Основные выводы

  • Майнинг криптовалюты является важной частью процесса упорядочивания и валидации транзакций блокчейна. Майнинг также отвечает за создание новых единиц криптовалюты.

  • Хотя работа, выполняемая майнерами, требует интенсивных вычислительных ресурсов, она помогает поддерживать безопасность и децентрализованность сети блокчейн.

  • Майнеры собирают ожидающие транзакции, организуют их в блоки и транслируют в сеть. Если блок одобрен узлами-валидаторами, майнер получает вознаграждение за блок.

  • Прибыльность криптомайнинга зависит от таких факторов, как эффективность оборудования, затраты на электроэнергию, рыночные условия и периодические изменения в протоколах блокчейна, такие как халвинг.

  • Индустрия майнинга продолжает развиваться, с такими тенденциями, как постхалвинговая консолидация, растущее внимание к регулированию и диверсификация в области инфраструктуры искусственного интеллекта (ИИ), меняя пейзаж.

Binance Academy courses banner

Что такое криптомайнинг?

Представьте себе глобальный цифровой реестр, в котором регистрируется каждая транзакция криптовалюты. Майнинг обеспечивает точность и безопасность этого реестра. Майнеры используют специализированные компьютеры для решения головоломок (по сути, угадывания чисел), чтобы организовать и подтвердить ожидающие транзакции. Первый, кто решит, получает вознаграждение в криптовалюте.

Криптомайнинг — это процесс, который обеспечивает безопасность криптовалют, таких как биткойн (BTC). Это процесс, с помощью которого транзакции проверяются и добавляются в публичный реестр блокчейна. Майнинг является одним из критических элементов, который позволяет сети Биткойн быть децентрализованной, что означает, что она может функционировать без центральной власти.

Операции майнинга также отвечают за добавление новых монет в существующий запас. Хотя это может звучать как печать денег, криптомайнинг следует жестко закодированным правилам, которые регулируют процесс и предотвращают произвольное создание новых монет. Эти правила встроены в основные протоколы и обеспечиваются распределенной сетью узлов.

Вкратце, майнеры используют свою вычислительную мощность для решения сложных криптографических головоломок. Первый майнер, который решает головоломку, получает право добавить новый блок транзакций в блокчейн, транслировать его в сеть и собирать вознаграждение за блок.

Как работает криптомайнинг?

Краткий ответ

Вот упрощенный обзор процесса майнинга:

1. Транзакции группируются в блоки. Когда кто-то отправляет или получает криптовалюту, ожидающие транзакции группируются в блок, ожидающий подтверждения.

2. Майнеры решают головоломку. Майнеры используют компьютеры, чтобы угадать специальное число, называемое нонсе, которое, когда оно комбинируется с данными блока, производит хеш ниже определенного целевого значения. Это работает как цифровая лотерея, требующая вычислительной работы.

3. Добавление в блокчейн. Первый майнер, который решает головоломку, добавляет свой блок в блокчейн. Другие узлы в сети проверяют этот блок, чтобы убедиться, что он действителен.

4. Заработок вознаграждений. Победивший майнер зарабатывает вознаграждение, которое включает вновь созданную криптовалюту и сборы за транзакции из блока, который они добыли.

Длинный ответ

По мере того как новые транзакции в блокчейне создаются, они отправляются в пул, называемый пулом памяти (или мемпулом). Узлы-валидаторы отвечают за проверку действительности транзакций. Задача майнера — собрать эти ожидающие транзакции и организовать их в блоки. Обратите внимание, что некоторые майнеры также работают валидирующими узлами, но узлы-майнеры и узлы-валидаторы технически различны.

Вы можете рассматривать блок как страницу реестра блокчейна, в которой записывается несколько транзакций вместе с другими данными. Более конкретно, узел-майнер отвечает за сбор неподтвержденных транзакций из пула памяти и сборку их в кандидатный блок.

Затем майнер пытается преобразовать этот кандидатный блок в подтвержденный блок. Для этого они должны решить сложную математическую задачу, требующую много вычислительных ресурсов. За каждый успешно добытый блок майнер получает вознаграждение, состоящее из вновь созданных криптовалют и сборов за транзакции.

Шаг 1: Хеширование транзакций

Первый шаг майнинга блока — это взять ожидающие транзакции из пула памяти и отправить их одну за другой через хеш-функцию. Каждый раз, когда кусок данных проходит через хеш-функцию, генерируется выход фиксированного размера, называемый хешем.

В контексте майнинга хеш каждой транзакции состоит из строки чисел и букв, которая выступает в качестве идентификатора. Хеш транзакции представляет всю информацию, содержащуюся в этой транзакции.

В дополнение к хешированию и перечислению каждой транзакции индивидуально, майнер также добавляет собственную транзакцию, в которой он отправляет себе вознаграждение за блок. Эта транзакция называется транзакцией coinbase и является тем, что создает совершенно новые монеты. В большинстве случаев эта транзакция является первой, которая записывается в новый блок, за которой следует группа ожидающих подтверждения транзакций.

Шаг 2: Создание дерева Меркла

После того как каждая транзакция хешируется, хеши организуются в то, что называется деревом Меркла (также известным как хеш-дерево). Дерево Меркла создается путем организации хешей транзакций в пары, а затем их хеширования.

Новые хеш-выходы затем организуются в пары и снова хешируются, и процесс повторяется до тех пор, пока не будет создан единственный хеш. Этот последний хеш известен как корневой хеш (или корень Меркла) и по сути является хешем, который представляет все предыдущие хеши, использованные для его генерации.

Шаг 3: Нахождение допустимого заголовка блока (хеш блока)

Заголовок блока выступает в качестве идентификатора для каждого отдельного блока, что означает, что каждый блок имеет уникальный хеш. При создании нового блока майнеры комбинируют хеш предыдущего блока с корневым хешем своего кандидатного блока, чтобы сгенерировать новый хеш блока. Заголовок блока также включает дополнительные поля, такие как временная метка и номер версии, но ключевая переменная, которую майнеры должны регулировать, это произвольное число, известное как нонсе.

Когда майнер пытается подтвердить свой кандидатный блок, ему необходимо объединить корневой хеш, хеш предыдущего блока и нонсе, а затем пропустить их все через хеш-функцию. Их цель — делать это повторно, пока не будет получен допустимый хеш.

Корневой хеш и хеш предыдущего блока не могут быть изменены, поэтому майнеры должны многократно изменять значение нонса, пока не будет найден допустимый хеш. Для того чтобы считаться действительным, выход (хеш блока) должен быть меньше определенного целевого значения, установленного протоколом. В майнинге Биткойна действительный хеш блока обычно начинается с определенного количества нулей. Чем ниже целевое значение, тем труднее найти допустимый хеш — это контролируется параметром, известным как сложность майнинга.

Шаг 4: Распространение добытого блока

Майнеры должны многократно хешировать заголовок блока, используя разные значения нонса, пока не найдут допустимый хеш блока. Когда майнер находит допустимый хеш блока, он транслирует этот блок в сеть. Все другие узлы, валидирующие блоки, затем проверяют, действителен ли блок и, если да, добавляют новый блок в свою копию блокчейна.

На этом этапе кандидатный блок становится подтвержденным блоком, и все майнеры переходят к добыче следующего блока. Майнеры, которые не смогли вовремя найти допустимый хеш, отбрасывают свой кандидатный блок, так как начинается новая гонка за майнингом.

Что если два блока добываются одновременно?

Иногда два майнера транслируют допустимый блок одновременно, и в сети оказывается два соперничающих блока. Затем майнеры начинают добывать следующий блок на основе того блока, который они получили первым, что приводит к временной сегментации сети на две разные версии блокчейна.

Соперничество между этими блоками продолжается до тех пор, пока следующий блок не будет добыт поверх одного из них. Когда новый блок добывается, тот блок, который пришел ранее, считается победителем. Блок, который затем покидается, называется устаревшим блоком (иногда неформально именуемым сиротским блоком), что заставляет всех майнеров, выбравших этот блок, вернуться к добыче цепи победившего блока.

Что такое сложность майнинга?

Сложность майнинга регулярно корректируется протоколом, чтобы обеспечить постоянный темп создания новых блоков, что приводит к стабильному и предсказуемому выпуску новых монет. Сложность корректируется пропорционально количеству вычислительной мощности (хешрейта), выделенной для сети.

Каждый раз, когда новые майнеры присоединяются к сети и конкуренция растет, сложность хеширования увеличивается, что предотвращает уменьшение среднего времени блока. Напротив, если многие майнеры покидают сеть, сложность хеширования снижается, что облегчает добычу нового блока. Эти корректировки поддерживают среднее время блока постоянным, независимо от общего хешрейта сети.

Чтобы дать представление о масштабе, общий хешрейт сети Биткойн вырос более чем на 100% только в 2024 году, частично благодаря внедрению оборудования следующего поколения и расширению операций крупномасштабного майнинга.

Типы майнинга криптовалюты

Существует несколько способов добычи криптовалют. Оборудование и процессы меняются по мере появления нового оборудования и алгоритмов консенсуса. Обычно майнеры используют специализированные вычислительные устройства для решения сложных криптографических уравнений.

Майнинг на ЦПУ

Майнинг на центральном процессоре (ЦПУ) включает использование ЦПУ компьютера для выполнения хеш-функций, необходимых модели доказательства работы (PoW). В ранние дни Биткойна затраты на майнинг и барьеры для входа были низкими, и его сложность могла быть обработана обычным ЦПУ. Однако, по мере того как все больше людей начали майнить BTC и хешрейт сети увеличивался, прибыльный майнинг становился все более трудным. Появление специализированного оборудования для майнинга с большей вычислительной мощностью в конечном итоге сделало майнинг на ЦПУ неприемлемым для Биткойна и большинства основных криптовалют.

Майнинг на ГПУ

Графические процессоры (ГПУ) предназначены для одновременной обработки широкого спектра приложений. Хотя они обычно используются для видеоигр или рендеринга графики, их также можно использовать для майнинга.

ГПУ относительно недороги и более гибкие, чем высокоспециализированное оборудование для майнинга. Однако прибыльность майнинга на ГПУ значительно снизилась с тех пор, как Ethereum завершил переход от PoW к доказательству доли (PoS) в сентябре 2022 года, устранив наибольшее применение для майнинга на ГПУ. В настоящее время майнинг на ГПУ в основном ограничен небольшими альткойнами, а прибыльность сильно зависит от алгоритма конкретной монеты и сложности майнинга.

ASIC-майнинг

Специально интегрированная схема (ASIC) предназначена для выполнения одной конкретной задачи. В криптовалюте этот термин относится к специализированному оборудованию, разработанному исключительно для майнинга. ASIC-майнинг известен своей высокой эффективностью, но оборудование относительно дорогое.

Ведущие производители, такие как Bitmain и MicroBT, регулярно выпускают новые модели ASIC с улучшенной энергоэффективностью и производительностью хешрейта. Однако технологии ASIC развиваются быстро, и старые модели могут быстро стать неприбыльными, что делает это одним из более капиталоемких способов майнинга в больших масштабах. Если вы рассматриваете возможность ASIC-майнинга, обязательно исследуйте последние доступные модели, так как поколения оборудования могут меняться в течение месяцев.

Майнинг-пулы

Поскольку вознаграждение за блок выдается только первому успешному майнеру, вероятность того, что один майнер найдет блок, крайне низка. У майнеров с небольшой долей общего хешрейта очень низкие шансы обнаружить следующий блок самостоятельно. Майнинг-пулы предлагают решение этой проблемы.

Майнинг-пулы — это группы майнеров, которые объединяют свои ресурсы (хеш-мощности), чтобы увеличить свои шансы на получение вознаграждений за блоки. Когда пул успешно находит блок, майнеры делят вознаграждение в соответствии с количеством работы, которую каждый внес. Майнинг-пулы могут принести пользу отдельным майнерам с точки зрения стабильности дохода, но их доминирование в общей хешмощности вызывает опасения относительно централизации и потенциальных атак на 51%.

После халвинга в апреле 2024 года индустрия майнинга пережила значительную консолидацию. Крупные операции приобрели меньшие фирмы, испытывающие трудности с узкими маржами, а топовые майнинг-пулы теперь контролируют существенную долю общего хешрейта сети. Эта продолжающаяся концентрация хешмощности продолжает подогревать дебаты о децентрализации.

Облачный майнинг

Вместо того чтобы покупать оборудование, облачные майнеры арендуют вычислительную мощность у провайдера облачного майнинга. Это более простой способ начать майнинг без затрат на оборудование, но он сопровождается рисками, включая мошенничество, непрозрачные контракты и более низкую, чем заявленная, прибыльность. Если вы решите рассмотреть возможность облачного майнинга, внимательно изучите любого провайдера, прежде чем вкладывать средства.

Диверсификация в ИИ и ВСК

Заметной тенденцией в индустрии майнинга, особенно после халвинга 2024 года, является диверсификация крупномасштабных операций майнинга в области искусственного интеллекта (ИИ) и вычислений высокой производительности (ВСК). Многие майнинг-компании уже имеют инфраструктуру, необходимую для центров обработки данных ИИ — доступ к крупномасштабной электроэнергии, современные системы охлаждения и опыт управления операциями центров обработки данных.

Организуя рабочие нагрузки ИИ наряду с майнингом, эти компании могут генерировать более предсказуемые потоки доходов и снизить свою зависимость от циклов цен на криптовалюту. Хотя не каждое майнинговое предприятие может легко быть перепрофилировано под ИИ — из-за различий в сетевом взаимодействии, охлаждении и требованиях к времени безотказной работы — эта тенденция меняет то, как индустрия майнинга думает о своей долгосрочной бизнес-модели.

Что такое майнинг Биткойна и как он работает?

Биткойн является самым устоявшимся примером добываемой криптовалюты. Майнинг Биткойна основан на алгоритме консенсуса PoW.

PoW — это оригинальный механизм консенсуса блокчейна, созданный Сатоши Накамото и введенный в белую книгу Биткойна в 2008 году. По сути, PoW определяет, как блокчейн-сеть достигает консенсуса среди всех распределенных участников без третьих лиц. Это достигается путем требования значительных инвестиций в электроэнергию и вычислительную мощность, чтобы не поощрять злонамеренные действия.

Как мы видели, ожидающие транзакции в сети PoW упорядочиваются и добавляются в блоки майнерами, которые соревнуются за решение головоломок с использованием специализированного оборудования для майнинга. Первый майнер, который находит допустимое решение, может транслировать свой блок в блокчейн, и если валидирующие узлы принимают их блок, майнер получает вознаграждение за блок.

Количество криптовалюты в вознаграждении за блок варьируется от одного блокчейна к другому. В блокчейне Биткойн текущее вознаграждение за блок составляет 3.125 BTC после халвинга в апреле 2024 года. Из-за механизма халвинга Биткойна вознаграждение за блок уменьшается вдвое примерно каждые 210,000 блоков (примерно каждые четыре года), постепенно замедляя скорость, с которой новые BTC поступают в обращение.

Прибыльный ли криптомайнинг?

Хотя возможно генерировать доход от майнинга криптовалюты, это требует тщательного исследования, оценки рисков и постоянного управления. Майнинг включает первоначальные инвестиции в оборудование и текущие расходы, а доходы зависят от нескольких переменных.

Один ключевой фактор — это цены на криптовалюту. Когда цены растут, стоимость вознаграждений за майнинг также увеличивается. Когда цены падают, прибыльность может быстро упасть. Эффективность оборудования — еще одна критически важная переменная: оборудование для майнинга может быть дорогим, и майнеры должны учитывать стоимость оборудования по сравнению с потенциальными вознаграждениями. Затраты на электроэнергию также важны — высокие затраты на энергию могут легко превысить доходы и сделать операцию неприбыльной.

Оборудование для майнинга также становится устаревшим относительно быстро, так как регулярно выпускаются новые модели с более высокой эффективностью. Майнеры, которые не могут успевать за обновлениями оборудования, могут найти сложным оставаться конкурентоспособными по сравнению с более крупными, более обеспеченными операциями.

Изменения на уровне протокола могут значительно повлиять на прибыльность. Халвинг Биткойна сокращает субсидию блока вдвое примерно каждые четыре года, что напрямую снижает доход на блок. После халвинга в апреле 2024 года все более важным стало значение транзакционных сборов: активность в сети от протоколов, таких как Ordinals и Runes, в определенные моменты генерировала доход от сборов, сопоставимый или превышающий субсидию блока в дни высокой активности, указывая на сборы как на все более центральную часть долгосрочной модели дохода майнера.

Постхалвинговый период также подчеркнул, как растущие цены на Биткойн могут частично компенсировать сокращение субсидии блока. Поскольку цена Биткойна значительно возросла в месяцах после халвинга в апреле 2024 года, многие майнеры увидели, что их доход, номинированный в долларах США, восстановился, несмотря на то, что они зарабатывали меньше BTC за блок. Однако средние производственные затраты на один биткойн также увеличились, что показывает важность операционной эффективности.

В других случаях сам механизм консенсуса может измениться. Например, Ethereum перешел от PoW к доказательству доли (PoS) в сентябре 2022 года, что сделало майнинг ненужным для этой сети полностью.

Регуляторные изменения также могут повлиять на прибыльность майнинга. Некоторые юрисдикции ввели налоги, надбавки на электроэнергию или ограничения на энергозатратный майнинг, в то время как другие предложили более благоприятные условия. Этот изменяющийся ландшафт заставил майнинг-операции мигрировать по регионам в поисках более низких затрат и более четких регуляторных рамок.

Перед тем как заняться какой-либо деятельностью в области майнинга, важно провести собственное исследование (DYOR) и оценить все потенциальные затраты, риски и изменяющиеся рыночные условия.

Часто задаваемые вопросы

Что такое майнинг Биткойна?

Майнинг Биткойна — это процесс, с помощью которого новые транзакции Биткойна проверяются и добавляются в блокчейн, и создается новый BTC. Майнеры используют специализированное оборудование, чтобы соревноваться между собой за решение криптографической головоломки. Первый майнер, который находит допустимое решение, получает право добавить следующий блок в цепь и получает вознаграждение за блок — в настоящее время 3.125 BTC после халвинга в апреле 2024 года, плюс сборы за транзакции, включенные в этот блок.

Прибыльный ли криптомайнинг?

Это зависит. Прибыльность майнинга значительно варьируется в зависимости от затрат на электроэнергию, эффективности оборудования, текущей цены криптовалюты, которая майнится, и общей сложности сети. Крупные промышленные операции с доступом к дешевому электричеству и современному оборудованию обычно лучше адаптированы, чем индивидуальные майнеры. Халвинг Биткойна в апреле 2024 года сократил субсидию блока до 3.125 BTC, усилив важность операционной эффективности. Калькуляторы прибыльности могут помочь оценить доходы на основе текущих условий, но результаты изменяются по мере изменения рыночных условий.

Какое оборудование необходимо для майнинга Биткойна?

Майнинг Биткойна эффективно требует оборудования ASIC — универсальные ЦПУ и ГПУ больше не способны к конкурентному майнингу Биткойна из-за масштаба и сложности сети. Ведущие производители ASIC включают Bitmain и MicroBT, среди прочих, и новые модели с улучшенной эффективностью регулярно выпускаются. В дополнение к самому оборудованию, майнерам нужны надежное электроснабжение, инфраструктура охлаждения и стабильное интернет-соединение. Большинство индивидуальных майнеров выбирают участие через майнинг-пулы, а не одиночный майнинг, учитывая, насколько статистически маловероятно, что одна машина выиграет вознаграждение за блок самостоятельно.

Каково воздействие криптомайнинга на окружающую среду?

Майнинг Биткойна — это энергоемкий процесс из-за вычислительной работы, необходимой для PoW. Потребление энергии является предметом постоянных дебатов в индустрии. Согласно отраслевым оценкам, более 50% операций по майнингу Биткойна теперь используют возобновляемые источники энергии, такие как гидроэлектрическая энергия, солнечная и ветровая энергия. Некоторые майнеры также используют избыточную или заброшенную энергию, которая в противном случае осталась бы неиспользованной, такую как сжигаемый природный газ на нефтяных месторождениях. Энергетический микс значительно варьируется в зависимости от региона, и общее воздействие на окружающую среду зависит в значительной степени от местных источников энергии, обеспечивающих операции по майнингу.

Заключительные мысли

Майнинг криптовалюты — это основополагающий процесс для блокчейнов, основанных на доказательстве работы, таких как Биткойн. Он защищает сеть, подтверждает транзакции и вводит новые монеты в обращение — все это без зависимости от центральной власти.

Ландшафт майнинга значительно изменился в последние годы. Халвинг Биткойна в апреле 2024 года, растущая сложность сети и достижения в технологии ASIC подтолкнули индустрию к большей эффективности и консолидации. В то же время некоторые майнеры диверсифицируют свои бизнес-модели, исследуя возможности в области ИИ и вычислений высокой производительности.

Будь вы заинтересованы в майнинге как потенциальном источнике дохода или просто хотите понять, как функционируют блокчейн-сети, важно оставаться в курсе технических, экономических и регуляторных факторов, формирующих экосистему майнинга.

Дополнительное чтение

  • Как майнить криптовалюту?

  • Что такое стейкинг криптовалюты и как он работает?

  • Доказательство работы (PoW) против доказательства доли (PoS)

  • Что такое атака 51%?

  • Что такое хеширование?

Отказ от ответственности: Этот контент представлен вам на условии "как есть" для общих информационных и образовательных целей, без каких-либо представлений или гарантий. Он не должен интерпретироваться как финансовый, юридический или другой профессиональный совет, и не предназначен для рекомендации покупки какого-либо конкретного продукта или услуги. Вы должны обратиться за собственным советом к соответствующим профессиональным консультантам. Если контент предоставляется сторонним автором, обратите внимание, что высказанные мнения принадлежат этому стороннему автору и не обязательно отражают мнение Binance Academy. Цены на цифровые активы могут быть волатильными. Стоимость ваших инвестиций может увеличиваться или уменьшаться, и вы можете не вернуть вложенную сумму. Вы несете полную ответственность за свои инвестиционные решения, и Binance Academy не несет ответственности за любые убытки, которые вы можете понести. Для получения дополнительной информации смотрите наши Условия использования, Предупреждение о рисках и Условия Binance Academy.