Что такое майнинг Биткойна? О сотворении криптовалюты
Что такое майнинг Биткойна?
Майнинг Биткойна включает проверку и регистрацию транзакций в сети Bitcoin. Этот важный процесс выполняет двойную роль: обеспечивает подлинность транзакций для борьбы с мошенническими действиями и облегчает добавление новых блоков в блокчейн, что приводит к децентрализованному созданию новых Биткойнов.
Основные идеи
- Майнинг Биткойна включает поиск новых блоков, проверку транзакций и их включение в цепочку Биткойнов.
- При каждом обнаружении блока майнер, успешно выполнивший эту задачу, получает возможность заполнить блок свежей информацией о транзакции.
- В обмен на своё время и ресурсы победившие майнеры получают заранее определённое количество вновь созданных Биткойнов, называемое "наградой за блок", а также любые комиссии за транзакции, включённые во вновь сформированные блоки.
- Этот механизм вознаграждения успешных майнеров новыми Биткойнами — единственный метод, с помощью которого новые токены вводятся в оборот.
Со временем вознаграждение за майнинг Биткойнов постепенно уменьшается. Вознаграждение постоянно будет понижаться, пока общий оборот биткойнов не достигнет своего предела в 21 миллион токенов. Тогда выпуск новых Биткойнов в качестве вознаграждения за майнинг прекратится, и майнеры перейдут на компенсации в виде комиссий.
Как работает майнинг Биткойнов?
По мере появления новых транзакций в блокчейне они собираются в пуле памяти под названием "мемпул". Майнеры играют решающую роль в проверке легитимности этих незавершенных транзакций и последующей организации их в блоки.
Представьте, что блок — страница в реестре блокчейна, где записываются несколько транзакций и дополнительные данные. В частности, узел майнинга собирает неподтвержденные транзакции из мемпула и создает потенциальный блок.
Затем майнер пытается преобразовать этот блок-кандидат в действительный и подтвержденный блок. Для этого необходимо решить сложную математическую задачу, требующую значительных вычислительных ресурсов. Однако за каждый успешно добытый блок в дополнение к комиссии за транзакцию майнер получает награду, которая состоит из вновь сгенерированных крипто-токенов. Теперь давайте рассмотрим этот процесс поподробнее.
Механизм консенсуса Биткойна: Proof-of-Work (PoW)
Механизм консенсуса играет решающую роль в управляемой компьютером системе, выбирая честных участников в сети для выполнения определённых ролей. Одна из важных ролей в блокчейне — предложение новых блоков транзакций.
После добавления в блокчейн блоки и содержащиеся в них транзакции становятся постоянными, что подчёркивает важность валидации этих транзакций.
Чтобы обеспечить достоверность транзакции перед постоянным добавлением в блокчейн, необходимо проверить несколько факторов. Например, есть ли у Джека достаточно средств, чтобы отправить определённую сумму Биткойнов Оливии, и не пытается ли отправитель дважды потратить один тот же баланс. Эти проверки необходимы для поддержания целостности блокчейна.
Участников, которые берут на себя ответственность за выполнение этих проверок, называют "валидаторами". Они играют решающую роль в механизме консенсуса сети блокчейн.
Различные сети блокчейнов могут использовать разные механизмы консенсуса с разными подходами к отсеиванию недобросовестных пользователей. В случае Биткойна используется механизм консенсуса Proof-of-Work (PoW, англ. "Доказательство работы"). В этой системе валидаторы, известные как "майнеры", используют специализированное вычислительное оборудование для генерации кодов фиксированной длины, или "хешей".
Процесс майнинга Биткойна
1. Хеширование транзакций
Первый шаг в процессе майнинга Биткойнов — хеширование транзакций. Хеширование — это преобразование данных о транзакции в буквенно-цифровой код фиксированной длины, известный как хеш. Эта криптографическая хеш-функция обеспечивает безопасность и целостность данных транзакции.
Когда майнеры получают набор транзакций для включения в блок, они объединяют их и применяют алгоритм хеширования для создания уникального значения хеша. Это значение хеша представляет весь блок транзакций, что упрощает проверку целостности данных без раскрытия основных деталей.
Хешируя транзакции, майнеры создают цифровой отпечаток, который однозначно идентифицирует блок и его содержимое. Этот отпечаток необходим для последующих этапов майнинга, когда майнеры стараются решить сложные математические задачи, чтобы добавить блок в блокчейн.
2. Создание дерева Меркла
Когда каждая транзакция прошла через хеширование, строится дерево Меркла. Это бинарное хеш-дерево иерархически организует хешированные транзакции.
Чтобы создать дерево Меркла, майнеры объединяют хешированные транзакции в пары. Затем они хешируют каждую пару, создавая новый хеш. Этот итеративный процесс продолжается, пока не будет получен единственный корневой хэш, или корень Меркла.
Корень Меркла собирает весь набор транзакций, включённых в блок. Это краткий обзор, который позволяет любому проверить целостность транзакций, не проверяя каждую транзакцию по отдельности.
Создавая дерево Меркла, майнеры могут эффективно представлять большое количество транзакций в компактной и безопасной форме. Корень Меркла играет решающую роль в общем процессе проверки и повышает эффективность майнинга Биткойнов.
3. Поиск валидированного заголовка блока (хеша блока)
Заголовок блока служит отличительным идентификатором для каждого блока в блокчейне, гарантируя, что у каждого блока есть уникальный хеш. При создании нового блока майнеры объединяют хеш предыдущего блока с корневым хешем своего блока-кандидата, чтобы создать новый хеш блока. Им также нужно включать произвольное число, или одноразовый номер, в заголовок блока.
В процессе проверки блока-кандидата майнеры объединяют корневой хеш, хеш предыдущего блока и одноразовый номер, пропуская их через хеш-функцию. Цель в том, чтобы повторять этот процесс несколько раз, пока не будет сгенерирован действительный хеш.
Корневой хеш и хеш предыдущего блока остаются постоянными, их невозможно изменить. Так что майнерам нужно итеративно изменять значение одноразового номера, пока они не обнаружат действительный хеш. Чтобы хеш считался валидированным, его выходные данные, называемые хешем блока, должны быть ниже заранее определенного целевого значения, указанного в протоколе. При майнинге Биткойнов, чтобы выполнить это требование, нужно, чтобы хеш-блок начинался с определенного количества нулей, что обычно называется сложностью майнинга.
4. Распространение добытого блока
Майнеры многократно хешируют заголовок блока с разными значениями одноразового номера, пока не будет найден валидированный хеш блока. Обнаруживший его майнер транслирует блок в сеть. Другие узлы проверяют его достоверность и добавляют в свою копию блокчейна. После подтверждения блока немедленно начинает майниться следующий блок, и майнерам приходится перезапускать процесс с новым блоком-кандидатом. Этот цикл обеспечивает развитие блокчейна и целостность транзакций.
Выгода для майнеров и влияние халвинга Биткойна
Халвинг Биткойна — важное событие, после которого вознаграждение за блок, заработанное майнерами, уменьшается наполовину. Этот механизм предназначен для снижения темпов инфляции Биткойна и скорости поступления новых Биткойнов в обращение: так поддерживается стабильная цена на Биткойн. Халвинг проходит примерно каждые четыре года после того, как будут добыты 210 000 блоков, как указано в протоколе Биткойна, написанном Сатоши Накамото. Точное количество Биткойнов в обращении определяется этой халвинг-теорией.
Во время запуска Биткойна вознаграждение за добычу каждого блока было установлено на уровне в 50 Биткойнов. С тех пор прошло три халвинга. Награда за блок уменьшилась с 50 BTC в 2009 году до 25 в 2012 году, а затем до 12,5 BTC в 2016 году и с 2020 года составляет 6,25 BTC. Последний халвинг произошёл 11 мая 2020 года. Следующий ожидается в 2024 году.
Сколько Биткойнов уже создано?
К июлю 2023 года было добыто и выпущено в обращение около 19,433 миллиона Биткойнов, что составляет примерно 92,538% от общего возможного количества Биткойнов в 21 миллион.
Следующий халвинг Биткойнов ожидается в первые месяцы 2024 года. Халвинг будет происходить до тех пор, пока не будут добыты все блоки, и количество Биткойнов не достигнет своего предельного значения в 21 миллион. Вероятно, это произойдет в 2140 году. После этого майнеры Биткойнов будут зарабатывать исключительно на комиссиях за транзакции, поскольку больше не будет выдаваться вознаграждение за блок.
Что такое хеш?
Для майнинга Биткойнов хеши генерируются с использованием криптографического алгоритма SHA-256. Этот алгоритм представляет собой математическую формулу, которая преобразует исходное значение любой длины в 64-значный шестнадцатеричный код, обеспечивая значение фиксированной длины.
Криптографическое хеширование можно сравнить с генератором паролей. Он принимает любые исходные данные, будь то одно слово, случайная строка или даже целый роман, и преобразует их в чёткую и уникальную комбинацию из 64 символов.
У этих хешей есть несколько заслуживающих внимания характеристик:
- Односторонность: практически невозможно реконструировать хеш и определить его исходные данные.
- Детерминированность: когда одни и те же исходные данные проходят через хеширование, последовательно создается похожий код фиксированной длины.
- Уникальность: каждый сгенерированный хеш-код полностью уникален и соответствует определённым исходным данным.
Например, если изменить одну букву в слове из книги "Властелин колец" и повторно применить алгоритм SHA-256, получившийся шестнадцатеричный код будет отличаться от исходного, несмотря на как будто незначительное изменение.
Сложности с майнингом Биткойна
Когда Сатоши Накамото создавал протокол Биткойна, он установил время обнаружения целевого блока примерно в 10 минут. А значит, майнерам необходимо успеть за это время вычислить правильный код, чтобы создать следующий блок.
Чтобы гарантировать, что новые блоки создаются примерно каждые 10 минут, в протоколе Биткойн используется механизм автоматической настройки. Каждые две недели протокол динамически регулирует сложность процесса майнинга в зависимости от скорости поиска блоков. Если время поиска занимает больше 10 минут, сложность снижается, что упрощает майнинг. И наоборот, если блоки создаются слишком быстро, сложность возрастает, что усложняет майнинг. Эта корректировка включает изменение необходимого количества начальных нулей в целевом хеше.
Государственное давление на майнеров в Китае в 2021 году оказало историческое влияние на сложность сети Биткойн, что привело к значительному падению цены. Что, в свою очередь, привело к увеличению доходов от майнинга у тех, кто остался в бизнесе.
С помощью этой системы протокол Биткойна поддерживает время обнаружения блоков на уровне целевого показателя в 10 минут, обеспечивая общую эффективность и целостность сети.
Виды крипто-майнинга
Методы майнинга криптовалюты могут меняться по мере появления нового оборудования и алгоритмов консенсуса. Мы собрали все методы майнинга криптовалюты в статью нашей Академии TabTrader. Майнеры часто используют специализированные вычислительные устройства для решения сложных криптографических уравнений.
Давайте рассмотрим некоторые из наиболее распространенных методов майнинга:
Майнинг на процессоре (CPU)
Первоначально майнинг на процессоре в модели PoW включал использование процессора компьютера для хеш-функций. Благодаря низким затратам на вход это открыло майнинг для широкой публики. Однако по мере роста популярности майнинга и скорости хеширования сети майнить токены на процессоре стало сложнее. С приходом специализированного оборудования майнинг на процессоре потерял почти всякий смысл. Сейчас все майнеры полагаются на специализированное оборудование, что делает майнинг на процессоре непрактичным.
Майнинг на видеокарте (GPU)
Майнинг на видеокарте (GPU) приобрёл популярность благодаря выполнению параллельной обработки. Графические процессоры эффективнее процессора для определённых алгоритмов и стали широко использоваться для майнинга различных криптовалют.
ASIC-майнинг
Специализированные интегральные схемы ( англ. "Application-Specific Integrated Circuits", ASIC) — это специальные устройства, предназначенные исключительно для майнинга криптовалют. ASIC-майнинг заточен под конкретные алгоритмы и стал стандартом для майнинга Биткойнов и других криптовалют.
Облачный майнинг
С этим методом обычные люди могут участвовать в майнинге, не владея физическим оборудованием и не обслуживая его. Пользователи могут удаленно арендовать вычислительные мощности майнинг-ферм и получать долю добытой криптовалюты.
Доказательство работы (PoW) и доказательство доли владения (PoS)
Это разные алгоритмы консенсуса, которые определяют, как новые блоки проверяются и добавляются в блокчейн. При PoW майнерам нужно решать задачи и тратить большие вычислительные ресурсы, а в PoS участники "ставят" свои токены для проверки транзакций и создания новых блоков.
Важно отметить, что методы и оборудование майнинга со временем развиваются, и наиболее эффективный подход меняется в зависимости от конкретной криптовалюты и алгоритма консенсуса.
Какие экономические факторы влияют на майнинг Биткойнов?
Экономика майнинга Биткойнов включает в себя различные факторы, влияющие на его прибыльность и устойчивость.
Вот несколько основных аспектов:
1. Стоимость оборудования: Для майнинга нужно специальное оборудование, к примеру, ASIC, и оно может оказаться дорогим. Первоначальные инвестиции в оборудование для майнинга существенно влияют на экономику индустрии.
2. Расходы на электроэнергию: На майнинг уходят значительные вычислительные мощности, что приводит к высокому потреблению электроэнергии. Стоимость электроэнергии — критический фактор, ведь это напрямую влияет на прибыльность майнинга. Майнерам нужно учитывать тарифы на электроэнергию при расчёте прибыльности майнинга.
3. Сложность майнинга: Сложность майнинга Биткойна регулярно корректируется, чтобы поддерживать среднее время обнаружения блоков на уровне 10 минут. Усиление конкуренции и более высокая скорость хеширования в сети могут усложнить майнинг, что неизбежно влияет на прибыльность.
4. Вознаграждение за блок: майнеры получают вознаграждение в виде новых Биткойнов и комиссии за каждый успешно добытый блок. Награда за блок регулярно сокращается вдвое, со временем уменьшая количество вновь отчеканенных Биткойнов. Майнерам следует учитывать уменьшение вознаграждения за блок и рассчитывать, как это повлияет на прибыльность их работы.
5. Волатильность рыночной цены: Цена Биткойна подвержена значительной волатильности. Колебания рыночных цен напрямую влияют на фиатную стоимость добытых Биткойнов. Майнерам следует учитывать рыночные условия и ценовые тренды при оценке экономики майнинга.
6. Эксплуатационные расходы: Помимо расходов на оборудование и электроэнергию майнеры должны учитывать другие операционные расходы, например, на техобслуживание, системы охлаждения и инфраструктуру, которые могут влиять на прибыльность.
7. Законодательная среда: Регуляторные факторы и требования могут быть разными в зависимости от юрисдикции. Майнерам необходимо учитывать правовые и нормативные аспекты, которые могут повлиять на их работу и связанные с ней расходы.
Понимание и оценка этих факторов необходимы для определения экономических показателей майнинга Биткойна и принятия взвешенных решений по работе для каждого майнера.
Можно ли заработать на майнинге Биткойна в 2023 году?
Крипто-майнинг может быть прибыльным, но требует тщательного анализа, управления рисками и доскональных исследований. Это связано с различными инвестициями и рисками, включая расходы на оборудование, волатильность цен на криптовалюту и возможные изменения протокола. Майнерам важно использовать стратегии управления рисками и оценивать связанные с этим затраты и выгоды, прежде чем приступать к работе.
На прибыльность крипто-майнинга влияет множество факторов, один из самых важных — изменение цен на криптовалюту. Когда цены на криптовалюту растут, вознаграждение за майнинг в фиатной валюте также увеличивается. И наоборот, прибыльность может уменьшаться вслед за снижением цен.
Прибыльность майнинга в значительной степени зависит от эффективности используемого оборудования. Ключевой фактор здесь — стоимость, ведь важен баланс между расходами на оборудование и потенциальными выгодами. Следующий важный фактор — стоимость электроэнергии, ведь чрезмерно высокие расходы могут уменьшить прибыль от майнинга или сделать его убыточным.
Кроме того, может возникнуть необходимость обновлять оборудование для майнинга из-за быстрого развития технологий. Новые модели превосходят старые, и майнерам, у которых нет средств для обновления парка оборудования, может быть сложно оставаться на плаву.
И наконец, значительное влияние оказывают изменения на уровне протокола. Например, халвинг Биткойна вдвое снижает награду за майнинг блоков, что влияет на прибыльность работы. Или, к примеру, Ethereum полностью перешёл от механизма консенсуса Proof-of-Work (PoW) на Proof-of-Stake (PoS) в сентябре 2022 года, что делает майнинг ненужным.
Чтобы поддерживать прибыльность, нужно следить за этими факторами, адаптироваться к изменению протоколов и оценивать рентабельность работы.
Майнинг Биткойна — это законно?
Майнинг биткойнов считается законным в большинстве стран; однако есть исключения. Такие страны как Алжир, Бангладеш, Китай, Египет, Ирак, Марокко, Непал, Катар, Россия и Тунис запретили майнинг. Также есть сложности с энергией в таких странах, как Швеция, которые активно призывают запретить майнинг в Евросоюзе. Важно изучать и понимать местные правила в конкретном регионе, где находится майнер.
В США, например, майнинг Биткойнов законен на федеральном уровне. При этом правила различаются на уровне отдельных штатов, и не все из них допускают майнинг Биткойнов. Желательно ознакомиться с правилами и законами штата, в котором майнер планирует работать.
Сколько зарабатывают майнеры Биткойна?
Майнинг Биткойна — сложный процесс, и майнеры получают BTC в награду за свои усилия, что помогает поддерживать систему.
Со временем количество Биткойнов, получаемых за добычу каждого блока, уменьшилось. Примерно каждые четыре года или каждые 210 000 блоков вознаграждение уменьшается вдвое. Сперва награда составляла 50 BTC в 2009 году, затем — 25 BTC в 2012, затем она снизилась до 12,5 BTC в 2016, а в 2020 году — до 6,25 BTC.
Цена Биткойна также колебалась с течением времени. Летом 2013 года, когда биткойн стоил около 100 USD, награда в 25 токенов была бы примерно равна 2500 USD. Сейчас же, когда каждый блок приносит 6,25 BTC, награда составляет около 171685 USD.
Всего может существовать только 21 миллион Биткойнов. Уже добыто более 19 миллионов Биткойнов. Однако из-за халвинга все оставшиеся Биткойны будут добыты только примерно к 2140 году. И даже когда все Биткойны будут добыты, майнеры продолжат играть решающую роль в валидации транзакций. Вместо вознаграждения за блок они будут получать комиссию, выплачиваемую пользователями сети.
Выводы
Крипто-майнинг играет решающую роль в поддержании безопасности и стабильности PoW-блокчейнов вроде Биткойна. Он обеспечивает стабильный выпуск новых токенов и способствует целостности сети. Кроме того, майнинг даёт майнерам возможность получать пассивный доход.
У майнинга есть свои преимущества и недостатки. Одним из главных преимуществ является потенциальный доход от наград за добычу блоков. Тем не менее, на этот доход влияет несколько факторов: стоимость электроэнергии и рыночные цены, которые могут повлиять на рентабельность.
Прежде чем приступать к крипто-майнингу, необходимо провести тщательное исследование (DYOR) и досконально оценить все потенциальные риски. Важно понимать все тонкости майнинга и учитывать стоимость оборудования, расходы на электроэнергию и рыночные условия, чтобы принять обоснованное решение и снизить возможные риски.
FAQ
Что такое майнинг Биткойна?
Биткойн-майнинг — важный процесс проверки Биткойн-транзакций. Системы майнинга соревнуются в решении криптографических головоломок, а взамен получают вознаграждение в виде Биткойнов.
Как работает майнинг Биткойнов?
Майнеры используют специальное оборудование для обширных вычислений, пытаясь найти правильное решение криптографической задачи. В ходе этого процесса они проверяют транзакции и добавляют их в новые блоки в блокчейне.
Почему Биткойны вообще нужно майнить?
Майнинг Биткойнов играет жизненно важную роль в обеспечении безопасности сети и подтверждении транзакций. Это предотвращает двойное использование средств и обеспечивает целостность децентрализованной книги блокчейна.
Какие награды получают майнеры Биткойнов?
В качестве награждения майнеры получают новые Биткойны за каждый успешно добытый блок. Награды за блоки служат стимулом для майнеров продолжать прилагать усилия и обеспечивать безопасность сети.
Выгодно ли майнить Биткойн?
Прибыльность майнинга Биткойнов зависит от таких факторов, как затраты на электроэнергию, сложность майнинга, эффективность оборудования и текущая цена на Биткойн. Крайне важно учитывать эти факторы и проводить тщательный анализ перед тем, как приступать к майнингу.
Каковы риски майнинга Биткойна?
При инвестировании в майнинг Биткойнов следует учитывать дорогостоящее оборудование, затраты на электроэнергию, волатильность рынка и неопределенность регулирования. Эти факторы создают риски, которые могут повлиять на прибыльность майнинга.
Сколько времени необходимо для майнинга 1 Биткойна?
Вместо того, чтобы добывать 1 Биткойн, майнеры криптовалюты сосредотачиваются на добыче одного блока, что даёт выплату в размере 6,25 BTC за блок. Процесс майнинга одного блока обычно занимает около 10 минут. В теории это означает, что и добыча 1 BTC потребует всего 10 минут, как часть вознаграждения за блок в 6,25 BTC. Однако важно понимать, что есть много Биткойн-майнеров, которые соревнуются за одну выплату за каждый блок.
Сколько стоит майнинг 1 Биткойна?
В июле 2023 года средняя стоимость добычи одного BTC в 198 странах составила 35456,77 USD, что превышает рыночную цену одного Биткойна на тот момент — 29856 USD. Впрочем, следует помнить, что колебания стоимости энергии и различное количество майнеров в сети Биткойн постоянно влияют на потребности в энергии и общие расходы, связанные с майнингом.
Как начать майнить Биткойн?
Начало работы с майнингом Биткойна включает выбор правильного оборудования, настройку майнинг-установки и присоединение к майнинговому пулу. Крайне важно проводить исследования и быть в курсе последних событий в майнинге.
Читайте далее
