Какво е копаене на криптовалута и как работи?
Начало
Статии
Какво е копаене на криптовалута и как работи?

Какво е копаене на криптовалута и как работи?

Начинаещ
Публикувано Apr 13, 2023Актуализирано Dec 5, 2024
13m

Ключови изводи

  • Копаенето на криптовалута е важна част от процеса на поръчване и валидиране на блокчейн трансакции. Копаенето също е отговорно за създаването на нови единици криптовалута.

  • Въпреки че работата, извършена от копачите, изисква интензивни изчислителни ресурси, това е това, което помага да се запази сигурността на блокчейн мрежата.

  • Копачите събират чакащи трансакции и ги организират в блокове, които след това се излъчват към мрежата. Ако блокът е одобрен от валидиращите възли, копачът получава блок наградата.

  • Рентабилността на копаенето на криптовалута зависи от фактори като хардуерна ефективност, разходи за електроенергия, нестабилност на пазара и евентуални промени в блокчейн протоколите.

Какво е копаене на криптовалута?

Представете си глобален дигитален регистър, където се записва всяка трансакция с криптовалута. Копаенето гарантира, че този регистър остава точен и сигурен. Копачите използват специализирани компютри за решаване на пъзели (по същество отгатване на числа), за да организират и потвърждават чакащи трансакции. Първият, който реши пъзела, получава награда в криптовалута.

Копаенето на криптовалута е процес, който гарантира сигурността на криптовалути като Биткойн (BTC). Това е процесът, чрез който трансакциите на потребителите се проверяват и добавят към публичния регистър на блокчейна. Копаенето е един от критичните елементи, който позволява на Биткойн мрежата да бъде децентрализирана, което означава, че може да работи без централен орган.

Операциите по копаене също са отговорни за добавянето на нови монети към съществуващото предлагане. Въпреки че това може да звучи като печатане на пари, копаенето на криптовалута следва набор от твърдо кодирани правила, които управляват процеса и не позволяват на всеки произволно да създава нови монети. Тези правила са вградени в основните протоколи и се прилагат от разпределената мрежа от възли.

За да създадат нови единици криптовалута, копачите използват изчислителната си мощ за решаване на сложни криптографски пъзели. Първият копач, който реши пъзела, получава правото да добави нов блок от трансакции към блокчейна и да го разпространи в мрежата.

Как работи копаенето на криптовалута?

Краткият отговор

1. Трансакциите са групирани в блокове. Когато някой изпраща или получава криптовалута, чакащите трансакции се групират в „блок“ в очакване да бъдат потвърдени.

2. Копачите решават пъзел. Копачите използват компютри, за да отгатнат специално число, наречено nonce, което, когато се комбинира с данните от блока, дава резултат под определено целево число. Това е като дигитален лотариен билет, който включва пъзел.

3. Добавяне към блокчейна
Първият копач, който реши пъзела, може да добави своя блок към блокчейна. Други копачи проверяват този блок, за да се уверят, че е валиден.

4. Печелене на награди
Печелившият копач получава награда, която включва новосъздадена криптовалута и такси за трансакции от блока, който е изкопал.

Дългият отговор

Когато се правят нови трансакции в блокчейн, те се изпращат в пул, наречен пул за памет (или мемпул). Валидиращите възли са отговорни за проверката на валидността на трансакциите. Работата на копача е да събира тези чакащи трансакции и да ги организира в блокове. Имайте предвид, че някои копачи също изпълняват валидиращи възли, но възлите за копаене и възлите за валидиране са технически различни.

Можете да мислите за блок като страница от блокчейн регистъра, в който са записани няколко трансакции (заедно с други данни). По-конкретно, възелът за копаене е отговорен за събирането на непотвърдени трансакции от пула с памет и сглобяването им в кандидат-блок.

След това копачът се опитва да преобразува този кандидат-блок в потвърден блок. За да направи това, копачът трябва да реши сложен математически проблем, който изисква много изчислителни ресурси. За всеки успешно изкопан блок обаче копачът получава блок награда, състояща се от новосъздадени криптовалути плюс такси за трансакции. Нека да разгледаме по-отблизо.

Стъпка 1: Хеширане на трансакции

Първата стъпка от копаене на блок е да вземете чакащи трансакции от пула с памет и да ги изпратите, една по една, чрез хеш функция. Всеки път, когато дадена част от данните се изпълнява през хеш функция, се генерира изход с фиксиран размер, наречен хеш.

В контекста на копаене, хешът на всяка трансакция се състои от низ от цифри и букви, който работи като идентификатор. Хешът на трансакцията представлява цялата информация, съдържаща се в тази трансакция.

Освен хеширане и листване на всяка трансакция поотделно, копачът добавя и персонализирана трансакция, в която сам си изпраща блок наградата. Тази трансакция се нарича coinbase трансакция и е това, което създава чисто нови монети. В повечето случаи тази трансакция е първата, която се записва в нов блок, последвана от група чакащи трансакции, които очакват потвърждение.

Стъпка 2: Създаване на дърво на Merkle

След като всяка трансакция бъде хеширана, хешовете се организират в това, което се нарича дърво на Merkle (известно също като хеш дърво). Дървото на Merkle се генерира чрез организиране на хешове на трансакции по двойки, след което те се хешират.

След това новите хеш резултати се организират по двойки и хешират отново и процесът се повтаря, докато се създаде единичен хеш. Този последен хеш се нарича още главен хеш (или корен на Merkle) и е принципно хешът, който представлява всички предишни хешове, използвани за генерирането му.

Дървото на Merkle организира хешовете на трансакциите по двойки и след това ги хешира.

Стъпка 3: Намиране на валиден хедър на блока (хеш на блока)

Хедърът на блока действа като идентификатор за всеки отделен блок, което означава, че всеки блок има уникален хеш. Когато създават нов блок, копачите комбинират хеша на предишния блок с основния хеш на своя кандидат блок, за да генерират хеш на нов блок. Те трябва също да добавят произволно число, известно като nonce.

Така че, когато се опитва да потвърди своя кандидат-блок, копачът трябва да комбинира основния хеш, хеша на предишния блок и nonce и да ги изпрати всички чрез хеш функция. Неговата цел е да прави това многократно, докато създаде валиден хеш.

Основният хеш и хешът на предишния блок не могат да бъдат променени, така че копачите трябва да променят nonce стойността няколко пъти, докато се намери валиден хеш. За да се счита за валиден, изходът (хеш на блока) трябва да бъде по-малък от определена целева стойност, определена от протокола. При копаене на Биткойн хешът на блока трябва да започва с определен брой нули – тази целева стойност е известна като трудност.

Стъпка 4: Излъчване на изкопания блок

Както видяхме, копачите трябва да хешират хедъра на блока многократно, като използват различни nonce стойности. Те правят това, докато намерят валиден хеш на блок. Когато копач намери валиден хеш на блок, той излъчва този блок към мрежата. След това всички други валидиращи възли ще проверят дали блокът е валиден и, ако е така, ще добавят новия блок към своето копие на блокчейна.

В този момент кандидат-блокът става потвърден блок и всички копачи преминават към копаене на следващия. Копачите, които не могат да намерят валиден хеш навреме, изхвърлят своя кандидат-блок и новата надпреварата за копаене започва.

Ами ако два блока се копаят едновременно?

Понякога двама копачи излъчват валиден блок едновременно и мрежата завършва с два конкуриращи се блока. След това копачите започват да копаят следващия блок въз основа на блока, който са получили първи, което кара мрежата да се раздели на две различни версии на блокчейна временно.

Състезанието между тези блокове ще продължи, докато следващият блок не бъде добит, върху един от конкуриращите се блокове. Когато се копае нов блок, който и блок, който е дошъл преди него, ще се счита за победител. Блокът, който е изоставен, се нарича осиротял или остарял блок, което кара всички копачи, които са избрали този блок, да преминат обратно към копаене на веригата на блока победител.

Каква е трудността при копаене?

Трудността при копаене се коригира редовно от протокола, за да се осигури постоянна скорост за създаване на нови блокове и на свой ред стабилно и предвидимо издаване на нови монети. Трудността се коригира пропорционално на количеството изчислителна мощност (хешрейт), предназначена за мрежата.

Всеки път, когато нови копачи се присъединят към мрежата и конкуренцията се увеличава, трудността при хеширане се увеличава, предотвратявайки намаляването на средното време за блок. Обратно, ако много копачи напуснат мрежата, трудността на хеширането намалява, което улеснява копаенето на нов блок. Тези корекции поддържат средното време за блок постоянно, независимо от общата мощност на хеширане на мрежата.

Видове копаене на криптовалута

Има няколко начина за копаене на криптовалути. Оборудването и процесът се променят с появата на нов хардуер и консенсусни алгоритми. Обикновено копачите използват специализирани компютърни модули за решаване на сложни криптографски уравнения. Нека разгледаме някои от най-често срещаните методи за копаене.

CPU копаене

Копаенето чрез централен процесор (CPU) включва използване на процесора на компютъра за изпълнение на хеш функциите, изисквани от модела доказателство за работа (PoW). В началото на Биткойн, разходите за копаене и бариерите за навлизане бяха ниски, а с трудността можеше да се справи обикновен процесор. Всеки можеше да опита да копае криптовалута по това време.

Въпреки това, тъй като повече хора започнаха да копаят BTC и хешрейтът на мрежата се увеличи, печелившото копаене ставаше все по-трудно. Появата на специализиран хардуер за копаене с по-голяма процесорна мощност в крайна сметка направи копаенето чрез CPU почти невъзможно. Днес копаенето чрез CPU вече не е жизнеспособна опция, тъй като повечето копачи използват специализиран хардуер.

GPU копаене

Графичните процесори (GPU) са предназначени за паралелна обработка на широк спектър от приложения. Въпреки че обикновено се използват за видео игри или изобразяване на графики, те могат да се използват и за копаене.

Графичните процесори са сравнително евтини и по-гъвкави от специализирания хардуер за копаене. Те могат да се използват за копаене на някои алткойни, но ефективността им зависи от трудността и алгоритъма за копаене.

ASIC копаене

Интегрална схема със специално приложение (ASIC) е проектирана да служи на една конкретна цел. При криптовалутите терминът се отнася до специализиран хардуер, предназначен единствено за копаене. ASIC копаенето е известно с това, че е много ефективно, но е сравнително скъпо. 

Тъй като ASIC копачите са на авангарда на технологиите за копаене, цената на единица е много по-висока от CPU или GPU. В допълнение, постоянният напредък на ASIC технологията може бързо да направи по-старите модели на ASIC нерентабилни. Това прави ASIC копаенето един от най-скъпите начини за копаене, но е най-ефективният и може да бъде печеливш, ако се извършва в голям мащаб.

Пулове за копаене

Тъй като всяка блок награда се дава само на първия успешен копач, вероятността за изкопаване на блок е изключително ниска. Копачите с малък процент от мощността на копаене имат много малък шанс сами да открият следващия блок. Пуловете за копаене предлагат решение на този проблем.

Пуловете за копаене са групи от копачи, които обединяват своите ресурси (хеш мощност), за да увеличат вероятността за спечелване на блок награди. Когато пулът успешно намери блок, копачите в пула си поделят наградата според количеството работа, което всеки е вложил.

Пуловете за копаене могат да бъдат от полза за отделните копачи по отношение на разходите за хардуер и електроенергия, но тяхното доминиране в копаенето породи опасения относно централизацията и потенциала за 51% атаки.

Cloud Mining

Вместо да купуват оборудване, копачите в облак наемат изчислителна мощност от доставчик на копаене в облак. Това е по-прост начин да започнете да копаете, но е свързан с рискове като измами или по-ниска рентабилност. Ако решите да опитате копаене в облак, не забравяйте да изберете реномиран доставчик като Binance.

Какво е копаене на биткойн и как работи?

Биткойн е най-популярният и утвърден пример за копаема криптовалута; Копаенето на Биткойн се основава на алгоритъма за консенсус PoW.

PoW е оригиналният блокчейн механизъм за консенсус, създаден от Сатоши Накамото и въведен в бялата книга за Биткойн през 2008 г. Накратко, PoW определя как блокчейн мрежата постига консенсус между всички разпределени участници без посредници на трети страни. Това се постига, като изисква значителни инвестиции в електричество и изчислителна мощност, за да се демотивират лошите участници.

Както видяхме, висящите трансакции в PoW мрежа се подреждат и добавят в блокове от копачи, които се състезават за решаване на пъзели, използвайки специализиран хардуер за копаене. Първият копач, който намери валидно решение, може да излъчи своя блок към блокчейна и ако валидиращите възли приемат неговия блок, копачът получава блок наградата.

Количеството криптовалута в блок награда варира от един блокчейн до друг. Например, в блокчейна на Биткойн, копачите могат да получат 3,125 BTC като награда за блок към декември 2024 г. Поради механизма за халвинг на Биткойн, количеството BTC в блок награда намалява наполовина на всеки 210 000 блока (приблизително на всеки четири години).

Рентабилно ли е копаенето на криптовалута?

Въпреки че е възможно да се правят пари от копаене на криптовалута, това изисква внимателно обмисляне, управление на риска и проучване. Това също така включва инвестиции и рискове, като разходи за хардуер, променливост на цените на криптовалутата и промени в протокола за криптовалута. За да смекчат тези рискове, копачите често се ангажират с практики за управление на риска, докато оценяват потенциалните разходи и ползи.

Рентабилността на копаенето на криптовалута зависи от няколко фактора. Една от тях са промените в цените на криптовалутите. Когато цените на криптовалутите се повишат, фиатната стойност на наградите за копаене също се увеличава. Обратно, рентабилността може да намалее заедно с намаляването на цените.

Ефективността на хардуера за копаене също е решаващ фактор при определяне на рентабилността на копаене. Хардуерът за копаене може да бъде скъп, така че копачите трябва да балансират цената на хардуера с потенциалните награди, които може да генерира. Друг фактор, който трябва да имате предвид, е цената на електроенергията; ако е твърде висока, това може да надхвърли печалбите и да направи добива нерентабилен.

В допълнение, хардуерът за копаене може да се наложи да бъде надграждан относително често, тъй като е склонен да остарява доста бързо. Новите модели ще работят по-ефективно от старите и ако копачите нямат бюджет за надграждане на своите машини, те вероятно няма да останат конкурентоспособни.

Не на последно място, на ниво протокол могат да се случат значителни промени. Например, халвингът на Биткойн може да повлияе на рентабилността на копаене, тъй като намалява наполовина наградата за копаене на блок. В други случаи процесът на копаене може да бъде заменен от други методи за валидиране. Например, Ethereum премина изцяло от консенсусния механизъм PoW към доказателство за залог (PoS) през септември 2022 г., което направи копаенето ненужно.

Заключителни мисли

Копаенето на криптовалута е критична част от биткойн и други PoW блокчейни, тъй като помага да се поддържа мрежата защитена и емитирането на нови монети стабилно.

Копаенето има определени предимства и недостатъци. Най-очевидното предимство е потенциалният доход от блок награди. Това обаче се влияе от редица фактори, включително разходите за електроенергия и пазарните цени. Преди да се впуснете в копаене на криптовалута, трябва да направите собствено проучване (DYOR) и да оцените всички потенциални рискове.

Допълнителни статии

Отказ от отговорност: Това съдържание ви е представено във вида, в който е, само за обща информация и образователни цели, без каквито и да било твърдения или гаранции. То не трябва да се тълкува като финансов, правен или друг професионален съвет, нито пък има за цел да препоръчва закупуването на конкретен продукт или услуга. Трябва да потърсите собствен съвет от подходящи професионални консултанти. Когато статията е предоставена от трета страна, моля, имайте предвид, че изразените възгледи принадлежат на третата страна и не отразяват непременно възгледите на Binance Academy. Моля, прочетете нашия пълен отказ от отговорност тук за повече подробности. Цените на цифровите активи могат да бъдат променливи. Стойността на вашата инвестиция може да се понижи или повиши и може да не си възвърнете инвестираната сума. Вие носите пълната отговорност за инвестиционните си решения и Binance Academy не носи отговорност за загуби, които може да претърпите. Този материал не трябва да се тълкува като финансов, правен или друг професионален съвет. За повече информация вижте нашите Условия за ползване и Предупреждението за риск.