Ключевые моменты
Майнинг криптовалют — это важный процесс организации и подтверждения транзакций на блокчейне. Во время майнинга также создаются новые единицы криптовалюты.
Работа майнеров требует немалых вычислительных ресурсов, но она необходима для обеспечения безопасности блокчейн-сети.
Майнеры собирают транзакции, ожидающие обработки, и организуют их в блоки. Затем блоки транслируются в сеть. Если блок будет одобрен нодами-валидаторами, майнер получит вознаграждение за блок.
Прибыльность майнинга криптовалют зависит от таких факторов, как эффективность оборудования, затраты на электроэнергию, волатильность рынка и возможные изменения в протоколах блокчейна.
Что такое майнинг криптовалют
Представьте себе глобальный цифровой реестр, в котором записывается каждая криптовалютная транзакция. Майнинг гарантирует точность и безопасность этого реестра. Майнеры используют специализированные компьютеры для решения головоломок (по сути, угадывания чисел), позволяющих организовывать и подтверждать ожидающие транзакции. Первый, кто решит задачу, получит вознаграждение в виде криптовалюты.
Майнинг криптовалют обеспечивает безопасность криптовалют, таких как биткоин (BTC). В ходе этого процесса транзакции пользователей проверяются и добавляются в публичный реестр блокчейна. Майнинг является одним из важнейших элементов, которые поддерживают децентрализацию сети Биткоин: благодаря этому она может работать без централизованного органа управления.
Майнинг также отвечает за добавление новых монет в обращение. Хотя это может звучать как печать денег, майнинг криптовалют строго регламентируется набором правил, которые управляют процессом и предотвращают произвольное создание новых монет. Эти правила встроены в базовые протоколы и распространяются на распределенную сеть нод.
Для создания новых единиц криптовалюты майнеры задействуют вычислительные мощности, решая сложные криптографические головоломки. Первый майнер, нашедший решение, добавляет свой блок в блокчейн и получает вознаграждение за блок.
Как работает майнинг криптовалюты?
Если коротко
1. Транзакции группируются в блоки. Когда кто-то отправляет или получает криптовалюту, транзакции в обработке объединяются в «блок», ожидающий подтверждения.
2. Майнеры решают головоломку. Майнеры используют компьютеры, чтобы угадать специальное число под названием nonce. В сочетании с данными блока оно дает результат ниже определенного целевого числа. Это как цифровой лотерейный билет, в котором есть головоломка.
3. Добавление в блокчейн
Первый майнер, решивший головоломку, получает возможность добавить свой блок в блокчейн. Другие майнеры проверяют этот блок, чтобы убедиться, что он действителен.
4. Получение вознаграждения
Выигравший майнер получает вознаграждение в виде созданной криптовалюты и комиссий за транзакции из добытого блока.
Если подробно
Все новые транзакции в блокчейне отправляются в так называемый пул памяти (мемпул). Затем ноды-валидаторы проверяют действительность этих транзакций. Задача майнера состоит в том, чтобы собрать транзакции в обработке и организовать их в блоки. Некоторые майнеры также запускают ноды-валидаторы, однако майнинг-ноды и ноды-валидаторы технически отличаются.
Блок можно представить в виде страницы реестра блокчейна, куда вносятся несколько транзакций (вместе с другими данными). В частности, майнинг-нода отвечает за сбор неподтвержденных транзакций из пула памяти и их объединение в блок-кандидат.
После этого майнер пытается преобразовать свой блок-кандидат в подтвержденный блок. Для этого необходимо найти решение сложной математической задачи, затратив немало вычислительной мощности. За каждый успешно созданный блок майнер получает вознаграждение за блок, состоящее из новых единиц криптовалюты и комиссий за транзакции. Давайте рассмотрим процесс подробнее.
Шаг 1. Хеширование транзакций
Первым этапом майнинга блока является получение транзакций в обработке из пула памяти и их поочередная отправка через хеш-функцию. При хешировании каждой части данных майнер получает результат фиксированного размера под названием хеш.
В контексте майнинга хеш каждой транзакции состоит из строки цифр и букв, которая служит идентификатором. Хеш транзакции содержит всю информацию, содержащуюся в этой транзакции.
Помимо хеширования и подтверждения каждой транзакции по отдельности, майнер также добавляет собственную транзакцию, в которой он отправляет себе вознаграждение за блок. Эта транзакция называется coinbase, и она генерирует новые монеты. В большинстве случаев транзакция coinbase первой добавляется в новый блок, а за ней следует группа транзакций, ожидающих подтверждения.
Шаг 2. Создание дерева Меркла
После хеширования каждой транзакции хеши организуются в структуру под названием дерево Меркла (или хеш-дерево). Дерево Меркла формируется путем организации хешей транзакции в пары с их последующим хешированием.
Затем новые полученные хеши объединяются в пары и снова хешируются. Процесс повторяется до тех пор, пока не будет получен один хеш. Этот последний хеш также называется корневым хешем (или корнем Меркла) и включает в себя все предыдущие хеши, которые использовались для его создания.
Шаг 3. Поиск действительного заголовка блока (хеша блока)
Заголовок блока выступает в качестве идентификатора для каждого отдельного блока, то есть каждый блок имеет уникальный хеш. При создании нового блока майнеры объединяют хеш предыдущего блока с корневым хешем своего блока-кандидата, чтобы получить новый хеш блока. Помимо этого, они также добавляют произвольное число под названием nonce.
Таким образом, при попытке подтверждения своего блока-кандидата майнер должен объединить корневой хеш, хеш предыдущего блока и значение nonce, а затем хешировать их. Этот процесс повторяется до тех пор, пока не будет найден действительный хеш.
Корневой хеш и хеш предыдущего блока нельзя изменить, поэтому майнеры должны менять значение nonce, пока не будет найден действительный хеш. Этот хеш должен быть меньше целевого значения, определенного протоколом. При майнинге в сети Биткоин хеш блока должен начинаться с определенного количества нулей (это целевое значение называется сложностью майнинга).
Шаг 4. Передача блока
Как мы выяснили, майнерам приходится многократно хешировать заголовок блока с разными значениями nonce. Они делают это до тех пор, пока не найдут действительный хеш блока. Когда майнер находит действительный хеш блока, он передает этот блок в сеть. Затем все остальные ноды проверяют действительность блока и, если все верно, добавляют его в свою копию блокчейна.
В этот момент блок-кандидат становится подтвержденным, и все майнеры переходят к майнингу следующего. Те майнеры, которые не успели найти действительный хеш, удаляют свой блок-кандидат. Потом начинается майнинг нового блока.
Что делать, если одновременно добываются два блока?
Иногда два майнера одновременно передают действительный блок, и в сети появляются два конкурирующих блока. Тогда пользователи переходят к майнингу блока, который они получили первым. Это приводит к временному разделению сети на две версии блокчейна.
Конкуренция продолжится до тех пор, пока не будет добыт следующий блок, опередивший все блоки-конкуренты. После создания нового блока предыдущий блок этого же майнера будет считаться победителем. Брошенный блок другого майнера называется сиротским или отцепленным. Все майнеры, выбравшие этот блок, переключаются на блок-победитель и продолжают майнинг на его основе.
Что такое сложность майнинга
Сложность майнинга постоянно регулируется протоколом для обеспечения стабильных темпов создания новых блоков, что ведет к предсказуемой эмиссии новых монет. Сложность меняется в зависимости от объема вычислительной мощности (хешрейта) сети.
Каждый раз, когда к сети присоединяются новые майнеры и растет конкуренция, сложность хеширования возрастает, предотвращая сокращение среднего времени создания блока. И наоборот, если множество майнеров покинут сеть, сложность хеширования снизится, и создать новый блок станет легче. Такие корректировки поддерживают стабильное время создания блока независимо от общей вычислительной мощности сети.
Типы майнинга криптовалюты
Существует несколько способов майнить криптовалюту. Оборудование и процесс майнинга постоянно меняются по мере появления новых устройств и алгоритмов консенсуса. Обычно майнеры используют специализированные вычислительные установки для решения сложных криптографических уравнений. Давайте рассмотрим самые распространенные способы майнинга.
Майнинг с помощью процессора
Майнинг с помощью центрального процессора (CPU) предполагает использование центрального процессора компьютера для выполнения хеширования в модели консенсуса Proof of Work (PoW). В первые годы существования биткоина стоимость майнинга и требования к участникам были довольно низкими, а с его сложностью мог справиться CPU обычного компьютера. В то время любой желающий мог попробовать майнить криптовалюту.
Однако по мере увеличения количества майнеров хешрейт сети рос, а вместе с ней и сложность прибыльного майнинга. Появление специализированного оборудования с большей вычислительной мощностью сделало майнинг на процессорах практически невозможным. Сейчас майнинг с помощью CPU — это нежизнеспособный вариант, поскольку большинство майнеров используют специализированное оборудование.
Майнинг с помощью графического процессора
Графические процессоры (GPU) предназначены для одновременной обработки широкого спектра операций. Хотя они, как правило, используются для видеоигр или рендеринга графики, их также можно использовать и для майнинга.
Графические процессоры относительно недорогие и, в отличие от специализированного оборудования для майнинга, могут выполнять множество разных задач. GPU также можно использовать для майнинга некоторых альткоинов, но эффективность будет зависеть от алгоритма и сложности майнинга.
Майнинг с помощью ASIC
Интегральная схема специального назначения (ASIC) предназначена для одной конкретной цели. В пространстве криптовалют так называют специализированное оборудование, разработанное для майнинга. Майнинг с помощью ASIC очень эффективен, но предполагает относительно большие затраты.
Поскольку оборудование ASIC — это передовые технологии в сфере майнинга, такие установки обходятся гораздо дороже, чем центральные или графические процессоры. Кроме того, в результате постоянного развития ASIC предыдущие модели быстро устаревают. Из-за этого майнинг на ASIC — один из самых дорогих способов, но он наиболее эффективен и может быть прибыльным, если заниматься им в больших масштабах.
Майнинг-пулы
Поскольку награда за каждый блок выдается только первому успешному майнеру, вероятность добычи блока крайне мала. У майнеров с небольшими вычислительными мощностями очень мало шансов самостоятельно найти следующий блок. Для решения этой проблемы были созданы майнинг-пулы.
Майнинг-пулы — это группы майнеров, которые объединяют свои ресурсы (мощность хеширования) с целью увеличить вероятность обнаружения блока и получить вознаграждение. Если пул успешно находит блок, майнеры в пуле делят вознаграждение между собой в соответствии с выполненным объемом работы.
Майнинг-пулы привлекательны для независимых майнеров, так как позволяют сократить затраты на оборудование и электричество, но доминирование этих пулов в майнинге повышает риск централизации и потенциальных атак 51%.
Облачный майнинг
Вместо покупки оборудования облачные майнеры арендуют вычислительную мощность у поставщика услуг облачного майнинга. Это более простой способ начать майнинг, но он сопряжен с рисками мошенничества и сниженной прибылью. Если вы хотите попробовать облачный майнинг, выберите авторитетного поставщика, такого как Binance.
Что такое майнинг биткоина и как он работает
Биткоин — это наиболее известная криптовалюта, прошедшая проверку временем. Биткоины можно майнить на основе алгоритма консенсуса Proof of Work (PoW).
PoW — это механизм консенсуса блокчейна, созданный Сатоши Накамото и представленный в 2008 году в whitepaper биткоина. PoW определяет, как сеть блокчейна достигает консенсуса между всеми распределенными участниками без вовлечения сторонних посредников. Злоумышленникам сложно повлиять на такую сеть в своих целях, поскольку для этого потребуются крупные инвестиции в электроэнергию и вычислительные мощности.
Как мы упоминали выше, ожидающие транзакции в сети PoW упорядочиваются и добавляются в блоки майнерами, которые соревнуются в решении головоломок с помощью специализированного оборудования для майнинга. Первый майнер, которому удалось найти решение, получает право добавить свой блок в блокчейн. Если ноды-валидаторы принимают этот блок, майнер получает вознаграждение за блок.
Размер криптовалютного вознаграждения зависит от используемого блокчейна. Например, в блокчейне Биткоина (по состоянию на декабрь 2024 года) в качестве награды за блок майнер получал 3,125 BTC. В Биткоине используется механизм халвинга, который сокращает вознаграждение в BTC наполовину каждые 210 000 блоков (примерно раз в четыре года).
Прибыльность майнинга криптовалют
На майнинге вполне возможно зарабатывать, однако для этого необходимо тщательно изучить процесс, управлять рисками и проводить исследования. Также необходимо грамотно инвестировать средства и учитывать затраты на оборудование, волатильность цен на криптовалюту и возможные изменения в криптовалютном протоколе. Чтобы защитить себя, пользователи применяют методы управления рисками и оценивают потенциальные затраты и выгоды от майнинга.
Прибыльность майнинга криптовалют зависит от нескольких факторов, один из которых — изменения цен на криптовалюту. Когда цены растут, фиатная стоимость вознаграждения за майнинг также увеличивается. И наоборот, прибыльность будет снижаться вместе со снижением цен.
Эффективность оборудования для майнинга — это ключевой фактор, определяющий прибыльность майнинга. Оборудование для майнинга может быть дорогостоящим, поэтому майнеры должны соизмерять стоимость своих установок с потенциальной прибылью, которую они могут получить. Еще один важный фактор — стоимость электроэнергии. Слишком высокие затраты на электричество могут превзойти доходы и сделать майнинг нерентабельным.
Кроме того, оборудование для майнинга нужно регулярно менять, поскольку оно быстро устаревает. Новые модели будут более производительными, а потому майнеры без финансовой возможности обновить свои установки не смогут сохранять конкурентоспособность.
И последнее, но не менее важное: возможны значительные изменения на уровне протокола. Например, халвинг биткоина может повлиять на прибыльность майнинга, поскольку он сократит вознаграждение за блок вдвое. Кроме того, в некоторых случаях процесс майнинга может быть заменен другими методами валидации. В сентябре 2022 года Ethereum перешел от механизма консенсуса PoW к механизму Proof of Stake (PoS), полностью исключив майнинг из сети.
В заключение
Майнинг криптовалюты — это важная часть Биткоина и других блокчейнов с механизмом PoW, обеспечивающая безопасность этих сетей и стабильную эмиссию новых монет.
У майнинга есть свои преимущества и недостатки. Наиболее очевидное преимущество — это потенциальный доход от вознаграждений за блоки. Однако на прибыль от майнинга влияет целый ряд факторов, в том числе стоимость электроэнергии и рыночные цены. Если вы заинтересованы в майнинге криптовалют, сначала проведите собственное исследование и оцените все потенциальные риски.
Рекомендуемая литература
Предупреждение о рисках и отказ от ответственности: следующие материалы предоставляются на условиях «как есть» без каких-либо гарантий исключительно для общих справочных и образовательных целей. Эта информация не должна рассматриваться как финансовая, юридическая консультация или рекомендация по приобретению какого-либо конкретного продукта или услуги. Вам следует самостоятельно обратиться за советом к соответствующим профессиональным консультантам. Поскольку статья написана сторонним автором, обратите внимание, что высказанные мнения принадлежат стороннему автору и необязательно отражают точку зрения Binance Academy. Для получения более подробной информации перейдите по ссылке. Стоимость цифровых активов может быть волатильной. Стоимость инвестированных средств может увеличиваться и уменьшаться. Вы можете не вернуть инвестированные средства. Вы несете полную ответственность за свои инвестиционные решения. Binance Academy не несет ответственность за ваши возможные убытки. Данная информация не является финансовой, юридической или профессиональной рекомендацией. Чтобы узнать больше, ознакомьтесь с нашими Условиями использования и Предупреждением о рисках.