Как работает майнинг биткоинов?

Если вы хотите разобраться, что такое майнинг, вам пригодится эта статья — с ее помощью вы сможете объяснить все нюансы даже своей бабушке.

Майнинг криптовалют — дело кропотливое и затратное, да к тому же непредсказуемое в плане прибыли. И все же многие инвесторы, заинтересованные в криптовалюте, не могут устоять и перед майнингом.

Возможно, дело в том, что предприимчивый спекулянт видит в нем возможность заработать на ровном месте, — примерно как во времена Золотой лихорадки в Калифорнии. А если вы к тому же технологически подкованы, избежать соблазна почти невозможно.

Но прежде чем тратиться на оборудование, прочитайте это руководство — оно поможет вам понять, действительно ли вам подходит майнинг. Мы сосредоточимся прежде всего на биткоине.

Зачем мне майнинг?

Конечно, чтобы просто пользоваться криптовалютой, майнером быть необязательно. Цифровые токены можно приобрести за фиатные деньги; обменять через биржу на другие криптовалюты.

Вы даже можете зарабатывать, играя в видеоигры или публикуя материалы на ресурсах, которые платят своим пользователям в криптовалюте. Так, например, работает Steemit, — платформа наподобие Medium, за тем исключением, что пользователи могут поддерживать любимых блогеров с помощью собственной криптовалюты под названием steem. Затем Steem можно спокойно обменять на биткоины.

Но смысл майнинга не только в наполнении карманов майнеров: это единственный способ выпускать в обращение новые партии криптовалюты. Другими словами, майнеры, в сущности, «чеканят» криптовалюту.

Например, на 25 октября в обращении находится около 16,6 млн биткоинов. Не считая монет, выпущенных с первичным блоком (созданным Сатоси Накамото), все эти биткоины появились в результате деятельности майнеров. Без майнинга биткоин не исчезнет — им даже можно будет пользоваться, — но новых монет уже не появится.

Однажды добыча биткоина действительно закончится: протокол ограничивает максимальное количество токенов 21 млн.

Сколько майнер может заработать на добыче биткоина?

Биткоин добывается в блоках, и сейчас награда за блок составляет 12,5 биткоина. При курсе около $5000 награда составит примерно $62 500.

В 2009 году, когда начался майнинг биткоина, награда за блок составляла 50 биткоинов; в 2012-м вознаграждение было уменьшено до 25 монет, а в 2016-м — до нынешнего уровня. Такие двукратные понижения происходят регулярно; следующее запланировано примерно на 2020 год — тогда размер вознаграждения будет уменьшен до 6,25 биткоина.

Если вы хотите точно знать, когда произойдет очередное понижение, вам поможет специальный сервис — «Биткоин-часы».

Сколько блоков уже добыто?

Ряд сайтов, включая Blockchain.info, предоставляет эту информацию в режиме реального времени. Текущий номер блока на момент написания этой статьи — 491 642.

За что майнерам выдают бесплатные биткоины?

По сути, майнеры выступают в качестве аудиторов: в ходе добычи новых монет одновременно происходит верификация всех предыдущих транзакций. Благодаря такой системе, придуманной создателем биткоина Сатоси Накамото, пользователи заинтересованы в стабильной работе сети.

Верифицируя транзакции, майнеры помогают предотвратить «проблему двойного расходования». Двойным расходованием называется ситуация, в которой пользователь получает возможность потратить одну и ту же сумму дважды.

С физической валютой такого случиться не может: как только вы отдаете продавцу банкноту в 100 рублей, чтобы купить бутылку водки, у вас ее больше нет, и вы никак не можете купить на те же 100 рублей еще и закуску.

Однако в случае с цифровой валютой существует риск того, что держатель сможет сделать копию цифрового токена и отправить его продавцу или другой стороне, сохранив при этом оригинал.

Допустим, у вас есть купюра в 100 рублей и очень хорошая ксерокопия той же купюры. Если вы попытаетесь их потратить, кто-то может взглянуть на серийные номера и увидеть, что они совпадают, а значит, одна из купюр — подделка.

Чем-то подобным и занимаются майнеры: они проверяют транзакции, чтобы убедиться, что пользователи не пытались незаконно потратить одну и ту же сумму в биткоинах дважды.

Как только майнер верифицировал транзакции на 1 Мб, он получает право получить 12,5 биткоина. Порог в 1 МБ был установлен Сатоми Накамото, и сейчас некоторые майнеры считают, что размер блока должен быть увеличен, чтобы вмещать больше данных. Стоит заметить, что на 1 Mб теоретически может приходиться как одна транзакция (хотя такого почти не случается), так и несколько тысяч — все зависит от того, сколько данных входит в конкретную транзакцию.

Обратите внимание: верификация транзакций на 1 Мб лишь дает майнеру право на получение биткоинов, но не гарантирует награду.

То есть даже после всей работы по верификации транзакций я все еще не могу получить свои биткоины?

Все верно.

Чтобы вы заработали биткоины, должны совпасть два условия. Одно из них зависит от ваших усилий, другое — исключительно от удачи:

1. Вы должны верифицировать транзакции на 1 Мб. Тут все просто.
2. Вы должны первым из всех майнеров найти решение для особой математической задачи.Этот процесс также известен как Proof-of-Work — «доказательство работы».

Что это за особая математическая задача?

Хорошая новость: Высшая математика вам не понадобится. По сути, каждый майнер пытается первым угадать 64-значное шестнадцатеричное число (хэш), которое окажется меньше или равно целевому хэшу. Здесь-то и кроется основная работа.

Плохая новость: Хэш подбирается случайным перебором, и, если вы хотите стать первым, вам понадобится огромная вычислительная мощность. Чтобы успешно работать, вам нужно иметь высокий хэшрейт — коэффициент хеширования, который измеряется в мегахэшах в секунду (MH/s), гигахэшах в секунду (GH/s) и терахэшах в секунду (TH/s).

Это очень-очень много хэшей.

Если вы хотите понять, сколько биткоинов вы имеете шанс получить при доступном вам хэшрейте, попробуйте воспользоваться калькулятором на сайте Cryptocompare. (Или @WhatToMine_bot)

Какое оборудование мне понадобится?

Для майнинга подходят либо видеокарты (graphics processing unit, GPU), либо специализированные устройства — ASIC, интегральные схемы специального назначения, которые могут стоить от $500 до десятков тысяч долларов.

Некоторые майнеры, особенно в системе Ethereum, собирают установки из видеокарт — это сравнительно бюджетный способ добиться приемлемого хэшрейта.

На фотографии ниже можно увидеть самодельную установку для майнинга. Видеокарты — это прямоугольные блоки с вентиляторами. Это не самый эффективный способ майнинга, и, как вы можете догадаться, многие майнеры видят в нем скорее развлечение, чем способ заработать.

Принципы майнинга для чайников

Допустим, я сказал трем друзьям, что задумал число от 1 до 100. Я записал это число на листе, который спрятал в конверте. Моим друзьям не нужно даже угадывать точное число — достаточно первым назвать число, которое будет меньше или равно числу в конверте. Число попыток не ограничено.

Предположим, я задумал 19. Если друг А скажет «21», он проиграет, потому что 21 больше, чем 19. Если друг В скажет «16», а друг С — «12», оба ответа теоретически могут быть засчитаны, потому что и 16, и 12 меньше, чем 19. Друг B не получает никакого дополнительного преимущества, хотя его ответ был ближе к целевому числу — выиграет тот, кто предложит свой вариант первым.

Что же случится, если друзья B и C ответили одновременно? В биткоин-сети одновременные ответы возникают регулярно, но награду может получить только кто-то один. В этой ситуации решить, кто из майнеров достоин награды, должна вся сеть. Решение принимается простым большинством голосов — 51%. Как правило, награда достается майнеру, который выполнил больше полезной работы, т. е. верифицировал больше всего транзакций.

Теперь представьте, что друзей у меня значительно больше трех, а задуманное число не ограничено диапазоном от 1 до 100. В качестве друзей выступают миллионы майнеров, а задуманное число — 64-значное, и к тому же в шестнадцатеричной системе счисления. Как вы можете догадаться, угадать правильный ответ будет очень сложно.

Что это вообще такое — 64-значное шестнадцатеричное число?

Ну, вот вам одно для примера:

0000000000000000057fcc708cf0130d95e27c5819203e9f967ac56e4df598ee

В этом числе 64 цифры. Возможно, вы скажете, что это не только цифры, но и буквы, а значит, это вовсе не число.

Что вообще происходит? Чтобы понять, при чем здесь буквы, давайте разберемся, что значит «шестнадцатеричное».

Как вы знаете, мы используем десятичную систему счисления, — это означает, что она основана на числе 10. Это, в свою очередь, означает, что у нас есть 10 отдельных цифр, от 0 до 9.

«Шестнадцатеричная» система, в свою очередь, основана на числе 16. В шестнадцатеричной системе есть 16 отдельных цифр. Но в наших алфавитах есть только 10 «цифровых» знаков (0—9). Поэтому нам приходится использовать буквы — a, b, c, d, e и f. Каждой из них присваивается числовое значение:

Но! Если вы занимаетесь майнингом, вам не нужно вычислять общее значение этого 64-значного числа (хэша).

Слава богу! Но что же мне делать с этими 64-значными шестнадцатеричными числами?

Помните нашу аналогию с числом в запечатанном конверте? В криптотерминологии это метафорическое неизвестное число называется целевым хэшем.

Монструозные устройства из видеокарт и вентиляторов нужны майнерам лишь для того, чтобы найти целевой хэш методом прямого перебора. Для этого система случайным образом генерирует как можно больше «nonce». Это слово образовано из фразы «number only used once» («число, используемое только один раз») и означает короткий цифровой ключ, который можно использовать для генерации пресловутых 64-значных хэшей по определенному алгоритму.

В биткоин-системе размер nonce составляет всего 32 бит — намного меньше, чем у хэша (256 бит). Первый майнер, чей nonce генерирует хэш, который окажется меньше целевого хэша или равен ему, получает вознаграждение — 12,5 биткоина.

Чтобы закрепить полученную информацию, взгляните на этот скриншот с сайта Blockchain.info.

Это полная сводка для блока 490 163. Выигрышный хэш был найден с помощью nonce 731511405. Целевой хеш показан сверху. Фраза «Relayed by: antpool» относится к тому факту, что этот конкретный блок был добавлен AntPool, одним из наиболее успешных майнинговых пулов.

Они подтвердили 1768 транзакций для этого блока. Если вы действительно хотите увидеть все 1768 транзакций для этого блока, перейдите на эту страницу и прокрутите вниз до заголовка «Transactions».

Как же мне угадать целевой хэш?

Все целевые хэши начинаются с нулей — их не менее 8 и не более 63. Минимальный хэш формально ничем не ограничен и может быть равен единице, однако максимальный целевой хэш строго задан протоколом. Целевой хэш не может быть больше этого числа:

00000000ffff0000000000000000000000000000000000000000000000000000

Вот некоторые примеры рандомизированных хэшей и критерии их возможной успешности:

Как увеличить свои шансы угадать целевой хэш раньше всех?

Вам нужно обзавестись мощной установкой для майнинга или, что более реалистично, присоединиться к майнинг-пулу — группе майнеров, которые объединяют свою вычислительную мощность и разделяют добытые биткоины. Непропорционально большое количество блоков добывается пулами, а не отдельными майнерами.

Другими словами, это буквально игра в угадайку. Вы не можете открыть закономерность или сделать прогноз на основе предыдущих целевых хэшей. Уровень сложности самого последнего блока на момент написания этого руководства составляет 1 196 792 694 098,793 — то есть вероятность того, что произвольно взятый nonce даст хэш-сумму ниже целевой, составляет менее 1 к 1 000 000 000 000.

Как мне понять, принесет ли мне выгоду майнинг биткоина?

На уже упомянутом сайте Cryptocompare можно найти калькулятор, который позволяет оценить затраты и возможную прибыль, учитывая такие параметры, как хэшрейт, затраты на электроэнергию и т. д.

Есть ли другие способы заработать на буме криптовалют?

Конечно. Как мы уже говорили, самый простой способ приобрести биткоины — купить их на бирже, такой как Coinbase. В качестве альтернативы вы всегда можете воспользоваться старой пословицей: «Во время золотой лихорадки нужно продавать кирки». Или, если адаптировать ее к современным условиям, инвестировать в компании, которые производят эти кирки.

В мире криптовалют ближайшим эквивалентом кирки служит оборудование, используемое для добычи биткоина. Возможно, вам стоит обратить внимание на акции компаний, которые производят ASIC-устройства или видеокарты, — например, amd (NASDAQ: AMD) и NVIDIA (NASDAQ: NVDA).

— ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ НА НАШ КАНАЛ В ТЕЛЕГРАМЕ @WHATTONEWS