Что такое майнинг криптовалюты простыми словами и как это работает на деле?

Что такое майнинг биткойнов?
Майнинг биткойнов — это процесс, посредством которого новые биткойны вводятся в обращение. Это также способ, которым сеть подтверждает новые транзакции, и является важным компонентом обслуживания и развития реестра блокчейна. «Майнинг» выполняется с использованием сложного оборудования, которое решает чрезвычайно сложную вычислительную математическую задачу. Первый компьютер, нашедший решение задачи, получает следующий блок биткойнов, и процесс начинается заново.

Добыча криптовалюты является кропотливой, дорогостоящей и лишь время от времени приносит прибыль. Тем не менее, майнинг имеет магнетическую привлекательность для многих инвесторов, интересующихся криптовалютой, поскольку майнеры получают вознаграждение за свою работу с крипто-токенами. Возможно, это связано с тем, что предприимчивые люди рассматривают добычу полезных ископаемых как гроши с небес, как калифорнийские золотоискатели в 1849 году. И если вы склонны к технологиям, почему бы не заняться этим?

Вознаграждение биткойнов, которое получают майнеры, является стимулом, который мотивирует людей помогать в достижении основной цели майнинга: узаконивать и контролировать транзакции биткойнов, обеспечивая их действительность. Поскольку многие пользователи во всем мире разделяют эти обязанности, Биткойн является «децентрализованной» криптовалютой, то есть криптовалютой, которая не полагается на какой-либо центральный орган, такой как центральный банк или правительство, для надзора за своим регулированием.

Однако прежде чем инвестировать время и оборудование, прочитайте это объяснение, чтобы понять, действительно ли майнинг для вас.

КЛЮЧЕВЫЕ ВЫВОДЫ
С помощью майнинга вы можете зарабатывать криптовалюту, не вкладывая в нее деньги.
Биткойн-майнеры получают биткойн в качестве награды за завершение «блоков» проверенных транзакций, которые добавляются в блокчейн.
Вознаграждение за майнинг выплачивается майнеру, который первым находит решение сложной головоломки хэширования, а вероятность того, что участник найдет решение, зависит от доли общей мощности майнинга в сети.
Вам понадобится либо графический процессор (GPU), либо специализированная интегральная схема (ASIC), чтобы настроить установку для майнинга.

Повсюду мы используем «Биткойн» с заглавной «Б», когда говорим о сети или криптовалюте как о понятии, и «Биткойн» с маленькой «Б», когда мы имеем в виду количество отдельных токенов.
Зачем биткойну нужны майнеры
«Майнинг» блокчейна — это метафора вычислительной работы, которую узлы в сети выполняют в надежде заработать новые токены. На самом деле майнеры, по сути, получают деньги за свою работу в качестве аудиторов. Они выполняют работу по проверке легитимности биткойн-транзакций. Это соглашение предназначено для обеспечения честности пользователей Биткойн и было задумано основателем Биткойн Сатоши Накамото . 1 Проверяя транзакции, майнеры помогают предотвратить « проблему двойных расходов ».

Двойная трата — это сценарий, в котором владелец биткойна незаконно тратит один и тот же биткойн дважды. С физической валютой это не проблема: когда вы даете кому-то 20-долларовую купюру, чтобы купить бутылку водки, у вас ее больше нет, поэтому нет опасности, что вы можете использовать ту же 20-долларовую купюру для покупки лотерейных билетов по соседству. Хотя фальшивые деньги возможны, это не совсем то же самое, что буквально дважды потратить один и тот же доллар. Однако с цифровой валютой, как поясняется в словаре Investopedia, «существует риск того, что держатель может сделать копию цифрового токена и отправить ее продавцу или другой стороне, сохранив при этом оригинал».

Допустим, у вас есть одна настоящая 20-долларовая купюра и одна подделка той же 20-долларовой. Если бы вы попытались потратить и настоящую купюру, и фальшивую, кто-нибудь, взглянувший на серийные номера обеих банкнот, увидел бы, что это один и тот же номер, и, следовательно, один из них должен быть фальшивым. То, что делает майнер блокчейна, аналогично этому — они проверяют транзакции, чтобы убедиться, что пользователи не пытались незаконно потратить один и тот же биткойн дважды. Это не идеальная аналогия — мы объясним это более подробно ниже.

Только 1 мегабайт данных транзакции может поместиться в один биткойн-блок. Ограничение в 1 МБ было установлено Сатоши Накамото, и это стало предметом споров, поскольку некоторые майнеры считают, что размер блока должен увеличиваться, чтобы вмещать больше данных, что фактически означает, что сеть Биткойн сможет обрабатывать и проверять транзакции быстрее.
Зачем майнить биткойн?
Помимо наполнения карманов майнеров и поддержки экосистемы Биткойн, майнинг служит еще одной жизненно важной цели: это единственный способ выпустить новую криптовалюту в обращение. Другими словами, майнеры в основном «чеканят» валюту. Например, по состоянию на январь 2022 года в обращении находилось чуть менее 19 миллионов биткойнов из общего количества в 21 миллион. 2

Помимо монет, отчеканенных через блок генезиса (самый первый блок, который создал основатель Сатоши Накамото), каждый из этих биткойнов появился благодаря майнерам. В отсутствие майнеров Биткойн как сеть все еще существовал бы и мог использоваться, но никаких дополнительных биткойнов никогда не было бы. Однако, поскольку скорость «добывания» биткойнов со временем снижается, окончательный биткойн не будет циркулировать примерно до 2140 года. Это не означает, что транзакции перестанут проверяться. Майнеры будут продолжать проверять транзакции и получать за это комиссию, чтобы сохранить целостность сети Биткойн.

Чтобы заработать новые биткойны, вам нужно быть первым майнером, который придет к правильному или ближайшему ответу на числовую задачу. Этот процесс также известен как доказательство работы (PoW) . Чтобы начать майнинг, нужно начать заниматься этим доказательством работы, чтобы найти ответ на загадку.

Никакой продвинутой математики или вычислений на самом деле не требуется. Возможно, вы слышали, что майнеры решают сложные математические задачи — это правда, но не потому, что математика сама по себе сложна. На самом деле они пытаются стать первыми майнерами, которые придумали 64-значное шестнадцатеричное число (« хеш »), которое меньше или равно целевому хешу. Это в основном догадки. 1

Так что это вопрос случайности, но с учетом того, что общее количество возможных предположений для каждой из этих задач исчисляется триллионами, это невероятно трудоемкая работа. И количество возможных решений (называемых уровнем сложности майнинга ) только увеличивается с каждым майнером, который присоединяется к сети майнинга. Чтобы решить проблему первыми, майнерам требуется много вычислительной мощности. Для успешного майнинга вам необходимо иметь высокую «скорость хеширования», которая измеряется в гигахешах в секунду (GH/s) и терахешах в секунду (TH/s).

Помимо краткосрочной выплаты недавно выпущенных биткойнов, майнер монет также может дать вам право «голосовать», когда в протоколе сети Биткойн предлагаются изменения. Это известно как протокол улучшения биткойнов (BIP). Другими словами, майнеры имеют определенное влияние на процесс принятия решений по таким вопросам, как разветвление . Чем большей хэш-мощностью вы обладаете, тем больше голосов вы должны отдать за такие инициативы.

Сколько зарабатывает майнер
Награды за добычу биткойнов уменьшаются вдвое примерно каждые четыре года. 1 Когда биткойн был впервые добыт в 2009 году, добыча одного блока приносила вам 50 BTC. В 2012 году он был уменьшен вдвое до 25 BTC. К 2016 году он снова сократился вдвое до 12,5 BTC. 11 мая 2020 года вознаграждение снова уменьшилось вдвое до 6,25 BTC.

По состоянию на 31 января 2022 года цена биткойна составляла около 37 500 долларов за биткойн, что означает, что вы заработали бы 234 375 долларов (6,25 x 37 500) за завершение блока. 4 Может показаться, что это неплохой стимул для решения описанной выше сложной проблемы с хешированием.

Чтобы точно отслеживать, когда произойдут эти халвинги, вы можете обратиться к биткойн-часам , которые обновляют эту информацию в режиме реального времени. Интересно, что рыночная цена Биткойна на протяжении всей его истории, как правило, близко соответствовала сокращению количества новых монет, введенных в обращение. Это снижение уровня инфляции увеличило дефицит, и исторически цена росла вместе с ним.

Если вы хотите оценить, сколько биткойнов вы могли бы добыть с хешрейтом вашей майнинговой установки, сайт CryptoCompare предлагает полезный калькулятор. Другие веб-ресурсы предлагают аналогичные инструменты.
Что нужно для майнинга биткойнов
Хотя в начале истории Биткойна люди могли конкурировать за блоки с обычным домашним персональным компьютером, сейчас это уже не так. Причина этого в том, что сложность майнинга биткойнов со временем меняется.

Чтобы обеспечить бесперебойную работу блокчейна и возможность обработки и проверки транзакций, сеть Биткойн стремится создавать один блок каждые 10 минут или около того. Однако, если 1 миллион майнинговых установок соревнуются за решение проблемы с хешированием, они, скорее всего, найдут решение быстрее, чем сценарий, в котором 10 майнинговых установок работают над одной и той же проблемой. По этой причине Биткойн предназначен для оценки и корректировки сложности майнинга каждые 2016 блоков или примерно каждые две недели.

Когда для майнинга биткойнов совместно используется больше вычислительных мощностей, уровень сложности майнинга увеличивается, чтобы поддерживать стабильное производство блоков. Меньшая вычислительная мощность означает снижение уровня сложности. При сегодняшнем размере сети персональный компьютер, занимающийся майнингом биткойнов, почти наверняка ничего не найдет.

Оборудование для майнинга
Все это говорит о том, что для конкурентоспособного майнинга майнеры теперь должны вкладывать средства в мощное компьютерное оборудование, такое как графический процессор (GPU) или, что более реалистично, специализированная интегральная схема (ASIC) . Они могут стоить от 500 долларов до десятков тысяч долларов. Некоторые майнеры, особенно майнеры Эфириума, покупают отдельные видеокарты в качестве недорогого способа объединить операции майнинга.

Сегодня оборудование для майнинга биткойнов почти полностью состоит из машин ASIC, которые в данном случае специально делают одну и только одну вещь: добывают биткойны. Современные ASIC на много порядков мощнее центральных или графических процессоров и каждые несколько месяцев увеличивают мощность хеширования и энергоэффективность по мере разработки и развертывания новых микросхем. Сегодняшние майнеры могут производить почти 200 TH/s всего за 27,5 Дж на терахеш.

Аналогия
Скажем, я говорю трем друзьям, что думаю о числе от одного до 100, записываю это число на листе бумаги и запечатываю его в конверте. Моим друзьям не нужно угадывать точное число; им просто нужно быть первым, кто угадает любое число, которое меньше или равно ему. И нет предела тому, сколько догадок они получают.

Допустим, я думаю о числе 19. Если друг А угадает 21, он проиграет, потому что 21 > 19. Если друг Б угадает 16, а друг В угадает 12, то они оба теоретически пришли к жизнеспособным ответам, потому что 16 < 19 и 12 < 19. Друг Б не получает «дополнительной оценки», хотя ответ Б был ближе к целевому ответу 19. Теперь представьте, что я задаю вопрос «угадай, какое число я думаю», но я Я не спрашиваю только трех друзей и не думаю о числе от 1 до 100. Скорее, я спрашиваю миллионы потенциальных майнеров и думаю о 64-значном шестнадцатеричном числе. Теперь вы видите, что будет чрезвычайно трудно угадать правильный ответ. Если B и C оба ответят одновременно, то система выйдет из строя.

С точки зрения Биткойна, одновременные ответы встречаются часто, но в конце дня может быть только один выигрышный ответ. Когда представлено несколько одновременных ответов, которые равны или меньше целевого числа, сеть Биткойн простым большинством голосов — 51% — решает, какой майнер принять во внимание.

Как правило, это тот майнер, который проделал большую часть работы или, другими словами, тот, кто проверяет больше всего транзакций. Затем проигравший блок становится « сиротским блоком ». Блоки-сироты — это те, которые не добавляются в блокчейн. Майнеры, успешно решившие проблему с хешированием, но не проверившие большинство транзакций, не получают вознаграждения в виде биткойнов.

Процесс майнинга
Что такое «64-значное шестнадцатеричное число»?
Вот пример такого номера:

0000000000000000057fcc708cf0130d95e27c5819203e9f967ac56e4df598ee
Номер выше состоит из 64 цифр. Достаточно легко понять до сих пор. Как вы, наверное, заметили, это число состоит не только из цифр, но и из букв алфавита. Это почему?

Чтобы понять, что делают эти буквы в середине чисел, давайте распаковываем слово «шестнадцатеричный».

Десятичная система использует коэффициенты 100 в качестве основы (например, 1% = 0,01). Это, в свою очередь, означает, что каждая цифра многозначного числа имеет 100 возможных значений, от нуля до 99. В вычислениях десятичная система упрощается до основания 10, или от нуля до девяти.

«Шестнадцатеричная», с другой стороны, означает основание 16, потому что «шестнадцатеричный» происходит от греческого слова «шесть», а «дека» происходит от греческого слова «10». В шестнадцатеричной системе каждая цифра имеет 16 возможных вариантов. Но наша система счисления предлагает только 10 способов представления чисел (от нуля до девяти). Вот почему вы должны добавлять буквы, в частности, буквы A, B, C, D, E и F.

Если вы занимаетесь добычей биткойнов, вам не нужно вычислять общее значение этого 64-значного числа (хеш). Повторяю: вам не нужно вычислять общую стоимость хэша.

Какое отношение «64-значные шестнадцатеричные числа» имеют к майнингу биткойнов?
Помните ту аналогию, в которой число 19 было написано на листе бумаги и вложено в запечатанный конверт? В терминах майнинга биткойнов это метафорическое нераскрытое число в конверте называется целевым хэшем .

Что майнеры делают с этими огромными компьютерами и десятками охлаждающих вентиляторов, так это угадывают целевой хэш. Майнеры делают эти предположения, случайным образом генерируя как можно больше одноразовых номеров и как можно быстрее. Nonce — это сокращение от «число, используемое только один раз», и nonce — это ключ к созданию этих 64-битных шестнадцатеричных чисел, о которых я постоянно упоминаю. В биткойн-майнинге одноразовый номер имеет размер 32 бита, что намного меньше, чем хэш, который составляет 256 бит. Первый майнер, чей одноразовый номер генерирует хеш, который меньше или равен целевому хешу, получает кредит за завершение этого блока и получает трофеи в размере 6,25 BTC.

Теоретически вы могли бы достичь той же цели, бросив 16-гранный кубик 64 раза, чтобы получить случайные числа, но с какой стати вы хотите это делать?

Скриншот ниже, взятый с сайта Blockchain.info, может помочь вам свести воедино всю эту информацию. Вы смотрите сводку всего, что произошло при добыче блока №490163. Одноразовый номер, сгенерировавший «выигрышный» хеш, был 731511405. Целевой хэш показан вверху. Термин «Relayed by AntPool» относится к тому факту, что этот конкретный блок был завершен AntPool, одним из наиболее успешных пулов для майнинга (подробнее о пулах для майнинга ниже).

Как вы видите здесь, их вклад в сообщество Биткойн заключается в том, что они подтвердили 1768 транзакций для этого блока. Если вы действительно хотите увидеть все 1768 транзакций для этого блока, перейдите на эту страницу и прокрутите вниз до раздела «Транзакции».

Как угадать целевой хэш?
Все целевые хэши начинаются со строки ведущих нулей. Минимальной цели нет, но есть максимальная цель, установленная протоколом Биткойн. Ни одна цель не может быть больше этого числа:

00000000ffff000000000000000000000000000000000000000000000000000000
Выигрышный хэш для биткойн-майнера — это хеш, который имеет как минимум минимальное количество ведущих нулей, определяемое сложностью майнинга.

Вот несколько примеров рандомизированных хэшей и критерии того, приведут ли они к успеху майнера:
Чтобы найти такое хэш-значение, вам нужно приобрести быстрое оборудование для майнинга или, что более реалистично, присоединиться к майнинговому пулу — группе майнеров, которые объединяют свои вычислительные мощности и делят добытый биткойн. Пулы для майнинга можно сравнить с клубами Powerball, члены которых массово покупают лотерейные билеты и соглашаются разделить любой выигрыш. Непропорционально большое количество блоков добывается пулами, а не отдельными майнерами.

Другими словами, это буквально просто игра чисел. Вы не можете угадать шаблон или сделать прогноз на основе предыдущих целевых хэшей. На сегодняшних уровнях сложности шансы найти выигрышное значение для одного хэша составляют один к десяткам триллионов. 6 Небольшие шансы, если вы работаете в одиночку, даже с чрезвычайно мощной фермой для майнинга.

Мало того, что майнеры должны учитывать затраты, связанные с дорогостоящим оборудованием, необходимым для решения проблемы хеширования, они также должны учитывать значительное количество электроэнергии, используемой майнинговыми установками для генерации огромного количества одноразовых номеров в поисках решения. . В целом, на момент написания этой статьи майнинг биткойнов в значительной степени убыточен для большинства отдельных майнеров. Сайт CryptoCompare предлагает полезный калькулятор, который позволяет вам подставлять такие числа, как ваша скорость хеширования и затраты на электроэнергию, чтобы оценить затраты и выгоды.

Что такое пулы для майнинга?
Майнер, обнаруживший решение головоломки, первым получает вознаграждение за майнинг, а вероятность того, что участник найдет решение, равна доле от общей мощности майнинга в сети.

Участники с небольшим процентом мощности майнинга имеют очень небольшой шанс самостоятельно обнаружить следующий блок. Например, карта для майнинга, которую можно купить за пару тысяч долларов, будет представлять менее 0,001% мощности майнинга сети. С таким небольшим шансом найти следующий блок может пройти много времени, прежде чем этот майнер найдет блок, а возрастающая сложность усугубляет ситуацию. Майнер может никогда не окупить свои инвестиции. Ответом на эту проблему являются пулы для майнинга.

Пулы майнинга управляются третьими лицами и координируют группы майнеров. Работая вместе в пуле и распределяя выплаты между всеми участниками, майнеры могут получать стабильный поток биткойнов, начиная со дня, когда они активируют свои майнеры. Статистику по некоторым пулам майнинга можно увидеть на Blockchain.info .

Стратегия кирки для майнинга биткойнов
Как упоминалось выше, самый простой способ приобрести биткойн — просто купить его на одной из многочисленных бирж биткойнов . В качестве альтернативы вы всегда можете использовать «стратегию кирки». Это основано на старой мысли о том, что во время Калифорнийской золотой лихорадки 1849 года разумным вложением было не промывание золота, а изготовление кирки, используемой для добычи полезных ископаемых.

Говоря современным языком, инвестируйте в компании, которые производят эти кирки. В контексте криптовалюты эквивалентом кирки может быть компания, которая производит оборудование, используемое для майнинга биткойнов. Например, вы можете подумать о поиске компаний, которые производят оборудование ASIC или графические процессоры.

Недостатки майнинга
Риски майнинга часто носят финансовый и нормативный характер. Как упоминалось выше, майнинг биткойнов и майнинг в целом представляет собой финансовый риск, потому что можно приложить все усилия, чтобы купить оборудование для майнинга на сотни или тысячи долларов, но не получить возврата своих инвестиций. Тем не менее, этот риск можно снизить, присоединившись к пулам майнинга. Если вы рассматриваете возможность майнинга и живете в районе, где это запрещено, вам следует пересмотреть свое решение. Также может быть хорошей идеей изучить регулирование вашей страны и общее отношение к криптовалюте, прежде чем инвестировать в оборудование для майнинга.

Еще один потенциальный риск, связанный с ростом майнинга биткойнов (а также других систем PoW), заключается в увеличении энергопотребления, необходимого компьютерным системам, выполняющим алгоритмы майнинга. Хотя эффективность микросхем ASIC резко возросла, рост самой сети опережает технологический прогресс. В результате есть опасения по поводу воздействия майнинга биткойнов на окружающую среду и углеродного следа.

Однако предпринимаются усилия по смягчению этого отрицательного внешнего эффекта путем поиска более чистых и экологически чистых источников энергии для добычи полезных ископаемых (таких как геотермальные или солнечные источники), а также использования кредитов для компенсации выбросов углерода. Другой стратегией является переход на менее энергоемкие механизмы консенсуса, такие как доказательство доли (PoS) , на которые перешел Ethereum; однако PoS имеет свой собственный набор недостатков и неэффективностей, таких как стимулирование накопления вместо использования монет и риск централизации контроля консенсуса.

Майнинг — это метафора введения новых биткойнов в систему, потому что он требует (вычислительных) работ, точно так же, как добыча золота или серебра требует (физических) усилий. Конечно, токены, которые находят майнеры, являются виртуальными и существуют только в цифровом регистре блокчейна Биткойн.

Почему биткойны нужно майнить?
Поскольку они представляют собой полностью цифровые записи, существует риск копирования, подделки или двойного расходования одной и той же монеты более одного раза. Майнинг решает эти проблемы, делая чрезвычайно дорогим и ресурсоемким попытки сделать одну из этих вещей или иным образом «взломать» сеть. Действительно, намного выгоднее присоединиться к сети в качестве майнера, чем пытаться подорвать ее.

Как майнинг подтверждает транзакции?
В дополнение к вводу в обращение новых BTC, майнинг играет решающую роль в подтверждении и проверке новых транзакций в блокчейне Биткойн. Это важно, потому что нет центрального органа, такого как банк, суд, правительство или что-то еще, определяющее, какие транзакции действительны, а какие нет. Вместо этого процесс майнинга достигает децентрализованного консенсуса посредством доказательства работы (PoW).

Почему майнинг использует так много электроэнергии?
В первые дни Биткойн любой мог просто запустить программу майнинга со своего ПК или ноутбука. Но по мере того, как сеть росла и все больше людей интересовались майнингом, алгоритм майнинга становился все сложнее. Это связано с тем, что код для Биткойн нацелен на поиск нового блока в среднем каждые 10 минут. 1 Если задействовано больше майнеров, шансы на то, что кто-то соберет правильный хэш быстрее, увеличиваются, и поэтому возрастает сложность восстановления этой 10-минутной цели. А теперь представьте, если к сети будет подключена мощность майнинга в тысячи или даже миллионы раз больше. Это много новых машин, потребляющих энергию.

Законен ли майнинг биткойнов?
Законность майнинга биткойнов полностью зависит от вашего географического положения. Концепция биткойна может угрожать господству фиатных валют и государственному контролю над финансовыми рынками. По этой причине Биткойн полностью незаконен в некоторых местах.

Владение биткойнами и майнинг разрешены в большинстве стран. Некоторыми примерами мест, где это было незаконно, согласно отчету за 2018 год, были Алжир, Египет, Марокко, Боливия, Эквадор, Непал и Пакистан. 8 С 2018 года майнинг биткойнов запрещен в других странах, включая Бангладеш, Китай, Доминиканскую Республику, Северную Македонию, Катар и Вьетнам. 9 10 11 12 В целом использование и добыча биткойнов остаются законными во многих странах мира.

Вредит ли крипто-майнинг вашему графическому процессору/компьютеру?
Поскольку майнинг на блокчейне очень ресурсоемкий, он может сильно нагрузить ваш графический процессор или другое оборудование для майнинга. На самом деле, нередки случаи, когда GPU взрываются, а майнинговые установки загораются. 13 Тем не менее, если ваши буровые установки работают в умеренном темпе и с достаточной мощностью, это, как правило, безопасно.

Можете ли вы майнить биткойны на своем iPhone?
Нет. Сегодня майнинг биткойнов требует огромных вычислительных мощностей и электроэнергии, чтобы быть конкурентоспособным. Запуск майнера на мобильном устройстве, даже если он является частью майнинг-пула, скорее всего, не принесет никакой прибыли.

Заключение
«Майнинг» биткойнов выполняет важную функцию для проверки и подтверждения новых транзакций в блокчейне и предотвращения двойных расходов злоумышленников. Таким же образом в систему вводятся новые биткойны. Основанная на сложной головоломке, задача включает в себя создание доказательства работы (PoW), которое по своей природе является энергоемким. Эта энергия, однако, воплощена в ценности биткойнов и системы биткойнов и поддерживает стабильность, безопасность и надежность этой децентрализованной системы.

Оставьте комментарий