Что такое майнинг цифровой валюты? Каков механизм его работы?

Краткое содержание
Майнинг криптовалюты проверяет и проверяет транзакции в блокчейне, и этот процесс также включает в себя создание новых единиц цифровых валют.
Работа, выполняемая майнерами, требует огромных вычислительных ресурсов, поскольку это фактор, обеспечивающий безопасность сети блокчейн.
Что такое майнинг цифровой валюты?Майнинг криптовалюты обеспечивает безопасность и децентрализацию цифровых валют, таких как Биткойн, на которых основан механизм консенсуса Proof of Work (PoW). Это процесс, посредством которого транзакции между пользователями проверяются и добавляются в общедоступные записи цепочки блоков. Таким образом, майнинг является ключевым элементом, позволяющим создавать Биткойн без необходимости использования центрального органа.
Операции по добыче полезных ископаемых также отвечают за добавление новых валют в существующие валюты, доступные на рынке. Однако майнинг криптовалюты следует правилам, которые регулируют процесс майнинга и не позволяют кому-либо произвольно создавать новые монеты. Эти правила встроены в базовые протоколы криптовалют и реализуются через всю сеть из тысяч узлов.
Для создания новых единиц криптовалюты майнеры используют свои вычислительные мощности для решения сложных криптографических головоломок. Первый майнер, решивший головоломку, имеет право добавить в блокчейн новый блок транзакций и транслировать его в сеть.
Как работает майнинг цифровой валютыКогда в блокчейне совершаются новые транзакции, они отправляются в пул, называемый пулом памяти. Задача майнера — проверить эти ожидающие транзакции и распределить их по блокам.
Блок можно рассматривать как страницу записей блокчейна, на которой записано несколько транзакций (наряду с другими данными). В частности, узел майнинга отвечает за сбор неподтвержденных транзакций из пула памяти и сборку их в блок-кандидат.
Майнер пытается преобразовать этот блок-кандидат в действительный и подтвержденный блок. Для этого майнер должен решить сложную математическую задачу, требующую большого количества вычислительных ресурсов. Однако за каждый успешно добытый блок майнер получает вознаграждение за блок, состоящее из новых криптовалют плюс комиссию за транзакцию. Давайте посмотрим, как это работает:
Первый шаг: хеширование транзакцийПервый шаг к майнингу блока — взять ожидающие транзакции из пула памяти и отправить их одну за другой с помощью хэш-функции. Каждый раз, когда часть данных запускается с использованием хеш-функции, генерируется выходной сигнал фиксированного размера, известный как хэш-значение.
Хэш-значение каждой транзакции в контексте майнинга состоит из строки цифр и букв, которая действует как идентификатор. Хэш-значение транзакции представляет всю информацию, содержащуюся в этой транзакции.
Помимо хэширования и перечисления каждой транзакции по отдельности, майнер также добавляет пользовательскую транзакцию, с помощью которой отправляет себе вознаграждение за блок. Эта транзакция называется транзакцией Coinbase, и именно она создает совершенно новые монеты. Эта транзакция в большинстве случаев является первой транзакцией, записанной в любом новом блоке, за ней следуют все ожидающие транзакции, ожидающие проверки.
Шаг 2. Создайте дерево МерклаПосле хеширования каждой транзакции хеш-значения упорядочиваются в так называемое дерево Меркла (также известное как хеш-дерево). Дерево Меркла создается путем объединения хеш-значений транзакций в пары с последующим их хешированием.
Затем новые хеш-продукты объединяются в пары и снова хэшируются, и процесс повторяется до тех пор, пока не будет сгенерировано единственное значение хеш-функции. Последнее значение хеш-функции также называется корневым значением хэш-функции (или корнем дерева Меркла) и, короче говоря, представляет собой значение хеш-функции, которое представляет все предыдущие значения хеш-функции, использованные для его генерации.
Шаг 3. Найдите действительный раздел блочного хранилища (хэш-значение блока).Раздел хранения блоков действует как идентификатор для каждого отдельного блока, что означает, что каждый блок имеет уникальное значение хеш-функции. При создании нового блока майнеры объединяют хэш-значение предыдущего блока с корневым хеш-значением блока-кандидата для генерации нового хеш-значения блока. Им также необходимо добавить случайное число, известное как специальный код.
Таким образом, когда майнер пытается проверить свой блок-кандидат, он должен собрать значение корневого хеш-функции, значение хеш-функции предыдущего блока и частный токен и объединить их все вместе с помощью хэш-функции. Их цель — сделать это несколько раз, чтобы создать правильное значение хеш-функции.
Корневое значение хеш-функции и значение хеш-функции предыдущего блока не могут быть изменены, поэтому майнерам приходится менять значение частного токена несколько раз, пока они не найдут правильное значение хеш-функции. Выходные данные (значение хеш-функции блока) должны быть меньше определенного целевого значения, установленного протоколом, чтобы считаться действительными. При майнинге биткойнов хэш-значение блока должно начинаться с определенного количества нулей — это называется сложностью майнинга.
Шаг 4: Трансляция добытого блокаКак мы видели ранее, майнеры должны неоднократно хешировать раздел хранилища блоков, используя разные значения частных токенов. Они делают это до тех пор, пока не найдут допустимое значение хеш-функции блока, после чего нашедший его майнер транслирует этот блок в сеть. Все узлы проверяют правильность блока и его хеш-значения, и если да, то добавляют новый блок в свою копию цепочки блоков.
На этом этапе назначенный блок становится подтвержденным, и все майнеры переходят к добыче следующего блока. Все майнеры, которые не находят правильное значение хеш-функции вовремя, отбрасывают свой блок-кандидат, и гонка майнинга начинается заново.
Что если два блока будут добыты одновременно?Иногда два майнера транслируют два действительных блока одновременно, и в результате в сети остаются два конкурирующих блока. Затем все майнеры начинают добычу следующего блока на основе блока, который они получили первым, в результате чего сеть временно разделяется на две разные версии блокчейна.
Конкуренция между этими двумя блоками продолжается до тех пор, пока не будет добыт следующий блок на любом из них. Когда добывается новый блок, предыдущий блок считается победителем. Исключенный блок известен как отброшенный блок или недействительный блок, что заставляет всех майнеров, выбравших этот блок, снова добывать цепочку выигравшего блока.
В чем сложность майнинга?Сложность майнинга регулярно корректируется с помощью протокола, который обеспечивает постоянную скорость создания новых блоков, что, в свою очередь, приводит к выпуску новых монет по последовательной и предсказуемой схеме. Сложность масштабируется пропорционально объему вычислительной мощности (скорости хеширования), выделенной сети.
Таким образом, каждый раз, когда к сети присоединяются новые майнеры и усиливается конкуренция, сложность хеширования увеличивается, не позволяя среднему времени блока уменьшаться. И наоборот, если многие майнеры решат покинуть сеть, сложность хеширования уменьшится, что облегчит добычу нового блока. Эти настройки сохраняют время блока постоянным, независимо от общей мощности хеширования сети.
Виды добычи цифровой валютыСуществует множество различных способов добычи цифровых валют. Оборудование меняется, а процессы меняются по мере появления новых устройств и алгоритмов консенсуса. Майнеры обычно используют специализированные компьютерные устройства для решения сложных криптографических уравнений. Давайте посмотрим, как работают некоторые из самых популярных методов майнинга.
Майнинг с использованием процессоровМайнинг ЦП предполагает использование центрального процессора компьютера для выполнения хеш-функций, необходимых для модели доказательства работы. На заре существования Биткойна стоимость майнинга была низкой, барьеры для входа были низкими, а обычный процессор мог справиться с трудностями майнинга, поэтому каждый мог попытаться добыть BTC и любые другие криптовалюты.
Однако по мере того, как все больше людей начали добывать BTC, а скорость хеширования сети увеличивалась, прибыльный майнинг становился все труднее. Более того, появление специализированного оборудования для майнинга с большей вычислительной мощностью сделало майнинг с помощью процессоров практически невозможным. Сегодня майнинг с использованием процессоров больше не является практичным вариантом, поскольку все майнеры используют специализированное оборудование.
Майнинг с использованием графических процессоровГрафические процессоры (GPU) предназначены для одновременной обработки широкого спектра приложений. Хотя эти модули обычно используются для видеоигр или создания графики, их также можно использовать для майнинга.
Графические процессоры относительно недороги и более гибки, чем оборудование ASIC, обычно используемое для майнинга. Хотя они используются для добычи некоторых альткойнов, их эффективность зависит от сложности майнинга и алгоритма.
Майнинг с использованием схемы ISICИнтегральная схема специального назначения (схема ISAC) предназначена для выполнения определенной цели, которая в криптовалюте относится к специализированному устройству, предназначенному для майнинга. Майнинг с использованием схемы Айзека известен как очень эффективный, но в то же время дорогой. Поскольку майнеры AIESEC находятся на переднем крае технологий майнинга, стоимость единицы продукции намного выше, чем у процессоров или графических процессоров.
Кроме того, постоянное развитие схемотехники AIESEC быстро делает старые версии нерентабельными и, следовательно, их необходимо регулярно заменять. Даже исключая затраты на электроэнергию, это делает майнинг ASIC одним из самых дорогих методов майнинга.
Горнодобывающие комплексыПоскольку награду за блок получает первый успешный майнер, вероятность найти правильное значение хеш-функции становится очень низкой. Майнеры с небольшим процентом мощности майнинга имеют очень мало шансов самостоятельно обнаружить следующий блок. Пулы для майнинга позволяют решить эту проблему.
Пулы майнинга — это группы майнеров, которые объединяют свои ресурсы (хэш-мощность) вместе, чтобы увеличить вероятность получения вознаграждения за блок. Когда пул успешно находит блок, майнеры в пуле делят вознаграждение в соответствии с объемом работы, которую каждый вложил.
Пулы для майнинга могут принести пользу отдельным майнерам с точки зрения затрат на оборудование и электроэнергию, но их контроль над майнингом вызывает опасения по поводу атаки 51% на сеть.
Что такое майнинг биткойнов? Каков механизм его работы?Биткойн — самый известный и наглядный пример цифровой валюты, которую можно майнить, а майнинг биткойнов основан на алгоритме консенсуса Proof of Work (PoW).
Доказательство работы (PoW) — это оригинальный механизм консенсуса блокчейна, созданный Сатоши Накамото и представленный в Техническом руководстве Биткойн в 2008 году. Короче говоря, PoW определяет, как сеть блокчейнов достигает консенсуса между различными распределенными участниками без внешнего посредничества, и он это делает. требуя, чтобы мощь Великих вычислений отпугивала тех, у кого плохие намерения.
Как мы видели, майнеры проверяют транзакции в сети, используя доказательство работы, а некоторые майнеры соревнуются в решении сложных криптографических головоломок с использованием специализированного оборудования для майнинга. Первый майнер, придумавший правильное решение, может транслировать свой блок транзакции в блокчейн и получить вознаграждение за блок.
Количество криптовалют в вознаграждении за блок варьируется от одного блокчейна к другому. Например, майнеры в блокчейне Биткойн получали вознаграждение за блок в размере 6,25 BTC до марта 2023 года. В свете механизма биткойн-половинивания количество BTC в вознаграждении за блок уменьшается вдвое каждые 210 000 блоков (примерно каждые четыре года).
Выгоден ли майнинг криптовалют в 2023 году?Хотя существует потенциал заработка на майнинге криптовалют, он требует тщательного рассмотрения, управления рисками и исследований. Этот процесс также включает в себя некоторые инвестиции и риски, такие как затраты на оборудование, колебания цен на криптовалюту и изменение протоколов криптовалюты. Чтобы снизить эти риски, майнеры участвуют в мероприятиях по управлению рисками и оценивают потенциальные затраты, а также преимущества майнинга перед началом процесса.
Прибыльность майнинга криптовалют зависит от многих факторов. Одним из таких факторов является изменение цен на криптовалюты. Когда цены на криптовалюту растут, стоимость местной валюты, одобренной для вознаграждения за майнинг, также увеличивается. Напротив, уровень прибыльности может снизиться по мере падения цен.
Эффективность оборудования для майнинга также является важным фактором, определяющим прибыльность майнинга. Установки для майнинга могут быть дорогими, поэтому майнерам следует сбалансировать стоимость установки с вознаграждением, которое можно получить. Еще одним фактором, который следует учитывать, являются затраты на электроэнергию. Если эти затраты станут слишком высокими, они могут превысить уровень прибыли, что сделает добычу полезных ископаемых убыточной.
Кроме того, оборудование для майнинга иногда может нуждаться в относительно небольших усовершенствованиях, поскольку оно имеет тенденцию очень быстро устаревать. Новые модели могут превзойти старое оборудование. Если у майнеров не хватает бюджета на разработку собственного оборудования, им часто будет трудно оставаться конкурентоспособными.
И последнее, но не менее важное: есть некоторые изменения на уровне протокола. Например, сокращение биткойнов вдвое может повлиять на прибыльность майнинга, поскольку оно вдвое уменьшает вознаграждение за майнинг блоков. Кроме того, в сентябре 2022 года вся сеть Ethereum перешла с механизма консенсуса Proof of Work (PoW) на Proof of Stake (PoS), что сделало майнинг ненужным.
Заключительные мыслиМайнинг криптовалюты является важным компонентом сети Биткойн и других блокчейнов, использующих механизм доказательства работы, поскольку он помогает поддерживать безопасность сети и стабильно генерировать новые монеты. Кроме того, майнеры могут получать пассивный доход от майнинга. Более подробные пошаговые инструкции вы можете узнать в нашей статье «Как добывать цифровую валюту».
Майнинг имеет определенные преимущества и недостатки, наиболее заметным из которых является потенциальная монетизация вознаграждений за блоки. Однако на прибыль от майнинга влияет ряд факторов, включая стоимость электроэнергии и рыночные цены. Поэтому, прежде чем бросаться в майнинг криптовалюты, вам следует провести собственное исследование и оценить все потенциальные риски.
Статьи по ТемеЧто такое разрешенные блокчейны и открытые блокчейны?
Что такое хранение в сфере цифровых валют?
Что такое невзаимозаменяемый токен (NFT)?
Отказ от ответственности и предупреждение о рисках: этот контент предоставляется вам «как есть» только для общей информации и образовательных целей, без каких-либо заявлений или гарантий любого рода. Его не следует истолковывать как финансовый совет или рекомендацию к покупке какого-либо конкретного продукта или услуги. Вам следует обратиться за специализированной консультацией к специалистам-консультантам. Если статья отправлена ​​третьим лицом, обратите внимание, что количество просмотров, принадлежащих этому третьему лицу, не обязательно отражает количество просмотров в Binance Academy. Пожалуйста, прочитайте наш полный отказ от ответственности здесь для более подробной информации. Цифровые активы могут подвергаться колебаниям цен, а стоимость ваших инвестиций может увеличиваться или уменьшаться, и вы можете не вернуть вложенную 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 профессиональную консультацию. Для получения дополнительной информации ознакомьтесь с нашими Условиями использования и Предупреждением о рисках.