Резюме
Копаенето на криптовалута проверява и валидира блокчейн трансакции. Също така се отнася до процеса на създаване 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.
Какво е копаене на криптовалута?
Копаенето на криптовалута гарантира сигурността и децентрализацията на криптовалути като биткойн, които се основават на консенсусния механизъм за доказателство за работа (PoW). Това е процесът, чрез който трансакциите на потребителите се проверяват и добавят към публичния регистър на блокчейна. Като такова, копаенето е критичен елемент, който позволява на биткойн да функционира без необходимост от централен орган.
Операциите по копаене също са отговорни за добавянето на монети към съществуващото предлагане. Копаенето на криптовалута обаче следва набор от твърдо кодирани правила, които управляват процеса на копаене и не позволяват на всеки произволно да създава нови монети. Тези правила са вградени в основните протоколи за криптовалута и се прилагат от цялата мрежа от хиляди възли.
За да създадат нови единици криптовалута, копачите използват изчислителната си мощ за решаване на сложни криптографски пъзели. Първият копач, който реши пъзела, има право да добави нов блок от трансакции към блокчейна и да го излъчи в мрежата.
Как работи копаенето на криптовалута?
Когато се правят нови блокчейн трансакции, те се изпращат в пул, наречен пул с памет. Работата на копача е да провери валидността на тези чакащи трансакции и да ги организира в блокове.
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 блок кандидат.
След това копачът се опитва да преобразува този кандидат-блок във валиден, потвърден блок. За да направи това, копачът трябва да реши сложен математически проблем, който изисква много изчислителни ресурси. Въпреки това, за всеки успешно изкопан блок, копачът получава блок награда, състояща се от новосъздадени криптовалути плюс такси за трансакции. Нека да разгледаме по-отблизо как работи.
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 трансакция с coinbase и е това, което създава чисто нови монети. В повечето случаи тази трансакция е първата, която се записва в нов блок, последвана от всички чакащи трансакции, които очакват валидация.
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.
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 — това се нарича трудност при копаене.
Стъпка 4: Излъчване на изкопания блок
Както вече видяхме, копачите трябва да хешират хедъра на блока многократно, като използват различни nonce стойности. Те правят това, докато намерят валиден хеш на блока, след което копачът, който го е намерил, ще излъчи този блок към мрежата. Всички други възли ще проверят дали блокът и неговият хеш са валидни и, ако е така, ще добавят новия блок в своето копие на блокчейна.
В този момент кандидат-блокът става потвърден блок и всички копачи преминават към копаене на следващия. Копачите, които не са успели да намерят валиден хеш навреме, отхвърлят своя кандидат-блок и надпреварата за копаене започва отначало.
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 сирак 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.
Като такава, 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 времето 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. Сега ще 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 PoW. В ранните дни на биткойн разходите за копаене и бариерите за навлизане бяха ниски и трудността му можеше да се справи с обикновен процесор, така че всеки можеше да се опита да копае BTC и други криптовалути.
Въпреки това, тъй като повече хора започнаха да копаят BTC и хешрейтът на мрежата се увеличи, печелившото копаене ставаше все по-трудно. В допълнение, 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 всички 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 популярния хардуер за копаене на ASIC. Те могат да се използват за копаене на някои алткойни, но ефективността им зависи от трудността и алгоритъма за копаене.
ASIC копаене
Специфичната за приложения интегрална схема (ASIC) е проектирана да служи на една конкретна цел. При криптовалутите терминът се отнася до специализиран хардуер, предназначен за копаене. ASIC копаенето е известно като високоефективно, но в същото време 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 технологията ASIC може бързо да направи по-старите модели ASIC нерентабилни и като такива, нуждаещи се от редовна подмяна. Дори с изключение на разходите за електроенергия, това прави ASIC копаенето един от най-скъпите начини за копаене.
Пулове за копаене
Тъй като първият успешен копач получава блок награда, вероятността да се намери правилният хеш 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 за 51% атака върху мрежата.
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. Постига това, като изисква значителна изчислителна мощност, за да демотивира лошите участници.
Както видяхме, копачите проверяват трансакциите в PoW мрежа, като се състезават за решаване на сложни криптографски пъзели, използвайки специализиран хардуер за копаене. Първият копач, който намери валидно решение, може след това да излъчи своя блок от трансакции към блокчейна и да получи блок награда.
Количеството криптовалута в блок награда варира от един блокчейн до друг. Например, в блокчейна на биткойн, копачите могат да получат 6,25 BTC като награда за блок към март 2023 г. Поради механизма за халвинг на биткойн, количеството BTC в блок награда намалява наполовина на всеки 210 000 блока (приблизително на всеки четири години).
Изгодно ли е копаенето на криптовалута през 2023 г.?
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 и оценяват потенциалните разходи и ползи от копаене, преди да започнат.
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, има промени, които се случват на ниво протокол. Например, халвингът на Bitcoin може да повлияе на рентабилността на копаене, тъй като намалява наполовина наградата за копаене на блок. В допълнение, Ethereum премина напълно от PoW към механизма за консенсус 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. В допълнение, копаенето може да генерира пасивен доход за копачите. Можете да научите повече с тези инструкции стъпка по стъпка в нашата статия Как да копаете криптовалута.
Копаенето има определени предимства и недостатъци, като най-очевидният от първите е потенциалният доход от блок награди. Това обаче се влияе от редица фактори, включително разходите за електроенергия и пазарните цени. Поради това, 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 и предупреждение за риск: Това съдържание ви се представя на база „както е“ само за обща информация и образователни цели, без твърдения или гаранция от какъвто и да е вид. Не трябва да се тълкува като финансов, правен или друг професионален съвет, нито има за цел да препоръча покупката на конкретен продукт или услуга. Трябва да потърсите собствен съвет от подходящи професионални съветници. Когато статията е предоставена от сътрудник трета страна, имайте предвид, че тези изразени мнения принадлежат на сътрудника трета страна и не отразяват непременно тези на Binance Academy. Моля, прочетете нашия пълен отказ от отговорност тук за повече подробности. Цените на цифровите активи могат да бъдат нестабилни. Стойността на вашата инвестиция може да намалее или да се повиши и може да не си върнете инвестираната сума. Вие носите цялата отговорност за вашите инвестиционни решения и Binance Academy не носи отговорност за каквито и да било загуби, които може да понесете. 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.