Що таке майнінг біткоїнів?

Доказ роботи (Proof-of-Work)

Якщо ви чули про Біткоїн, є ймовірність, що ви також бачили фразу «Proof-of-Work» (з англ. «доказ роботи»). Цей процес лежить в основі здатності Біткоїна працювати належним чином, і це те, що дозволяє комп’ютерам децентралізованої мережі, які забезпечують функціонування Біткоїна, залишатися синхронізованими один з одним. Фактично, цей винахід — це те, що насправді відрізняє Біткоїн від будь-яких попередніх спроб створення цифрових грошей.

У той час як традиційні гроші створюють центральні банки, біткоїни «добуваються» майнерами: учасниками мережі, які змагаються за те, щоб бути єдиним комп’ютером, якому дозволено записувати всі останні транзакції. Якщо ваш комп’ютер зможе перемогти в цьому змаганні, за свої зусилля ви отримаєте винагороду у біткоїнах.

«Лотерея»

Пошук блоку найбільше нагадує різновид лотереї. Найкращий спосіб виграти в лотерею — це вгадати якомога більше разів, перш ніж хтось інший назве щасливе число (ми називаємо це одноразовим випадковим числом), і майнери намагаються «вгадати» це число, яке менше або дорівнює конкретному цільовому значенню).

Кожна біткоїн-транзакція, що очікує на завершення, спочатку буде відправлена до «мемпулу», зону зберігання незавершених транзакцій у мережі Біткоїна. Майнери візьмуть незавершені транзакції, які очікують, щоб бути записаними, і об’єднають їх, щоб створити «блок» транзакцій.

Щоб виграти в лотерею, майнер повинен буде взяти свій блок транзакцій, інформацію з останнього підтвердженого блоку і додати випадкове щасливе число, що задовольняє деяким умовам, швидше, ніж будь-який інший майнер в мережі. Вони включають інформацію з останнього підтвердженого блоку, щоб створити ланцюжок блоків (блокчейн).

Зазвичай для того, щоб вгадати правильне щасливе число, потрібні трильйони здогадок; передбачається, що весь процес від початку до кінця займе близько десяти хвилин, але залежить від кількості здогадок, які роблять майнери. Знайти це щасливе число складно: ви змушені просто вгадувати стільки разів, скільки зможете, якомога швидше.

У зв'язку з цією «лотереєю» є два значущі результати:

- По-перше, доказ роботи не дозволяє майнерам створювати біткоїни з повітря: вони повинні спалювати реальну обчислювальну енергію з кожною здогадкою, щоб мати шанс заробити біткоїни. Електроенергія для живлення майнерів є небезплатною, що створює справжні фінансові витрати для майнінгу біткоїнів.

- По-друге, доказ роботи робить історію біткоїна окостенілою. Якби зловмисник спробував змінити транзакцію, що відбулася в минулому, йому б довелося повторити всю роботу, яку було виконано з того часу, щоб надолужити згаяне та встановити найдовший ланцюжок. Це практично неможливо, і тому кажуть, що майнери «захищають» мережу Біткоїна.

Будь-хто може стати майнером біткоїнів, щоб спробувати заробити ці монети. Проте з роками майнінг стає все більш індустріальним, і сьогодні ним в основному займаються віддані своїй справі професіонали зі спеціалізованим обладнанням, дешевою електроенергією та великими центрами обробки даних.

Що таке винагорода за майнінг?

В обмін на захист мережі та як «ціна лотереї», що служить стимулом для спалювання цієї енергії, кожен новий блок включає спеціальну транзакцію, яку ми називаємо «вихідною монетарною транзакцією». Саме ця транзакція винагороджує майнера новим біткоїном, і саме так біткоїн вперше потрапляє в обіг.

Під час запуску Біткоїна кожен новий блок винагороджував майнера 50 біткоїнами, і ця сума зменшується вдвічі кожні чотири роки.

Крім того, майнери можуть утримувати будь-які комісії, що були додані до транзакцій, які вони включили у свої блоки. Оскільки кількість транзакцій на блок обмежена, усі транзакції з біткоїнами включають комісію як стимул для майнерів визначити пріоритет своєї транзакції. Чим більша комісія за транзакцію, тим вище ймовірність того, що майнери заберуть вашу транзакцію з мемпулу та швидше її оброблять.

Ці комісії за транзакцію, разом із субсидією за блок, зазвичай відомі як «винагорода за майнінг». Таким чином, майнінг – це механізм, який використовується для введення нових біткоїнів в систему та встановлення історії транзакцій у спосіб, який недоцільно змінити з точки зору обчислень. А майнери заохочуються винагородою за блок, що складається як із нового введеного блоку біткоїнів, так і з комісій, які сплачують ті, хто проводить транзакції.

Що таке складність майнінгу біткоїнів?

Майнери біткоїнів збирають транзакції в мемпулі та хешують їх. Їхня мета — «вгадати» хеш, що нижчий або дорівнює цільовому показнику мережі.

Складність мережі майнінгу біткоїнів — це міра того, наскільки важко майнерам буде знайти хеш. Складність мережі обернено пропорційна цільовому показнику мережі: цільовий показник мережі = 1 / складність мережі. Чим нижчий цільовий показник мережі, тим важче знайти дійсний блок (оскільки він розраховується як значення, обернено пропорційне складності мережі).

За задумом мережа Біткоїна прагне підтримувати постійний час блоку в 10 хвилин (час блоку — це час, необхідний для створення нового блоку в блокчейні). Складність майнінгу програмними засобами коригується кожні 2016 блоків (приблизно кожні два тижні), щоб майнер з максимальною ймовірністю успішно додавав блок до блокчейну кожні 10 хвилин.

Складність коригується залежно від того, скільки майнерів (і, отже, скільки хеш-потужностей) активні в мережі — у міру участі більшої кількості майнерів майнінг стає складнішим, тому цей 10-хвилинний інтервал зберігається.

Хто такі майнери біткоїнів?

Майнери біткоїнів (або біткоїн-майнери) — це учасники мережі, які хронологічно впорядковують транзакції, включаючи їх у знайдені ними блоки Біткоїна. Обладнання, що використовують майнери для виконання цього завдання, відоме як обладнання для майнінгу біткоїнів, а окремі пристрої також називають майнерами (як і організації, які їх використовують) або установками для майнінгу.

Ці апаратні пристрої є спеціалізованими комп’ютерами, розробленими та виготовленими для найефективнішого вирішення складної для обчислення задачі, що є ключем до пошуку (майнінгу) наступного блоку біткоїнів.

Майнером може стати будь-хто, якщо має відповідне обладнання та програмне забезпечення.

Обладнання для майнінгу біткоїнів

Обладнання для майнінгу біткоїнів складається з пристроїв, спеціально розроблених для найефективнішого виконання цього процесу. Ці комп’ютери «вгадують» правильне хеш-значення якомога швидше та ефективніше і запускаються спеціальними інтегральними схемами або ASIC, призначеними для виконання лише цієї функції. У той час як найбільш ранній майнінг проводився за допомогою стандартних комп’ютерних процесорів, оператори майнінгу були зацікавлені досягти більшої хеш-потужності, і частково це зробили завдяки створенню спеціалізованих машин, спочатку з графічними процесорами (GPU), а пізніше з ASIC.

Пули для майнінгу біткоїнів

У певному сенсі майнінг — це змагання, на розв’язання алгоритмічної головоломки. При цьому шанси на успіх визначаються питомою часткою продуктивності майнінгу, внесеною в мережу. Якщо ви вклали велику частину загальної обчислювальної потужності (хеш-потужності), у вас буде більше шансів першим розгадати головоломку та отримати пов’язану винагороду в біткоїнах. Якщо ви не можете вкласти велику частину хеш-потужності, у вас буде менша ймовірність успішного майнінгу блоку.

Щоб збільшити свої шанси на успішний майнінг блоків і отримання винагород, майнери, які можуть вкласти в мережу відносно невелику кількість хеш-потужності, об’єднуються в групи, які називаються пулами для майнінгу.

Це децентралізовані групи, організовані та керовані третіми сторонами для координації хеш-потужності майнерів по всьому світу, а потім розподілу будь-яких отриманих біткоїнів пропорційно до хеш-потужності, внесеної в пул. Пули для майнінгу також управляють повними вузлами Біткоїна від імені окремих майнерів.

Хмарний майнінг

Хмарний майнінг дозволяє видобувати біткоїни без необхідності інвестувати в будь-яке обладнання, надаючи доступ до хеш-потужності із застосуванням чужого обладнання для майнінгу через хмару. Компанії, які пропонують контракти на хмарний майнінг, дозволяють клієнтам купувати хешрейт (хешрейт — кількість хешів за секунду, що обчислюються пристроєм для майнінгу) обладнання для майнінгу, яким управляє компанія.

Покупці, як правило, повинні внести передоплату за контракт і поточну плату за обслуговування. Своєю чергою, користувачі отримують дохід від хеш-потужності, за яку вони заплатили — чим вище куплений хешрейт, тим більше біткоїнів ви, ймовірно, отримаєте (як дохід). Покупці повинні оцінити ймовірність того, що дохід, отриманий від хеш-потужності, буде більшим, ніж вартість покупки та обслуговування контракту.

Зазвичай, ті, хто пропонує послуги хмарного майнінгу, найчастіше стягують плату виключно на основі кількості доступної хеш-потужності або на основі щомісячного або річного контракту. Моделі хмарного майнінгу включають оренду обчислювальної потужності, майнінг на хостингу та майнінг, розміщений на віртуальному вузлі.

Здебільшого клієнтам потрібно лише відкрити обліковий запис у компанії з хмарного майнінгу та вибрати точні умови свого контракту. Однак це означає, що може бути важко перевірити, чи ви отримуєте саме те, за що заплатили. У цій галузі було багато випадків шахрайства і контрактів за несправедливою ціною, тому покупці повинні провести власне дослідження, перш ніж купувати контракт.

Як майнити біткоїни?

Ви можете бути сповнені рішучості майнити біткоїни незалежно від багатьох факторів, пов’язаних з його прибутковістю. Як зазначено вище, майнінг є невід’ємною практикою мережі, і існує кілька способів брати участь у Біткоїні так само безпосередньо, як і у випадку із самостійним майнінгом.

Ось кілька порад щодо того, що вам знадобиться для початку:

1. Біткоїн-гаманець

Як зазначалося вище, будь-який біткоїн, зароблений на майнінгу, потрібно буде кудись відправити. Ось тут знадобиться біткоїн-гаманець. По суті, якщо ви хочете брати безпосередню участь у Біткоїні, вам потрібен гаманець.

2. Вузол майнінгу біткоїнів

Майнінг біткоїнів став сам по собі галуззю з ринком спеціалізованих пристроїв, відомих як ASIC (спеціалізовані інтегральні схеми, створені спеціально для оптимізації найвищої швидкості хешування при найменших витратах енергії). Хоча технічно можливо спробувати майнінг на вашому домашньому комп’ютері або іншому пристрої, успішно майнити таким чином неможливо, і ви лише витратите гроші на електроенергію.

Навіть з кількома майнінговими установками ASIC, окремій особі потрібно буде під'єднатися до пулу для майнінгу, щоб мати прибуток від майнінгу біткоїнів.

3. Програмне забезпечення для майнінгу біткоїнів

Програмне забезпечення для майнінгу біткоїнів є мостом між вашим обладнанням для майнінгу та мережею Біткоїна. Це також буде засобом, за допомогою якого ви під'єднаєте свій майнер до пулу для майнінгу й отримаєте винагороду за свій хешрейт. Крім того, воно спрямовуватиме будь-які виплати на вашу біткоїн-адресу.

Програмне забезпечення для майнінгу

Тоді як майнінг здійснюється апаратним обладнанням, програмне забезпечення також є важливою складовою цього процесу. Це міст між роботою обладнання для майнінгу та мережею Біткоїна в цілому.

Це програмне забезпечення може відстежувати вхідні та вихідні дані від майнера, повідомляти статистику про продуктивність обладнання та підключати окремих майнерів до пулу для майнінгу.

Біткоїн-гаманці та програмне забезпечення для майнінгу

Біткоїн-гаманці є невід'ємною частиною використання програмного забезпечення для майнінгу та отримання винагороди в біткоїнах, яку майнери сподіваються отримати. Оскільки це програмне забезпечення з’єднує майнерів з мережею Біткоїна, воно також є каналом, через який вони отримують свої біткоїни, і тому це програмне забезпечення має бути пов’язане з біткоїн-гаманцем.

Програмне забезпечення для майнінгу біткоїнів виплачуватиме винагороду за майнінг на біткоїн-адресу майнера, яку можна отримати, створивши або завантаживши біткоїн-гаманець.

Найкраще програмне забезпечення для майнінгу біткоїнів

Існує багато програмних продуктів для майнінгу біткоїнів, і те, що найкраще підходитиме для певного конкретного майнера або операцій з майнінгу буде залежати від їхніх конкретних потреб. Популярні варіанти для окремих майнерів включають Hive OS, Minerstat, ethOS Mining OS, Simple Miner і Hashr8 OS.

Більшість великих майнінг-ферм використовують свої власні технологічні рішення.

Чи вигідний майнінг біткоїнів?

Оскільки майнінг біткоїнів, по суті, є конкуренцією, питання прибутковості в основному пов’язане з досягненням конкурентної переваги. Для багатьох великих операцій ця перевага досягається шляхом використання відносно величезної кількості установок для майнінгу з найменшими можливими витратами електроенергії.

Ті, у кого найсучасніше і найпотужніше обладнанням для майнінгу також мають перевагу, хоча можна бути конкурентоспроможним і зі старим обладнанням, якщо ваші витрати на електроенергію відносно низькі. Майнінгові операції меншого масштабу можуть бути успішними шляхом оптимізації витрат на електроенергію.

Чи централізований майнінг біткоїнів?

Немає нічого притаманного Біткоїну, що означало б, що майнінг має бути централізованим процесом — будь-хто, будь-де із пристроєм, здатним підключатися до мережі Біткоїна і здійснювати обчислювальні транзакції мемпулу, може брати участь у майнінгу біткоїнів. Але майнінг став настільки прибутковою галуззю, а обладнання для майнінгу стало настільки спеціалізованим, що порівняно невелика кількість операцій забезпечує основну частину обчислювальної потужності мережі.

Занепокоєння щодо централізації видобутку біткоїнів виникають з 2014 року.

Економія внаслідок зростання масштабів продуктивності призвела до концентрації потужності майнінгу серед тих, хто може управляти найефективнішими майнерами за найменших витрат енергії. На сьогодні більшість хеш-потужності мережі Біткоїна надходить зі США, хоча значні операції з майнінгу здійснюються по всьому світу.

Скільки електроенергії потрібно для майнінгу біткоїнів?

Як ви, напевно, вже зрозуміли, майнінг — це енергомісткий процес, який, якщо спрощено, перетворює обчислювальну потужність у біткоїни (при цьому перевіряючи транзакції на найнадійнішому у світі блокчейні). Одним з головних міркувань для майнерів є компроміс між їхніми витратами на електроенергію та потенційною винагородою за біткоїни.

Але важко підрахувати точно, скільки енергії в усьому світі споживають майнери в певний момент часу. Прозора в інформаційному відношенні природа Біткоїна дозволяє будь-кому побачити кількість хеш-потужності, що застосовується до мережі, яка зазвичай вимірюється кількістю терахешів в секунду, що виконуються мережею в рамках процесу майнінгу.

Потім ви можете оцінити, скільки енергії використовує мережа для виконання цих хешувань, ґрунтуючись на ефективності співвідношення енергії до хешрейту обладнання для майнінгу, що використовується. Разом з тим, не всі майнери працюють з однаковою ефективністю, і точний розрахунок практично неможливий.

Станом на 2018 рік, письмові свідчення вченого-інформатика з Принстонського університету, представлені Сенату США, показали, що на видобуток біткоїнів припадає трохи менш як 1% світового споживання енергії (більше, ніж споживають штати Огайо чи Нью-Йорк), що становить 5 гігаватів. У Кембриджському університеті функціонує в режимі реального часу рахівник енергії мережі Біткоїна.

Чи шкідливий для довкілля майнінг біткоїнів?

Енергоспоживання Біткоїна пов'язане не лише з тим, що комп'ютери вирішують довільні математичні завдання. Це також найважливіший компонент доказу роботи (Proof-of-Work) — механізму консенсусу, що запобігає створенню біткоїнів з повітря та закріплює історію транзакцій біткоїнів.

У певному сенсі споживання енергії Біткоїном можна розглядати як пряме та ефективне перетворення сирої енергії у цінність.

Створивши такий прямий зв'язок між використанням енергії та створенням цінності, Біткоїн створив природний стимул для підвищення енергоефективності. Біткоїн-майнери безпосередньо зацікавлені в ефективному використанні енергії (таким чином заощаджуючи на витратах на електроенергію і максимізуючи свій прибуток у біткоїнах), і багато хто використовує для цього відновлювані джерела енергії. За деякими оцінками, 74% майнінгової мережі Біткоїна ефективно використовує відновлювані джерела енергії, такі як гідро- та сонячна енергія.

У багатьох випадках майнінг сприяє розвитку кращої енергетичної інфраструктури, що призводить до скорочення викидів вуглецю. Прикладом цього є установки для майнінгу біткоїнів, що розташовано біля нафтових свердловин.

У процесі перекачування нафти ці свердловини також виділяють надлишок газу. Зазвичай газу не вистачає, щоб виправдати будівництво трубопроводу для виходу на ринок. Тож нафтові свердловини випускають частину його (у повітря), або спалюють у факелі. Замість того, щоб просто спалювати цей надлишок газу, нафтові свердловини можуть використовувати його для майнінгу біткоїнів, щоб перетворити його на цінність, більше турбуючись про довкілля.

Крім того, є компанії, що встановлюють установки для майнінгу біткоїнів поруч з електричними мережами, щоб ті виконували роль стабілізаторів. Якщо установка для майнінгу біткоїнів встановлена поруч з електричною мережею, вона діє як зворотна батарея. Це забезпечує стабільне навантаження попиту на електричну мережу та може миттєво знизити споживання під час перебоїв у подачі. Це робить електричні мережі більш ефективними, що знижує майбутні витрати на розвиток, особливо в секторі відновлюваної енергетики (розв’язує проблеми перебоїв та перевантажень).

Унікальний підхід Біткоїна до створення цінності може стимулювати більш раціональний підхід до використання енергії в усьому світі.

Чи легальний майнінг біткоїнів?

Майнінг біткоїнів легальний у більшості країн. З правової точки зору, багато країн розглядають біткоїн як актив або майно, а не як валюту, встановивши деякі нормативні рамки з урахуванням цього статусу. У більшості країн немає офіційних законів щодо майнінгу біткоїнів, що робить цю практику законною за замовчуванням.

Однак майнінг біткоїнів, а також загальне використання біткоїна, формально є незаконними в кількох країнах. Деякі уряди заборонили відповідну практику, оскільки вона становить загрозу для їхніх національних валют.

Цей правовий ландшафт постійно розвивається, тому всім, хто цікавиться майнінгом біткоїнів, слід проконсультуватися з юрисконсультом, знайомим з конкретною юрисдикцією та обставинами.

Як майнити біткоїни у себе на телефоні?

Складність майнінгу зараз настільки висока, що неможливо майнити біткоїни за допомогою смартфона. А ще у 2014 році ви навіть могли мати USB-майнер!

Платформа, яка вказує, що ви можете майнити біткоїни в себе на телефоні або пристроях з низьким енергоспоживанням, імовірно, припускає, що ви можете майнити альтернативну криптовалюту й отримувати в біткоїнах гроші за надану вами обчислювальну потужність, але ці пристрої не можуть майнити біткоїни безпосередньо.

Щоб бути конкурентоспроможним у майнінгу сьогодні, вам потрібно знати, що ви робите, ви повинні бути готові інвестувати значні ресурси та час і - останнє, але не менш важливе - мати доступ до дешевої електроенергії.