Краткое содержание
Майнинг криптовалюты проверяет транзакции блокчейна и представляет собой процесс создания новых единиц криптовалюты.
Майнерам требуется большое количество вычислительных ресурсов, что также обеспечивает безопасность сети блокчейн.
Что такое майнинг криптовалют?
Майнинг криптовалют основан на механизме консенсуса Proof of Work (PoW), обеспечивающем безопасность и децентрализацию криптовалют, таких как Биткойн. Майнинг — это процесс проверки пользовательских транзакций и добавления их в публичный реестр блокчейна. Таким образом, майнинг является ключевым элементом нормального функционирования Биткойна без центрального органа.
Операции по добыче полезных ископаемых также отвечают за введение новых монет в существующий оборот. Однако майнинг криптовалюты следует набору жестко запрограммированных правил, которые регулируют процесс майнинга и не позволяют кому-либо случайно создавать новые монеты. Эти правила встроены в базовый протокол криптовалюты и применяются всей сетью из тысяч узлов.
Для создания новых единиц криптовалюты майнеры используют свои вычислительные мощности для решения сложных криптографических головоломок. Первый майнер, успешно решивший головоломку, имеет право добавить в блокчейн новый блок транзакций и опубликовать его в сети.
Как работает майнинг Эфириума?
После завершения новой транзакции блокчейна она будет отправлена в пул майнинга, называемый «пулом памяти». Задача майнера — проверить достоверность этих ожидающих транзакций и объединить их в блоки.
Блок можно рассматривать как страницу в реестре блокчейна, на которой записано несколько транзакций и другие данные. В частности, узлы майнинга отвечают за сбор неподтвержденных транзакций из мемпула и интеграцию их в блоки-кандидаты.
Затем майнеры пытаются преобразовать этот блок-кандидат в действительный подтвержденный блок. Чтобы совершить этот переход, майнеры должны решить сложные математические задачи, а этот процесс требует значительных вычислительных ресурсов. Однако за каждый успешно добытый блок майнер получит вознаграждение за блок, которое включает в себя вновь созданную криптовалюту и комиссию за транзакцию. Как работает майнинг, объясняется ниже.
Шаг 1: Хэш-транзакция
Первый шаг майнинга блоков — извлечь ожидающие транзакции из мемпула и отправить их одну за другой через хэш-функцию. Каждый раз, когда часть данных проходит через хеш-функцию, создается вывод фиксированного размера, называемый «хеш-значением».
В процессе майнинга хеш каждой транзакции состоит из строки цифр и букв, которая используется в качестве идентификатора. Хэш транзакции представляет всю информацию, содержащуюся в этой транзакции.
Помимо хеширования и разделения каждой транзакции по одному столбцу, майнеры добавляют собственные транзакции для отправки себе вознаграждения за блок. Эта транзакция называется «транзакцией Coinbase», что означает создание новой монеты. В большинстве случаев эта транзакция является первой транзакцией, записанной в новом блоке, а все последующие транзакции являются ожидающими проверки.
Шаг 2: Создайте дерево Меркла
После хеширования каждой транзакции эти хэши объединяются в «дерево Меркла» (также известное как «хеш-дерево»). Хэши транзакций объединяются в пары, а затем хэшируются для создания дерева Меркла.
После того, как новый результат хэша объединяется в пары, он снова хэшируется, и весь процесс повторяется до тех пор, пока не будет создан единственный хэш. Последний созданный хэш также называется «корневым хешем (или корнем Меркла)» и по сути представляет собой все хеши, ранее использованные для генерации корневого хеша.
Шаг 3. Найдите действительный заголовок блока (хэш блока).
Заголовок блока используется в качестве идентификатора для каждого независимого блока, указывая, что каждый блок имеет уникальное значение хеш-функции. При создании нового блока майнеры объединяют хэш предыдущего блока с корневым хешем блока-кандидата для создания хеша нового блока. Кроме того, майнер должен добавить случайное число, называемое «nonce».
Поэтому, когда майнеры пытаются проверить блок-кандидат, им необходимо объединить корневой хеш, хэш предыдущего блока и случайное число и обработать их все с помощью хеш-функции. Цель этой итерации — создать действительный хэш.
Корневой хэш не может быть изменен по сравнению с хешем предыдущего блока, поэтому майнер должен изменить nonce несколько раз, пока не будет найден действительный хеш. Выходные данные (хеш-код блока) должны быть меньше определенного целевого значения, определенного протоколом, чтобы считаться действительным. При майнинге биткойнов хэш блока должен начинаться с нескольких нулей, что называется «сложностью майнинга».
Шаг 4: Освободите добытые блоки
Как мы видим, майнеры должны неоднократно хешировать заголовок блока с разными значениями nonce, пока не найдут действительный хэш блока. Майнер, нашедший хэш, может опубликовать блок в сети. Все остальные узлы проверят корректность блока и его хеша. Если он действителен, новый блок будет добавлен в копию блокчейна.
Блок-кандидат теперь становится подтвержденным блоком, и все майнеры продолжат добычу следующего блока. Майнеры, которые не смогут вовремя найти действительное значение хеш-функции, откажутся от своих блоков-кандидатов и снова примут участие в соревновании по майнингу.
Что если два блока будут добыты одновременно?
Иногда два майнера публикуют действительный блок одновременно, и в итоге в сети остаются два конкурирующих блока. Майнеры начнут добычу следующего блока на основе блока, который они получили первым, в результате чего сеть временно разделится на две разные версии блокчейна.
Конкуренция между блоками будет продолжаться до тех пор, пока не будет найден новый блок на основе любого конкурирующего блока. Победителем будет считаться тот блок, который первым добудет новый блок. Отброшенный блок называется «сиротским блоком» или «устаревшим блоком», и все майнеры, выбравшие этот блок, перейдут в цепочку, где находится выигрышный блок, чтобы продолжить добычу.
Что такое сложность майнинга?
Сложность майнинга регулярно корректируется протоколом, чтобы гарантировать, что скорость создания новых блоков остается постоянной, тем самым стабилизируя выпуск новых монет, как и планировалось. Сложность масштабируется пропорционально вычислительной мощности (скорости хеширования), вложенной в сеть.
Поэтому каждый раз, когда к сети присоединяется новый майнер, конкуренция будет усиливаться, соответственно будет возрастать сложность операций хеширования, а среднее время блока не может быть сокращено. Напротив, если большинство майнеров покинут сеть и сложность хеширования уменьшится, добывать новые блоки будет легче. После корректировки сложности время генерации блока не будет зависеть от общей хеш-мощности сети и всегда останется неизменным.
Типы майнинга криптовалюты
Существует множество способов майнинга криптовалюты. Постоянно появляются новые аппаратные средства и алгоритмы консенсуса, а оборудование и процессы оптимизируются. Майнеры часто используют специализированные вычислительные устройства для решения сложных криптографических уравнений. Давайте в качестве примера возьмем некоторые из наиболее распространенных методов майнинга.
Центральный процессор (ЦП) Майнинг
Под майнингом центрального процессора (ЦП) подразумевается использование ЦП компьютера для выполнения функций хеширования, требуемых моделью доказательства работы. На заре существования Биткойна стоимость майнинга и барьеры для входа были низкими, а обычных процессоров было достаточно, чтобы справиться с его трудностями, поэтому каждый мог попробовать майнить Биткойн и другие криптовалюты.
Однако по мере того, как все больше людей майнят биткойны и хэшрейт сети увеличивается, получать прибыль от майнинга становится все труднее. Кроме того, постепенно становится доступным профессиональное оборудование для майнинга с более мощными вычислительными возможностями, а майнинг на процессорах практически ушел в прошлое. Теперь, когда все майнеры используют специализированное оборудование, майнинг на процессорах больше невозможен.
Графический процессор (GPU) Майнинг
Графические процессоры (GPU) предназначены для одновременной обработки множества приложений и часто используются для видеоигр или рендеринга графики, но также могут использоваться для майнинга.
По сравнению с популярным оборудованием для майнинга на интегральных схемах для конкретных приложений (ASIC), графические процессоры относительно дешевы и гибки. Хотя пользователи по-прежнему могут добывать некоторые альткойны с помощью графических процессоров, эффективность майнинга определяется сложностью и алгоритмом майнинга.
ASIC-майнинг
Интегральные схемы специального назначения (ASIC) предназначены для достижения одной конкретной цели. В мире криптовалют это относится к специализированному оборудованию, разработанному для майнинга. Как мы все знаем, майнинг ASIC эффективен, но дорог. В майнинговых машинах ASIC используются передовые технологии майнинга, а стоимость оборудования намного выше, чем у процессора или графического процессора.
Кроме того, технология ASIC быстро развивается, а старые модели уже нерентабельны, поэтому машины для майнинга необходимо регулярно заменять. Даже исключая затраты на электроэнергию, майнинг ASIC по-прежнему остается одним из самых дорогих методов майнинга.
Пул для майнинга
Награда за блок присуждается первому добившемуся успеха майнеру, поэтому вероятность найти правильный хэш чрезвычайно низка. Если у майнера слабые способности к добыче, ему будет сложно самостоятельно обнаружить возможность следующего блока. Пулы для майнинга решают эту проблему.
Пулы для майнинга — это группы майнеров, которые объединяют свои ресурсы (хэш-мощность), чтобы увеличить свои шансы на выигрыш вознаграждений за блоки. После того, как майнинг-пул успешно найдет блок, майнеры разделят вознаграждение в соответствии с их вкладом в майнинг-пул.
Отдельные майнеры, участвующие в майнинг-пулах, получают преимущества в затратах на оборудование и электроэнергию, но как только майнинг в майнинг-пуле станет доминирующим, люди начнут беспокоиться о возможности атак 51% на сеть.
Что такое майнинг биткойнов и как он работает?
Биткойн — самый популярный и хорошо зарекомендовавший себя пример криптовалюты, доступной для майнинга, а майнинг биткойнов основан на алгоритме консенсуса рабочей нагрузки.
Доказательство работы — это самый ранний механизм консенсуса блокчейна, созданный Сатоши Накамото и представленный в официальном документе Биткойна в 2018 году. Проще говоря, Proof of Work определяет, как сеть блокчейнов достигает консенсуса среди всех распределенных участников без стороннего посредника. Этот механизм требует большой вычислительной мощности для достижения консенсуса и предотвращения вредоносного поведения.
Как мы видели, в сети PoW транзакции проверяются майнерами. Они соревнуются в решении сложных криптографических головоломок с помощью специализированного оборудования для майнинга. Если майнер первым успешно найдет эффективное решение, он сможет опубликовать блок транзакции в блокчейне и получить вознаграждение за блок.
Количество криптовалюты в вознаграждении за блок варьируется в зависимости от блокчейна. Например, по состоянию на март 2023 года майнеры могут получить вознаграждение в размере 6,25 биткойн-блоков в блокчейне биткойнов. Согласно механизму сокращения биткойнов пополам, каждые 210 000 блоков генерируются (примерно каждые четыре года), количество биткойнов, вознагражденных за блок, будет уменьшаться вдвое.
Будет ли майнинг криптовалюты прибыльным в 2023 году?
Майнинг криптовалюты по-прежнему имеет потенциал для заработка, но требует тщательного обдумывания, управления рисками и тщательных исследований. Майнинг также предполагает инвестиции и риски, такие как затраты на оборудование, волатильность цен на криптовалюту и изменения протокола криптовалюты. Чтобы снизить вышеуказанные риски, майнеры обычно принимают меры по управлению рисками и оценивают потенциальные затраты и выгоды до начала добычи.
Доходность криптовалюты зависит от нескольких факторов. Одним из них является движение цен на криптовалюты. Когда цены на криптовалюту растут, вместе с ней растет и бумажная стоимость вознаграждений за майнинг. Напротив, падение цен приведет к падению рентабельности.
Эффективность оборудования для майнинга также является ключевым фактором, определяющим прибыльность майнинга. Оборудование для майнинга может быть дорогим, поэтому майнеры должны сопоставить стоимость оборудования с ожидаемым вознаграждением. Еще один фактор, который следует учитывать, — это стоимость электроэнергии. Если стоимость электроэнергии слишком высока и превышает доход, майнинг будет убыточным.
Кроме того, оборудование для майнинга может быстро устареть, что потребует более частых обновлений. Новые модели работают лучше, чем старые модели, из-за чего майнерам становится сложнее оставаться конкурентоспособными, если они не могут позволить себе модернизировать свои горнодобывающие установки.
Наконец, протоколы могут измениться. Например, сокращение биткойнов вдвое сократит вознаграждение за майнинг вдвое, что повлияет на прибыльность майнинга. Кроме того, в сентябре 2022 года Ethereum полностью перейдет с механизма консенсуса «доказательство работы» на «доказательство доли» (PoS), что сделает майнинг ненужным.
Заключение
Майнинг криптовалюты является ключевым компонентом биткойнов и других блокчейнов с доказательством работы, помогая поддерживать безопасность сети и обеспечивать стабильный выпуск новых монет. Кроме того, майнинг может приносить майнерам пассивный доход. Подробные пошаговые инструкции по вышеизложенному можно найти в нашей статье «Руководство по майнингу криптовалют».
У майнинга есть свои плюсы и минусы, наиболее значимым из которых является потенциальный доход от вознаграждений за блоки. Однако на это будет влиять множество факторов, таких как стоимость электроэнергии и рыночные цены. Поэтому, прежде чем заниматься майнингом криптовалюты, обязательно проведите собственное исследование (DYOR) и полностью оцените потенциальные риски.
дальнейшее чтение
Что такое разрешенные и неразрешенные блокчейны?
Что такое стейкинг криптовалюты?
Что такое невзаимозаменяемый токен (NFT)?
Отказ от ответственности и предупреждение о рисках. Содержание этой статьи представляет собой факты, предназначено только для общей информации и образовательных целей и не представляет собой каких-либо заявлений или гарантий. Эту статью не следует рассматривать как финансовую, юридическую или другую профессиональную консультацию и не является рекомендацией приобрести какой-либо конкретный продукт или услугу. Если вам нужен инвестиционный совет, обратитесь за профессиональной консультацией. Если статья предоставлена сторонним участником, обратите внимание: эти мнения принадлежат стороннему участнику и не обязательно отражают точку зрения Binance Academy. Для получения дополнительной информации нажмите здесь, чтобы прочитать полный текст заявления об отказе от ответственности. Цены на цифровые активы могут колебаться. Стоимость ваших инвестиций может как упасть, так и вырасти, и вы не сможете вернуть вложенную основную сумму. Вы несете единоличную ответственность за свои инвестиционные решения, и Binance Academy не несет ответственности за любые убытки, которые вы можете понести. Эту статью не следует рассматривать как финансовую, юридическую или другую профессиональную консультацию. Для получения дополнительной информации ознакомьтесь с нашими Условиями использования и Предупреждением о рисках.