Резюме
Криптомайнінг перевіряє та підтверджує транзакції блокчейну. Це також відноситься до процесу створення нових одиниць криптовалюти.
Хоча робота, яку виконують майнери, вимагає інтенсивних обчислювальних ресурсів, саме це допомагає підтримувати безпеку мережі блокчейн.
Що таке майнінг криптовалют?
Криптомайнінг забезпечує безпеку та децентралізацію криптовалют, таких як біткойн, які базуються на механізмі консенсусу Proof of Work (PoW). Майнінг — це процес, за допомогою якого транзакції перевіряються та додаються до публічної книги блокчейну. Таким чином, майнінг є фундаментальним елементом, який дозволяє біткойну функціонувати без необхідності центрального органу влади.
Майнінгові операції також відповідають за додавання монет до наявного обігу. Однак видобуток криптовалюти дотримується набору жорстко закодованих правил, які регулюють процес видобутку та запобігають довільному створенню нових монет. Ці правила вбудовані в базові протоколи криптовалюти та застосовуються до всієї мережі з тисяч вузлів.
Щоб створити нові одиниці криптовалюти, майнери використовують свою обчислювальну потужність для вирішення криптографічних головоломок. Перший майнер, який розгадає головоломку, має право додати новий блок транзакцій до блокчейну та поширити його в мережу.
Як працює майнінг криптовалюти?
Коли нові транзакції здійснюються в блокчейні, вони надсилаються до пулу, який називається пулом пам’яті. Робота майнера полягає в тому, щоб перевірити дійсність цих незавершених транзакцій, а також організувати їх у блоки.
Ви можете уявити собі блок як сторінку реєстру блокчейну, на якій записується ряд транзакцій (разом з іншими даними). Більш конкретно, майнінговий вузол відповідає за збір непідтверджених транзакцій із пулу пам’яті та збирання їх у блок-кандидат.
Потім майнер спробує перетворити цей блок-кандидат на дійсний і підтверджений блок. Щоб досягти цього, майнер повинен вирішити складну математичну задачу, яка вимагає багато обчислювальних ресурсів. Однак за кожен успішно видобутий блок майнер отримує винагороду за блок, що складається з новостворених криптовалют плюс комісії за транзакції. Давайте подивимося, як це працює.
Крок 1: Хешування транзакцій
Першим кроком до видобутку блоку є взяття незавершених транзакцій із пулу пам’яті та передача їх одну за одною через хеш-функцію. Кожного разу, коли фрагмент даних проходить через хеш-функцію, генерується вивід фіксованого розміру, який називається хеш.
У контексті майнінгу хеш кожної транзакції складається з ряду цифр і літер, які виконують роль ідентифікатора. Хеш транзакції представляє всю інформацію, що міститься в ньому.
Окрім хешування та додавання кожної транзакції окремо, майнер також додає спеціальну транзакцію, у якій він надсилає собі винагороду за блок. Ця транзакція відома як транзакція coinbase, і саме вона створює нові монети. У більшості випадків ця транзакція першою реєструється в новому блоці, а потім усі незавершені транзакції, які чекали перевірки.
Крок 2: Створіть дерево Меркла
Після хешування кожної транзакції хеші організовуються в так зване дерево Меркла (також відоме як хеш-дерево). Дерево Merkle генерується шляхом упорядкування хешів транзакцій у пари, а потім їх хешування.
Нові результати хешування організовуються в пари та знову хешуються, і процес повторюється, доки не буде створено єдиний хеш. Цей останній хеш називається кореневим хешем (або Merkle Root) і є, по суті, «кореневим» хешем, який представляє всі попередні хеші, які використовувалися для його створення.
Крок 3. Знайдіть дійсний заголовок блоку (хеш блоку)
Заголовок блоку функціонує як ідентифікатор для кожного окремого блоку, тобто кожен блок має унікальний хеш. Створюючи новий блок, майнери комбінують хеш попереднього блоку з кореневим хешем свого блоку-кандидата, щоб створити хеш нового блоку. Вони також повинні додати довільне число, відоме як nonce.
Тому, намагаючись перевірити свій блок-кандидат, майнер повинен поєднати кореневий хеш, хеш попереднього блоку та одноразовий номер і надіслати все це через хеш-функцію. Ваша мета — робити це кілька разів, доки ви не зможете створити дійсний хеш.
Кореневий хеш і хеш попереднього блоку не можна змінити, тому майнери повинні змінювати значення nonce кілька разів, доки не буде знайдено дійсний хеш. Щоб вважатися дійсним, результат (хеш блоку) має бути меншим за певне цільове значення, яке визначається протоколом. У майнінгу біткойнів хеш блоку повинен починатися з певної кількості нулів, що називається складністю майнінгу.
Крок 4: Поширюйте видобутий блок
Як ми бачили, майнери повинні хешувати заголовок блоку кілька разів з різними значеннями nonce. Вони роблять це, доки не знайдуть дійсний хеш блоку, а потім майнер, який знайшов його, поширить цей блок у мережу. Решта вузлів перевірять, чи дійсний блок і його хеш, і якщо так, вони додадуть новий блок до своєї копії блокчейну.
У цей момент блок-кандидат стає підтвердженим блоком, і всі майнери переходять до видобутку наступного. Усі майнери, які не змогли вчасно знайти дійсний хеш, відкидають свій блок-кандидат, і гонка майнінгу починається знову.
Що станеться, якщо видобути два блоки одночасно?
Іноді трапляється, що два майнери одночасно представляють дійсний блок, і мережа стикається з двома конкуруючими блоками. У цій ситуації майнери починають видобувати наступний блок на основі блоку, який вони отримали першим, у результаті чого мережа тимчасово розділяється на дві різні версії блокчейну.
Конкуренція між цими двома блоками триватиме, доки не буде видобуто наступний блок на одному з конкуруючих блоків. Коли буде видобуто новий блок, блок, який прибуде першим, буде вважатися переможцем. Блок, який покинули, називається блоком-сиротою або застарілим блоком, і він змусить майнерів, які його обрали, повернутися до видобутку виграшного ланцюжка блоків.
Що таке складність майнінгу?
Протокол регулярно регулює складність майнінгу, щоб забезпечити постійну швидкість створення нових блоків і, натомість, постійний і передбачуваний випуск нових монет. Складність регулюється пропорційно обсягу обчислювальної потужності (хеш-швидкості), призначеної для мережі.
Тому щоразу, коли нові майнери приєднуються до мережі та зростає конкуренція, складність хешування зростає, таким чином запобігаючи зменшенню середнього часу блокування. І навпаки, якщо багато майнерів залишають мережу, складність хешування зменшується, що полегшує видобуток нового блоку. Ці параметри зберігають час блокування постійним, незалежно від загальної потужності хешування мережі.
Види майнінгу криптовалют
Існує багато способів майнінгу криптовалют. Команди та процеси змінюються разом із появою нового апаратного забезпечення та механізмів консенсусу. Як правило, майнери використовують спеціалізовані обчислювальні пристрої для вирішення складних криптографічних рівнянь. Давайте подивимося, як працюють деякі з найпоширеніших методів майнінгу.
ЦП Майнінг
У майнінгу на центральному процесорі (CPU) центральний процесор комп’ютера використовується для виконання хеш-функцій, необхідних для механізму PoW. На початку існування біткойна витрати на майнінг і входові бар’єри були низькими, і їх труднощі можна було впоратися за допомогою звичайного процесора, тож кожен міг спробувати майнінг BTC та інших криптовалют.
Однак у міру того, як все більше людей почали майніти, а швидкість хешування мережі зросла, прибутковий майнінг ставав дедалі складнішим. Так само з часом зростання спеціалізованого обладнання для майнінгу з більшою обчислювальною потужністю зробив майнінг на ЦП практично неможливим. Наразі майнінг на ЦП більше не є життєздатним варіантом, оскільки всі майнери використовують спеціалізоване обладнання.
GPU Майнінг
Графічні процесори (GPU) призначені для паралельної обробки широкого спектру програм. Хоча вони зазвичай використовуються для відеоігор або візуалізації графіки, їх також можна застосовувати для майнінгу.
Графічні процесори є відносно недорогими та більш гнучкими, ніж популярне обладнання для майнінгу ASIC. Хоча ви можете майнити деякі альткойни за допомогою GPU, його ефективність залежить від складності майнінгу та алгоритму.
Майнінг ASIC
Спеціальна інтегральна схема (ASIC) призначена для виконання однієї конкретної мети. У випадку з криптовалютами це спеціалізоване обладнання, розроблене для майнінгу. Відомо, що майнінг ASIC дуже ефективний, але дорогий. Оскільки ASIC-майнери є передовими технологіями майнінгу, вартість одиниці набагато вища, ніж у процесорів або графічних процесорів.
Крім того, постійний розвиток технології ASIC може зробити старі моделі ASIC менш рентабельними та вимагати регулярної заміни. Навіть якщо виключити витрати на електроенергію, це робить майнінг ASIC одним із найдорожчих способів майнінгу.
Майнінг пули
Оскільки перший успішний майнер отримує винагороду за блок, ймовірність знайти правильний хеш надзвичайно низька. Майнери, які мають невеликий відсоток потужності майнінгу, мають дуже невеликі шанси відкрити наступний блок самостійно. Пули для майнінгу пропонують вирішення цієї проблеми.
Майнінгові пули — це групи майнерів, які об’єднують свої ресурси (потужність хешування), щоб підвищити ймовірність отримання винагороди за блок. Коли пул успішно знаходить блок, майнери в пулі ділять винагороду залежно від обсягу роботи, яку кожен вклав.
Майнінг-пули можуть принести користь окремим майнерам з точки зору витрат на апаратне забезпечення та електроенергію, хоча їх домінування над майнінгом викликає занепокоєння щодо 51% атаки на мережу.
Що таке майнінг біткойнів і як він працює?
Біткойн є найпопулярнішим і визнаним прикладом криптовалюти, яку можна майнити. Майнінг біткойнів базується на алгоритмі консенсусу PoW.
PoW — це оригінальний механізм консенсусу в блокчейні, створений Сатоші Накамото, який був представлений у документі про біткойн у 2008 році. Простіше кажучи, PoW визначає, як мережа блокчейну досягає консенсусу між усіма розподіленими учасниками без зовнішніх посередників. Він досягає цього, вимагаючи значної обчислювальної потужності, яка перешкоджає тим, хто діє недобросовісно.
Як ми вже бачили, майнери, які перевіряють транзакції в мережі PoW, є майнерами, які змагаються за вирішення складних криптографічних рівнянь за допомогою спеціалізованого обладнання для майнінгу. Перший майнер, який знайде дійсне рішення, може відправити свій блок транзакцій у блокчейн і отримати винагороду за блок.
Сума криптовалюти в винагороді за блок залежить від різних блокчейнів. Наприклад, у біткойн-блокчейні майнери можуть отримати винагороду за блок 6,25 BTC (станом на березень 2023 року). Завдяки механізму біткойн-халвінгу кількість BTC у винагороді за блок зменшується вдвічі кожні 210 000 блоків (приблизно кожні чотири роки).
Чи вигідний майнінг криптовалюти у 2023 році?
Хоча видобуток криптовалюти може заробляти гроші, він вимагає значної оцінки, управління ризиками та досліджень. Це також передбачає інвестиції та ризики, такі як витрати на обладнання, коливання цін на криптовалюту та зміни протоколу криптовалюти. Щоб пом’якшити ці ризики, майнери часто застосовують методи управління ризиками та оцінюють потенційні витрати та вигоди від майнінгу, перш ніж приступати до нього.
Рентабельність майнінгу криптовалют залежить від кількох факторів. Одна з них – зміни цін на криптовалюту. Коли ці ціни підвищуються, вартість майнінгових винагород також зростає. Навпаки, рентабельність може знизитися разом із падінням цін.
Ефективність обладнання для майнінгу також є вирішальним фактором у визначенні прибутковості майнінгу. Обладнання для майнінгу може бути дорогим, тому майнери повинні збалансувати вартість обладнання з потенційними винагородами, які принесе діяльність. Іншим фактором, який їм потрібно враховувати, є вартість електроенергії: якщо вона занадто висока, вона може перевищити прибуток і зробити майнінг нерентабельним.
Крім того, обладнання для майнінгу, ймовірно, доведеться оновлювати відносно часто, оскільки воно має тенденцію застарівати досить швидко. Нові моделі будуть перевершувати старі, і якщо майнерам не вистачає бюджету для оновлення своїх машин, їм, ймовірно, буде важко залишатися конкурентоспроможними.
Нарешті, є зміни, які відбуваються на рівні протоколу. Наприклад, халвінг біткойна може вплинути на рентабельність майнінгу, оскільки він скорочує винагороду за майнінг блоку вдвічі. Так само Ethereum залишив осторонь консенсус PoW щодо механізму Proof of Stake (PoS) у вересні 2022 року, що означало, що майнінг більше не використовувався в цій мережі.
Висновки
Криптомайнінг є фундаментальною частиною біткойнів та інших блокчейнів PoW, оскільки він захищає мережу та забезпечує постійний випуск нових монет. Крім того, майнінг може принести майнерам пасивний дохід. Ви можете дізнатися більше з цими покроковими інструкціями в нашій статті Як майнити криптовалюти.
Майнінг має певні переваги та недоліки. Найбільш очевидними перевагами є потенціал отримання прибутку від блокових винагород. Однак на це впливає низка факторів, зокрема вартість електроенергії та ринкові ціни. Пам’ятаючи про це, перш ніж почати майнінг криптовалют, ви повинні провести власне дослідження (DYOR) і оцінити всі потенційні ризики.
Подальше читання
Що таке блокчейни з дозволами та без дозволів?
Що таке стейкинг криптовалюти?
Що таке NFT?
Офіційне повідомлення та попередження про ризики: цей вміст надається «як є» лише для загальної інформації та в освітніх цілях, без будь-яких заяв або гарантій. Його не слід розглядати як фінансову, юридичну чи іншу професійну пораду, а також не має на меті рекомендувати придбання будь-якого конкретного продукту чи послуги. Ви повинні отримати власну пораду від відповідних професійних радників. Оскільки ця стаття є результатом внесків третьої сторони, зверніть увагу, що висловлені думки є думками сторонніх учасників і не обов’язково відображають думку Binance Academy. Для отримання додаткової інформації прочитайте наше повне юридичне повідомлення тут. Ціни на цифрові активи можуть бути нестабільними. Вартість інвестицій може як зменшуватися, так і зростати, і ви можете не повернути вкладену суму. Тільки ви несете відповідальність за свої інвестиційні рішення. Binance Academy не несе відповідальності за будь-які збитки, які ви можете понести. Цей матеріал не слід розглядати як фінансову, юридичну чи іншу професійну консультацію. Для отримання додаткової інформації перегляньте наші Умови використання та Попередження про ризики.