Согласно СМИ - «криптовалюта сложна». Многие пока не инвестируют в так называемую «цифровую валюту» только по этой причине и не говоря уже о случаях мошенничества, страхах и волатильности. Одним из аспектов этой сложности является процесс майнинга. Ниже мы постараемся простым языком объяснить концепцию майнинга Биткойна.
Что такое майнинг криптовалюты?
Майнинг - это процесс, который проверяет транзакции на блокчейне. Каждый блок содержит пакет транзакций и хэш-номер, который относится к информации в предыдущем блоке, вплоть до самого первого блока - блока генезиса (genesis block).
Хеш связывает блоки в цепочке, тем самым поддерживая целостность блокчейна в целом. Хеш - это строка цифр и букв, которая создается механически путем обработки данных с использованием определенного набора правил.
Входы принимаются из набора новых транзакций, которые добавляются в цепочку, метку времени, хеш предыдущего блока, в некоторые другие биты и части и в одноразовый номер - случайное целое числа от 0 до нескольких миллиардов.
В случае с Биткойном, Secure Hash Algorithm (SHA) 256 - это набор правил, используемых для создания хэша. Алгоритм был разработан Агентством национальной безопасности США и был опубликован в 2001 году. Также используются и другие алгоритмы, но общий принцип остается тот же.
По сути, это всего лишь средство сокращения набора входов в выход, который имеет определенный формат. Передача одной и той же информации через хеш-функцию всегда приводит к одному и тому же результату. Внесите даже одно изменение в один элемент, и полученный хеш будет выглядеть совершенно иначе.
Чтобы хеш был добавлен в блокчейн Биткойна, он должен удовлетворять требованию сложности. Это просто количество нулей, с которых должен начинаться хеш. Чем больше нулей, тем меньше вероятность найти правильный набор входов.
Здесь начинается майнинг. Майнеры в сети Биткойна неоднократно применяют алгоритм хэширования, чтобы первыми найти одноразовый номер, который генерирует хэш, удовлетворяющий требованию сложности - «золотой одноразовый номер».
Как только действительный хэш будет найден, он передается другим майнерам для подтверждения. После подтверждения большинством сетей блок добавляется в цепочку. Достижение консенсуса таким образом гарантирует, что каждый майнер в сети обладает одним и тем же допустимым набором транзакций, тем самым поддерживая целостность балансов, находящихся в цепочке.
Победитель получает вознаграждение за блок - только что отчеканенный Биткойн. После появления Биткойна, в 2009 году вознаграждение за блок составило 50 BTC. Награда за текущий блок составляет 12,5 BTC. Успешный майнер также получает часть комиссии за транзакции с Биткойном, связанными с блоком.
Поиск одноразового номера, который генерирует хеш, удовлетворяющий сложность майнинга, может занять много попыток. В результате, решение этой математической головоломки требует значительных вычислительных мощностей или «хэш-мощности».
Можно ли майнить Биткойн с помощью домашнего компьютера?
В первые годы существования Биткойна, домашние компьютеры были достаточно мощными, чтобы генерировать хэши, которые удовлетворяли трудностям майнинга. По мере того, как все больше компьютеров подключалось к сети Биткойна, хэш-мощность тоже росла.
Чтобы поддерживать число новых блоков, создаваемых на уровне примерно один раз в 10 минут, код, лежащий в основе Биткойна, повысил бы сложность, что потребовало бы большей вычислительной мощности для поиска действительного хэша. Сложность корректируется каждые 2016 блоков - примерно раз в две недели.
В ответ на растущую сложность, майнеры начали создавать майнинговые пулы, состоящие из большого клоичества микропроцессоров, генерирующих гораздо большую хэш-мощность, чем домашний компьютер. Это, в свою очередь, вызвало дальнейшее увеличение сложности.
Со временем мощность компьютера, необходимая для майнинга Биткойна, постоянно росла. Текущая сложность такова, что у вас больше шансов выиграть в лотерею дважды подряд, чем случайно найти действительный хэш. С такими невероятно малыми шансами требуется много попыток найти хэш, который удовлетворяет требованию сложности.
В ответ, опытные майнеры теперь используют высокопроизводительные графические процессоры (GPU), которые могут параллельно выполнять множество вычислений. Они универсальны и могут быть использованы для майнинга различных монет.
Для майнеров, посвященных всего одной монете, существуют специализированные интегральные схемы (ASIC), разработанные исключительно для майнинга криптовалюты. Они невероятно мощные, но с большей вычислительной мощью приходит большая специализация, что делает ASIC менее способными перенаправляться на те монеты, для которых они не были предназначены.
В настоящее время, новички с оборудованием потребительского уровня избегают майнинга криптовалют Litecoin и Bitcoin, поскольку затраты на оборудование и электроэнергию чрезмерно высоки. Домашний компьютер просто недостаточно мощный, чтобы можно было рассчитывать на получение дохода, необходимого для покрытия счетов за электроэнергию, учитывая низкую вероятность того, что когда-нибудь блок будет найден.
Из-за того, что отдельным пользователям становится все сложнее майнить Биткойн, становится популярным облачный майнинг.
Облачный майнинг не требует от частных лиц владения оборудованием или управления им. Требуется только стандартный домашний процессор с относительно небольшим энергопотреблением. Однако доходы относительно низкие, и также существует значительный риск для потребителей, учитывая возможности для мошенничества и хакерских атак.
Концентрация хеш-мощности привела к централизации Биткойна
Огромные затраты, связанные с операциями промышленного майнинга, означают, что большая часть майнинга Биткойна, в настоящее время, осуществляется крупными майнинговыми пулами, управляемыми такими компаниями, как Bitmain (в Китае) , или Antpool, где ряд майнеров объединяются, чтобы увеличить объединенную хеш-мощность.
К сожалению, рост этих крупных операций по майнингу привел к централизации управления Биткойном и, похоже, далек от видения Сатоши Накамото.
Действительно, степень концентрации хэш-мощности приближается к той точке, когда при майнинге может стать возможным контролировать 51% сети. Это дало бы возможность фальсифицировать общий реестр в так называемой атаке с двойным расходами.
С точки зрения фиатной валюты двойные расходы сродни использованию наличных денег при совершения покупки, где эти деньги чудесным образом попадают обратно в ваш кошелек, а не в кассу продавца.
В криптовалютной сфере это достигается за счет конфиденциального использования 51% сети для построения цепочки и одновременного расходования монет в публичной цепочке. Как только конфиденциальная цепочка становится длиннее публичной цепочки, она передается в сеть и принимается в качестве действительной цепочки, поскольку она является самой длинной (и поэтому логически является результатом большей части хэш-мощности).
Вот и вся суть майнинга криптовалют в двух словах. Это не так сложно, как вам внушают это СМИ. Но это и не простой способ для людей, желающих получить большую прибыль.
Что более важно, концентрация хэш-мощности в руках нескольких очень крупных операторов имеет тенденцию радикально подрывать мечту о децентрализации, на которой были основаны криптовалюты.
Этот ущерб можно убедительно подтвердить в результате так называемой хэш-войны между двумя большими группами майнеров в цепочке Bitcoin Cash.
Надеюсь, что это так и останется единичным случаем. Если нет, то другие механизмы консенсуса, такие как proof-of-stake, используемый BitBay, наверняка должны получить более широкое распространение в предстоящие годы. Если хэш-войны станут более распространенными, другие проекты, скорее всего, придут и к нашему мышлению.