Майнинг биткойнов называется методом проверки транзакций биткойнов в блокчейне и генерации новых биткойнов, подобно тому, как центральный банк печатает новую бумажную валюту.
Вот как на самом деле добываются биткойны, а также другие факторы, связанные с добычей биткойнов.
Понимание блокчейна и биткойнов
Прежде чем понять, как на самом деле добываются биткойны, важно понять концепцию блокчейна и биткойна.
Давайте посмотрим на блокчейн как на общую книгу, в которой записываются все транзакции с криптовалютой. Блокчейн — это своего рода цифровая структура данных, которая позволяет вести реестр транзакций, выполняемых в цифровом формате, и делиться им между распределенной сетью компьютеров. Короче говоря, блокчейн — это способ цифрового документирования данных в распределенном реестре.
Биткоин полностью создан на основе блокчейн-сети, которая имеет тенденцию хранить и записывать транзакции в огромной сети компьютеров. Каждый блок хранит транзакции, которые затем добавляются в блокчейн, только после того, как они проверены и подтверждены майнерами. После этого невозможно вносить какие-либо изменения в транзакции, поскольку они уже находятся в блокчейне.
Цифровые валюты, такие как Bitcoin, используют технологию распределенного реестра, которая является уникальной особенностью технологии блокчейна, поскольку она гарантирует, что никакие записи не могут быть изменены, и, таким образом, обеспечивает гораздо лучшую прозрачность транзакций. Сеть блокчейна Bitcoin использует новейшие методы криптографического алгоритма SHA-256, который отвечает за преобразование данных в уникальную строку символов.
Что такое майнинг биткоинов?
Майнинг биткоинов — это сложный вычислительный и технологический процесс проверки транзакций биткоинов в сети биткоинов. Это похоже на процесс проверки блока в цепочке сети и получения оплаты в биткоинах.
Люди, которые участвуют в этом процессе майнинга, известны как майнеры. Причина, по которой это называется «майнинг», заключается в том, что, как и в случае с любыми другими природными ресурсами, существует конечное количество доступных биткойнов. Максимальное количество биткойнов, которое может быть создано или добыто, составляет 21 миллион. Как и в реальном майнинге, в майнинге биткойнов необходимо вкладывать энергию, чтобы генерировать или создавать биткойны. И здесь энергия представлена в форме электроэнергии для майнинга биткойнов. Майнеры соревнуются друг с другом, чтобы решать сложные хеш-головоломки, которые кодируются криптографически для проверки блоков, содержащих транзакции.
В этой гонке угадывания тот, кто первым угадает число, получает шанс обновить реестр транзакций в сети блокчейна Bitcoin, а также получает вознаграждение в виде недавно отчеканенных Bitcoin. Следует отметить, что все эти угадывания конкретных чисел выполняются компьютером. Таким образом, чем мощнее компьютер, тем больше угадываний в секунду может сделать майнер, и, таким образом, это увеличивает шансы на победу в этой гонке. Майнинг Bitcoin в основном осуществляется:
A) Для ввода новых монет в обращение и подтверждения текущих транзакций.
Б) Для проверки на подделки и двойную трату.
C) Ведите реестр децентрализованно.
Как работает майнинг биткоинов?
Давайте разберем процесс майнинга, чтобы понять, как он работает и что требуется для его запуска:
Настройка мощных аппаратных ресурсов
Прежде чем майнер сможет начать процесс добычи биткоинов, ему необходимо настроить собственные установки с точки зрения мощных компьютерных ресурсов и других специальных инструментов для эффективного решения сложных головоломок. В качестве оборудования для майнинга им потребуются либо графические процессоры (GPU) с передовыми графическими картами, программируемые пользователем вентильные матрицы (FPGA), либо специализированные интегральные схемы (ASIC) для эффективного и действенного майнинга.
В настоящее время оборудование на базе ASIC является самым передовым и способно создавать огромное количество хэшей в секунду. Однако такое передовое оборудование является дорогостоящим и может стоить тысячи долларов.
Установка программного обеспечения для майнинга и электронных кошельков
Помимо мощных требований к оборудованию, майнерам необходимо специальное программное обеспечение, такое как CG miner, XMR miner, multiminer. Многие из этих программ можно загрузить бесплатно и запустить на компьютерах Windows и Mac. После подключения программного обеспечения к необходимому оборудованию все готово для майнинга биткоинов.
Майнеру также потребуется электронный кошелек для хранения своих наград в виде биткоинов. Биткоин-кошельки — это цифровое место, которое облегчает хранение, передачу и прием биткоинов или других криптовалют.
Майнинг-пул или соло-майнинг
Майнеры могут выбирать, хотят ли они майнить в одиночку или заняться майнингом в пуле. Поскольку майнить в одиночку не так уж и просто, были изобретены майнинговые пулы. В майнинговом пуле группы майнеров объединяются, чтобы справиться с растущей сложностью майнинга. Каждый майнер получает оплату за свою долю работы.
Добыча биткоинов в пуле с объединенной вычислительной мощностью также способствует эффективному майнингу с уменьшенной сложностью майнинга для решения блока. Это также способствует участию мелких майнеров, чтобы иметь шанс заработать биткоины, даже если они получат только определенную часть вознаграждения.
Больше майнеров = надежная + более защищенная сеть
Начать процесс майнинга биткоинов
После того, как настройка завершена, и майнер решает, хочет ли он/она выбрать майнинг в пуле или сольный майнинг, далее майнеру необходимо решить сложные математические хеш-головоломки для проверки транзакций в сети блокчейна Bitcoin. Давайте копнем глубже, чтобы понять, как майнер решает хеш-головоломку и проверяет транзакцию:
Когда транзакции инициируются в сети Bitcoin, то для каждой транзакции криптографический хэш создается программным обеспечением для майнинга, которое объединяет все транзакции вместе, необходимые для генерации блока с использованием шифрования SHA-256, это односторонняя функция, которая преобразует текст любого измерения в строку из 256 бит. Этот процесс группировки называется деревом Меркла или хэш-деревом, где каждый конечный узел представляет хэш блока, а неконечные узлы имеют хэш своих дочерних узлов.
Далее все блоки связаны с помощью «связанного списка», который указывает на адреса памяти предыдущих и последующих блоков, каждый из которых содержит соответствующие данные транзакции.
После генерации дерева Меркла эти данные транзакций затем администрируются и организуются в блоки, которые имеют собственный адрес с помощью алгоритма доказательства работы (PoW). Чтобы быть проверенным блоком, он должен содержать PoW, который гарантирует, что блоки будут майниться с определенной скоростью, сохраняя при этом целостность блока.
По мере завершения проверки этих транзакций блок добавляется в сеть Bitcoin и готовится к майнингу. Майнеры используют эту информацию далее для взлома хэш-головоломки с целью проверки транзакции. Все майнеры участвуют в гонке по поиску хеша для указанной цели после анализа уровня сложности.
Эта «сложная конкретная цель» подразумевает нахождение 64-значного шестнадцатеричного числа, называемого хешем, который выглядит следующим образом:
0000000000000000000004b79c7879218f025311e5194557644b119d30220ca18f
Итак, каждый блок имеет уникальный хэш, связанный с ним, и это всегда 64-значное число. Конкретный целевой хэш определяется сетью после каждых 2016 блоков. Цель состоит в том, чтобы поддерживать сложность майнинга, чтобы блок добывался в среднем каждые 10 минут. Сложность майнинга биткоинов — это мера того, насколько сложно найти хэш ниже целевого значения. А скорость хэширования определяет скорость, с которой компьютер майнера может делать несколько предположений в секунду.
Майнер постоянно фокусируется на строке чисел, которая добавляется к хэшированному содержимому предыдущего блока. И если этот новый хэш меньше или равен целевому хэшу, то он принимается как решение. Остальные майнеры и узлы безопасности Bitcoin проверяют, является ли блок правильным или нет. Если правильный, то блок добавляется в официальную сеть блокчейна Bitcoin.
И тот, кто взломает его первым (первый майнер), получит вознаграждение за блок (в настоящее время 6,25 BTC за блок) и возможность авторизовать транзакцию в блокчейне.
Каковы стимулы для майнеров биткоинов?
Зачем майнеру выполнять проверку данных транзакций без каких-либо стимулов, особенно когда процесс майнинга и проверки требует огромных затрат на инфраструктуру и электроэнергию? Майнеры проверяют транзакции и решают сложную математическую головоломку, поскольку они сильно мотивированы вознаграждением в виде бесплатных биткоинов и комиссии за транзакцию (определенный процент от транзакций, которые майнер вставил в блок)
Оплата майнерам биткоинов = вознаграждение за блок + комиссия за транзакцию
В настоящее время майнеры биткоинов получают 6,25 биткоинов за каждый блок, добавленный в сеть блокчейна биткоинов. Когда биткоин был запущен в 2009 году, каждый майнер блока получал вознаграждение в размере 50 биткоинов. Постепенно оно было ограничено 25 биткоинами в 2012 году, 12,5 биткоинами в 2016 году и 6,25 биткоинами в 2020 году. Этот процесс известен как халвинг биткоинов, когда награды за блок делятся пополам. Он происходит после добычи каждых 210 000 блоков, что занимает около четырех лет.
Типы майнинга биткоинов
Майнинг биткоинов может осуществляться несколькими способами и формами, каждый из которых обеспечивает различные уровни вычислительной мощности и награды за блок. Вот различные способы, которыми можно майнить биткоины:
Майнинг CPU
Когда Bitcoin был запущен в 2009 году и впервые был добыт, его добыча осуществлялась с помощью центральных процессоров (ЦП), которые также известны как мозг компьютера, содержащий все схемы, необходимые для обработки входных и выходных результатов. В ранние дни Bitcoin его было легко добывать с помощью ЦП, поскольку было очень мало майнеров, и Bitcoin также находился на начальной стадии.
Майнинг на GPU
Постепенно, по мере роста популярности и признания биткоина, а также конкуренции среди майнеров, на первый план вышел майнинг с использованием графических процессоров (GPU).
Системы на базе графических процессоров, которые в основном используются для игр и современного видеомонтажа, оказались более эффективными для майнинга с лучшей скоростью хэширования, чем центральные процессоры. Первое программное обеспечение для майнинга на графических процессорах было выпущено в 2010 году. Однако майнинг биткоинов на графических процессорах просуществовал недолго и к 2015 году был заменен новым типом оборудования — ASIC.
ASIC-майнинг
ASIC — это сокращение от application-specific integrated circuit, это тип оборудования, которое предназначено только для майнинга криптовалют. Он был выпущен в 2012 году и оказался в 200 раз мощнее базовых майнеров на GPU. Однако майнинговые установки на ASIC очень дороги, их цены варьируются от 2000 до 15 000 долларов. С учетом различного энергопотребления и расходов на электроэнергию, а также трудностей с сетью, покупка майнеров на ASIC может оказаться очень дорогой.
Майнинг ПЛИС
FPGA означает программируемую вентильную матрицу (FPGA), которая является лучшим выбором между майнерами на базе GPU и майнерами на базе ASIC с точки зрения скорости и экономической эффективности. FPGA также способны стабилизировать мощную вычислительную мощность, поскольку они не предназначены для майнинга определенной монеты или алгоритма, как майнеры на базе ASIC. Этот тип аппаратной технологии дает майнеру гибкость для повторного использования настройки, если он меняет вашу майнинговую деятельность на что-то другое. Майнеры на базе FPGA являются хорошим вариантом для криптоэнтузиастов, которые не хотят вкладывать огромные суммы в майнинговое оборудование.
Облачный майнинг
Это новейший способ добычи биткоинов, где майнер может купить услугу облачного майнинга или купить контракт у поставщика облачного майнинга, который специализируется на установках для майнинга криптовалют. Это позволяет майнеру добывать биткоины, не неся невозвратных расходов и требований по обслуживанию оборудования для майнинга. Но нужно быть очень осторожным, чтобы выбрать проверенного облачного майнера, чтобы избежать любого вида мошенничества или афер.
Выгоден ли майнинг биткоинов?
Майнинг биткоинов может выглядеть прибыльным, но так ли это на самом деле? Изобретатель биткоинов Сатоши Накамото создал майнинг биткоинов в такой схеме, где чем мощнее будет майнинговая сеть, тем сложнее будет решить эту математическую задачу. Таким образом, процесс сложности регулируется совокупной майнинговой мощностью, которой обладает вся сеть.
Проще говоря, чем больше майнеров будут конкурировать, тем сложнее будет решить головоломку. Такая договоренность была сделана для поддержания стабильности и создания постоянного потока новых биткоинов, чтобы держать инфляцию под контролем. Сложность майнинга установлена так, что в среднем новый блок будет добавляться каждые десять минут.
Факторы рентабельности горнодобывающей промышленности
Как обсуждалось выше, процесс майнинга биткоинов напрямую связан с вознаграждениями, и поэтому люди хотят использовать его для получения высокой прибыли. Однако не всегда так просто превратить майнинг в прибыльный. Поэтому рассмотрите и проверьте нижеперечисленные факторы, которые оказывают существенное влияние на прибыльность майнинга:
Скорость хэширования
Блок наград
Трудность добычи
Плата за электроэнергию и потребление мощности
Сборы за майнинг-пул
Рыночная цена биткоина
