคูณระดับล้านมานานแล้ว Bitcoin mining กลายเป็นอุตสาหกรรม SHA-256 ที่มีประสิทธิภาพสูงสุดบนโลกใบนี้ไปแล้ว

hashprice — ธุรกิจขุดสรุปในตัวเลขเดียว

hashprice คือดอลลาร์ที่ได้ต่อ petahash ของ compute ต่อวัน เป็นตัวเลขเดียวที่สรุปเศรษฐกิจของการขุดได้

hashprice ≈ (subsidy + fees) × BTC_price × 86400 / network_hashrate

ถ้าราคาขึ้นแต่ hashrate นิ่ง hashprice ขึ้น นักขุดรวยขึ้น ถ้า hashrate ขึ้นแต่ราคานิ่ง hashprice ลง เครื่องขุดที่ไม่มีประสิทธิภาพต้องถูกถอดปลั๊ก หลังทุก halving ฝั่ง subsidy ของ hashprice หายไปครึ่งหนึ่งภายในชั่วข้ามคืน นักขุดที่กำไรเฉียดฉิวต้องออฟไลน์ จนกว่าราคาจะขึ้น หรือ difficulty adjustment ครั้งถัดไปจะทำให้ผู้รอดมีกำไรต่อจูลเพิ่มขึ้น Hashrate Index ติดตาม hashprice แบบ real time และเป็นสิ่งที่ใกล้ stock ticker ที่สุดที่อุตสาหกรรมขุดมี

ธุรกิจขุดที่ไม่เข้าใจ hashprice ไม่ใช่ธุรกิจ มันคือการเดิมพัน leveraged bet กับราคา ที่แต่งหน้าทาแป้งมาเฉย ๆ

pool คืออะไรจริง ๆ

solo mining วันนี้คือการเล่นล็อตเตอรี่ ถ้าเครือข่าย 800 EH/s และคุณมี S21 200 TH/s เครื่องเดียว ส่วนแบ่งของคุณคือราว ๆ 1 ในสี่ล้าน คุณอาจขุดบล็อกได้ปีละครั้ง หรือไม่ได้เลย variance ทำลาย cash flow คุณเรียบ

pool แก้ปัญหา variance สมาชิกชี้ hashrate ของตัวเองมาที่ coordinator ของ pool, pool รวม work ทั้งหมด และเมื่อ pool ขุดเจอบล็อกก็แจกรางวัลตามสัดส่วน สมาชิกได้เงินรายวันแบบนุ่มนวลแทนล็อตเตอรี่ scheme การจ่ายที่นิยมมีทั้ง PPLNS (pay per last N shares), FPPS (full pay per share ที่ pool รับ variance ไปกินเอง) และ PPS+ pool คิดค่าธรรมเนียม 1–4% เพื่อแลกกับการดูดซับ variance นั้น

จุดที่สำคัญคือ pool โดยปกติไม่ใช่บริษัทที่เป็นเจ้าของเครื่องขุด มันคือ coordination layer ที่อยู่เหนือผู้ดำเนินการอิสระอีกที ViaBTC, F2Pool, AntPool — ส่วนใหญ่เป็น aggregator ไม่ใช่บริษัทขุดเชิงอุตสาหกรรม MARA Pool คือกรณียกเว้นที่บริษัทเดียวรันทั้ง hashrate ของตัวเองและรัน pool ด้วย

pool ชั้นนำในตอนนี้

การกระจายตัวของ pool ในรอบ 24 ชั่วโมงล่าสุดดูได้จาก pool API ของ mempool.space ตอนที่เขียนบทความนี้รายชื่อบนสุดคือ Foundry USA, AntPool, F2Pool, ViaBTC, Binance Pool และ MARA Pool ห้าอันดับแรกรวมกันมักครอง 75–85% ของบล็อก Foundry บางช่วงสูงเกิน 30% เครื่องเดียว

ตัวเลขพวกนี้ดูน่ากลัวถ้าคุณอ่านมันเป็น “ความเป็นเจ้าของ” แต่มันไม่ใช่ตัวเลขความเป็นเจ้าของ มันคือตัวเลขของการ coordinate นักขุดที่ไม่พอใจนโยบายของ pool — เช่นการ censor บางธุรกรรม — สามารถชี้ hashrate ไปที่ pool อื่นได้ในไม่กี่นาที แบรนด์ pool บนบล็อกเป็นแค่ชั้นบาง ๆ ที่อยู่บนความเป็นจริงที่กระจายตัวกว่ามาก

pool centralization vs hashpower centralization

นี่คือความต่างที่ความเห็นในโลกออนไลน์ส่วนใหญ่อ่านพลาด hashpower เป็นของกิจการขุดหลายพันราย กระจายตัวอยู่ตามทวีปต่าง ๆ ถือเครื่องที่หลากหลายมาก ๆ ส่วน pool คือบริการ coordination จำนวนน้อย ๆ ที่กิจการเหล่านั้นเลือกใช้ ความเสี่ยงของ pool centralization เป็นเรื่องจริง — pool พยายาม censor ธุรกรรมได้ reorg แบบเล็กน้อยได้ สร้าง template ที่ตัด output บางตัวออกได้ — แต่ความเสี่ยงนั้นถูกจำกัดด้วยข้อเท็จจริงที่ว่านักขุดข้างใต้สามารถเดินจากไปได้ทุกเมื่อ

ชุมชนเริ่มกระสับกระส่ายเมื่อ pool เดียวข้าม 35–40% และก็ควรกระสับกระส่ายอยู่หรอก แต่ก็ควรจำไว้ว่าเหตุการณ์ GHash.io ปี 2014 ที่ pool หนึ่งเลย 50% ไปสั้น ๆ ถูกแก้เพราะนักขุดเดินออกเอง coordination ไม่ใช่การยึดครอง

Stratum V2

Stratum V2 คือการอัปเกรด protocol ที่จัดการกับความกังวลข้างบนในชั้น technical ภายใต้ Stratum V1 รุ่นเก่า pool เป็นคนสร้าง block template และบอกนักขุดว่าให้แฮชอะไร นักขุดไม่มีสิทธิเลือกว่า transaction ไหนจะอยู่ในบล็อก ส่วนภายใต้ Stratum V2 นักขุดสร้าง template ของตัวเองได้และส่งไปที่ pool พร้อมกับยังได้รับเงินแบบ pool ตามเดิม พื้นที่ของการ censor จึงยุบลง ปี 2026 การยอมรับยังเป็นแค่บางส่วน แต่ทิศทางชัด และผู้ประกอบการที่จริงจังกำลังย้ายเข้ามา

เรื่องพลังงานที่ไม่มีสโลแกน

Bitcoin mining ใช้ราว 0.4% ของไฟฟ้าทั่วโลก ช่วงที่น่าเชื่อถือคือ 0.2% ถึง 0.6% ขึ้นอยู่กับวิธีคำนวณ Cambridge Bitcoin Electricity Consumption Index เป็นแหล่งสาธารณะที่ดีที่สุด นั่นคือตัวเลขจริง ไม่ใช่ตัวเลขเล็ก ๆ

แต่มันก็เป็นตัวเลขที่มีคุณสมบัติพิเศษ การขุดสามารถ “เปิดปิดได้” แบบไม่เหมือนใคร — เครื่องขุดปิดเปิดได้ในไม่กี่วินาทีโดยไม่มี ramp cost — ทำให้มันเป็นคู่ค้าฝั่ง demand ที่เหมาะกับการผลิตที่ “ค้างหรือถูกลด” เช่นน้ำที่ปล่อยทิ้งช่วงฤดูน้ำมาก, มีเทนที่ถูกเผาทิ้งที่บ่อน้ำมัน, นิวเคลียร์นอกพีค, ลมและแสงอาทิตย์ส่วนเกิน ผู้ดูแลกริดในเทกซัสก็เคยใช้นักขุดเป็น flexible load อย่างเปิดเผยเพื่อทำให้ ERCOT มีเสถียรภาพ

กรอบที่ซื่อสัตย์ไม่ใช่ “Bitcoin เขียว” หรือ “Bitcoin สกปรก” ทั้งสองคำต่างขี้เกียจคิด การขุดใช้พลังงานเข้มข้นโดยการออกแบบ สะอาดขึ้นเรื่อย ๆ ตามแรงจูงใจทางเศรษฐกิจ และเป็นโหลดไฟฟ้าขนาดใหญ่ไม่กี่ตัวบนโลกที่ “เสริม” กริด แทนที่จะกดดันมัน แผนที่การขุดของ Cambridge ให้ภาพทางภูมิศาสตร์

ภูมิศาสตร์หลังการแบนของจีน

ก่อนกลางปี 2021 จีนเป็นที่ตั้งของราว ๆ สองในสามของ hashrate โลก การแบนเดือนพฤษภาคม 2021 ทำให้กำลังขุดนั้นกระจายตัวออกไปภายในไม่กี่เดือน สหรัฐฯ ได้ส่วนแบ่งใหญ่ที่สุด — เทกซัส, จอร์เจีย, ดาโกตาส — ตามด้วย รัสเซีย คาซัคสถาน แคนาดา มาเลเซีย และปารากวัย การขุด ASIC ย้ายไปทุกที่ที่ค่าไฟถูก แผนที่ถูกวาดใหม่ทุกสองสามปี

block reward วันนี้

แต่ละบล็อกวันนี้จ่าย subsidy 3.125 BTC บวกค่าธรรมเนียมโดยทั่วไป 0.05–0.5 BTC วันละราว 144 บล็อก เท่ากับมีการออก BTC ราว 450 BTC ต่อวันบวกค่าธรรมเนียม ที่ราคา $75,000 เครือข่ายจ่ายเงินราว $33 ล้านต่อวัน (฿1.16 พันล้าน) — $12 พันล้านต่อปี (฿420,000 ล้าน) — ให้กับอุตสาหกรรมขุดทั้งหมด นั่นคือ security budget ของ Bitcoin: ต้นทุนเชิงดอลลาร์ที่ผู้โจมตีต้องใช้จ่ายมากกว่าเพื่อพยายามคุม 51% ทุกจูลที่นักขุดเผาคือมูลค่าที่กำลังปกป้อง chain นี้

ผลของ halving ต่อนักขุด

แต่ละ halving ตัด subsidy ลงครึ่ง margin บีบ นักขุดที่ไม่มีประสิทธิภาพถูกถอดปลั๊ก difficulty ปรับลง ผู้รอดกลับมามีกำไร ส่วนโค้งระยะยาว ตามการออกแบบ คือการเปลี่ยนผ่านจาก security ที่ฟันด์ด้วย issuance ไปสู่ security ที่ฟันด์ด้วยค่าธรรมเนียม วันนี้ค่าธรรมเนียมเป็นแค่สัดส่วนเล็ก ๆ ของรายรับ ภายในปี 2032 มันต้องเป็นสัดส่วนที่มีนัยยะ และพอถึงปี 2140 ตอนที่ subsidy เศษสุดท้ายถูกออก ค่าธรรมเนียมจะเป็นทั้งเกม

อ่านแดชบอร์ดยังไง

เวลาคุณดู mining tile บนเว็บนี้ ตัวเลขสี่ตัวสำคัญ

• Current hashrate หน่วย EH/s — ตัวเลขพาดหัว noisy ในหน้าต่างสั้น
• ค่าเฉลี่ย 24 ชั่วโมงหรือ 7 วัน — ความจริงที่ smooth กว่า
• การกระจายตัวของ pool ใน 24 ชั่วโมงล่าสุด — ใครขุดบล็อกได้บ้างเร็ว ๆ นี้
• ส่วนแบ่งของ pool อันดับหนึ่ง — อะไรก็ตามเกิน 35% ควรมองสองตา

ผมไม่ขุด ค่าไฟครัวเรือนของไทยขึ้นไม่หยุด เศรษฐศาสตร์ของ home miner ไม่เคยคำนวณคุ้มออกมาเกินระดับงานอดิเรก แต่ผมดู hashrate ทุกสัปดาห์ มันบอกผมว่าผู้ไม่หวังดีจะต้องลงทุนหนักแค่ไหนถ้าจะเขียน chain ที่เก็บเหรียญผมใหม่ ตราบใดที่ตัวเลขนี้ยังขึ้นต่อ เครือข่ายก็แพงขึ้นในการถูกโจมตี — นั่นคือทั้งหมดที่ proof of work ต้องการ