Что такое майнинг биткоинов?

Proof-of-Work

Если вы слышали о Биткоине, есть вероятность, что вы также знаете словосочетание Proof-of-Work («доказательство работы»). Этот процесс лежит в основе способности Биткоина работать по назначению и позволяет децентрализованной сети компьютеров, на которых обеспечивается функционирование Биткоина, синхронизироваться друг с другом. Фактически, это изобретение – то, что действительно отличает Биткоин от любых предыдущих попыток создания цифровых денег.

В то время как традиционные деньги создаются через (центральные) банки, биткоин «добывается» майнерами биткоинов (биткоин-майнерами): участниками сети, которые соревнуются за право быть единственным компьютером, которому разрешено записывать все последние транзакции. Если ваш компьютер сможет победить в этом соревновании, вы получите немного биткоинов в качестве награды за свои усилия.

«Лотерея»

Поиск блока больше всего напоминает своего рода лотерею. Лучший способ выиграть в эту лотерею — угадать как можно больше раз, прежде чем кто-то другой угадает счастливое число (мы называем это число одноразовым случайным числом, и майнеры пытаются «угадать» это число, которое меньше или равно конкретному целевому значению).

Каждая биткоин-транзакция, ожидающая завершения, сначала будет отправлена ​​в «мемпул», область хранения ожидающих завершения транзакций в сети Биткоина. Майнеры возьмут эти незавершенные транзакции, ожидающие своей записи, и объединят их, чтобы создать «блок» транзакций.

Чтобы выиграть в лотерею, майнеру необходимо взять свой блок транзакций, информацию из последнего подтвержденного блока и добавить случайное счастливое число, которое удовлетворяет некоторым условиям, быстрее, чем любой другой майнер в сети. Они включают информацию из последнего подтвержденного блока, чтобы создать цепочку блоков («блокчейн»).

Обычно требуется триллион догадок, чтобы угадать правильное счастливое число; весь процесс от начала до конца займет около десяти минут, но зависит от количества догадок, которые делают майнеры. Найти это счастливое число сложно: вы вынуждены просто угадывать столько раз, сколько сможете, и делать это как можно быстрее.

В связи с этой «лотереей» есть два важных результата:

- Во-первых, доказательство работы (Proof-of-Work) не позволяет майнерам создавать биткоины из воздуха: они должны расходовать реальную вычислительную энергию при каждом предположении, чтобы иметь шанс заработать биткоины. Электроэнергия для питания майнеров не бесплатная, что создает реальные финансовые затраты на майнинг биткоинов.

- Во-вторых, доказательство работы фиксирует историю Биткоина. Если бы злоумышленник попытался изменить транзакцию, которая произошла в прошлом, ему пришлось бы переделать всю работу, которая была проделана с тех пор, чтобы наверстать упущенное и установить самую длинную цепочку. Это практически невозможно, и поэтому говорят, что майнеры «защищают» сеть Биткоина.

Любой может стать майнером биткоинов, чтобы попытаться заработать эти монеты. Однако с годами майнинг становится все более промышленным, и в настоящее время им в основном занимаются преданные своему делу профессионалы со специализированным оборудованием, дешевым электричеством и большими центрами обработки данных.

Какая награда за майнинг?

В обмен на защиту сети и в качестве «лотерейной цены», которая служит стимулом для сжигания этой энергии, каждый новый блок включает в себя специальную транзакцию, которую мы называем «исходная монетарная транзакция». Именно эта транзакция награждает майнера новым биткоином, и именно так биткоин впервые попадает в обращение.

При запуске Биткоина каждый новый блок приносил майнеру 50 биткоинов, и эта сумма уменьшается вдвое каждые четыре года.

Кроме того, майнеры могут удерживать любые комиссии, связанные с транзакциями, которые они включили в свои блоки. Поскольку количество транзакций на блок ограничено, все биткоин-транзакции включают комиссию в качестве стимула для майнеров расставлять приоритеты в своих транзакциях. Чем больше комиссия за транзакцию, тем выше вероятность того, что ваша транзакция будет извлечена из мемпула майнерами и обработана быстрее.

Эти транзакционные комиссии, наряду с субсидией за блок, обычно известны как «вознаграждение за майнинг». Таким образом, майнинг — это механизм, используемый для введения новых биткоинов в систему и настройки истории транзакций таким образом, чтобы ее изменение было невозможно с вычислительной точки зрения. А майнеры получают вознаграждение за блок, состоящее как из нового блока биткоинов, так и из комиссий, уплачиваемых теми, кто проводит транзакции.

Что такое сложность майнинга биткоинов?

Биткоин-майнеры собирают транзакции в мемпуле и хэшируют их. Их цель — «угадать» хэш, который меньше или равен целевому показателю сети.

Сложность сети майнинга биткоинов - это мера того, насколько сложно майнерам будет найти хэш. Сложность сети обратно пропорциональна целевому показателю сети: целевой показатель сети = 1 / сложность сети. Чем ниже целевой показатель сети, тем сложнее найти допустимый блок (поскольку он рассчитывается как величина, обратно пропорциональная сложности сети).

По своему замыслу сеть Биткоина стремится поддерживать постоянное время блока (время блока — это время, необходимое для создания нового блока в блокчейне) в 10 минут. Сложность майнинга корректируется программным путем каждые 2016 блоков (примерно каждые две недели), чтобы вероятность того, что майнер будет успешно добавлять блок в блокчейн каждые 10 минут, была максимальной.

Сложность регулируется в зависимости от того, сколько майнеров (и, следовательно, сколько хэш-мощности) активно в сети: чем больше майнеров участвует, тем сложнее становится майнинг, поэтому этот 10-минутный интервал сохраняется.

Кто такие майнеры биткоинов?

Майнеры биткоинов (биткоин-майнеры) — это участники сети, которые упорядочивают транзакции в хронологическом порядке, включая их в биткоин-блоки, которые они находят. Оборудование, которое майнеры биткоинов используют для выполнения этой задачи, известно как оборудование для майнинга биткоинов, а отдельные устройства также называются майнерами (как и организации, которые их используют) или установками для майнинга.

Эти аппаратные устройства представляют собой специализированные компьютеры, разработанные и изготовленные для наиболее эффективного решения вычислительно сложной задачи, которая является ключом к поиску (майнингу) следующего блока биткоинов.

Любой может стать майнером, если имеет правильное оборудование и программное обеспечение.

Оборудование для майнинга биткоинов

Оборудование для майнинга биткоинов состоит из устройств, разработанных исключительно для этого процесса. Эти компьютеры «угадывают» правильное хэш-значение как можно быстрее и эффективнее и управляются специализированными интегральными микросхемами или ASIC, которые предназначены для выполнения этой единственной функции. В то время как самый ранний майнинг осуществлялся с помощью стандартных компьютерных процессоров, операторы майнинга были заинтересованы в достижении большей вычислительной мощности, что частично происходило за счет создания специализированных машин, сначала с графическими процессорами (GPU), а затем с ASIC.

Пулы для майнинга биткоинов

В каком-то смысле майнинг — это соревнование за решение алгоритмической головоломки, где шансы на успех определяются долей мощностей майнинга, вкладываемой в сеть. Если вы можете внести значительную часть общей вычислительной мощности (хеш-мощности), у вас больше шансов первым решить головоломку и получить связанное с этим вознаграждение в биткоинах. Если вы не можете внести значительную часть хеш-мощности, у вас меньше шансов успешно добыть блок.

Чтобы увеличить свои шансы на успешный майнинг блоков и получение вознаграждения, майнеры, которые могут вносить в сеть относительно небольшое количество хеш-мощности, объединяются в группы, называемые пулами для майнинга.

Это децентрализованные группы, организованные и управляемые третьими сторонами для координации вычислительных мощностей майнеров по всему миру, а затем обмена полученными биткоинами пропорционально вычислительной мощности, внесенной в пул. Пулы для майнинга также управляют полными узлами Биткоина от имени отдельных майнеров.

Облачный майнинг

Облачный майнинг позволяет добывать биткоины без необходимости вкладывать средства в какое-либо оборудование, предоставляя доступ к хэш-мощности чужого оборудования для майнинга через облако. Компании, которые предлагают контракты на облачный майнинг, позволяют клиентам покупать хешрейт (хешрейт — количество хешей в секунду, вычисляемых устройством для майнинга) оборудования для майнинга, которым управляет компания.

Покупатели, по обыкновению, должны внести предоплату за контракт и текущую плату за обслуживание. В свою очередь, пользователи получают доход от хэш-мощности, за которую они заплатили — чем выше купленный хэшрейт, тем больше биткоинов вы, вероятно, получите (в качестве дохода). Покупатели должны оценить вероятность того, что доход, полученный от хэш-мощности, будет больше, чем стоимость покупки и обслуживания контракта.

Как правило, те, кто предлагает услуги облачного майнинга чаще всего взимают плату исключительно на основе количества доступной хэш-мощности или на основе ежемесячного или годового контракта. Модели облачного майнинга включают аренду вычислительной мощности, майнинг на хостинге и майнинг, размещенный на виртуальном узле.

Обычно, клиентам нужно только открыть счет в компании, занимающейся облачным майнингом, и выбрать точные условия своего контракта. Однако это означает, что может быть сложно убедиться, что вы получаете именно то, за что заплатили. В этой отрасли было много мошенничества и контрактов с несправедливой ценой, поэтому покупатели должны провести собственное исследование, прежде чем покупать контракт.

Как майнить биткоины

Вы можете быть полны решимости майнить биткоины независимо от многих факторов, связанных с его прибыльностью. Как указывалось выше, майнинг является неотъемлемой частью сети, и есть несколько способов принять участие в Биткоине так же непосредственно, как и в случае с самостоятельным майнингом.

Вот несколько советов о том, что вам нужно для начала:

1. Биткоин-кошелек

Как отмечалось выше, любой биткоин, заработанный на майнинге, нужно будет куда-то отправить. Вот тут-то и пригодится биткоин-кошелек. По сути, если вы хотите принимать непосредственное участие в Биткоине, вам нужен кошелек.

2. Узел майнинга биткоинов

Майнинг биткоинов сам по себе стал отраслью с рынком специализированных устройств, известных как ASIC (специализированные интегральные схемы, созданные специально для оптимизации максимальной скорости хэширования при наименьших затратах энергии. Хотя технически возможно попытаться майнить на вашем домашнем компьютере или другом устройстве, успешно майнить таким образом невозможно, и вы просто потеряете деньги на электроэнергии.

Даже с несколькими майнинговыми установками ASIC человеку необходимо будет подключиться к пулу для майнинга, чтобы прибыльно добывать биткоины.

3. Программное обеспечение для майнинга биткоинов

Программное обеспечение для майнинга биткоинов - это мост между вашим оборудованием для майнинга и сетью Биткоина. Это также будет средством, с помощью которого вы подключаете свой майнер к пулу для майнинга и получаете вознаграждение за ваш хешрейт. Кроме того, оно будет направлять любые выплаты на ваш биткоин-адрес.

Программное обеспечение для майнинга биткоинов

В то время как аппаратное оборудование осуществляет процесс майнинга, программное обеспечение также является неотъемлемой частью для сети Биткоина и для майнеров. Это мост между активностью оборудования для майнинга и сетью Биткоина в целом.

Это программное обеспечение может отслеживать входящие и исходящие данные от майнера, сообщать статистику о производительности оборудования и подключать отдельных майнеров к пулу для майнинга.

Биткоин-кошельки и программное обеспечение для майнинга

Биткоин-кошельки являются неотъемлемой частью использования программного обеспечения для майнинга и получения вознаграждения в биткоинах, которое майнеры надеются получить. Поскольку это программное обеспечение подключает майнеров к сети Биткоина, оно также является каналом, по которому они получают свои биткоины, поэтому это программное обеспечение должно быть связано с биткоин-кошельком.

Программное обеспечение для майнинга биткоинов будет выплачивать вознаграждение за майнинг на биткоин-адрес майнера, который можно получить, создав или загрузив биткоин-кошелек.

Лучшее программное обеспечение для майнинга биткоинов

Существует множество программных продуктов для майнинга биткоинов, и то, что лучше всего подходит для любого конкретного майнера или майнинговой операции, будет зависеть от их конкретных потребностей. Популярные варианты для отдельных майнеров включают Hive OS, Minerstat, ethOS Mining OS, Simple Miner и Hashr8 OS.

Большинство крупных майнинговых ферм используют свои собственные технологические решения.

Выгоден ли майнинг биткоинов?

Поскольку майнинг биткоинов — это, по сути, соревнование, вопрос прибыльности в значительной степени связан с достижением конкурентного преимущества. Для многих крупных операций это преимущество достигается за счет запуска относительно огромного количества майнинговых установок при минимально возможных затратах на электроэнергию.

Те, у кого самое современное и мощное оборудование для майнинга, также имеют преимущество, хотя можно конкурировать и со старым оборудованием, если ваши затраты на электроэнергию относительно низки. Майнинговые операции меньшего масштаба могут быть успешными за счет оптимизации затрат на электроэнергию.

Централизован ли майнинг биткоинов?

Нет ничего присущего Биткоину, что могло бы означать, что майнинг должен быть централизованным процессом — любой человек в любом месте с устройством, способным подключаться к сети Биткоина и осуществлять вычислительные транзакции мемпула, может участвовать в майнинге биткоинов. Но майнинг стал такой прибыльной отраслью, а оборудование для майнинга стало настолько специализированным, что относительно небольшое количество операций обеспечивает большую часть вычислительной мощности сети.

Опасения по поводу централизации майнинга биткоинов возникают как минимум с 2014 года.

Экономия за счет роста масштабов производительности привела к концентрации мощности майнинга среди тех, кто может управлять наиболее эффективными майнерами при наименьших затратах энергии. На сегодняшний день большая часть хэш-мощности сети Биткоина поступает из США, хотя значительные операции по майнингу расположены по всему миру.

Сколько электроэнергии потребляет майнинг биткоинов?

Как вы, вероятно, уже поняли, майнинг — это энергоемкий процесс, который в упрощенном смысле превращает вычислительную мощность в биткоин (при проверке транзакций в самом надежном в мире блокчейне). Одним из основных соображений для майнеров является компромисс между затратами на энергию и потенциальным вознаграждением в биткоинах.

Но сложно точно оценить, сколько энергии по всему миру потребляют майнеры. Информационная прозрачность Биткоина позволяет любому увидеть применяемой к сети количество хэш-мощности, обычно измеряемой количеством терахэшей в секунду, которое сеть выполняет в процессе майнинга.

Затем вы можете оценить, сколько энергии сеть использует для выполнения этих хэшей, основываясь на эффективности соотношения энергии к хешрейту используемого оборудования для майнинга — но не все майнеры работают с одинаковой эффективностью, и точный расчет практически невозможен.

По состоянию на 2018 год письменные показания ученого-информатика из Принстонского университета, представленные Сенату США, показали, что на майнинг биткоинов приходится чуть менее 1% мирового потребления энергии (больше, чем потребляют штаты Огайо или Нью-Йорк), а именно 5 гигаватт. Кембриджский университет использует оценщик энергии сети Биткоина, функционирующий в реальном времени.

Вредит ли майнинг биткоинов окружающей среде?

Энергопотребление Биткоина связано не только с тем, что компьютеры решают произвольные математические задачи. Это важнейший компонент доказательства работы (Proof- of-Work), механизма консенсуса, который предотвращает создание биткоинов из воздуха и закрепляет историю транзакций биткоинов.

В некотором смысле потребление энергии Биткоином можно рассматривать как самое прямое и эффективное преобразование сырой энергии в стоимость.

Создав такую прямую связь между использованием энергии и созданием стоимости, Биткоин создал естественный стимул для повышения энергоэффективности. Биткоин-майнеры напрямую заинтересованы в эффективном использовании энергии (таким образом, экономя на затратах на электроэнергию и максимизируя свою прибыль в биткоинах), и многие используют для этого возобновляемые источники энергии. По некоторым оценкам, 74% сети майнинга биткоинов эффективно используют возобновляемые источники энергии, такие как гидро- и солнечную энергию.

Во многих случаях майнинг способствует развитию более совершенной энергетической инфраструктуры, что приводит к сокращению выбросов углерода. Примером этого являются установки для майнинга биткоинов, которые устанавливаются рядом с нефтяными скважинами.

В процессе перекачки нефти эти скважины также дают избыточный газ. Как правило, газа недостаточно, чтобы оправдать строительство трубопровода для выхода на рынок. Таким образом, нефтяные скважины выпускают часть его (в воздух), а остальное сжигают в факеле. Вместо того чтобы сжигать этот избыток газа, нефтяные скважины могут использовать его для майнинга биткоинов.

Кроме того, есть компании, которые устанавливают мощности для майнинга биткоинов рядом с электрическими сетями, чтобы первые действовали как стабилизаторы. Если установка для майнинга биткоинов установлена ​​рядом с электросетью, она действует как обратная батарея. Она обеспечивает стабильное давление спроса на энергосистему и может мгновенно сокращать потребление во время нарушения снабжения (скачков предложения). Это делает электрические сети более эффективными, что снижает будущие затраты на развитие, особенно в секторе возобновляемых источников энергии (решает проблемы перебоев и перегрузок).

Уникальный подход Биткоина к созданию стоимости может стимулировать более обоснованный подход к использованию энергии во всем мире.

Законен ли майнинг биткоинов?

Майнинг биткоинов является законным в большинстве стран. С юридической точки зрения, многие страны рассматривают биткоин как актив или собственность, а не как валюту, установив некоторые нормативные рамки с учетом этого статуса. В большинстве стран нет официальных законов, установленных в отношении майнинга биткоинов, что делает эту практику законной по умолчанию.

Тем не менее майнинг, а также общее использование биткоинов формально незаконны в ряде стран. Некоторые правительства запретили эту практику, поскольку она представляет угрозу для их национальных валют.

Этот правовой ландшафт постоянно развивается, поэтому любой, кто интересуется майнингом биткоинов, должен проконсультироваться с юристом, знакомым с их конкретной юрисдикцией и обстоятельствами.

Как майнить биткоины на своем телефоне?

Сложность майнинга сейчас настолько высока, что майнить биткоины с помощью смартфона невозможно. А еще в 2014 году это можно было делать с помощью USB-майнера!

Платформа, которая указывает, что вы можете майнить биткоины на своем телефоне или устройствах с низким энергопотреблением, вероятно, предполагает, что вы можете майнить альтернативную криптовалюту и получать оплату в биткоинах за предоставленную вычислительную мощность, но такие устройства не могут майнить биткоины напрямую.

Для конкурентоспособного майнинга сегодня, вам нужно знать, что вы делаете, вы должны быть готовы инвестировать значительные ресурсы и время, а также — последнее, но не менее важное — иметь доступ к дешевому электричеству.