Bitcoin is often cited as a prime example of a truly decentralized system. Unlike traditional financial systems that rely on central authorities, Bitcoin operates on a decentralized network of nodes, where each node independently validates and records transactions. This decentralization is critical for Bitcoin’s security, trust, and resistance to censorship. Understanding how entropy and Proof of Work (PoW) contribute to this decentralization helps elucidate why Bitcoin remains a robust and effective decentralized system. Additionally, examining how these concepts relate to thermodynamics can provide a deeper insight into the physical and informational transformations involved.

Understanding Entropy in Bitcoin

In the context of Bitcoin, entropy can be understood both from a physical perspective and an information-theoretic perspective:

1. Entropy in Physical Terms: In Bitcoin, physical entropy arises from the distributed nature of the network and the computational work involved in mining. Each miner competes to find a valid hash that meets a specific target by adjusting a nonce in the block header. This process introduces randomness and unpredictability into the network, leading to a high degree of entropy in terms of computational effort and energy consumption.

2. Entropy in Information Theory: Information entropy, introduced by Claude Shannon in 1948, measures the uncertainty or unpredictability associated with a random variable. In Bitcoin, this concept applies to the state of the blockchain. The entropy of Bitcoin's blockchain can be understood as the uncertainty in the ledger’s state before and after a new block is added [1][2].

Formulation of Information Entropy:

Shannon defined entropy H(X) for a discrete random variable X with a probability mass function P(x), where x represents the possible outcomes of X. The entropy H(X) is given by:

$$H(X) = -\sum_{x \in X} P(x) \log_2 P(x)$$

where:

• The sum is taken over all possible outcomes x of X,
• The logarithm base 2 measures entropy in bits.

In Bitcoin, X can be considered as the state of the blockchain, and P(x) represents the probability distribution of different blockchain states. High entropy indicates high uncertainty or disorder in the blockchain's state [1][2].

Proof of Work and Reducing Entropy

Proof of Work (PoW) plays a crucial role in Bitcoin’s mechanism for managing entropy and maintaining decentralization. Here’s how PoW works to reduce entropy in Bitcoin:

1. PoW and Hashing

   Bitcoin miners perform PoW by repeatedly hashing the block header using the SHA-256 algorithm until they find a hash value that is less than or equal to the current target threshold. This process involves trial and error, where miners adjust a small variable called a nonce to generate new hash values. The difficulty of this task is adjusted periodically to ensure that new blocks are added roughly every 10 minutes.

   The randomness and unpredictability of the hashing process introduce entropy into the mining process. However, once a valid hash is found, it imposes order on the blockchain by allowing the miner to add a new block, reducing the overall entropy of the ledger state [3].

2. Block Addition and Entropy Reduction

   When a miner successfully finds a valid hash that meets the difficulty target, they add a new block to the blockchain. This process involves:

   • Verification: The solution (i.e., the valid hash) is verified by other nodes, confirming the correctness and integrity of the block.
   • Consensus: The new block is propagated across the network, and nodes update their copies of the blockchain.

   The addition of a new block with a valid PoW solution reduces the entropy of the ledger state S. To quantify this, let’s relate the reduction in entropy to the probability of finding a valid hash:

Entropy Reduction Quantification

The probability of finding a valid hash p affects the entropy of the blockchain state. Initially, the entropy H(S) of the ledger state before adding the block can be modeled as:

$$H(S) = -\sum_{s \in S} P(s) \log_2 P(s)$$

After a block is mined and added to the blockchain, the entropy H(S') of the new ledger state S' can be expressed as:

$$H(S') = -\sum_{s' \in S'} P(s') \log_2 P(s')$$

To determine H(S'), consider the effect of p. The addition of a block with a valid PoW solution implies that the blockchain state is more certain and less variable. This leads to a more concentrated probability distribution over valid states.

If the probability distribution P(s') of the new states is more concentrated due to the successful addition of a block, the entropy H(S') decreases. Mathematically, this concentration can be approximated by the lower entropy due to the fewer number of valid states s':

$$H(S') = -p\log_2(p)-(1-p)log_2(1-p)$$

With high difficulty, the probability p of successfully finding a valid hash is very low, which means that only a few states are valid. As a result, the entropy contribution of these few valid states is reduced, leading to a lower overall entropy H(S′). This is because the logarithm of a small probability is large and negative, but when multiplied by a very small probability, the result is small. Thus, the overall entropy H(S′) decreases.

Therefore, the reduction in entropy due to PoW can then be represented as:

$$ΔH=H(S′)−H(S)$$

Given that H(S′)<H(S), ΔH is negative, reflecting the decrease in uncertainty about the blockchain state due to the successful resolution of the PoW.

This reduction in entropy highlights how PoW helps maintain the order and consistency of the blockchain, even as new blocks are added.

Proof of Work as a Mechanism for Order

PoW transforms physical work into a structured record. The process ensures that adding new blocks requires solving computational puzzles, which imposes a cost on creating new records. This cost (in terms of computational effort and energy) acts as a deterrent against tampering and contributes to maintaining the order and consistency of the blockchain.

The reduction in entropy due to PoW can be formalized by noting that the probability distribution of valid ledger states becomes more concentrated after a block is added. This makes the state of the ledger more predictable and less uncertain, reducing the overall entropy.

Relation to Thermodynamics

The concept of entropy in thermodynamics refers to the measure of disorder or randomness in a physical system. In thermodynamics:

1. Entropy and Energy: In thermodynamics, entropy is a measure of the amount of energy in a system that is not available to do work. When energy is added to a system, it often leads to an increase in entropy, reflecting the system's transition to a more disordered state.

2. Entropy Reduction: To reduce entropy in a thermodynamic system, energy must be expended to impose order. For example, cooling a system can reduce its entropy by decreasing its temperature and organizing the particles in a more orderly state.

Applying Thermodynamic Concepts to Bitcoin

1. Physical Work in PoW: In Bitcoin, PoW can be analogously related to thermodynamic processes. The computational work required for PoW is akin to expending physical energy in thermodynamics. The physical energy used by miners in finding a valid hash can be seen as a mechanism to impose order on the blockchain, similar to how energy can be used to reduce entropy in a physical system.

2. Transforming Physical to Informational Order: PoW transforms physical work into informational order. Just as energy expenditure in thermodynamics can lead to a more ordered state, the computational work done in PoW helps organize and secure the blockchain, reducing the entropy of the ledger state.

3. Balancing Order and Disorder: The relationship between energy and entropy in thermodynamics mirrors the balance between order and disorder in Bitcoin’s blockchain. The work done in PoW introduces structure and consistency, reducing entropy and enhancing the system's overall stability.

Proof of Stake: Limitations in Reducing Entropy

In contrast, Proof of Stake (PoS), while offering a different approach to consensus, faces limitations in managing entropy:

1. No Physical Energy Input: PoS does not involve physical work or energy expenditure. Validators are chosen based on their financial stake rather than their computational efforts, which limits its ability to impose order and structure.

2. Internal System Dynamics: PoS operates within a closed system of staked assets, relying on the existing wealth of participants rather than external physical resources. This does not effectively reduce entropy in the same way that PoW does.

3. Potential for Centralization: PoS can lead to centralization if a few participants control a large portion of the stake, introducing new forms of entropy and inequality.

Bitcoin: A Truly Decentralized System

Bitcoin’s decentralization is supported by its use of Proof of Work, which effectively reduces entropy by transforming physical energy into a structured and ordered blockchain. This ensures that the network remains secure, consistent, and resistant to tampering while maintaining its decentralized nature. The relationship between physical energy, information entropy, and thermodynamic entropy underscores the complex interplay between order and disorder in Bitcoin’s design and operation.

Acknowledgments

This article benefited from the assistance of ChatGPT, an AI language model developed by OpenAI, which provided valuable insights and suggestions for understanding and explaining concepts related to entropy in decentralized systems and Bitcoin mining.

References

1. Shannon, C. E. (1948). "A Mathematical Theory of Communication." The Bell System Technical Journal, 27(3), 379-423.

2. Cover, T. M., & Thomas, J. A. (2006). Elements of Information Theory (2nd ed.). Wiley.

3. Nakamoto, S. (2008). "Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System." Link to paper

อย่างที่เราทราบกัน Bitcoin เป็นระบบการเงินที่มีจุดแข็งในเรื่องการกระจายศูนย์และความปลอดภัย แต่มันก็มีข้อจำกัดที่สำคัญเช่นกันครับ

ลองนึกภาพว่าคุณกำลังจะซื้อกาแฟสักแก้วด้วย Bitcoin แต่คุณต้องรอถึง 10 นาทีกว่าการทำธุรกรรมจะเสร็จสิ้นสมบูรณ์ และบางครั้งค่าธรรมเนียมก็อาจจะแพงกว่าค่ากาแฟเสียอีก นี่เป็นปัญหาที่ทำให้หลายคนลังเลที่จะใช้ Bitcoin ในชีวิตประจำวันครับ

เพื่อแก้ปัญหานี้ lightning Network จึงถูกพัฒนาขึ้นเพื่อเป็น layer ที่สองบน Bitcoin ช่วยให้สามารถทำธุรกรรมได้เร็วขึ้นและมีค่าธรรมเนียมต่ำลง โดยไม่ต้องรอการยืนยันธุรกรรมบน blockchain

แต่ lightning Network ก็มีความท้าทายของมันเองครับ การใช้งานมันไม่ได้ง่ายสำหรับทุกคน โดยเฉพาะความซับซ้อนในการจัดการ lightning node และการจัดสรรสภาพคล่อง ซึ่งไม่เหมาะสำหรับผู้ใช้ทั่วไป หากใครเคยได้ลองศึกษาการรัน lightning node ก็จะทราบดีว่า มันไม่ง่ายเลย ต้องใช้ความรู้ทางเทคนิคสูงมาก

ดังนั้นในปัจจุบัน จึงมีบริการ Custodial เกิดขึ้นเพื่อจัดการความซับซ้อนเหล่านี้แทนผู้ใช้ โดยผู้ให้บริการ Custodial นี้เสนอตัวเป็นคนจัดการกระเป๋าหรือ lightning node นั้นให้กับผู้ใช้ แต่ก็แลกมาด้วยความเสี่ยงที่สำคัญ ที่อาจทำให้ผู้ใช้สูญเสียความเป็นส่วนตัวและเสี่ยงต่อการถูกควบคุมโดยคนอื่นครับ

ในสถานการณ์นี้ ผู้ใช้ Bitcoin บน lightning network ก็ต้องตัดสินใจว่าจะเลือกทางไหนดีระหว่างสองทางเลือก

ทางเลือกแรกคือ การจัดการ lightning node ด้วยตัวเอง ซึ่งมีความซับซ้อนและต้องใช้ความรู้ทางเทคนิคสูง

หรือ ทางเลือกที่สอง คือการใช้บริการ Custodial ที่สะดวกกว่า แต่ก็ต้องยอมรับความเสี่ยงที่มาพร้อมกับมัน อย่างไรก็ตาม หากเลือกใช้บริการ Custodial ผู้ใช้ก็สามารถบริหารความเสี่ยงได้โดยการฝาก Bitcoin ไว้ในจำนวนที่น้อย เท่าที่ยอมรับความเสี่ยงได้เท่านั้นครับ

และนี่คือจุดที่ Chaumian e-cash เข้ามามีบทบาทสำคัญ โดยนำเสนอทางเลือกที่อาจช่วยแก้ไขข้อจำกัดของทั้ง Bitcoin และ lightning network ได้ ในหัวข้อถัดไป เราจะมาทำความเข้าใจว่า Chaumian e-cash คืออะไร และมันจะช่วยแก้ปัญหาที่กล่าวมาได้อย่างไร เราจะมาคุยกันต่อในหัวข้อถัดไปนะครับ

Chaumian e-cash คืออะไร?

เรามาลองนึกถึงการใช้เงินสดในชีวิตประจำวันกันก่อนครับ โดยปกติแล้วเวลาที่เราใช้เงินสด เราก็แค่ยื่นธนบัตรหรือเหรียญให้กัน รู้กันเพียงแค่สองคน คือผู้จ่ายกับผู้รับ ไม่ต้องมีใครอื่นมารับรู้ว่าเราใช้จ่ายอะไร มันให้ความเป็นส่วนตัวสูงมากใช่ไหมครับ

Chaumian e-cash ก็เช่นเดียวกันครับ มันถูกออกแบบมาให้ทำงานเป็นเงินสดอิเล็กทรอนิกส์หรือ e-cash ในโลกดิจิทัล เราสามารถส่งเงินให้ใครก็ได้โดยตรง โดยที่ไม่มีคนอื่นรู้ว่าคุณใช้จ่ายอะไร แม้แต่ mint หรือธนาคาร (ต่อไปนี้จะขอเรียกว่า mint นะครับ) ที่ออก e-cash ให้เราก็ไม่รู้ด้วยซ้ำ นี่คือความพิเศษของ Chaumian e-cash ที่พยายามนำความเป็นส่วนตัวของเงินสดมาไว้ในโลกดิจิทัลครับ

ย้อนกลับไปในช่วงทศวรรษ 1980 มีนักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์คนหนึ่งชื่อ David Chaum เขาเป็นทั้งนักเข้ารหัสลับและผู้ริเริ่มแนวคิด cypherpunk ซึ่งเชื่อในเรื่องความเป็นส่วนตัวและการลดการพึ่งพาตัวกลาง

e-cash ของ Chaum นี้มีความพิเศษตรงที่ใช้เทคนิคที่เรียกว่า "blind signature" ครับ ลองนึกภาพว่า blind signature ทำงานคล้าย ๆ กับการใช้กระดาษคาร์บอนในการเซ็นเอกสารครับ มาดูทีละขั้นตอนตามภาพข้างล่างกันนะครับ

การอธิบาย blind signatures โดย David Chaum เปรียบเทียบกับการประทับลายเซ็นบนข้อความโดยใช้กระดาษคาร์บอน
(อ้างอิง: https://fedimint.org/docs/CommonTerms/Blind%20Signatures)

1. ขั้นแรก เราเขียนข้อความลงบนกระดาษ แล้วใส่กระดาษนั้นลงในซองจดหมายที่มีกระดาษคาร์บอนอยู่ข้างใน นี่เหมือนกับการ blind หรือ "ปิดบัง" เนื้อหาของข้อความครับ
2. ต่อมา เราส่งซองจดหมายนี้ให้คนที่จะเซ็นรับรอง เขาจะเซ็นชื่อลงบนซองโดยกดปากกาแรง ๆ ทำให้ลายเซ็นติดลงบนกระดาษข้างในผ่านกระดาษคาร์บอน แต่เขาไม่สามารถเห็นข้อความจริง ๆ ได้
3. สุดท้าย เมื่อเราได้ซองจดหมายกลับมา เมื่อเปิดซองออกมาเราจะได้กระดาษที่มีทั้งข้อความของเราและลายเซ็นรับรอง โดยที่ผู้เซ็นไม่เคยเห็นเนื้อหาของข้อความเลย

นี่แหละครับคือหลักการของ Blind signature ในระบบ Chaumian e-cash เราสามารถขอให้ mint เซ็นรับรอง e-cash ของเราได้ โดยที่ mint ไม่รู้ว่ากำลังเซ็นรับรองเหรียญไหนอยู่ ทำให้ mint ไม่สามารถติดตามการใช้จ่ายของเราได้ในภายหลัง เป็นการรักษาความเป็นส่วนตัวได้อย่างดีเยี่ยมครับ

แล้ว Chaumian e-cash ทำงานยังไงล่ะ? ลองมาดูตามภาพข้างล่างกันทีละขั้นตอนนะครับ

การทำงานของ Chaumian e-cash

1. สมมติว่า Alice ขอให้ mint ออก e-cash ให้ครับ ตรงนี้แหละที่เทคนิค blind signature เข้ามามีบทบาท Alice จะ "ปิดบัง" ข้อมูลของ e-cash ก่อนส่งให้ mint ลงลายเซ็นต์หรือ signature โดยที่ mint ไม่รู้ว่ากำลังลงลายเซ็นต์บน e-cash ตัวไหน
2. ต่อมา Alice อยากส่งเงินให้เพื่อนชื่อ Bob ก็แค่เพียงส่ง e-cash นั้นไปให้ Bob โดยไม่ต้องผ่าน mint เหมือนกับการส่งเงินสดจริง ๆ เลยครับ
3. แล้ว Bob จะรู้ได้ยังไงว่าเงินที่คุณส่งให้นั้นใช้ได้จริง? Bob สามารถเอา e-cash นั้นไปตรวจสอบกับ mint ได้ครับ mint จะยืนยันว่า e-cash นั้นถูกต้อง แต่จะไม่รู้เลยว่าเป็น e-cash ที่ออกให้ Alice

ที่น่าสนใจก็คือ Chaumian e-cash ต่างจากบริการ custodial ที่จัดการเงินทุนแบบเห็นทุกอย่าง ผู้ดูแล mint จะไม่รู้เลยว่ามีผู้ใช้กี่คน ไม่รู้ว่าผู้ใช้เป็นใคร ไม่รู้ยอดเงินในบัญชี และไม่รู้ประวัติการทำธุรกรรมครับ นอกจากนี้ การทำธุรกรรมผ่าน mint ยังมีค่าใช้จ่ายต่ำ และสามารถทำได้โดยไม่มีข้อจำกัดอีกด้วย

ที่สำคัญ ระบบนี้สามารถป้องกันการใช้เงินซ้ำ (double spending) ได้ด้วยครับ เพราะทุกครั้งที่มีการใช้ e-cash mint จะบันทึกไว้ ถ้า Alice พยายามใช้ e-cash ตัวเดิมอีก mint ก็จะรู้ทันทีและปฏิเสธการทำธุรกรรมนั้น

วิธีนี้ทำให้ Chaumian e-cash รักษาความเป็นส่วนตัวของผู้ใช้ได้สูง แต่ก็ยังคงความปลอดภัยทางการเงินไว้ได้ด้วยครับ เป็นระบบที่นำข้อดีของเงินสดมาไว้ในโลกดิจิทัลนั่นเองครับ

การแบ่งย่อย e-cash

สมมติว่า Alice มี e-cash มูลค่า 100 sat แต่ต้องการจ่ายค่ากาแฟให้ Bob เพียง 30 sat Alice จะสามารถจ่ายเงินให้ Bob ได้อย่างไร?

Chaumian e-cash มีคุณสมบัติที่สำคัญอีกอย่างหนึ่งก็คือ "การแบ่งย่อย" หรือ split ครับ มันทำงานคล้าย ๆ กับการแลกเงินในชีวิตจริงเลยครับ ลองนึกภาพตามดังนี้ครับ

1. Alice ส่งคำขอไปยัง mint เพื่อแลก e-cash 100 sat เป็น e-cash มูลค่าย่อย คือ 30 sat และ 70 sat
2. mint จะสร้าง e-cash ใหม่ตามมูลค่าที่ Alice ขอ โดยใช้ blind signature เช่นเดิม ทำให้ mint ไม่รู้ว่า e-cash ใหม่เหล่านี้เชื่อมโยงกับ e-cash เดิมของ Alice อย่างไร
3. Alice จะได้รับ e-cash ใหม่กลับมา และสามารถใช้ e-cash มูลค่า 30 sat จ่ายให้ Bob ได้ทันที
4. ส่วน e-cash มูลค่า 70 sat ที่เหลือ Alice ก็สามารถเก็บไว้ใช้ในโอกาสต่อไป คล้าย ๆ กับเงินทอนนั่นเองครับ

การแบ่งย่อย e-cash

การแบ่ง e-cash นี้ช่วยให้ผู้ใช้สามารถจ่ายเงินได้ตรงตามจำนวนที่ต้องการ ไม่ต้องกังวลว่าจะมีเหรียญย่อยไม่พอ มีความคล่องตัวสูง เลียนแบบการใช้เงินสดในชีวิตจริงได้อย่างใกล้เคียงมากขึ้น ทำให้ผู้ใช้สามารถจัดการเงินของตนได้อย่างอิสระและเป็นส่วนตัว โดยที่ mint ยังคงสามารถรักษาความปลอดภัยของระบบโดยรวมไว้ได้ครับ

Federated Mint: ลดการรวมศูนย์และเพิ่มความปลอดภัย

Mint หรือผู้ออก e-cash นั้น แม้จะมีข้อดีหลายประการ แต่ก็ยังมีความเสี่ยงที่เราต้องคำนึงถึงครับ เหมือนกับบริการรับฝากเงินแบบรวมศูนย์ทั่วไป mint ก็อาจทำให้ผู้ใช้เผชิญกับความเสี่ยงในรูปแบบต่าง ๆ เช่น ผู้ดูแลระบบอาจหนีหายไปพร้อมกับเงินของผู้ใช้ หรือ การบริหารจัดการที่ผิดพลาดอาจนำไปสู่การสูญเสียเงินของผู้ใช้

แต่ไม่ต้องกังวลไปครับ เพราะเรามีวิธีแก้ปัญหานี้!! นั่นคือการทำให้การทำงานของ mint กระจายตัวออกไป หรือที่เรียกว่า "Federated Mint"

วิธีการนี้คือ แทนที่จะมี mint เพียงแห่งเดียว เราจะมีหลาย ๆ mint ที่ทำงานร่วมกัน โดยทุกการดำเนินงานจะต้องได้รับการยืนยันจากกลุ่มของโหนดที่ควบคุมโดยหลายฝ่าย เพิ่มการกระจายศูนย์ โดยลดความเสี่ยงจากการพึ่งพา Mint เพียงแห่งเดียว อีกทั้งเพิ่มความสามารถในการขยายตัว (Scaling) รองรับผู้ใช้และธุรกรรมได้มากขึ้น

ที่สำคัญ แต่ละ mint สามารถส่งเงินให้กันได้ผ่านทั้ง lightning network ทำให้ระบบโดยรวมมีประสิทธิภาพและความปลอดภัยสูงขึ้น

การพัฒนา Federated Mints นี้ แสดงให้เห็นว่าเราสามารถนำข้อดีของ Chaumian e-cash มาใช้ โดยลดข้อเสียของระบบรวมศูนย์ลงได้ นับเป็นก้าวสำคัญในการพัฒนาระบบการเงินที่ทั้งปลอดภัย เป็นส่วนตัว และมีประสิทธิภาพสูงครับ

การทำงานของ mints มากว่าหนึ่งแห่งทำงานร่วมกัน (อ้างอิง: https://bitlyrics.co/transcripts/cashu-for-bitcoin/)

การประยุกต์ Chaumian e-cash กับ Bitcoin ในปัจจุบัน

ปัจจุบันมีการนำแนวคิด Chaumian e-cash มาประยุกต์ใช้กับ Bitcoin แล้วครับ โดยมีสอง project หลักที่น่าสนใจ คือ Fedimint และ Cashu ลองมาดูรายละเอียดกันครับ

Fedimint

เป็นโปรโตคอลโอเพนซอร์สที่พัฒนาโดยบริษัท Fedi ซึ่งมีผู้สนับสนุนและนักลงทุนที่มีชื่อเสียง จุดเด่นของ Fedimint คือ สินทรัพย์ bitcoin จะถูกเก็บรักษาโดยหลายฝ่าย เรียกว่า "Guardian" ซึ่งรวมกันเป็น "Federation"

ระบบการเก็บรักษาคล้ายกับ multisig wallet ที่ต้องการลายเซ็นจากหลายฝ่าย เหมาะสำหรับชุมชนขนาดใหญ่หรือผู้ให้บริการแพลตฟอร์มที่ต้องการให้บริการ lightning network ให้กับลูกค้าหรือสมาชิก

Fedimint เรียกการ custody รูปแบบนี้ว่า "community custody" ซึ่งอยู่ระหว่าง self-custody และ full custody

การทำงานของ Fedimint (อ้างอิง: https://fedimint.org/docs/GettingStarted/What-is-a-Fedimint)

Cashu

เป็นแนวทางที่แตกต่างจาก Fedimint ครับ โดยใช้รูปแบบ single-mint setup คือมีผู้ดูแลเพียงรายเดียว ไม่ใช่หลายรายแบบ Fedimint

จุดเด่นสำคัญของ Cashu ที่ทำให้มันแตกต่างคือ Cashu อนุญาตให้ตั้ง mint ได้ง่ายมากครับ แค่มี semi-custodial wallet เช่น LNbits ก็สามารถตั้ง mint ได้แล้ว ไม่จำเป็นต้องมีถึงระดับ full lightning node ซึ่งต้องใช้ทรัพยากรมากกว่า

ด้วยความง่ายในการตั้ง mint นี้ ทำให้มี mint ให้เลือกใช้งานจำนวนมากครับ ผู้ใช้สามารถเลือก mint ที่เหมาะสมกับความต้องการของตนได้

แม้ว่า Cashu จะมีความปลอดภัยน้อยกว่า Fedimint ในแง่ของการมีผู้ดูแลเพียงรายเดียวต่อ mint แต่ด้วยความสามารถในการกระจาย e-cash ไปยัง mint หลาย ๆ แห่ง ก็ช่วยชดเชยความเสี่ยงนี้ได้บางส่วนครับ

Cashu จึงเป็นทางเลือกที่น่าสนใจสำหรับผู้ที่ต้องการความยืดหยุ่นสูง ต้องการควบคุมการกระจายเงินของตนเอง และเหมาะสำหรับการใช้งานในวงแคบหรือในชุมชนขนาดเล็กถึงขนาดกลางครับ

การทำงานของ Cashu (อ้างอิง: https://blockdyor.com/cashu/)

บทสรุปส่งท้าย

บทความนี้ เราได้เรียนรู้เกี่ยวกับ Chaumian e-cash และการประยุกต์ใช้กับ Bitcoin ผ่านสอง project หลัก คือ Fedimint และ Cashu ครับ แต่ละ project ก็มีจุดเด่นและเหมาะกับการใช้งานที่แตกต่างกันไป

สำหรับผมแล้ว Cashu มีความน่าสนใจเป็นพิเศษครับ เพราะมันสามารถใช้งานได้ง่าย และเข้าถึงคนได้ง่ายกว่า ด้วยความสามารถในการตั้ง Mint ได้อย่างง่ายดาย ทำให้ Cashu มีศักยภาพในการขยายการใช้งานได้อย่างรวดเร็ว และเหมาะสำหรับการนำไปใช้ในชีวิตประจำวันของคนทั่วไปครับ

ในบทความหน้า ผมจะพาท่านผู้อ่านเจาะลึกลงไปในเรื่องของ Cashu ครับ โดยจะอธิบายรายละเอียดเพิ่มเติมและสอนวิธีการใช้งาน Cashu เพื่อให้ท่านผู้อ่านสามารถนำไปทดลองใช้งานได้จริง และเข้าใจถึงประโยชน์ของ Chaumian e-cash ในชีวิตประจำวันได้มากขึ้นครับ

หวังว่าบทความนี้จะช่วยให้ท่านเข้าใจภาพรวมของ Chaumian e-cash และการประยุกต์ใช้กับ Bitcoin ได้มากขึ้นนะครับ และอย่าลืมติดตามบทความถัดไปเกี่ยวกับ Cashu ที่จะมาเร็ว ๆ นี้ครับ ขอบคุณที่ติดตามอ่านครับ!!

• Nerd Miner T Display S3 | Fully Setup
• NerdMiner S9 - LNbits Web Shop

แต่อย่างไรก็ตาม ผมมีข่าวดีก็คือเราสามารถสร้างเจ้า Nerd Miner เองได้ครับ และใช้ค่าจ่ายถูกกว่าอีกต่างหาก เยี่ยมไปเลยใช่มั้ยครับ นั่นก็เพราะว่า Nerd Miner นั้นเป็นโปรเจคแบบ open source โค้ดต่างๆ ที่ใช้ในการพัฒนาเปิดเผยทั้งหมด อีกทั้งอุปกรณ์ฮาร์ดแวร์ที่ใช้ในการพัฒนาก็สามารถหาซื้อได้ง่าย ใช้แค่ microcontroller ESP32-S3 ซึ่งเป็นที่รู้จักกันดีในกลุ่มนักพัฒนาอุปกรณ์ DIY ต่างๆ โดยบอร์ดพัฒนา ESP32 นี้เราจะนำมาโปรแกรม Stratum protocol เพื่อขุดบิตคอยน์ให้กับเรา โดยที่เราสามารถเลือก Pool สำหรับการขุดเองได้

ในบทความนี้ผมก็จะสอนเพื่อนๆ Bitcoiner ชาว Nostr และ Siamstr ทุกท่านมาลองสร้างเครื่องขุดบิตคอยน์จิ๋ว DIY กัน แม้ว่ากำลังขุดจะน้อยนิดจนเราไม่ได้อะไรเลยจากการขุด แต่ถ้าหลายๆ ท่านช่วยกัน Hashrate ของ Prove of Work ในระบบ Bitcoin ก็จะสูงมากขึ้น เลยขอเชิญชวนทุกท่านมาร่วมกันสร้างความแข็งแกร่งให้กับระบบเงินในอนาคตของเรากันครับ

ถ้าพร้อมแล้ว… เรามาเริ่มกันเลยครับ

อันดับแรกเลยนะครับจะต้องหาซื้อฮาร์ดแวร์กันก่อน ก็คือบอร์ดพัฒนา ESP32 นั่นเองครับ โดยมีรุ่นให้เลือกใช้ได้หลากหลาย ดังนี้ครับ

• ESP32-WROOM, ESP32-Devkit1.. (Shopee link*)
• M5Stack (Shopee link*)
• LILYGO T-QT pro (Aliexpress link*)
• LILYGO T-Display S3 (Aliexpress link*)
• LILYGO T-Display 1.14 (Aliexpress link*)
• LILYGO T-Display S3 AMOLED (Aliexpress link*)
• LILYGO T-Dongle S3 (Aliexpress link*)

เราสามารถเลือกซื้อบอร์ด ESP32 ได้ตามใจชอบเลยนะครับ ถ้าหากท่านมีงบประมาณน้อยก็อาจจะซื้อแค่ ESP32 WROOM เป็นแค่บอร์ดเปล่าซึ่งมีราคาถูกที่สุด แต่ไม่มีจอแสดงผล ถ้าท่านอยากได้แบบมีทั้งจอและ case ด้วย ผมก็แนะนำ LILYGO T-Display S3 ซึ่งผมก็ใช้ตัวนี้ หรือถ้าท่านอยากได้แค่บอร์ดกับจอแล้วมาออกแบบสร้าง Case เองก็ได้ครับ จะได้เครื่องขุดจิ๋วที่หน้าตาไม่เหมือนใคร มีตัวอย่างไฟล์ 3D print ลองศึกษาเพิ่มเติมดูได้ตามลิงก์นี้ครับ

Nerdminer V2 click case w/ buttons by stackbit.me | Download free STL model

ทีนี้ในส่วนของฮาร์ดแวร์ก็จบไปแล้ว เรามาต่อกันที่ซอฟต์แวร์กันครับ การที่จะติดตั้ง firmeare ลงบนบอร์ดได้นั้น ก่อนอื่นเราจำเป็นต้องติดตั้ง Driver ของบอร์ดกันก่อน ท่านสามารถดาวน์โหลดและติดตั้งได้ตามลิงก์นี้เลยครับ

CP210x USB to UART Bridge VCP Drivers - Silicon Labs

เมื่อท่านติดตั้ง Driver เรียบร้อยแล้วเมื่อทำการเชื่อมต่อบอร์ด ESP32 เข้ากับคอมพิวเตอร์ด้วยสาย USB ก็จะพบอุปกรณ์ที่เข้ามาเชื่อมต่อครับ

ต่อมาก็มาถึงขั้นตอนการติดตั้ง firmware ของ Nerd Miner ลงบนบอร์ด ESP32 ของเรากันครับ โดยเข้าไปที่หน้าเว็บตามด้านล่างเลยครับ

NM DIY Flasher

โดยที่ในหน้าเว็บจะมีประเภทของ firmware ของ Nerd Miner ให้เลือกตามบอร์ด ESP32 ที่ท่านเลือกใช้นะครับ หลังจากนั้นก็กดปุ่ม Flash เพื่อทำการติดตั้ง firmware เว็บบราวเซอร์จะถามหา serial port ให้เราเลือกที่เป็นของบอร์ด ESP32 ของท่านนะครับ ในกรณีของผมตามภาพจะเป็น COM9

เมื่อแถบ Firmware เต็มและขึ้นคำว่า “Successfully flashed NerdMinerv2 1.6.2 original board T-Display S3” ดังรูปด้านล่าง แสดงว่าการติดตั้งสำเร็จเรียบร้อยครับ

หลังจากนั้นให้เราทำการรีเซ็ตบอร์ดพัฒนา ESP32 ของท่าน หากบอร์ดหน้าจอแสดงผลจะปรากฏหน้าจอดังรูปครับ

ต่อมาเราก็จะเข้ามาสู่ขั้นตอนการ Setup Nerd Miner กันนะครับ ให้ทำการเชื่อมต่อกับ WiFi “NerdMinerAP” โดยรหัสผ่านคือ “MineYourCoins” นะครับ หรือท่านใด้จะใช้วิธีสแกน QR code ตามที่ปรากฏบนจอแสดงผลก็ได้นะครับ

เมื่อเชื่อมต่อ WiFi ของ NerdMinerAP เรียบร้อย ระบบก็จะพาท่านมาสู่หน้าเว็บของ NerdMiner หรือจะเข้าผ่าน IP address 192.168.4.1 ก็ได้ครับ ในหน้านี้ให้ท่าเลือก Configure WiFi เพื่อทำการตั้งค่า โดยให้ท่านระบุชื่อ WiFi รหัสผ่านที่ท่าใช้ในการเชื่อมต่ออินเตอร์เน็ต ใส่ address ที่ท่านจะใช้สำหรับรับบิตคอยน์หากท่านขุดได้ (อันนี้ขึ้นอยู่กับดวงของท่านเลยครับ 555) นอกจากนี้ท่านยังสามารถเลือก pool สำหรับขุดได้โดยการตั้งค่า pool url และ port แนะนำว่าควรเลือก pool ที่มี dificulty ต่ำเพราะโอกาสขุดได้เยอะกว่า โดยรายละเอียดของ pool ที่แนะนำก็มีดังนี้ครับ

และสุดท้ายก็ระบุโซนเวลาตามสถานที่ที่ท่านอยู่ครับ ถ้าหากที่ประเทศไทยก็เป็น 7 ครับ

เมื่อทำการ Setup เรียบร้อย หา WiFi และรหัสผ่านถูกต้อง สามารถเชื่อมต่ออินเตอร์เน็ตได้ Nerd Miner ของท่านก็พร้อมสำหรับการขุดเรียบร้อยครับ โดยที่หน้าจอของ Nerd Miner จะมีอยู่ด้วยกันสามรูปแบบ ปรับเปลี่ยนด้วยการกดปุ่มด้านขวาบนครับ โดยจอแสดงผลการใช้งานทั้งสามแบบของ Nerd Miner ประกอบไปด้วยดังนี้

1. NerdMiner Screen ในหน้านี้จะแสดงข้อมูลการขุดของเจ้าเครื่องขุดจิ๋วของท่าน ประกอบไปด้วย ดังนี้

   • Block Template: จำนวนบล็อคที่ได้ขุดไป
   • Best Difficulty: difficulty สูงสุดที่ขุดได้
   • 32BITs Share: จำนวนครั้งที่เราขุดได้ hash ที่มี 0 นำหน้าตั้งแต่ 32 บิตขึ้นไป
   • เวลาที่ทำการขุด
   • Hashrate
   • จำนวน Hash ที่ได้ทำไปแล้ว

2. ClockMiner Screen ในหน้านี้จะแสดงเวลาปัจจุบัน hashrate และ block height ปัจจุบันของบิทคอยน์โดยท่านอาจใช้หน้านี้เป็นเหมือนนาฬิกา Bitcoin Block Clock ก็ได้ครับ

3. GlobalStats Screen ในหน้านี้จะแสดงสถานะของบิตคอยน์ในปัจจุบันครับ ไม่ว่าจะเป็น ราคา, ค่ากลางของค่าธรรมเนียมธุรกรรม, dificulty ในการขุด, block height ปัจจุบัน และ hashrate ของทั้งโลก

เพียงเท่านี้ทุกท่านก็มีเครื่องขุดขนาดจิ๋วกันแล้วนะครับ หากท่านใดอยากจะศึกษาเพิ่มก็ลองเข้าไปดูซอร์สโค้ดได้ตามลิงก์ด้านล่างได้เลยนะครับ

GitHub - BitMaker-hub/NerdMiner_v2: Improved version of first ESP32 NerdMiner

หากท่านใดมีปัญหาในการติดตั้งและการใช้งานต่างๆ หรือต้องการติชมประการใก ก็สามารถคอมเมนต์หรือติดต่อทัก DM ผมมาทาง Nostr ได้เลยครับ สำหรับบทความนี้ก็มีเพียงเท่านี้ ขอให้ทุกท่านโชคดีกับการขุดบิตคอยน์ครับ