Краткое содержание
Майнинг криптовалюты проверяет и подтверждает блокчейн-транзакции. Это также касается процесса создания новых единиц криптовалюты.
Хотя работа, выполняемая майнерами, требует интенсивных вычислительных ресурсов, это помогает поддерживать безопасность блокчейн-сети.
Что такое майнинг криптовалюты?
Майнинг криптовалюты способствует безопасности и децентрализации криптовалют, таких как Bitcoin, которые основаны на механизме консенсуса Proof of Work (PoW). Это процесс, посредством которого транзакции пользователей проверяются и добавляются в публичный блокчейн-реестр. Таким образом, майнинг является критическим элементом, позволяющим Bitcoin функционировать без необходимости в центральном органе.
Операции майнинга также отвечают за добавление монет в существующее предложение. Тем не менее, криптомайнинг следует набору жестко запрограммированных правил, регулирующих процесс майнинга и не позволяющих никому произвольно создавать новые монеты. Эти правила встроены в базовые протоколы криптовалюты и применяются всей сетью, состоящей из тысячи нод.
Для создания новых единиц криптовалюты, майнеры используют свои вычислительные мощности для решения сложных криптографических головоломок. Первый майнер, решивший головоломку, имеет право добавить новый блок транзакций в блокчейн и транслировать его в сеть.
Как работает майнинг криптовалют?
По мере осуществления новых транзакций в блокчейне они направляются в пул, который называется пулом памяти (или мемпулом). Задача майнера – проверять достоверность этих транзакций в ожидании и организовывать в блоки.
Вы можете думать о блоке как о странице блокчейн-реестра, в которой записано несколько транзакций (вместе с другими данными). В частности, майнинг ноды отвечают за сбор неподтвержденных транзакций с мемпула и сборку их в блок-кандидат.
Затем майнер пытается превратить этот блок-кандидат в действительный подтвержденный блок. Для этого майнер должен решить сложную математическую задачу, требующую много вычислительных ресурсов. Однако за каждый успешно полученный блок, майнер получает вознаграждение за блок, состоящий из вновь криптовалют плюс комиссия за транзакцию. Давайте посмотрим, как это работает.
Шаг 1. Хеширование транзакций
Первый шаг майнинга блока – взять транзакции в ожидании из мемпула и отправить их одну за другой с помощью хэш-функции. Каждый раз, когда часть данных проходит через хэш-функцию, генерируется результат фиксированного размера, т.е.
В контексте майнинга хэш каждой транзакции состоит из строки чисел и букв, действующей как идентификатор. Хэш транзакции представляет всю информацию, содержащуюся в этой транзакции.
Кроме хеширования и добавления каждой транзакции отдельно, майнер также добавляет транзакцию, в которой он посылает себе вознаграждение за блок. Эта транзакция называется coinbase транзакцией и создает новые монеты. В большинстве случаев эта транзакция первой записывается в новый блок, за ней следуют все незавершенные транзакции, ожидающие проверки.
Шаг 2. Создание дерева Меркла
После хеширования каждой транзакции, хеши организуются в так называемое дерево Меркла (также известное как хеш-дерево). Дерево Меркла создается путем объединения хешей транзакций в пары, а затем их хеширования.
Затем новые исходные хэш-значения объединяются в пары и снова хешируются, и процесс повторяется до тех пор, пока не будет создан единый хэш-код. Этот последний хэш также называется корневым хэшем (или корнем Меркла) и в основном является хэшем, представляющим все предыдущие хэши, использовавшиеся для его генерации.
Шаг 3. Поиск действительного заголовка блока (хэш-блока)
Заголовок блока действует как идентификатор для каждого отдельного блока, что означает, что каждый блок имеет уникальный хэш. При создании нового блока майнеры объединяют хэш предыдущего блока с корневым хэшем своего блока-кандидата, чтобы сгенерировать новый хэш-блок. Они также должны добавить произвольное число, известное как nonce.
Таким образом, при попытке проверить свой блок-кандидат майнеру необходимо объединить корневой хеш, хеш предыдущего блока и nonce, а затем провести их через хеш-функцию. Их цель – делать это не раз, пока они не смогут создать настоящий хэш.
Корневой хеш и хеш предыдущего блока нельзя изменить, поэтому майнеры должны несколько раз изменить значение nonce, пока не будет найден правильный хеш. Чтобы считаться действительным, результат (хэш блока) должен быть меньше определенного целевого значения, определяемого протоколом. Во время майнинга Bitcoin, хеш блок должен начинаться с определенного количества нулей. Это и называется сложностью майнинга.
Шаг 4. Трансляция добытого блока
Как мы уже видели, майнеры должны повторно хешировать заголовок блока, используя разные значения nonce. Они делают это до тех пор, пока не найдут валидный хэш блока, после чего нашедший его майнер транслирует этот блок в сеть. Все остальные ноды проверят, действительны ли блок и его хеш, и если да, добавляют новый блок в свою копию блокчейна.
В этот момент блок-кандидат становится подтвержденным и все майнеры переходят к майнингу следующего блока. Майнеры, которые не смогли вовремя найти настоящий хэш, отвергают блок-кандидат, и майнинг-гонки начинаются сначала.
Что делать, если одновременно добываются два блока?
Иногда два майнера транслируют действительный блок одновременно, и в сети появляются два конкурирующих блока. Затем майнеры начинают мелькнуть следующий блок на основе блока, который они получили первым, в результате чего сеть временно делится на две разные версии блокчейна.
Конкуренция между этими блоками продолжается, пока следующий блок не будет добыт поверх одного из блоков-конкурентов. Когда приобретается новый блок, тот блок, который был к нему, считается победителем. Блок, от которого потом отказались, называется сиротским блоком или устаревшим блоком, заставляющим всех выбравших этот блок майнеров вернуться к майнингу блокчейна выигрышного блока.
Что такое сложность майнинга?
Сложность майнинга регулярно корректируется протоколом, чтобы обеспечить постоянную скорость создания новых блоков и, в свою очередь, стабильный и предполагаемый выпуск новых монет. Сложность регулируется пропорционально количеству вычислительной мощности (хешрейта), выделяемого на сеть.
Таким образом, каждый раз, когда к сети присоединяются новые майнеры и конкуренция растет, сложность хеширования увеличивается, что предотвращает снижение среднего времени блока. И наоборот, если многие майнеры покидают сеть, сложность хеширования снижается, что упрощает майнинг нового блока. Эти корректировки поддерживают постоянное время блока независимо от общей хэш-мощности сети.
Типы майнинга криптовалют
Существует несколько способов майнинга криптовалют. Оборудование и процессы изменяются при появлении нового оборудования и алгоритмов консенсуса. Как правило, майнеры используют специализированные вычислительные устройства для решения сложных криптографических уравнений. Теперь мы рассмотрим некоторые из наиболее распространенных методов майнинга.
CPU майнинг
Майнинг на центральных процессорах (CPU) подразумевает использование ЦП компьютера для выполнения хэш-функций, необходимых для PoW-модели. В первые дни существования Bitcoin стоимость майнинга и барьеры для входа были низкими, а с его сложностью мог справиться обычный процессор, так что любой мог попытаться добыть BTC и другие криптовалюты.
Однако по мере того, как все больше людей начали мелькнуть BTC, а хешрейт сети увеличился, прибыльный майнинг становился все труднее. Кроме того, появление специализированного оборудования для майнинга с большей вычислительной мощностью в конечном итоге сделало майнинг на ЦБ практически невозможным. Сегодня майнинг на ЦБ больше не является жизнеспособным вариантом, поскольку все майнеры используют специализированное оборудование.
GPU майнинг
Графические процессоры (GPU) предназначены для одновременной обработки широкого спектра программ. Хотя они обычно используются для видеоигр или визуализации графики, их можно также использовать для майнинга.
Графические процессоры относительно недороги и более гибки, чем популярное оборудование для майнинга ASIC. Их можно использовать для майнинга некоторых альтокинов, но их эффективность зависит от сложности майнинга и алгоритма.
ASIC майнинг
Специальная интегральная схема (ASIC) предназначена для одной конкретной цели. В криптовалюте этот термин относится к специализированному оборудованию, предназначенному для майнинга. Майнинг на ASIC известен как высокоэффективный, но в то же время дорогой. Поскольку ASIC-майнеры являются передовыми технологиями майнинга, стоимость оборудования намного выше стоимости центрального или графического процессора.
Кроме того, постоянное совершенствование технологии ASIC может быстро сделать старые модели ASIC нерентабельными и, следовательно, нуждающимися в регулярной замене. Даже если исключить затраты на электроэнергию, это делает майнинг с помощью ASIC одним из самых дорогих способов майнинга.
Майнинг-пулы
Поскольку первый успешный майнер получает вознаграждение за блок, возможность найти правильный хеш крайне мала. Майнеры с небольшим процентом мощности майнинга имеют небольшой шанс обнаружить следующий блок самостоятельно. Майнинг-пулы предлагают решение этой проблемы.
Майнинг-пулы – это группы майнеров, объединяющих свои ресурсы (хэш-мощность), чтобы увеличить шансы на вознаграждение за блок. Когда пул успешно находит блок, майнеры в пуле делят вознаграждение в соответствии с объемом работы, которую каждый из них выполнил.
Майнинг-пулы могут принести пользу отдельным майнерам с точки зрения затрат на оборудование и электроэнергию, но их доминирование в майнинге вызвало опасения по поводу возможной атаки 51% на сеть.
Что такое майнинг Bitcoin и как он работает?
Bitcoin – самый популярный пример криптовалюты, хорошо зарекомендовавшей себя как актив, который можно мелькнуть. Майнинг Bitcoin основан на алгоритме консенсуса PoW.
PoW – это оригинальный механизм консенсуса блокчейна, созданный Сатоши Накамото. Он был представлен в whitepaper Bitcoin еще в 2008 году. Если кратко, то PoW определяет, как блокчейн сеть достигает консенсуса между всеми распределенными участниками без посторонних посредников. Это достигается за счет того, что для сдерживания злоумышленников требуются значительные вычислительные мощности.
Как мы увидели, транзакции в сети PoW проверяются майнерами, соперничающими в решении сложных криптографических головоломок, используя специализированное оборудование для майнинга. Первый майнер, нашедший правильное решение, может транслировать свой блок транзакций в блокчейн, чтобы получить вознаграждение за блок.
Количество криптовалют в вознаграждении за блок варьируется в зависимости от различных блокчейнов. К примеру, в блокчейне Bitcoin майнер может получать 6,25 BTC в виде вознаграждения за блок (по состоянию на март 2023 года). Благодаря механизму халвинга Bitcoin количество BTC в вознаграждении за блок уменьшается вдвое каждые 210 000 блоков (примерно каждые четыре года).
Или прибыльный майнинг криптовалют в 2023 году?
Хотя на майнинге криптовалюты можно зарабатывать деньги, он требует тщательного рассмотрения, управления рисками и исследований. Майнинг также связан с инвестициями и рисками, такими как стоимость оборудования, волатильность цен на криптовалюту и изменения протокола криптовалюты. Чтобы снизить эти риски, майнеры часто используют методы управления рисками и оценивают потенциальные затраты и выгоды от майнинга перед началом.
Доходность майнинга криптовалют зависит от нескольких факторов. Одним из них является изменение цен на криптовалюту. Когда цены на криптовалюту растут, фиатная стоимость вознаграждения за майнинг также растет. И наоборот, рентабельность может снижаться вместе с понижением цен.
Эффективность оборудования для майнинга также является решающим фактором, определяющим прибыльность майнинга. Оборудование для майнинга может быть дорогостоящим, поэтому майнеры должны сбалансировать стоимость оборудования с потенциальным вознаграждением, которое оно может принести. Еще одним фактором, который следует учитывать, есть стоимость электроэнергии. Если она слишком высока, она может перевесить прибыль и сделать майнинг невыгодным.
Кроме того, оборудование для майнинга может потребовать обновления относительно часто, поскольку оно достаточно быстро становится устаревшим. Новые модели будут превосходить старые, и если майнерам не хватит средств на модернизацию своих машин, им, скорее всего, будет сложно оставаться конкурентоспособными.
И последнее, но не менее важное: изменения происходят на уровне протокола. Например, халвинг Bitcoin может повлиять на прибыльность майнинга, поскольку вознаграждение за майнинг блока сокращается вдвое. Кроме того, в сентябре 2022 года Ethereum полностью перешел из механизма консенсуса PoW на механизм консенсуса Proof of Stake (PoS), что сделало майнинг ненужным.
Итоги
Майнинг криптовалюты является важной частью Bitcoin и других блокчейнов PoW, поскольку он помогает поддерживать безопасность сети и стабильный выпуск новых монет. Кроме того, майнинг может обеспечивать майнерам пассивный доход. Вы можете узнать больше с помощью этих пошаговых инструкций в статье "Как разрушить криптовалюту".
Майнинг имеет определенные преимущества и недостатки, наиболее очевидными из которых потенциальный доход от вознаграждения за блок. Однако на это влияет ряд факторов, включая стоимость электроэнергии и рыночные цены. Таким образом, прежде чем начать майнинг криптовалюты, вам следует провести собственное исследование (DYOR) и оценить все потенциальные риски.
Связанные статьи
Что такое эксклюзивные и инклюзивные блокчейны?
Что такое стейкинг криптовалюты?
Что такое NFT?
Отказ от ответственности и предупреждение о рисках: этот контент предоставляется вам на условиях "как есть" только для общей информации и образовательных целей, без каких-либо заявлений или гарантий. Его не следует рассматривать как финансовый, юридический или другой профессиональный совет, и он не предназначен для рекомендации по покупке какого-либо конкретного продукта или услуги. Вам следует обратиться за советом к соответствующим профессиональным консультантам. Если статья написана сторонним автором, обратите внимание, что высказанные мнения принадлежат стороннему автору, и не обязательно отражают мнение Binance Academy. Для получения дополнительной информации, пожалуйста, просмотрите наш полный отказ от ответственности. Цены на цифровые активы могут быть волатильными. Стоимость ваших инвестиций может как упасть, так и возрасти, и вы можете не вернуть инвестированную сумму. Вы несете полную ответственность за свои инвестиционные решения, и Binance Academy не несет ответственности за ущерб, который вы можете понести. Этот материал не должен рассматриваться как финансовый, юридический или другой профессиональный совет. Для получения дополнительной информации, пожалуйста, посмотрите наши Условия пользования и Предупреждение о риске.