Как работает биткойн-майнинг? Что такое крипто-майнинг?

Что такое биткойн-майнинг?

Майнинг биткойнов - это процесс ввода в обращение новых биткойнов, но он также является важным компонентом поддержки и развития реестра блокчейнов. Он выполняется с использованием очень сложных компьютеров, которые решают чрезвычайно сложные вычислительные математические задачи.

Криптовалюта добыча полезных ископаемых - дело кропотливое, затратное и лишь от случая к случаю. Тем не менее, майнинг привлекает многих инвесторов, заинтересованных в криптовалюте, потому что майнеры получают вознаграждение за свою работу криптовалютными токенами. Это может быть связано с тем, что предприниматели рассматривают добычу полезных ископаемых как гроши с небес, как калифорнийские золотоискатели в 1849 году. А если вы технологичны, почему бы не сделать это?

Однако, прежде чем вкладывать время и оборудование, прочтите это объяснение, чтобы узнать, действительно ли майнинг для вас. Мы сосредоточимся в первую очередь на биткойнах (везде мы будем использовать «биткойн», когда будем ссылаться на сеть или криптовалюта как понятие и «биткойн», когда мы говорим о количестве отдельных жетоны).

Новая золотая лихорадка

Основная привлекательность для многих майнинговых компаний - это перспектива вознаграждения в биткойнах. Тем не менее, вам не обязательно быть майнером, чтобы владеть токенами криптовалюты. Вы также можете покупать криптовалюту за фиатную валюту; вы можете обменять его на бирже, например Bitstamp использование другой криптовалюты (например, использование Ethereum или NEO для покупки биткойнов); вы даже можете заработать их, совершая покупки, публикуя сообщения в блогах на платформах, которые платят пользователям в криптовалюте, или даже создавая крипто-счета, приносящие процентный доход.

Пример платформы криптоблога: Steemit, который чем-то похож на Medium, за исключением того, что пользователи могут вознаграждать блоггеров, платя им проприетарной криптовалютой под названием STEEM. Затем STEEM можно обменять на биткойны в другом месте.

Биткойн-вознаграждение, которое получают майнеры, является стимулом, который побуждает людей помогать в основной цели майнинга: узаконивать и контролировать биткойн-транзакции, обеспечивая их действительность. Поскольку эти обязанности распределены между многими пользователями по всему миру, Биткойн является «децентрализованным» криптовалюта, или та, которая не полагается на какой-либо центральный орган, такой как центральный банк или правительство, для надзора за своими регулирование.

Как майнить биткойны

Майнерам платят за их работу в качестве аудиторов. Они выполняют работу по проверке законности транзакций биткойнов. Это соглашение предназначено для обеспечения честности пользователей Биткойна и было задумано основателем Биткойна, Сатоши Накамото. Проверяя транзакции, майнеры помогают предотвратить "двойное расходование проблема."

Двойные расходы - это сценарий, при котором владелец биткойнов незаконно тратит один и тот же биткойн дважды. С физической валютой это не проблема: как только вы передадите кому-то 20-долларовую купюру, чтобы купить бутылку водки, у вас его больше нет, поэтому нет опасности, что вы можете использовать ту же самую 20-долларовую купюру для покупки лотерейных билетов в следующий раз дверь. Хотя существует возможность получения фальшивых денег, это не совсем то же самое, что буквально потратить один и тот же доллар дважды. Однако в случае с цифровой валютой, как объясняет словарь Investopedia, «существует риск того, что ее владелец может сделать копию цифрового токена и отправить ее продавцу или другой стороне, сохранив при этом оригинал ".

Допустим, у вас есть одна законная купюра на 20 долларов и одна подделка на те же 20 долларов. Если бы вы попытались потратить и реальный, и фальшивый счет, кто-то, взяв на себя труд взглянуть на серийные номера обоих купюр увидят, что это один и тот же номер, и, следовательно, один из них должен быть ложный. То, что делает биткойн-майнер, 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 более подробно ниже.

Как только майнеры проверит 1 МБ (мегабайт) Биткойн-транзакции, известный как «блок», эти майнеры имеют право на вознаграждение определенным количеством биткойнов (подробнее о награде в биткойнах также ниже). Лимит в 1 МБ был установлен Сатоши Накамото и вызывает разногласия, поскольку некоторые майнеры считают, что размер блока должен быть увеличен, чтобы вместить больше данных, что фактически означало бы, что сеть биткойнов могла бы обрабатывать и проверять транзакции больше быстро.

Обратите внимание, что проверка транзакций на сумму 1 МБ дает возможность майнеру монет зарабатывать биткойны - не все, кто проверяет транзакции, получат выплаты.

Теоретически 1 МБ транзакций может составлять всего одну транзакцию (хотя это не совсем обычное явление) или несколько тысяч. Это зависит от того, сколько данных занимают транзакции.

«Значит, после всей этой работы по проверке транзакций я все еще могу не получить за это биткойны?»

Это правильно. Чтобы зарабатывать биткойны, вам необходимо выполнить два условия. Один - это вопрос усилий; один - дело удачи:

• Вы должны подтвердить транзакции на сумму ~ 1 МБ. Это легкая часть.
• Вы должны быть первый майнер, чтобы прийти к правильному или наиболее близкому ответу на числовую задачу. Этот процесс также известен как доказательство работы.

«Что значит« правильный ответ на числовую задачу »?»

Хорошие новости: Никакой продвинутой математики или вычислений не требуется. Возможно, вы слышали, что майнеры решают сложные математические задачи - это не совсем так. На самом деле они пытаются стать первым майнером, который придумал 64-значное шестнадцатеричное число ("хэш"), который меньше или равен целевому хешу. Это в основном догадки.

Плохие новости: Это предположение, но с учетом того, что общее количество возможных предположений для каждой из этих проблем составляет порядка триллионов, это невероятно трудная работа. Чтобы в первую очередь решить проблему, майнерам требуется большая вычислительная мощность. Для успешного майнинга вам необходимо иметь высокую «скорость хеширования», которая измеряется в мегахешах в секунду (MH / s), гигахешах в секунду (GH / s) и терахешах в секунду (TH / s).

Это очень много хешей.

Если вы хотите оценить, сколько биткойнов вы могли бы добыть с хешрейтом своей майнинг-фермы, сайт Криптосравнение предлагает полезный калькулятор.

Майнинг и обращение биткойнов

Помимо пополнения 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 ноябрь. К 2020 году в обращении находилось около 18,5 миллионов биткойнов.

Помимо монет, отчеканенных через генезис-блок (самый первый блок, созданный основателем Сатоши Накамото), каждый из этих биткойнов появился благодаря майнерам. В отсутствие майнеров Биткойн как сеть все равно будет существовать и использоваться, но никогда не будет дополнительных биткойнов. В конце концов наступит время, когда майнинг биткойнов закончится; Согласно протоколу Биткойн, общее количество биткойнов будет ограничено 21 миллионом.

Однако, поскольку скорость добычи биткойнов со временем снижается, последний биткойн не будет распространяться примерно до 2140 года. Это не значит, что транзакции перестанут проверяться. Майнеры будут продолжать проверять транзакции, и за это им будут выплачиваться комиссионные, чтобы сохранить целостность сети Биткойн.

Помимо краткосрочной выплаты биткойнов, майнер монет может дать вам право «голоса», когда в сетевой протокол биткойна предлагаются изменения. Другими словами, майнеры имеют определенное влияние на процесс принятия решений по таким вопросам, как разветвление.

Сколько зарабатывает майнер

Вознаграждение за майнинг биткойнов уменьшается вдвое каждые четыре года. Когда биткойн был впервые добыт в 2009 году, майнинг одного блока принесет вам 50 BTC. В 2012 году он был уменьшен вдвое до 25 BTC. К 2016 году эта сумма снова сократилась вдвое до 12,5 BTC. 11 мая 2020 года вознаграждение снова уменьшилось вдвое до 6,25 BTC. В ноябре 2020 года цена биткойнов составляла около 17 900 долларов за биткойн, что означает, что вы заработаете 11 875 долларов (6,25 x 17 900) за выполнение блока. Может показаться, что это неплохой стимул для решения этой сложной проблемы с хешем, описанной выше.

Если вы хотите точно отслеживать, когда произойдет сокращение вдвое, вы можете проконсультироваться с Биткойн Часы, который обновляет эту информацию в режиме реального времени. Интересно, что рыночная цена биткойнов на протяжении всей своей истории имела тенденцию близко соответствовать сокращению количества новых монет, вводимых в обращение. Это снижение уровня инфляции увеличивало дефицит, и исторически цена росла вместе с ним.

Если вам интересно узнать, сколько блоков было добыто на данный момент, есть несколько сайтов, в том числе Blockchain.info, который предоставит вам эту информацию в режиме реального времени.

Что мне нужно для майнинга биткойнов?

Хотя на раннем этапе истории Биткойна люди могли конкурировать за блоки с обычным домашним компьютером, это уже не так. Причина этого в том, что сложность добычи биткойнов со временем меняется.

Чтобы обеспечить бесперебойное функционирование блокчейна и его способность обрабатывать и проверять транзакции, сеть Биткойн стремится производить один блок каждые 10 минут или около того. Однако, если за решение проблемы хеширования конкурирует один миллион установок для майнинга, они, вероятно, найдут решение быстрее, чем сценарий, в котором 10 установок для майнинга 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 коллективно работает больше вычислительных мощностей, уровень сложности майнинга увеличивается, чтобы поддерживать производство блоков на стабильной скорости. Меньшая вычислительная мощность означает снижение уровня сложности. Чтобы понять, сколько вычислительной мощности задействовано, когда Биткойн был запущен в 2009 году, начальный уровень сложности был один. По состоянию на ноябрь. 2019 г., это более 13 трлн.

Все это означает, что для того, чтобы добывать конкурентные ресурсы, майнеры теперь должны инвестировать в мощный компьютер. оборудование, такое как графический процессор (графический процессор) или, что более реалистично, интегрированный для конкретного приложения схема (ASIC). Они могут стоить от 500 долларов до десятков тысяч. Некоторые майнеры, особенно майнеры Ethereum, покупают отдельные видеокарты (GPU) в качестве недорогого способа объединить операции по майнингу.

На фото ниже самодельная самодельная горнодобывающая машина. Видеокарты представляют собой прямоугольные блоки с вращающимися вентиляторами. Обратите внимание на петли для сэндвичей, которые крепят видеокарты к металлической стойке. Вероятно, это не самый эффективный способ майнинга, и, как вы можете догадаться, многие майнеры используют его не только ради денег, но и для развлечения и задач.

Версия "Объясни, как будто мне пять"

Трудно понять все тонкости майнинга биткойнов. Рассмотрим этот наглядный пример того, как работает проблема с хешем: я говорю трем друзьям, что я думая о числе от единицы до 100, я пишу это число на листе бумаги и запечатываю конверт. Моим друзьям не нужно угадывать точное число; им просто нужно быть первым, кто угадывает любое число, которое меньше или равно числу, о котором я думаю. 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 B угадывает 16, а друг C - 12, то они оба теоретически пришли к жизнеспособным ответам, поскольку 16 <19 и 12 <19. Друга Б не получил «дополнительной оценки», хотя ответ Б был ближе к целевому ответу, равному 19. А теперь представьте, что я задаю вопрос «угадайте, какое число я думаю», но я задаю не только трем друзьям, и я 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 угадать правильный ответ будет крайне сложно.

Если B и C оба ответят одновременно, то аналогия с ELI5 не работает.

С точки зрения Биткойна, одновременные ответы происходят часто, но в конце концов может быть только один выигрышный ответ. Когда представлено несколько одновременных ответов, которые равны или меньше целевого числа, сеть Биткойн простым большинством - 51% - решит, какого майнера почитать.

Как правило, именно майнер проделал больше всего работы или, другими словами, тот, кто проверяет большинство транзакций. Затем проигрышный блок становится "сиротский блок. »Сиротские блоки - это те, которые не добавляются в цепочку блоков. Майнеры, успешно решившие проблему хеширования, но не проверившие большинство транзакций, не получают вознаграждение в биткойнах.

Что такое «64-значное шестнадцатеричное число»?

Ну вот пример такого числа:

0000000000000000057fcc708cf0130d95e27c5819203e9f967ac56e4df598ee.

Число выше состоит из 64 цифр. Пока достаточно легко понять. Как вы, наверное, заметили, это число состоит не только из цифр, но и из букв алфавита. Это почему?

Чтобы понять, что делают эти буквы посреди чисел, давайте распакуем слово «шестнадцатеричный».

Как вы знаете, мы используем десятичную систему счисления, что означает, что это десятичная система счисления. Это, в свою очередь, означает, что каждая цифра многозначного числа имеет 10 возможных вариантов, от нуля до девяти.

«Шестнадцатеричный», с другой стороны, означает основание 16, поскольку «шестнадцатеричный» происходит от греческого слова «шесть», а «дека» происходит от греческого слова «10». В шестнадцатеричной системе каждая цифра имеет 16 вариантов. Но наша числовая система предлагает только 10 способов представления чисел (от нуля до девяти). Вот почему вам нужно наклеивать буквы, в частности буквы a, b, c, d, e и f.

Если вы добываете биткойн, вам не нужно вычислять общее значение этого 64-значного числа (хеша). Повторяю: вам не нужно вычислять общую стоимость хеша.

Итак, какое отношение имеют «64-значные шестнадцатеричные числа» к майнингу биткойнов?

Помните ту аналогию с ELI5, где я написал число 19 на листе бумаги и вложил его в запечатанный конверт?

В терминах майнинга биткойнов это метафорическое нераскрытое число в конверте называется целевой хеш.

То, что майнеры делают с этими огромными компьютерами и десятками охлаждающих вентиляторов, - это угадывание целевого хэша. Майнеры делают эти предположения, случайным образом генерируя столько "одноразовые номера"как можно быстрее. Одноразовый номер - это сокращение от «число используется только один раз», а одноразовый номер - это ключ к генерации этих 64-битных шестнадцатеричных чисел, о которых я постоянно говорю. При майнинге биткойнов одноразовый номер имеет размер 32 бита, что намного меньше, чем хэш, равный 256 битам. Первый майнер, чей одноразовый номер генерирует хэш, 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 зачем вам это делать?

Снимок экрана ниже, сделанный с сайта Blockchain.info, может помочь вам быстро собрать всю эту информацию воедино. Вы смотрите на сводку всего, что произошло при добыче блока № 490163. Одноразовый номер, который сгенерировал "выигрышный" хеш, был 731511405. Целевой хеш показан сверху. Термин «Передано 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 Биткойн-сообщество заключается в том, что они подтвердили 1768 транзакций по этому блоку. Если вы действительно хотите увидеть все 1768 транзакций для этого блока, перейдите в эта страница и прокрутите вниз до заголовка «Транзакции».

(источник: Blockchain.info)

«Так как же мне угадать целевой хэш?»

Все целевые хэши начинаются с нулей - от восьми до 63 нулей.

Минимальной цели нет, но есть максимальная цель, установленная протоколом Биткойн. Ни одна цель не может быть больше этого числа:

00000000ffff0000000000000000000000000000000000000000000000000000.

Вот несколько примеров рандомизированных хэшей и критерии того, приведут ли они к успеху для майнера:

«Как мне увеличить свои шансы угадать целевой хэш раньше, чем это сделает кто-либо другой?»

Вам нужно будет получить быструю установку для майнинга или, что более реально, присоединиться к майнинговому пулу - группе майнеров, которые объединяют свои вычислительные мощности и разделяют добытые Биткойн. Майнинг-пулы сравнимы с теми клубами Powerball, члены которых массово покупают лотерейные билеты и соглашаются делиться любыми выигрышами. Непропорционально большое количество блоков добывается пулами, а не отдельными майнерами.

Другими словами, это буквально просто игра с числами. Вы не можете угадать шаблон или сделать прогноз на основе предыдущих целевых хешей. В сложный уровень самого последнего блока на момент написания составляет около 17,59 триллиона, что означает, что вероятность того, что любой конкретный одноразовый номер создаст хэш ниже целевого, составляет один к 17,59 триллионам. Не велики шансы, если вы работаете самостоятельно, даже с чрезвычайно мощной установкой для майнинга.

«Как мне решить, будет ли биткойн для меня прибыльным?»

Майнеры не только должны учитывать затраты, связанные с дорогостоящим оборудованием, необходимым для решения проблемы хеширования. Они также должны учитывать значительное количество электрических установок для майнинга, которые используются для генерации огромного количества одноразовых номеров в поисках решения. В целом, на момент написания этой статьи майнинг биткойнов в значительной степени убыточен для большинства майнеров. Сайт Криптосравнение предлагает полезный калькулятор, который позволяет вам вводить числа, такие как скорость хеширования и затраты на электроэнергию, чтобы оценить затраты и выгоды.

(Источник: Cryptocompare)

Что такое пулы для майнинга монет?

Награды за майнинг выплачиваются майнеру, который первым обнаружит решение головоломки, и вероятность того, что участник будет тот, кто обнаружит, что решение равно части общей мощности майнинга на сеть.

У участников с небольшим процентом мощности майнинга очень мало шансов обнаружить следующий блок самостоятельно. Например, карта для майнинга, которую можно купить за пару тысяч долларов, будет составлять менее 0,001% мощности майнинга сети. С таким маленьким шансом найти следующий блок может пройти много времени, прежде чем майнер найдет блок, а возрастающая сложность только усугубит ситуацию. Майнер может никогда не окупить свои вложения. Ответ на эту проблему - пулы для майнинга.

Майнинг-пулы находятся в ведении третьи стороны и координировать группы горняков. Работая вместе в пуле и распределяя выплаты между всеми участниками, майнеры могут получать стабильный поток биткойнов, начиная с того дня, когда они активируют свои майнеры. Статистику по некоторым майнинговым пулам можно увидеть на Blockchain.info.

"Я посчитал. Забудьте о майнинге. Есть ли менее обременительный способ получить прибыль от криптовалюты? "

Как упоминалось выше, самый простой способ приобрести биткойн - просто купить его на одном из много обменов. В качестве альтернативы вы всегда можете воспользоваться «стратегией кирки». Это основано на старой пиле, которая в 1849 г. Калифорнийская золотая лихорадка, разумное вложение было не в том, чтобы добывать золото, а в том, чтобы сделать кирки, используемые для добыча.

Говоря современным языком, инвестируйте в компании, которые производят эти кирки. В контексте криптовалюты эквивалентом кирки будет компания, производящая оборудование, используемое для майнинга биткойнов. Вы можете рассмотреть возможность поиска компаний, которые, например, производят оборудование ASIC или графические процессоры.

Законна ли добыча биткойнов?

Законность добычи биткойнов полностью зависит от вашего географического положения. Концепция Биткойна может угрожать господству фиатных валют и государственному контролю над финансовыми рынками. По этой причине биткойн в некоторых местах полностью запрещен.

Владение биткойнами и их майнинг легальны в большинстве стран. Некоторые примеры мест, где это незаконно, - это Алжир, Египет, Марокко, Боливия, Эквадор, Непал и Пакистан.В целом, использование и майнинг биткойнов легальны во многих странах мира.

Риски майнинга

Риски майнинга часто связаны с финансовым риском и нормативным риском. Как уже упоминалось, майнинг биткойнов и майнинг в целом - это финансовый риск. Можно было потратить все усилия на покупку оборудования для майнинга на сотни или тысячи долларов только для того, чтобы не окупить свои вложения. Тем не менее, этот риск можно снизить, присоединившись к майнинговым пулам. Если вы подумываете о добыче полезных ископаемых и живете в запрещенной зоне, вам следует пересмотреть свое решение. Также может быть хорошей идеей изучить правила вашей страны и общее отношение к криптовалюте, прежде чем инвестировать в оборудование для майнинга.

Еще один потенциальный риск, связанный с ростом добычи биткойнов (а также других систем доказательства работы), заключается в увеличении потребления энергии, требуемого компьютерными системами, на которых выполняются алгоритмы майнинга. Хотя эффективность микрочипов для микросхем ASIC резко возросла, рост самой сети опережает технический прогресс. В результате есть опасения по поводу воздействия на окружающую среду и углеродного следа майнинга биткойнов.

Тем не менее, предпринимаются усилия по смягчению этого негативного внешнего воздействия путем поиска более чистой и зеленой энергии. источники для добычи полезных ископаемых (например, геотермальные или солнечные), а также использование компенсации выбросов углерода кредиты. Переход на менее энергоемкие механизмы консенсуса, такие как доказательство ставки (PoS), которую планирует реализовать Ethereum, - это еще одна стратегия; однако PoS имеет свой набор недостатков и недостатков.