Основные выводы
Майнинг криптовалюты является важной частью процесса упорядочивания и проверки транзакций в блокчейне. Майнинг также отвечает за создание новых единиц криптовалюты.
Хотя работа, выполняемая майнерами, требует интенсивных вычислительных ресурсов, именно она помогает поддерживать безопасность сети блокчейнов.
Майнеры собирают ожидающие транзакции и организуют их в блоки, которые затем транслируются в сеть. Если блок одобрен узлами проверки, майнер получает вознаграждение за блок.
Прибыльность крипто-майнинга зависит от таких факторов, как эффективность оборудования, стоимость электроэнергии, волатильность рынка и возможные изменения в протоколах блокчейна.
Что такое крипто-майнинг?
Представьте себе глобальный цифровой реестр, в котором записываются все транзакции криптовалюты. Майнинг обеспечивает точность и безопасность этого реестра. Майнеры используют специализированные компьютеры для решения головоломок (по сути, угадывания чисел), чтобы организовать и подтвердить ожидающие транзакции. Первый, кто решит задачу, получает вознаграждение в криптовалюте.
Крипто-майнинг — это процесс, который обеспечивает безопасность криптовалют, таких как биткойн (BTC). Это процесс, с помощью которого транзакции пользователей проверяются и добавляются в публичный реестр блокчейна. Майнинг является одним из ключевых элементов, позволяющих сети Bitcoin быть децентрализованной, что означает, что она может работать без центрального органа.
Майнинговые операции также отвечают за добавление новых монет в существующее предложение. Хотя это может звучать как печатание денег, крипто-майнинг следует набору жестко закодированных правил, которые регулируют процесс и предотвращают произвольное создание новых монет. Эти правила встроены в основные протоколы и обеспечиваются распределенной сетью узлов.
Для создания новых единиц криптовалюты майнеры используют свою вычислительную мощность для решения сложных криптографических головоломок. Первый майнер, который решает головоломку, получает право добавить новый блок транзакций в блокчейн и транслировать его в сеть.
Как работает крипто-майнинг?
Краткий ответ
1. Транзакции группируются в блоки. Когда кто-то отправляет или получает криптовалюту, ожидающие транзакции группируются в "блок", ожидающий подтверждения.
2. Майнеры решают головоломку. Майнеры используют компьютеры, чтобы угадать специальное число, называемое nonce, которое, когда комбинируется с данными блока, производит результат ниже определенного целевого числа. Это похоже на цифровой лотерейный билет, который включает головоломку.
3. Добавление в блокчейн
Первый майнер, который решает головоломку, может добавить свой блок в блокчейн. Другие майнеры проверяют этот блок, чтобы убедиться, что он действителен.
4. Заработок вознаграждений
Победивший майнер получает вознаграждение, которое включает вновь созданную криптовалюту и транзакционные сборы из блока, который они майнили.
Длинный ответ
По мере того как новые транзакции блокчейна совершаются, они отправляются в пул, называемый пулом памяти (или мемпулом). Узлы проверки отвечают за проверку действительности транзакций. Задача майнера заключается в том, чтобы собрать эти ожидающие транзакции и организовать их в блоки. Обратите внимание, что некоторые майнеры также запускают узлы проверки, но майнинговые узлы и узлы проверки технически различаются.
Вы можете рассматривать блок как страницу реестра блокчейна, в которой записаны несколько транзакций (вместе с другими данными). Более конкретно, майнинговый узел отвечает за сбор неподтвержденных транзакций из пула памяти и их сборку в кандидатный блок.
Затем майнер пытается преобразовать этот кандидатный блок в подтвержденный блок. Для этого они должны решить сложную математическую задачу, которая требует много вычислительных ресурсов. Однако за каждый успешно добытый блок майнер получает вознаграждение за блок в виде вновь созданных криптовалют и сборов за транзакции. Давайте рассмотрим это подробнее.
Шаг 1: Хеширование транзакций
Первый шаг в майнинге блока заключается в том, чтобы взять ожидающие транзакции из пула памяти и отправить их одну за другой через хеш-функцию. Каждый раз, когда кусок данных проходит через хеш-функцию, генерируется выход фиксированного размера, называемый хешем.
В контексте майнинга хеш каждой транзакции состоит из строки чисел и букв, которая служит идентификатором. Хеш транзакции представляет всю информацию, содержащуюся в этой транзакции.
В дополнение к хешированию и перечислению каждой транзакции по отдельности, майнер также добавляет пользовательскую транзакцию, в которой они отправляют себе вознаграждение за блок. Эта транзакция называется транзакцией coinbase и создает совершенно новые монеты. В большинстве случаев эта транзакция является первой, которая фиксируется в новом блоке, за которой следует группа ожидающих подтверждения транзакций.
Шаг 2: Создание дерева Меркла
После того как каждая транзакция была хеширована, хеши организуются в то, что называется деревом Меркла (также известным как хеш-дерево). Дерево Меркла создается путем организации хешей транзакций в пары, а затем их хеширования.
Новые хеш-выходы затем организуются в пары и хешируются снова, и процесс повторяется, пока не будет создан единственный хеш. Этот последний хеш известен как корневой хеш (или корень Меркла) и в основном является хешем, который представляет все предыдущие хеши, использованные для его генерации.
Шаг 3: Поиск действительного заголовка блока (блок-хеш)
Заголовок блока служит идентификатором для каждого отдельного блока, что означает, что каждый блок имеет уникальный хеш. При создании нового блока майнеры комбинируют хеш предыдущего блока с корневым хешем их кандидатного блока для генерации нового блок-хеша. Им также необходимо добавить произвольное число, известное как nonce.
Итак, при попытке подтвердить свой кандидатный блок майнеру необходимо объединить корневой хеш, хеш предыдущего блока и nonce и пропустить их через хеш-функцию. Их цель — повторять это до тех пор, пока они не смогут создать действительный хеш.
Корневой хеш и хеш предыдущего блока не могут быть изменены, поэтому майнеры должны несколько раз изменить значение nonce, пока не будет найден действительный хеш. Чтобы считаться действительным, выход (блок-хеш) должен быть меньше определенного целевого значения, установленного протоколом. В майнинге Bitcoin блок-хеш должен начинаться с определенного количества нулей — это целевое значение известно как сложность майнинга.
Шаг 4: Трансляция добытого блока
Как мы видели, майнеры должны многократно хешировать заголовок блока, используя различные значения nonce. Они делают это, пока не найдут действительный блок-хеш. Когда майнер находит действительный блок-хеш, он транслирует этот блок в сеть. Затем все другие узлы проверки проверяют, действителен ли блок, и, если да, добавляют новый блок в свою копию блокчейна.
На этом этапе кандидатный блок становится подтвержденным блоком, и все майнеры переходят к добыче следующего блока. Майнеры, которые не смогли вовремя найти действительный хеш, отбрасывают свой кандидатный блок, так как начинается новая гонка за майнингом.
Что, если два блока будут добыты одновременно?
Иногда два майнера транслируют действительный блок одновременно, и сеть оказывается с двумя конкурирующими блоками. Майнеры затем начинают добывать следующий блок на основе блока, который они получили первым, что временно приводит к разделению сети на две разные версии блокчейна.
Соревнование между этими блоками продолжается до тех пор, пока не будет добыт следующий блок на одном из конкурирующих блоков. Когда новый блок добыт, блок, который пришел перед ним, считается победителем. Блок, который затем оставляется, называется сиротским блоком или устаревшим блоком, что заставляет всех майнеров, выбравших этот блок, вернуться к добыче цепи выигравшего блока.
Что такое сложность майнинга?
Сложность майнинга регулярно корректируется протоколом, чтобы обеспечить постоянный уровень создания новых блоков, что приводит к стабильной и предсказуемой эмиссии новых монет. Сложность корректируется пропорционально количеству вычислительной мощности (хешрейта), выделенной для сети.
Каждый раз, когда новые майнеры присоединяются к сети и конкуренция растет, сложность хеширования увеличивается, что предотвращает снижение среднего времени блока. Напротив, если многие майнеры покинут сеть, сложность хеширования уменьшается, что упрощает добычу нового блока. Эти корректировки сохраняют среднее время блока постоянным, независимо от общего хешрейта сети.
Типы майнинга криптовалют
Существует несколько способов майнинга криптовалют. Оборудование и процессы меняются по мере появления нового оборудования и алгоритмов согласования. Обычно майнеры используют специализированные вычислительные устройства для решения сложных криптографических уравнений. Давайте рассмотрим некоторые из самых распространенных методов майнинга.
Майнинг на ЦП
Майнинг на центральных процессорах (ЦП) включает использование ЦП компьютера для выполнения хеш-функций, необходимых для модели доказательства работы (PoW). В ранние дни Bitcoin затраты на майнинг и барьеры для входа были низкими, и его сложность могла обрабатываться обычным ЦП. В то время любой мог попробовать майнить криптовалюту.
Однако, когда больше людей начали майнить BTC и хешрейт сети увеличился, прибыльный майнинг стал все более сложным. Появление специализированного майнингового оборудования с большей вычислительной мощностью в конечном итоге сделало майнинг на ЦП практически невозможным. Сегодня майнинг на ЦП, вероятно, больше не является жизнеспособным вариантом, поскольку большинство майнеров используют специализированное оборудование.
Майнинг на ГП
Графические процессоры (ГП) предназначены для обработки широкого спектра приложений одновременно. Хотя их обычно используют для видеоигр или графической обработки, они также могут быть использованы для майнинга.
ГП относительно недороги и более универсальны, чем высокоспециализированное майнинговое оборудование. ГП можно использовать для майнинга некоторых альткоинов, но их эффективность зависит от сложности майнинга и алгоритма.
Майнинг на ASIC
Специальные интегральные схемы (ASIC) предназначены для выполнения одной конкретной задачи. В контексте криптовалют этот термин относится к специализированному оборудованию, разработанному исключительно для майнинга. Майнинг на ASIC известен своей высокой эффективностью, но он относительно дорог.
Поскольку майнеры ASIC находятся на переднем крае технологий майнинга, стоимость единицы оборудования значительно выше, чем у ЦП или ГП. Кроме того, постоянное совершенствование технологий ASIC может быстро сделать старые модели ASIC неприбыльными. Это делает майнинг на ASIC одним из самых дорогостоящих способов майнинга, но он наиболее эффективный и может быть прибыльным при масштабной добыче.
Майнинг-пулы
Поскольку вознаграждение за блок дается только первому успешному майнеру, вероятность добычи блока крайне мала. У майнеров с небольшой долей мощности майнинга очень маленькие шансы обнаружить следующий блок самостоятельно. Майнинг-пулы предлагают решение этой проблемы.
Майнинг-пулы представляют собой группы майнеров, которые объединяют свои ресурсы (хеш-мощность), чтобы увеличить свои шансы на получение вознаграждений за блок. Когда пул успешно находит блок, майнеры в пуле делят вознаграждение в зависимости от объема работы, который каждый из них внес.
Майнинг-пулы могут принести пользу отдельным майнерам в терминах затрат на оборудование и электроэнергию, но их доминирование в майнинге вызвало опасения по поводу централизации и потенциальных атак на 51%.
Облачный майнинг
Вместо покупки оборудования облачные майнеры арендуют вычислительную мощность у поставщика облачного майнинга. Это более простой способ начать майнить, но он сопряжен с рисками, такими как мошенничество или низкая прибыльность. Если вы решите попробовать облачный майнинг, убедитесь, что выбрали надежного поставщика, такого как Binance.
Что такое майнинг Bitcoin и как он работает?
Bitcoin является самым популярным и хорошо зарекомендовавшим себя примером добываемой криптовалюты; майнинг Bitcoin основывается на алгоритме согласования PoW.
PoW — это оригинальный механизм согласования блокчейна, созданный Сатоши Накамото и представленный в белой книге Bitcoin в 2008 году. В двух словах, PoW определяет, как сеть блокчейнов достигает согласия среди всех распределенных участников без посредников. Это достигается за счет значительных инвестиций в электроэнергию и вычислительную мощность, чтобы не поощрять недобросовестных участников.
Как мы видели, ожидающие транзакции в сети PoW упорядочиваются и добавляются в блоки майнерами, которые соревнуются в решении головоломок с использованием специализированного майнингового оборудования. Первый майнер, который находит действительное решение, может транслировать свой блок в блокчейн, и, если узлы проверки принимают его блок, майнер получает вознаграждение за блок.
Количество криптовалюты в вознаграждении за блок варьируется от одного блокчейна к другому. Например, в блокчейне Bitcoin майнеры могут получить 3,125 BTC в качестве вознаграждения за блок на декабрь 2024 года. Из-за механизма уменьшения Bitcoin количество BTC в вознаграждении за блок уменьшается вдвое каждые 210,000 блоков (примерно каждые четыре года).
Является ли крипто-майнинг прибыльным?
Хотя можно заработать на майнинге криптовалюты, это требует тщательного рассмотрения, управления рисками и исследований. Это также связано с инвестициями и рисками, такими как стоимость оборудования, волатильность цен на криптовалюту и изменения в протоколах криптовалюты. Чтобы смягчить эти риски, майнеры часто занимаются практиками управления рисками, оценивая потенциальные затраты и выгоды.
Прибыльность крипто-майнинга зависит от нескольких факторов. Один из них — изменения в ценах на криптовалюту. Когда цены на криптовалюту растут, фиатная стоимость вознаграждений за майнинг также увеличивается. Напротив, прибыльность может снизиться вместе с падением цен.
Эффективность майнингового оборудования также является ключевым фактором при определении прибыльности майнинга. Майнинговое оборудование может быть дорогим, поэтому майнеры должны уравновешивать стоимость оборудования с потенциальными вознаграждениями, которые оно может сгенерировать. Другой фактор, который следует учитывать, — это стоимость электроэнергии; если она слишком высока, это может перевесить заработок и сделать майнинг неприбыльным.
Кроме того, майнинговое оборудование может потребовать относительно частого обновления, поскольку оно быстро устаревает. Новые модели будут превосходить старые, и если у майнеров нет бюджета на обновление своих машин, они, вероятно, будут испытывать трудности с поддержанием конкурентоспособности.
Наконец, значительные изменения могут произойти на уровне протокола. Например, уменьшение Bitcoin может повлиять на прибыльность майнинга, так как оно сокращает вознаграждение за добычу блока вдвое. В других случаях процесс майнинга может быть заменен другими методами валидации. Например, Ethereum полностью перешел с PoW на механизм консенсуса Proof of Stake (PoS) в сентябре 2022 года, что сделало майнинг ненужным.
Заключительные мысли
Майнинг криптовалюты является критически важной частью Bitcoin и других PoW блокчейнов, так как он помогает поддерживать безопасность сети и стабильную эмиссию новых монет.
Майнинг имеет определенные преимущества и недостатки. Самым очевидным преимуществом является потенциальный доход от вознаграждений за блоки. Однако это зависит от множества факторов, включая стоимость электроэнергии и рыночные цены. Прежде чем погружаться в крипто-майнинг, вам следует провести собственное исследование (DYOR) и оценить все потенциальные риски.
Дополнительные материалы
Что такое блокчейн и как он работает?
Как майнить криптовалюту?
Что такое стейкинг криптовалюты и как он работает?
Отказ от ответственности: Этот контент представлен вам на основе «как есть» для общего информирования и образовательных целей, без каких-либо представлений или гарантий любого рода. Его не следует воспринимать как финансовый, юридический или иной профессиональный совет, и он не предназначен для рекомендации покупки какого-либо конкретного продукта или услуги. Вы должны обратиться за советом к соответствующим профессиональным консультантам. Если статья была представлена третьей стороной, обратите внимание, что высказанные мнения принадлежат третьей стороне и не обязательно отражают мнение Binance Academy. Пожалуйста, прочтите наш полный отказ от ответственности здесь для получения дополнительных деталей. Цены на цифровые активы могут быть волатильными. Стоимость ваших инвестиций может уменьшаться или увеличиваться, и вы можете не вернуть вложенную сумму. Вы несете полную ответственность за свои инвестиционные решения, и Binance Academy не несет ответственности за любые убытки, которые вы можете понести. Этот материал не следует воспринимать как финансовый, юридический или иной профессиональный совет. Для получения дополнительной информации смотрите наши Условия использования и Предупреждение о рисках.
