ビットコインマイニングはどのように機能しますか？ クリプトマイニングとは何ですか？

ビットコインマイニングとは何ですか？

ビットコインマイニングは、新しいビットコインが流通するプロセスですが、ブロックチェーン元帳の保守と開発の重要なコンポーネントでもあります。 これは、非常に複雑な計算数学の問題を解決する非常に洗練されたコンピューターを使用して実行されます。

暗号通貨 マイニングは骨の折れる作業であり、費用がかかり、散発的にしかやりがいがありません。 それにもかかわらず、鉱夫は暗号トークンを使った仕事に対して報われるという事実のために、マイニングは暗号通貨に興味のある多くの投資家にとって魅力的です。 これは、起業家のタイプが、1849年のカリフォルニアの金の探鉱者のように、鉱業を天国からのペニーと見なしているためかもしれません。 そして、あなたが技術的に傾いているなら、なぜそれをしませんか？

ただし、時間と設備を投資する前に、この説明を読んで、マイニングが本当に自分に適しているかどうかを確認してください。 私たちは主にビットコインに焦点を当てます（全体を通して、ネットワークを指すときに「ビットコイン」を使用しますまたは 概念としての暗号通貨、そして私たちが個人の量を指すときの「ビットコイン」 トークン）。

新しいゴールドラッシュ

多くのマイニングの主な魅力は、ビットコインで報われる見込みです。 とは言うものの、暗号通貨トークンを所有するためにマイナーである必要はありません。 あなたもすることができます 法定通貨を使用して暗号通貨を購入する; あなたはそれを次のような取引所で取引することができます

ビットスタンプ 別の暗号を使用する（例として、イーサリアムまたはNEOを使用してビットコインを購入する）; ショッピング、暗号通貨でユーザーに支払うプラットフォームでのブログ投稿の公開、または利息を稼ぐ暗号アカウントの設定によっても獲得できます。

暗号ブログプラットフォームの例は Steemit、これはMediumに似ていますが、ユーザーがSTEEMと呼ばれる独自の暗号通貨でブロガーに支払うことでブロガーに報酬を与えることができる点が異なります。 その後、STEEMは他の場所でビットコインと交換できます。

鉱夫が受け取るビットコインの報酬は、人々がマイニングの主な目的であるビットコイン取引を合法化して監視し、その有効性を確保するのを支援するように動機付けるインセンティブです。 これらの責任は世界中の多くのユーザーに分散しているため、ビットコインは「分散型」です 暗号通貨、または中央銀行や政府のような中央当局に監視することに依存しないもの 規制。

ビットコインをマイニングする方法

鉱山労働者は、監査人としての仕事に対して報酬を受け取っています。 彼らはビットコイン取引の正当性を検証する作業を行っています。 この規則は、ビットコインのユーザーを正直に保つことを目的としており、ビットコインの創設者によって考案されました。 中本聡. 取引を検証することにより、鉱夫は「二重支払い 問題。"

二重支払いは、ビットコインの所有者が同じビットコインを不法に2回使用するシナリオです。 物理的な通貨の場合、これは問題ではありません。ウォッカのボトルを購入するために誰かに20ドル札を渡したら、 もう持っていないので、同じ20ドル札を使って次に宝くじを購入する危険はありません。 ドア。 偽造現金が作られる可能性はありますが、文字通り同じドルを2回使うのとまったく同じではありません。 ただし、デジタル通貨の場合、Investopedia辞書で説明されているように、「保有者が デジタルトークンのコピーを作成し、それを保持しながら商人または他の当事者に送信することができます 元の。"

正当な20ドル紙幣が1つと、同じ20ドルの偽造品が1つあったとします。 あなたが本物の請求書と偽物の請求書の両方を使おうとすると、見るのに苦労した誰か 両方の請求書のシリアル番号は、それらが同じ番号であることがわかるため、一方が同じである必要がありました。 NS。 ビットコインマイナーが行うことはそれに類似しています。彼らはトランザクションをチェックして、ユーザーが同じビットコインを2回不正に使用しようとしていないことを確認します。 これは完全な例えではありません。以下で詳しく説明します。

鉱山労働者が1MB（メガバイト）相当の ビットコイン取引、「ブロック」として知られているこれらの鉱夫は、大量のビットコインで報酬を受け取る資格があります（ビットコインの報酬については以下でも詳しく説明します）。 1 MBの制限は中本聡によって設定されたものであり、一部の鉱夫はブロックサイズを より多くのデータに対応するために増加しました。これは、ビットコインネットワークがトランザクションをより多く処理および検証できることを効果的に意味します。 早く。

1 MB相当のトランザクションを検証すると、コインマイナーがビットコインを獲得できるようになることに注意してください。トランザクションを検証したすべての人に支払いが行われるわけではありません。

1MBのトランザクションは、理論的には1トランザクション（これはまったく一般的ではありませんが）または数千になります。 これは、トランザクションが使用するデータの量によって異なります。

「それで、トランザクションを検証するすべての作業の後、私はまだそれのためのビットコインを取得しないかもしれませんか？」

それは正しいです。 ビットコインを獲得するには、2つの条件を満たす必要があります。 1つは努力の問題です。 1つは運の問題です：

• 約1MB相当のトランザクションを確認する必要があります。 これは簡単な部分です。
• あなたはする必要があります 最初 マイナーは、数値の問題に対する正しい答え、または最も近い答えに到達します。 このプロセスは、 プルーフオブワーク.

「どういう意味ですか、 『数値問題への正しい答え』？」

良いニュース： 高度な数学や計算は必要ありません。 鉱夫が難しい数学の問題を解いていると聞いたことがあるかもしれませんが、それは正確には真実ではありません。 彼らが実際に行っているのは、64桁の16進数（a "ハッシュ"）それはターゲットハッシュ以下です。 それは基本的に当て推量です。

悪いニュース： それは当て推量ですが、これらの問題のそれぞれについて考えられる推測の総数は数兆のオーダーであり、それは信じられないほど骨の折れる作業です。 最初に問題を解決するために、鉱夫は多くの計算能力を必要とします。 マイニングを成功させるには、1秒あたりのメガハッシュ（MH / s）、1秒あたりのギガハッシュ（GH / s）、および1秒あたりのテラハッシュ（TH / s）で測定される高い「ハッシュレート」が必要です。

それは非常に多くのハッシュです。

マイニングリグのハッシュレートでマイニングできるビットコインの量を見積もりたい場合は、サイト Cryptocompare 便利な計算機を提供しています。

マイニングとビットコインの流通

マイナーのポケットを裏打ちし、ビットコインエコシステムをサポートすることに加えて、マイニングは別の重要な目的を果たします。それは、新しい暗号通貨を流通させる唯一の方法です。 言い換えれば、鉱夫は基本的に「造幣」通貨です。 たとえば、11月現在。 2020年には、約1,850万ビットコインが流通していました。

ジェネシスブロック（創設者の中本聡によって作成された最初のブロック）を介して鋳造されたコインを除いて、それらのビットコインのすべてが鉱山労働者のために生まれました。 鉱夫がいない場合でも、ネットワークとしてのビットコインは存在し、使用可能ですが、追加のビットコインはありません。 最終的にビットコインマイニングが終了する時が来るでしょう。 ビットコインプロトコルによると、ビットコインの総数は2100万に制限されます。

ただし、「マイニング」されるビットコインの割合は時間の経過とともに減少するため、最終的なビットコインは2140年頃まで流通しません。 これは、トランザクションの検証が停止されることを意味するものではありません。 マイナーは引き続きトランザクションを検証し、ビットコインのネットワークの整合性を維持するために、そのための料金を支払います。

短期的なビットコインの見返りは別として、コインマイナーであることは、ビットコインネットワークプロトコルで変更が提案されたときにあなたに「投票」力を与えることができます。 言い換えれば、鉱山労働者は、次のような問題に関する意思決定プロセスにある程度の影響力を持っています。 フォーク.

鉱山労働者が稼ぐ金額

ビットコインマイニングの報酬は4年ごとに半分に減らされます。 2009年にビットコインが最初にマイニングされたとき、1ブロックをマイニングすると50BTCを獲得できます。 2012年には、これは半分になって25BTCになりました。 2016年までに、これは再び半分の12.5BTCになりました。 2020年5月11日、報酬は再び半分の6.25BTCになりました。 2020年11月のビットコインの価格はビットコインあたり約17,900ドルでした。つまり、ブロックを完了すると111,875ドル（6.25 x 17,900）を獲得できます。 上で詳述した複雑なハッシュ問題を解決するための悪いインセンティブではないように思われるかもしれません。

これらの半分がいつ発生するかを正確に追跡したい場合は、 ビットコイン時計、この情報をリアルタイムで更新します。 興味深いことに、ビットコインの市場価格は、その歴史を通じて、流通する新しいコインの削減に密接に対応する傾向がありました。 このインフレ率の低下は希少性を高め、歴史的に価格はそれに伴って上昇しました。

これまでにマイニングされたブロックの数を確認したい場合は、次のようないくつかのサイトがあります。 Blockchain.info、それはあなたにリアルタイムでその情報を与えるでしょう。

ビットコインをマイニングするには何が必要ですか？

ビットコインの歴史の早い段階で、個人は通常の自宅のコンピューターとブロックを競うことができたかもしれませんが、これはもはやそうではありません。 この理由は、ビットコインのマイニングの難しさが時間とともに変化するためです。

ブロックチェーンの円滑な機能とトランザクションを処理および検証する機能を確保するために、ビットコインネットワークは10分程度ごとに1つのブロックを生成することを目指しています。 ただし、ハッシュの問題を解決するために競合する100万のマイニングリグがある場合、10のマイニングリグが同じ問題に取り組んでいるシナリオよりも早く解決策に到達する可能性があります。 そのため、ビットコインは、2,016ブロックごと、またはおよそ2週間ごとにマイニングの難易度を評価および調整するように設計されています。

ビットコインをマイニングするために集合的に機能する計算能力が増えると、ブロックの生産を安定した速度に保つために、マイニングの難易度が高くなります。 計算能力が低いということは、難易度が下がることを意味します。 どれだけの計算能力が関係しているかを知るために、2009年にビットコインが発売されたとき、最初の難易度は1でした。 11月現在 2019年は13兆を超えています。

これはすべて、競争力のある採掘を行うために、採掘者は強力なコンピューターに投資する必要があるということです。 GPU（グラフィックスプロセッシングユニット）のような機器、またはより現実的には、特定用途向け統合機器 回路（ASIC）。 これらは500ドルから数万ドルまで実行できます。 一部のマイナー、特にイーサリアムマイナーは、マイニング操作をまとめる低コストの方法として、個々のグラフィックカード（GPU）を購入します。

下の写真は、その場しのぎの自家製マイニングマシンです。 グラフィックカードは、回転するファンを備えた長方形のブロックです。 グラフィックカードを金属製のポールに固定しているサンドイッチツイストタイに注意してください。 これはおそらく最も効率的なマイニング方法ではありません。ご想像のとおり、多くのマイナーはお金だけでなく楽しみや挑戦にも取り組んでいます。

「私が5歳のように説明する」バージョン

ビットコインマイニングの詳細は、そのままでは理解しにくい場合があります。 ハッシュ問題がどのように機能するかについてのこの実例を考えてみましょう。私は3人の友人に私が 1から100までの数字を考えて、その数字を一枚の紙に書いて、 封筒。 私の友達は正確な数を推測する必要はありません。 彼らは私が考えている数以下の数を推測する最初の人でなければなりません。 そして、彼らが得る推測の数に制限はありません。

私が19番を考えているとしましょう。 友人Aが21を推測した場合、21> 19のために負けます。 友人Bが16を推測し、友人Cが12を推測した場合、16 <19および12 <19であるため、理論的には両方とも実行可能な回答に到達しています。 Bの回答が目標の19の回答に近かったとしても、友人Bには「追加のクレジット」はありません。 今、私が「私が考えている数を推測する」という質問をすることを想像してみてください。しかし、私は3人の友人だけに尋ねているのではなく、1から100までの数を考えていません。 むしろ、私は何百万人もの鉱夫候補を求めており、64桁の16進数を考えています。 これで、正しい答えを推測するのが非常に困難になることがわかります。

BとCの両方が同時に応答する場合、ELI5のアナロジーは崩壊します。

ビットコインの用語では、同時回答が頻繁に発生しますが、結局のところ、勝者の回答は1つだけです。 目標数以下の複数の同時回答が提示された場合、ビットコインネットワークは単純な過半数（51％）でどのマイナーを尊重するかを決定します。

通常、最も多くの作業を行ったのは鉱夫、つまり、最も多くのトランザクションを検証したのは鉱夫です。 負けたブロックは「孤立したブロック。 "孤立ブロックは、ブロックチェーンに追加されないブロックです。 ハッシュの問題をうまく解決したが、ほとんどのトランザクションを検証していないマイナーは、ビットコインで報われません。

「64桁の16進数」とは何ですか？

さて、ここにそのような数の例があります：

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上記の数字は64桁です。 これまでのところ理解するのに十分簡単です。 お気づきかもしれませんが、その数字は数字だけでなく、アルファベットの文字でも構成されています。 何故ですか？

これらの文字が数字の途中で何をしているのかを理解するために、「16進数」という単語を開梱しましょう。

ご存知のように、私たちは「10進」システムを使用しています。つまり、基数10です。 つまり、複数桁の数字のすべての桁には、0から9までの10の可能性があります。

一方、「16進数」は基数16を意味します。これは、「hex」がギリシャ語の6に由来し、「deca」がギリシャ語の10に由来するためです。 16進法では、各桁に16の可能性があります。 しかし、私たちの記数法は、数字を表す10の方法（0から9）しか提供していません。 そのため、文字、具体的には文字a、b、c、d、e、およびfを貼り付ける必要があります。

ビットコインをマイニングしている場合は、その64桁の数値（ハッシュ）の合計値を計算する必要はありません。 繰り返しますが、ハッシュの合計値を計算する必要はありません。

では、「64桁の16進数」はビットコインマイニングと何の関係があるのでしょうか？

私が一枚の紙に19番を書き、それを封をした封筒に入れたELI5の例えを覚えていますか？

ビットコインマイニングの用語では、エンベロープ内のその比喩的な非公開の番号は、 ターゲットハッシュ.

鉱山労働者がそれらの巨大なコンピューターと数十の冷却ファンで何をしているのかは、ターゲットハッシュを推測しています。 鉱山労働者は、ランダムに生成することによってこれらの推測を​​行います。ノンス「できるだけ早く、できるだけ早く。 ナンスは「1回だけ使用される数」の略であり、ナンスは私が話し続けているこれらの64ビット16進数を生成するための鍵です。 ビットコインマイニングでは、ナンスのサイズは32ビットで、ハッシュの256ビットよりもはるかに小さくなっています。 ナンスがターゲットハッシュ以下のハッシュを生成する最初のマイナーには、そのブロックを完了したことに対するクレジットが与えられ、6.25BTCのスポイルが与えられます。

理論的には、16面のサイコロを64回振って乱数に到達することで同じ目標を達成できますが、いったいなぜそれをしたいのでしょうか。

以下のスクリーンショットは、Blockchain.infoサイトから取得したもので、このすべての情報を一目でまとめるのに役立つ場合があります。 あなたはブロック＃490163が採掘されたときに起こったすべての要約を見ています。 「勝利」ハッシュを生成したナンスは731511405でした。 ターゲットハッシュが一番上に表示されます。 「RelayedbyAntpool」という用語は、この特定のブロックが、より成功したマイニングプールの1つであるAntPoolによって完了されたという事実を指します（マイニングプールの詳細については、以下を参照してください）。

あなたがここで見るように、 ビットコインコミュニティ 彼らはこのブロックの1768トランザクションを確認したということです。 このブロックのこれらのトランザクションの1768をすべて表示したい場合は、次のURLにアクセスしてください。 このページ 「トランザクション」という見出しまで下にスクロールします。

（ソース：Blockchain.info）

「では、ターゲットハッシュをどのように推測しますか？」

すべてのターゲットハッシュはゼロで始まります—少なくとも8つのゼロと最大63のゼロ。

最小の目標はありませんが、ビットコインプロトコルによって設定された最大の目標があります。 この数を超えるターゲットはありません。

00000000ffff0000000000000000000000000000000000000000000000000000。

ランダム化されたハッシュのいくつかの例と、それらがマイナーの成功につながるかどうかの基準は次のとおりです。

「他の誰よりも先にターゲットハッシュを推測する可能性を最大化するにはどうすればよいですか？」

高速のマイニングリグを入手するか、より現実的には、マイニングプールに参加する必要があります。これは、コンピューティング能力を組み合わせてマイニングを分割するコインマイナーのグループです。 ビットコイン. マイニングプールは、メンバーが宝くじをまとめて購入し、賞金を共有することに同意するパワーボールクラブに匹敵します。 不釣り合いに多数のブロックが、個々のマイナーではなくプールによってマイニングされます。

言い換えれば、それは文字通り単なるナンバーゲームです。 パターンを推測したり、以前のターゲットハッシュに基づいて予測したりすることはできません。 NS 難易度 執筆時点での最新のブロックの約17.59兆は、特定のナンスがターゲットより下のハッシュを生成する可能性が17.59兆に1つであることを意味します。 非常に強力なマイニングリグを使用している場合でも、自分で作業している場合は、それほど大きな可能性はありません。

「ビットコインが私にとって有益であるかどうかをどのように判断しますか？」

鉱山労働者は、ハッシュ問題を解決するチャンスを得るのに必要な高価な機器に関連するコストを考慮に入れる必要があるだけではありません。 彼らはまた、解決策を求めて大量のノンスを生成する際に利用する大量の電力マイニングリグを考慮する必要があります。 とにかく、この記事の執筆時点では、ビットコインマイニングはほとんどの個人マイナーにとってほとんど不採算です。 サイト Cryptocompare は、ハッシュ速度や電気代などの数値をプラグインして、コストとメリットを見積もることができる便利な計算機を提供します。

（出典：Cryptocompare）

コインマイニングプールとは何ですか？

マイニング報酬は、パズルの解決策を最初に発見したマイナーに支払われます。 参加者は、ソリューションが上の総マイニングパワーの部分に等しいことを発見する人になります 通信網。

マイニングパワーの割合が小さい参加者は、自分で次のブロックを発見する可能性が非常に低くなります。 たとえば、数千ドルで購入できるマイニングカードは、ネットワークのマイニングパワーの0.001％未満に相当します。 次のブロックを見つける可能性が非常に低いため、その鉱夫がブロックを見つけるまでに長い時間がかかる可能性があり、上昇するのが難しいと事態はさらに悪化します。 鉱山労働者は決して彼らの投資を取り戻すことはできません。 この問題への答えはマイニングプールです。

マイニングプールは 第三者 鉱夫のグループを調整します。 プールで一緒に作業し、すべての参加者間で支払いを共有することにより、マイナーは、マイナーをアクティブ化した日からビットコインの安定した流れを得ることができます。 いくつかのマイニングプールの統計は、 Blockchain.info.

「私は数学をしました。 マイニングを忘れてください。 暗号通貨から利益を得るのにそれほど面倒な方法はありませんか？」

上記のように、ビットコインを取得する最も簡単な方法は、ビットコインのいずれかで購入することです。 多くの交換. または、いつでも「つるはし戦略」を活用できます。 これは1849年の間に古いのこぎりに基づいています カリフォルニアのゴールドラッシュ、賢明な投資は金を探すことではなく、つるはしを 鉱業。

現代的に言えば、それらのつるはしを製造している会社に投資してください。 暗号通貨のコンテキストでは、つるはしに相当するのは、ビットコインマイニングに使用される機器を製造する会社です。 たとえば、代わりにASIC機器やGPUを製造している企業を検討することを検討してください。

ビットコインマイニングは合法ですか？

ビットコインマイニングの合法性は、地理的な場所に完全に依存します。 ビットコインの概念は、法定通貨の支配と金融市場に対する政府の統制を脅かす可能性があります。 このため、ビットコインは特定の場所では完全に違法です。

ビットコインの所有権とマイニングは、そうでない国よりも多くの国で合法です。 違法な場所の例としては、アルジェリア、エジプト、モロッコ、ボリビア、エクアドル、ネパール、パキスタンがあります。全体として、ビットコインの使用とマイニングは世界中の多くの地域で合法です。

鉱業のリスク

鉱業のリスクは、多くの場合、財務リスクと規制リスクです。 前述のように、ビットコインマイニング、および一般的なマイニングは経済的リスクです。 数百ドルまたは数千ドル相当の採掘設備を購入するというすべての努力を経て、投資の見返りが得られない可能性があります。 とはいえ、このリスクはマイニングプールに参加することで軽減できます。 鉱業を検討していて、禁止されている地域に住んでいる場合は、再考する必要があります。 マイニング機器に投資する前に、あなたの国の規制と暗号通貨に対する全体的な感情を調査することも良い考えかもしれません。

ビットコインマイニング（およびその他のプルーフオブワークシステム）の成長によるもう1つの潜在的なリスクは、マイニングアルゴリズムを実行するコンピューターシステムに必要なエネルギー使用量の増加です。 マイクロチップの効率はASICチップで劇的に向上しましたが、ネットワーク自体の成長は技術の進歩を上回っています。 その結果、ビットコインマイニングの環境への影響と二酸化炭素排出量について懸念があります。

ただし、よりクリーンでグリーンなエネルギーを求めることで、この負の外部性を緩和する取り組みがあります。 採掘作業（地熱や太陽光など）のソース、およびカーボンオフセットの利用 クレジット。 次のようなエネルギー集約度の低いコンセンサスメカニズムへの切り替え プルーフオブステーク イーサリアムが計画している（PoS）は、もう1つの戦略です。 ただし、PoSには独自の欠点と非効率性があります。