Короткий зміст
Майнінг криптовалюти перевіряє та підтверджує блокчейн-транзакції. Це також стосується процесу створення нових одиниць криптовалюти.
Хоча робота, що виконується майнерами, потребує інтенсивних обчислювальних ресурсів, це те, що допомагає підтримувати безпеку блокчейн-мережі.
Що таке майнінг криптовалюти?
Майнінг криптовалюти сприяє безпеці й децентралізації криптовалют, таких як Bitcoin, які засновані на механізмі консенсусу Proof of Work (PoW). Це процес, за допомогою якого транзакції користувачів перевіряються й додаються до публічного блокчейн-реєстру. Таким чином, майнінг є критичним елементом, що дозволяє Bitcoin функціонувати без необхідності в центральному органі.
Операції майнінгу також відповідають за додавання монет до наявної пропозиції. Тим не менш, криптомайнінг слідує набору жорстко запрограмованих правил, які регулюють процес майнінгу і не дозволяють нікому довільно створювати нові монети. Ці правила вбудовані в базові протоколи криптовалюти й застосовуються всією мережею, яка складається з тисячі нод.
Для створення нових одиниць криптовалюти, майнери використовують свої обчислювальні потужності для вирішення складних криптографічних головоломок. Перший майнер, який вирішив головоломку, має право додати новий блок транзакцій у блокчейн і транслювати його в мережу.
Як працює майнінг криптовалют?
У міру здійснення нових транзакцій у блокчейні, вони надсилаються до пулу, який називається пулом пам'яті (або мемпулом). Завдання майнера – перевіряти достовірність цих транзакцій в очікуванні й організовувати їх у блоки.
Ви можете думати про блок як про сторінку блокчейн-реєстру, в 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 дійсний, підтверджений блок. Для цього майнер 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. Давайте подивимося, як це працює.
Крок 1. Хешування транзакцій
Перший крок майнінгу блоку – це взяти транзакції в очікуванні з мемпулу й надіслати їх одну 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 слідують всі незавершені транзакції, які чекають на перевірку.
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 і знову хешуються, і процес повторюється доти, доки не буде створено єдиний хеш-код. Цей останній хеш також називається кореневим хешем (або коренем 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 перевірити 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 неодноразово, поки 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 і називається складністю майнінгу.
Крок 4. Трансляція добутого блоку
Як ми вже бачили, майнери повинні повторно хешувати заголовок блоку, використовуючи різні значення nonce. Вони роблять це доти, доки не знайдуть валідний хеш блоку, після чого майнер, який його знайшов, транслює цей блок у мережу. Всі інші ноди перевірять, чи дійсні блок і його хеш, і якщо так, додають новий блок у свою копію блокчейну.
У цей момент блок-кандидат стає підтвердженим і всі майнери переходять до майнінгу наступного блоку. Майнери, які не змогли вчасно знайти дійсний хеш, відкидають 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 та, у свою чергу, стабільний і передбачуваний випуск 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 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 ми розглянемо деякі з найпоширеніших методів майнінгу.
CPU майнінг
Майнінг на центральних процесорах (CPU) передбачає використання ЦП комп'ютера для виконання хеш-функцій, необхідних для PoW-моделі. У перші дні існування Bitcoin, вартість майнінгу і бар'єри для входу були низькими, а з його складністю міг впоратися звичайний процесор, так що будь-хто міг спробувати добути BTC та інші криптовалюти.
Однак у міру того, як все більше людей почали майнити BTC, а хешрейт мережі збільшився, прибутковий майнінг ставав дедалі важчим. Крім того, поява спеціалізованого обладнання для майнінгу з більшою обчислювальною потужністю зрештою зробила майнінг на ЦП практично неможливим. Сьогодні майнінг на ЦП більше не є життєздатним варіантом, оскільки всі майнери 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.
Графічні процесори відносно недорогі й гнучкіші, ніж популярне обладнання для майнінгу ASIC. 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 криптовалюті, цей термін відноситься до спеціалізованого обладнання, призначеного для майнінгу. Майнінг на ASIC відомий як високоефективний, але водночас дорогий. Оскільки ASIC-майнери є передовими технологіями майнінгу, вартість обладнання набагато вища за вартість центрального або графічного процесора.
Крім того, постійне вдосконалення технології ASIC може швидко зробити старі моделі ASIC нерентабельними і, отже, такими, що потребують регулярної заміни. Навіть якщо виключити витрати на електроенергію, це робить майнінг за допомогою ASIC одним із найдорожчих способів майнінгу.
Майнінг-пули
Оскільки перший успішний майнер отримує винагороду за блок, можливість знайти правильний хеш вкрай мала. Майнери з невеликим відсотком потужності майнінгу мають невеликий шанс виявити наступний блок самостійно. Майнінг-пули пропонують вирішення 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 принести користь окремим майнерам з погляду витрат на обладнання й електроенергію, але їхнє домінування в майнінгу викликало побоювання з приводу можливої атаки 51% на мережу.
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 за рахунок того, що для стримування зловмисників потрібні значні обчислювальні потужності.
Як ми побачили, транзакції у мережі PoW перевіряються майнерами, які змагаються у вирішенні складних криптографічних головоломок, використовуючи спеціалізоване обладнання для майнінгу. Перший майнер, який знайде правильне рішення, може транслювати свій блок транзакцій у блокчейн, щоб отримати винагороду за блок.
Кількість криптовалюти у винагороді за блок варіюється залежно від різних блокчейнів. Наприклад, у блокчейні Bitcoin майнер може отримувати 6,25 BTC у вигляді винагороди за блок (станом на березень 2023 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 у 2023 році?
Хоча на майнінгу криптовалюти можна заробляти гроші, 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 знизити ці ризики, майнери часто використовують методи управління ризиками й оцінюють потенційні витрати та вигоди від майнінгу перед початком.
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, вона може переважити прибуток і зробити майнінг невигідним.
Крім того, обладнання для майнінгу може потребувати оновлення відносно часто, оскільки воно досить швидко стає застарілим. Нові моделі будуть перевершувати старі, і якщо майнерам не вистачить коштів на модернізацію своїх машин, їм швидше за все буде складно залишатися конкурентоспроможними.
І останнє, але не менш важливе: зміни відбуваються на рівні протоколу. Наприклад, халвінг Bitcoin може вплинути на прибутковість майнінгу, оскільки винагорода за майнінг блоку скорочується вдвічі. Крім того, 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. Крім того, майнінг може забезпечувати майнерам пасивний дохід. Ви можете дізнатися більше за допомогою цих покрокових інструкцій у статті "Як майнити криптовалюту".
Майнінг має певні переваги й недоліки, найбільш очевидними з яких є потенційний дохід від винагороди за блок. Однак на це впливає низка факторів, у тому числі вартість електроенергії та ринкові ціни. Таким чином, 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 ризики: цей контент надається вам на умовах "як є" тільки для загальної інформації та освітніх цілей, без будь-яких 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. 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 та Попередження про ризик.