Ключові моменти:
Майнінг криптовалют – це важлива частина процесу впорядкування і перевірки блокчейн-транзакцій. Майнінг також відповідає за створення нових одиниць криптовалюти.
Хоча робота, що виконується майнерами, потребує інтенсивних обчислювальних ресурсів, це те, що допомагає підтримувати безпеку блокчейн-мережі.
Майнери збирають транзакції в очікуванні та організовують їх у блоки, які потім транслюються в мережу. Якщо блок схвалений нодами-валідаторами, майнер отримує винагороду за блок.
Прибутковість майнінгу криптовалют залежить від таких факторів, як ефективність обладнання, витрати на електроенергію, волатильність ринку та можливі зміни в блокчейн-протоколах.
Що таке майнінг криптовалюти?
Уявіть собі глобальний цифровий реєстр, де записується кожна транзакція з криптовалютою. Майнінг гарантує, що цей реєстр залишається точним і безпечним. Майнери використовують спеціалізовані комп'ютери для вирішення головоломок (по суті, підбору чисел), щоб організувати й підтвердити транзакції в очікуванні. Той, хто першим вирішить головоломку, отримує винагороду у вигляді криптовалюти.
Майнінг криптовалют – це процес, який забезпечує безпеку криптовалют, таких як Bitcoin (BTC). Це процес, за допомогою якого транзакції користувачів перевіряються й додаються до публічного блокчейн-реєстру. Майнінг є одним із критично важливих елементів, який дозволяє мережі Bitcoin бути децентралізованою, тобто вона може працювати без центрального органу.
Операції майнінгу також відповідають за додавання нових монет до наявної пропозиції. Хоча це може здатися схожим на друк грошей, майнінг криптовалют базується на чітких програмних правилах, які регулюють процес і не дозволяють будь-кому довільно створювати нові монети. Ці правила вбудовані в базові протоколи й забезпечуються розподіленою мережею нод.
Майнери застосовують свої обчислювальні потужності для розв'язання складних криптографічних задач з метою створення нових одиниць криптовалюти. Перший майнер, який вирішив головоломку, має право додати новий блок транзакцій у блокчейн і транслювати його в мережу.
Як працює майнінг криптовалют?
Коротка відповідь
1. Транзакції групуються в блоки. Коли хтось надсилає або отримує криптовалюту, транзакції в очікуванні групуються у "блок", що очікує на підтвердження.
2. Майнери вирішують головоломку. Майнери використовують комп'ютери, щоб вгадати спеціальне число, яке називається nonce, що у поєднанні з даними блоку дає результат нижче певного цільового числа. Це як цифровий лотерейний білет, який містить головоломку.
3. Додавання до блокчейну
Перший майнер, який розгадає головоломку, може додати свій блок до блокчейну. Інші майнери перевіряють цей блок, щоб переконатися, що він дійсний.
4. Отримання винагород
Майнер-переможець отримує винагороду, що включає щойно створену криптовалюту та комісію за транзакції з видобутого блоку.
Довга відповідь
У міру здійснення нових транзакцій у блокчейні, вони надсилаються до пулу, який називається пулом пам'яті (або мемпулом). Ноди-валідатори відповідають за перевірку дійсності транзакцій. Робота майнера полягає в тому, щоб зібрати ці транзакції в очікуванні та організувати їх у блоки. Зверніть увагу, що деякі майнери також запускають ноди-валідатори, але майнінг-ноди та ноди-валідатори технічно відрізняються.
Блок можна уявити як сторінку блокчейн-реєстру, на якій записано декілька транзакцій (разом з іншими даними). Зокрема, майнінг-ноди відповідають за збір непідтверджених транзакцій з мемпулу й складання їх у блок-кандидат.
Потім майнер намагається перетворити цей блок-кандидат на підтверджений блок. Для цього він повинен вирішити складне математичне завдання, яке потребує багато обчислювальних ресурсів. Проте за кожен успішно здобутий блок, майнер отримує винагороду за блок, що складається із новостворених криптовалют плюс комісія за транзакцію. Розгляньмо це детальніше.
Крок 1. Хешування транзакцій
Перший крок майнінгу блоку – це взяти транзакції в очікуванні з мемпулу й надіслати їх одна за одною за допомогою хеш-функції. Щоразу, коли частина даних проходить через хеш-функцію, генерується результат фіксованого розміру, тобто хеш.
У контексті майнінгу хеш кожної транзакції складається з рядка чисел і літер, що діє як ідентифікатор. Хеш транзакції представляє всю інформацію, що міститься у цій транзакції.
Окрім хешування і додавання кожної транзакції окремо, майнер також додає транзакцію, в якій він надсилає собі винагороду за блок. Ця транзакція називається coinbase-транзакцією і створює нові монети. У більшості випадків ця транзакція першою записується в новий блок, за нею слідує група незавершених транзакцій, які очікують на підтвердження.
Крок 2. Створення дерева Меркла
Після хешування кожної транзакції, хеші організуються в так зване дерево Меркла (також відоме як хеш-дерево). Дерево Меркла створюється шляхом об'єднання хешів транзакцій у пари, а потім їх хешування.
Потім нові вихідні хеш-значення поєднуються в пари й знову хешуються, і процес повторюється доти, доки не буде створено єдиний хеш-код. Цей останній хеш також відомий як кореневий хеш (або корінь Меркла) і в основному є хешем, який представляє всі попередні хеші, що використовувалися для його генерації.
Крок 3. Пошук дійсного заголовка блоку (хеш-блоку)
Заголовок блоку діє як ідентифікатор для кожного окремого блоку, а це означає, що кожен блок має унікальний хеш. Під час створення нового блоку майнери об'єднують хеш попереднього блоку з кореневим хешем свого блоку-кандидата, щоб згенерувати новий хеш-блок. Вони також повинні додати довільне число, відоме як nonce.
Таким чином, під час спроби підтвердити свій блок-кандидат, майнеру необхідно об'єднати кореневий хеш, хеш попереднього блоку й nonce, а потім провести їх через хеш-функцію. Їхня мета – робити це доти, доки вони не зможуть створити дійсний хеш.
Кореневий хеш і хеш попереднього блоку не можна змінити, тому майнери повинні кілька разів змінити значення nonce, доки не буде знайдено правильний хеш. Щоб вважатися дійсним, результат (хеш блоку) повинен бути меншим за певне цільове значення, яке визначається протоколом. Під час майнінгу Bitcoin, хеш блоку повинен починатися з певної кількості нулів – це цільове значення відоме як складність майнінгу.
Крок 4. Трансляція добутого блоку
Як ми бачили, майнери повинні повторно хешувати заголовок блоку, використовуючи різні значення nonce. Вони роблять це, доки не знайдуть дійсний хеш блоку. Коли майнер знаходить дійсний хеш блоку, він транслює цей блок у мережу. Потім всі інші ноди-валідатори перевірять, чи дійсний блок, і, якщо так, додають новий блок до своєї копії блокчейну.
У цей момент блок-кандидат стає підтвердженим і всі майнери переходять до майнінгу наступного блоку. Всі майнери, які не змогли вчасно знайти дійсний хеш, скидають свій блок-кандидат, і майнінг-перегони починаються спочатку.
Що робити, якщо одночасно добуваються два блоки?
Іноді два майнери транслюють дійсний блок одночасно, і в мережі з'являються два блоки, що конкурують. Потім майнери починають майнити наступний блок на основі блоку, який вони отримали першим, у результаті чого мережа тимчасово поділяється на дві різні версії блокчейну.
Конкуренція між цими блоками продовжується доти, доки наступний блок не буде здобутий поверх одного з блоків-конкурентів. Коли здобувається новий блок, той блок, який був до нього, вважається переможцем. Блок, від якого потім відмовилися, називається сирітським блоком або застарілим блоком, що змушує всіх майнерів, які вибрали цей блок, повернутися до майнінгу блокчейну виграшного блоку.
Що таке складність майнінгу?
Складність майнінгу регулярно коригується протоколом, щоб забезпечити постійну швидкість створення нових блоків, що призводить до стабільного і передбачуваного випуску нових монет. Складність регулюється пропорційно кількості обчислювальної потужності (хешрейту), що виділяється на мережу.
Таким чином, щоразу, коли до мережі приєднуються нові майнери й конкуренція зростає, складність хешування збільшується, що запобігає зниженню середнього часу блоку. І навпаки, якщо багато майнерів залишають мережу, складність хешування знижується, що спрощує майнінг нового блоку. Ці коригування підтримують постійний середній час блоку незалежно від загальної хеш-потужності мережі.
Типи майнінгу криптовалют
Існує кілька способів майнінгу криптовалют. Обладнання й процеси змінюються з появою нового обладнання та алгоритмів консенсусу. Як правило, майнери використовують спеціалізовані обчислювальні пристрої для вирішення складних криптографічних рівнянь. Тепер розгляньмо деякі з найпоширеніших методів майнінгу.
CPU-майнінг
Майнінг на центральних процесорах (CPU) передбачає використання CPU комп'ютера для виконання хеш-функцій, необхідних для PoW-моделі. На початку існування Bitcoin, витрати на майнінг і бар'єри для входу були низькими, а з його складністю міг впоратися звичайний процесор. Будь-хто міг спробувати майнити криптовалюту.
Однак у міру того, як все більше людей почали майнити BTC, а хешрейт мережі збільшився, прибутковий майнінг ставав дедалі складнішим. Поява спеціалізованого обладнання для майнінгу з більшою обчислювальною потужністю зрештою зробила CPU-майнінг практично неможливим. Сьогодні CPU-майнінг більше не є життєздатним варіантом, оскільки більшість майнерів використовують спеціалізоване обладнання.
GPU-майнінг
Графічні процесори (GPU) призначені для одночасної обробки широкого спектру програм. Хоча вони зазвичай використовуються для відеоігор або візуалізації графіки, їх також можна використовувати для майнінгу.
GPU відносно недорогі й гнучкіші, ніж вузькоспеціалізоване обладнання для майнінгу. Їх можна використовувати для майнінгу деяких альткоїнів, але їхня ефективність залежить від складності майнінгу й алгоритму.
ASIC-майнінг
Спеціальна інтегральна схема (ASIC) призначена для однієї конкретної мети. У контексті криптовалют цей термін означає спеціалізоване обладнання, створене виключно для майнінгу. ASIC-майнінг відомий як високоефективний, але він відносно дорогий.
Оскільки ASIC-майнери є передовими технологіями майнінгу, вартість обладнання набагато вища за вартість CPU або GPU. Крім того, постійний розвиток технології ASIC може швидко зробити старі моделі ASIC нерентабельними. Це робить ASIC-майнінг одним із найдорожчих способів майнінгу, але він є найефективнішим і може бути прибутковим, якщо здійснювати його у великих масштабах.
Майнінг-пули
Оскільки винагорода за кожен блок надається тільки першому успішному майнеру, ймовірність видобутку блоку надзвичайно низька. Майнери з невеликим відсотком потужності майнінгу мають низькі шанси знайти наступний блок самостійно. Майнінг-пули пропонують розв'язання цієї проблеми.
Майнінг-пули – це групи майнерів, які об'єднують свої ресурси (хеш-потужність), щоб збільшити шанси на винагороду за блок. Коли пул успішно знаходить блок, майнери в пулі ділять винагороду відповідно до обсягу роботи, яку кожен із них виконав.
Майнінг-пули можуть бути корисними окремим майнерам у контексті витрат на обладнання та електроенергію, але їхнє домінування у майнінгу викликає занепокоєння щодо централізації та ризику атак 51%.
Хмарний майнінг
Замість того, щоб купувати обладнання, хмарні майнери орендують обчислювальну потужність у постачальника хмарного майнінгу. Це простіший спосіб почати майнінг, але він пов'язаний з ризиками, такими як шахрайство або нижча прибутковість. Якщо ви вирішите спробувати хмарний майнінг, обов'язково виберіть авторитетного постачальника, наприклад Binance.
Що таке майнінг Bitcoin і як він працює?
Bitcoin – найпопулярніший приклад криптовалюти, що добре зарекомендувала себе як актив, який можна майнити. Майнінг Bitcoin заснований на алгоритмі консенсусу PoW.
PoW – це оригінальний механізм консенсусу блокчейну, створений Сатоші Накамото. Він був представлений у whitepaper Bitcoin ще у 2008 році. Якщо коротко, то PoW визначає, як блокчейн-мережа досягає консенсусу між усіма розподіленими учасниками без сторонніх посередників. Це досягається завдяки значним інвестиціям в електроенергію та обчислювальні потужності, що робить дії зловмисників економічно невигідними.
Як було зазначено, транзакції в очікуванні в мережі PoW впорядковуються та додаються в блоки майнерами, які змагаються у вирішенні головоломок за допомогою спеціалізованого обладнання для майнінгу. Майнер, який першим знайде правильне рішення, може транслювати свій блок у блокчейн, і, якщо ноди-валідатори приймуть цей блок, майнер отримає винагороду за блок.
Кількість криптовалюти у винагороді за блок варіюється залежно від різних блокчейнів. Наприклад, у блокчейні Bitcoin майнер може отримувати 3,125 BTC у вигляді винагороди за блок (станом на грудень 2024 року). Завдяки механізму халвінгу Bitcoin, кількість BTC у винагороді за блок зменшується вдвічі кожні 210 000 блоків (приблизно кожні чотири роки).
Чи прибутковий майнінг криптовалют?
Хоча на майнінгу криптовалюти можна заробляти, він вимагає ретельного розгляду, управління ризиками й досліджень. Майнінг також пов'язаний з інвестиціями й ризиками, такими як вартість обладнання, волатильність цін на криптовалюту та зміни протоколу криптовалюти. Щоб зменшити ці ризики, майнери часто використовують методи управління ризиками, оцінюючи потенційні витрати й вигоди.
Прибутковість майнінгу криптовалют залежить від кількох факторів. Одним із них є зміна цін на криптовалюту. Коли ціни на криптовалюту зростають, фіатна вартість винагороди за майнінг також зростає. І навпаки, рентабельність може знижуватися разом зі зниженням цін.
Ефективність обладнання для майнінгу також є вирішальним фактором, що визначає прибутковість майнінгу. Обладнання для майнінгу може бути дорогим, тому майнери повинні збалансувати вартість обладнання з потенційною винагородою, яку воно може принести. Ще одним фактором, який слід враховувати, є вартість електроенергії. Якщо вона надто висока, це може перевищити прибуток і зробити майнінг невигідним.
Крім того, обладнання для майнінгу може потребувати частого оновлення, оскільки воно досить швидко стає застарілим. Нові моделі будуть перевершувати старі, і якщо майнерам не вистачить коштів на модернізацію своїх машин, їм, ймовірно, буде складно залишатися конкурентоспроможними.
І останнє, але не менш важливе – на рівні протоколу можуть статися значні зміни. Наприклад, халвінг Bitcoin може вплинути на прибутковість майнінгу, оскільки винагорода за майнінг блоку скорочується вдвічі. В інших випадках процес майнінгу можна замінити іншими методами валідації. Наприклад, у вересні 2022 року Ethereum повністю перейшов із механізму консенсусу PoW на механізм консенсусу Proof of Stake (PoS), що зробило майнінг непотрібним.
Підсумки
Майнінг криптовалюти є важливою частиною Bitcoin та інших блокчейнів PoW, оскільки він допомагає підтримувати безпеку мережі й стабільний випуск нових монет.
Майнінг має певні переваги й недоліки. Найбільш очевидною перевагою є потенційний дохід від винагороди за блок. Однак на це впливає низка факторів, у тому числі вартість електроенергії та ринкові ціни. Тож перш ніж розпочати майнінг криптовалюти, вам слід провести власне дослідження (DYOR) й оцінити всі потенційні ризики.
Пов'язані статті
Відмова від відповідальності та попередження про ризик: цей контент надається вам на умовах "як є" тільки для загальної інформації й освітніх цілей, без жодних заяв чи гарантій. Його не слід розглядати як фінансову, юридичну чи іншу професійну пораду, і він не призначений для рекомендації купівлі будь-якого конкретного продукту чи послуги. Вам слід звернутися за порадою до відповідних професійних консультантів. Якщо стаття написана стороннім автором, зверніть увагу, що висловлені думки належать сторонньому автору, і не обов’язково відображають думку Binance Academy. Для отримання додаткової інформації, будь ласка, перегляньте нашу повну відмову від відповідальності тут. Ціни на цифрові активи можуть бути волатильними. Вартість ваших інвестицій може як впасти, так і зрости, і ви можете не повернути інвестовану суму. Ви несете повну відповідальність за свої інвестиційні рішення, і Binance Academy не несе відповідальності за збитки, які ви можете понести. Цей матеріал не повинен розглядатись як фінансова, юридична чи інша професійна порада. Для отримання додаткової інформації, будь ласка, перегляньте наші Умови користування і Попередження про ризик.