Майнинг — не единственная технология создания новых блоков и обеспечения эмиссии. Альтернативами являются форжинг, минтинг, и ICO. Обычно используется только одна технология, но в некоторых криптовалютах используют комбинации из них.
Блокчейн - публичный распределенный реестр, в котором хранятся записи о каждой транзакции Биткойн.
Блокчейн называется так потому, что буквально представляет собой цепочку блоков, которые представляют собой списки транзакций, совершенных в течение определенного периода времени. Когда генерируется блок транзакций, майнеры пропускают его через процесс. Они применяют сложную математическую формулу к информации в блоке, впоследствии превращая ее в гораздо более короткую, на первый взгляд случайную последовательность букв и чисел, называемую «хешем».
Хэш - это уникальная последовательность случайных цифр фиксированной длины, которая может быть создана из данных любого размера.
Хэш состоит не только из информации из блока транзакций, но и из некоторых других данных. Самое главное, что включен хэш предыдущего блока, хранящийся в цепочке блоков.
Хотя относительно легко создать хеш из набора данных, такого как блок транзакций, практически невозможно узнать, какие данные были использованы, просто взглянув на хеш-последовательность. Более того, каждый хэш уникален, и изменение всего одного символа в блоке Биткойн полностью меняет последовательность хеширования.
Из-за этих атрибутов хэш работает как цифровая сургучная печать. Если кто-то вмешивается только в один блок транзакций, его хэш немедленно изменится, как и все последующие хеш-последовательности в цепочке блоков. Таким образом, каждая попытка мошенничества в сети Биткойн будет легко обнаружена каждым, кто ее использует.
Награды
Система Биткойн предусматривает только одну возможность для дополнительной эмиссии — новые биткойны получает в качестве вознаграждения тот, кто сгенерировал очередной блок. Полученное вознаграждение за блоки можно использовать после получения 120 подтверждений (то есть сеть разрешает тратить вознаграждение примерно через 20 часов).
Вероятность получения награды соло-майнером в произвольный десятиминутный период приблизительно равна соотношению его вычислительной мощности к вычислительной мощности всей сети. И если это соотношение очень маленькое, то вероятность получения награды даже за длительный промежуток времени также будет низкой. Желающие получить возможно большее вознаграждение стремились задействовать как можно бо́льшие вычислительные мощности. В первых версиях клиента была кнопка «сгенерировать новые биткойны».
По сути, майнеры служат сообществу Биткойн, подтверждая каждую транзакцию и удостоверяясь, что каждая из них является законной. Все они конкурируют друг с другом, используя программное обеспечение, написанное специально для добычи блоков. Каждый раз, когда новый блок «запечатывается», то есть майнер успешно создал правильную хеш-последовательность, он или она получает вознаграждение.
По состоянию на октябрь 2017 года вознаграждение составляет 12,5 биткойнов за блок, и это значение будет уменьшаться вдвое каждые 210 000 блоков. Общее количество биткойнов ограничено, поэтому чем больше монет будет добыто, тем более ценной становится каждая из них. Таким образом, даже если количество биткойнов на блок неизбежно уменьшится, ценность вознаграждения майнеров, скорее всего, останется прежней или даже вырастет.
Обычно было бы очень легко создать хеш из набора информации, компьютеры действительно хороши в этом. Поэтому, чтобы пользователи не хэшировали тысячи блоков транзакций каждую секунду и добывали все доступные биткойны в течение нескольких минут, сеть биткойнов должна сознательно усложнять этот процесс.
Осложнения
Это делается с помощью необходимого доказательства работы. Это система, которая требует некоторой работы со стороны запрашивающей службы, обычно это означает время обработки на компьютере. Создание доказательства работы - это случайный процесс с низкой вероятностью, поэтому обычно требуется много проб и ошибок для создания действительного доказательства работы. Когда дело доходит до биткойнов, хеш - это то, что служит доказательством работы.
Доказательство работы - экономическая мера, используемая для защиты от мошенничества, требующая некоторой работы от лица, запрашивающего услугу, обычно означающего время обработки на компьютере.
Чтобы еще больше усложнить майнинг, в процессе реализована так называемая сложность биткойнов. Это показатель того, насколько сложно найти новый блок по сравнению с самым простым из возможных.
Биткойн, сложность - мера того, насколько сложно создать правильный хеш.
Этот показатель пересчитывается каждые 2016 блоков. Он спроектирован так, что майнинг одного блока займет примерно 10 минут. По мере того как присоединяется все больше майнеров, скорость генерации блоков неизбежно возрастает. Затем, после пересчета уровня сложности, он повышается, чтобы компенсировать и снизить скорость создания блоков. Любой блок, выпущенный мошенническими майнерами, который не соответствует требуемому уровню сложности, будет отклонен всеми в сети, что приведет к обесценению
Майнинг биткойнов
Особенность задачи майнинга позволяла применить максимальное распараллеливание вычислений. В силу специфики строения для этого хорошо подошли графические процессоры (GPU) с небольшой дополнительной программой (в сотни раз производительнее CU и платы с FPGA (производительность сравнима с видеокартами, но превосходят их по энергоэффективности). После этого используемый в стандартном клиенте майнинг при помощи центрального процессора оказался нецелесообразным из-за слишком малой вероятности получить вознаграждение, и кнопку убрали. Затем начался выпуск специализированных процессоров (ASIC), выполняющих исключительно вычисление хешей для сети Биткойн, более производительных и энергоэффективных, чем GPU и FPGA, и тем более CPU. Примерно с 2012-2013 года майнинг распространённых криптовалют на чём-либо кроме специализированных чипов, в том числе на видеокартах, стал невыгодным — стоимость потребляемой электроэнергии превышает средний результат. Например, к началу 2015 года сложность майнинга наиболее известной криптовалюты Bitcoin выросла в 10 тысяч раз.
Десятки стартапов разрабатывали собственные реализации ASIC-майнеров, при этом новые, более производительные поколения чипов могли выходить каждые полгода (обычно плотность размещения транзисторов в логических схемах удваивается за 2 года).
С переходом майнинга на ASIC стали появляться компании, занимающиеся майнингом в промышленных масштабах, размещающие крупные установки майнинга в местах с дешевым электричеством и, иногда, с не слишком высокой температурой окружающего воздуха, в частности во Внутренней Монголии (Китай). Некоторые из подобных компаний позиционируют себя в качестве «облачных», продавая часть своих ресурсов в аренду
Пулы
Для уменьшения влияния фактора удачи и более равномерного и предсказуемого получения вознаграждения майнеры объединяют свои вычислительные мощности в пулы . Особенностью вычислений, производимых майнерами, является возможность применить максимальное распараллеливание процессов, когда каждый участник пула ищет свой вариант решения без увязки своих действий с действиями других участников, достаточно лишь обеспечить исключение дублирования расчётов одних и тех же параметров разными участниками. Часто выплаты майнеру рассчитываются исходя из отправленных им пулу стандартных вариантов (shares) (блоков с хешем, который подошёл бы, если бы сейчас параметр сложности был равен единице). Для нахождения блока в среднем требуется количество стандартных вариантов, равное текущей сложности.
С точки зрения криптовалютной системы, пул выступает как мощный соло-майнер, который получает вознаграждение на общих основаниях. Но за счёт своей совокупной мощности, вероятность получения награды у пула равна сумме вероятностей получить награду каждого из его участников. Полученное вознаграждение распределяется между членами в соответствии с установленными владельцем пула правилами. Существуют 3 основных вида начисления наград:
1. Proportional — После нахождения пулом блока награда делится пропорционально вкладу каждого участника.
2. PPS — Вознаграждается каждый присланный стандартный вариант из расчёта текущего вознаграждение за блок, деленного на текущую сложность.
3. Score — Оценочная система вознаграждения стандартных вариантов, алгоритм которой определяется организатором пула.
У этих типов начисления есть следующие популярные варианты:
SMPPS — Аналогично PPS, но пул никогда не передаёт пользователям больше, чем реально получил сам. Разница между реальным получением награды пулом и вознаграждением стандартного варианта в PPS, если таковая есть, компенсируется постепенно.
ESMPPS — Аналогично SMPPS, но уравнивает приоритеты вознаграждения постоянным и новым участникам пула.
RSMPPS — Аналогично SMPPS, но первыми в очереди на вознаграждение ставятся новые пользователи.
PPLNS — Аналогично Proportional, но деление награды осуществляется пропорционально вкладу в последние N присланных в пул долей, где N обычно равно удвоенной сложности.
По состоянию на 2016 год большинство крупных пулов майнинга Биткойнов находятся в КНР: в марте 2016 года более половины мощности сети была разделена между тремя крупными китайскими пулами, четвёртое место занимает пул компании BitFury — одного из первых производителей майнинговых чипов и основанной выходцами из постсоветского пространства
Майнинг на видеокартах
Майнинг разных криптовалют может использовать разные процедуры для подтверждения выполнения работы. Для ряда криптовалют, в том числе и для Биткойна, были созданы специализированные процессоры (ASIC), которые из-за лучшей производительности и относительной экономичности вытеснили другие способы майнинга. В других случаях подобный подход оказался не столь эффективным. По состоянию на конец 2017 года майнинг ряда криптовалют, в том числе Ethereum, остаётся более эффективным с использованием процессоров видеокарт. Значительное повышение цен на криптовалюты привело к повышению спроса на майнинговое оборудование, в том числе на видеокарты. Это подтолкнуло Sapphire и Asus выпустить линейку специализированных комплектующих для майнинга
Государственные программы майнинга
В России в 2017 интернет-омбудсмен при Президенте РФ Дмитрий Мариничев рассказал о плане привлечения 100 млн долларов на постройку майнинговой фермы мощностью 20 мегаватт в районе с излишками электроэнергии.
С 2017 КНДР использует майнинг криптовалют для поддержки национальной валюты.
Правительство Армении в 2018 году приняло постановление о создании свободной экономической зоны в Раздане. Организатором СЭЗ является компания ECOS, которая отвечает за развитие технологического кластера. СЭЗ включает образовательно-коммуникационные проекты, исследовательские лаборатории, электронные площадки для привлечения инвестиций в стартапы и дата-центр для майнинга.
Энергетическая неэффективность транзакций
Системы майнинга на основе доказательства выполнения работы являются чрезвычайно ресурсоёмкими.
В 2013 году совокупная вычислительная мощность, затрачиваемая в сети Bitcoin, обогнала в 256 раз топ-500 самых мощных на тот год суперкомпьютеров в мире вместе взятых.
На начало 2015 года общее потребление электричества мировыми майнерами Биткойн оценивалась как минимум в 1,46 ТВт·ч ежегодно (при условии использования всеми наиболее энергоэффективных ASIC), что соответствует средней мощности в 160 МВт.
В 2017 году на полное оформление одной транзакции в системе Bitcoin требовалось затратить в среднем 163 кВт⋅ч энергии. Таким количеством энергии можно в течение пяти с половиной дней полностью обеспечивать нужды семьи, состоящей из трех человек и проживающей в небольшом одноэтажном доме. На майнинг криптовалют в сетях Bitcoin и Ethereum суммарно уходило энергии больше, чем было потребление в Сирии, Кипре, Камбодже или Брунее.
По оценкам нидерландского экономиста Алекса де Вриcа, по состоянию на май 2018 года майнинг биткойна и других криптовалют поглощает 0,5% мирового производства электроэнергии, что эквивалентно энергобюджету небольшой европейской страны.
Отдельными учёными было предсказано, что в случае продолжения роста показателя сложности и наращивания вычислительных мощностей для майнинга через 30 лет использование Биткойн приведёт к глобальному потеплению на 2 градуса по шкале Цельсия.
Появились разработки, обеспечивающие обогрев домов за счёт тепла, выделяемого при майнинге криптовалют
Вывод:
Этот процесс требует усилий, и благодаря ему постепенно становится доступной новая валюта. Скорость появления новых монет напоминает скорость добычи таких товаров, как золото, из земли. Поэтому процесс называется «майнинг».
Помните криптовалюта это валюта будущего!
Комментариев нет:
Отправить комментарий