Майнінг (pow mining) – технічно, це процес підбору числа Nonce з яким інформація блоку, при її хешуванні дає хеш-значення, яке починається з певної кількості нульових бітів.
Англійське слово mining – видобуток шахтарями корисних копалин. У випадку з крипто-майнінгом, необхідно знайти підходяще число Nonce шляхом послідовного перебору цілих чисел від 1 і далі.
Пошук нового числа Nonce, застосування до даних в секціях блоку хеш-функції SHA-256 та отримання хеш-значення поточного блоку, являє собою спрощений цикл процесу майнінга. Цей цикл вимагає певного часу, який залежить від обчислювальної потужності пристрою і алгоритму хешування.
Наприклад, якщо обчислювальний пристрій видає одне хеш-значення за одну секунду, говорять про швидкість 1 H/s (хеш на секунду). Сучасні комп’ютери за одну секунду здатні виконати мільйони обчислювальних операцій хешування за алгоритмом SHA-256 (інші алгоритми хешування на тому ж пристрої мають інше значення швидкості хешування), в цьому випадку говорять про обчислювальну потужність яка вимірюється мегахеш в секунду MH/s. На сьогоднішній день в якості обчислювальних пристроїв для майнінгу біткоїнів використовують не комп’ютери, а спеціалізовані мікросхеми – ASIC-чіпи. На базі таких асік-чіпів розробляють асік-майнери. Наприклад асік-майнер від hotmine.io Х6 має потужність 7 TH/s (терахеш на секунду), тобто за одну секунду обчислювальний пристрій виконує 7*1012 обчислень хеш-значень поточного блоку, з метою знайти потрібний хеш з певною кількістю нулів на початку рядка. При цьому, електрична потужність асік-майнера Х6 становить 1,05 кВт/ч.
Як тільки знайдено хеш-значення поточного блоку з потрібною кількістю нулів, це хеш-значення додається до відповідного сектору блоку з транзакціями і блок відправляється в систему Біткоїн вузлам (нодам), які перевіряють блок на відповідність вимогам системи і додають в свою копію блокчейна. Якщо блок прийнятий, система сигналізує майнерам, що необхідно починати роботу над формуванням нового блоку з транзакціями. Майнери переключаються на формування і пошук хеш-значення для нового блоку.
Система Біткоїн контролює час за який майнери знаходять хеш-значення поточного блоку. Майнери, виконуючи обчислювальні операції, знаходять блок в середньому за 10 хвилин. Система Біткоїн, кожні 2016 блоків перераховує складність знаходження блоку таким чином, щоб при поточній обчислювальної потужності мережі Біткоїн (загальна обчислювальна потужність всіх майнерів в системі), блок було знайдено за 10 хвилин. Зміна складності відбувається шляхом зміни системою вимоги до кількості нулів на початку хеш-значення блоку.
Наприклад. Хеш-значення блоку #0, яке було знайдено на домашньому комп’ютері Сатоші Накамото, виглядає так:
000000000019d6689c085ae165831e934ff763ae46a2a6c172b3f1b60a8ce26f
Хеш-значення блоку #479968 (знайденого 10.08.2017 21:54:45) має наступний вигляд:
0000000000000000009e075d95339c061d16df9eef228afe30708d8790e2f880
Зверніть увагу, що кількість нулів на початку рядка хеш-значення в першому випадку менша, ніж у другому. Для того, щоб знайти хеш-значення з 10 першими нулями необхідно набагато менше обчислень, ніж при пошуку хеш-значення з 18 першими нулями. Обчислювальна потужність мережі Біткоїн (хешрейт, hashrate) зі складністю мережі Біткоїн пов’язана наступною формулою:
Hs = D * 248 / 65535 / 600
де,
Hs – обчислювальна потужність мережі Біткоїн, H/s;
D – складність мережі Біткоїн, Difficulty. Мінімально можливе значення 1, максимально можливе значення складності 2224;
600 секунд = 10 хвилин – середній час знаходження блоку.
09.08.2017 складність мережі Біткоїн становила 888 074 709 978; обчислюваньна потужність мережі Біткоїн дорівнює 6333395000000000000 H/s.
Навіщо майнити? Майнінг вимагає дорогого, потужного обчислювального обладнання, інженери працюють над розробкою більш ефективних асік-чіпів і конфігурації обладнання, працююче обладнання вимагає обслуговування і споживає електроенергію, яку необхідно оплачувати, на обчислювальну роботу витрачається час. Більш докладно про вигідність майнінгу та розрахунки прибутковості буде розказано в статті МАЙНІНГ – ПРИБУТКОВІСТЬ. Приєднатися до майнінгу може кожен, досить купити обладнання, мати доступ в інтернет, джерело електроенергії і приміщення для розміщення обладнання.
За успішно прийнятий системою Біткоїн блок (знайдений блок) майнер отримує винагороду, яка передається на біткойн-адресу майнера у першій транзакції в цьому блоці. Винагорода, яка нараховується майнеру за знайдені блоки є джерелом монет біткоїн в системі. Кількість монет, за знайдений блок регулюється правилами системи Біткоїн (вузлами). За перший знайдений блок Сатоші Накамото отримав винагороду у 50 біткоїнів. Кожні 210000 блоків (приблизно кожні 4 роки), сума нагороди зменшується в два рази.
Halving (Халвінг) – подія зменшення нагороди за новий знайдений блок в два рази, від тієї, яка була нарахована за попередній блок. Наприклад, спочатку запуску системи Біткоїн, винагорода за блок становила 50 біткоїнів, після першого халвінгу – 25 біткоїнів, після другого халвінгу – 12,5 біткоїнів. Наступний халвінг відбудеться приблизно в 2020 році, і винагорода за знайдений блок становитиме 6.25 біткоїнів.
Кількість біткоїнів в системі не може бути більше 21 000 000 btc. Емісія монет здійснюється через винагороду майнерам за успішно виконану роботу по знаходженню блоку. Майнер знаходять блок кожні 10 хвилин. Через 210000 блоків відбувається халвінг. Таким чином, емісія монет в системі чітко розподілена за часом її можна передбачити і відобразити графічно.
Багато хто задає питання “Що ж станеться, коли буде згенеровано 21 000 000 біткоїнів?” Насправді, 21 000 000 монет ніколи не буде згенеровано. Сума винагороди за знайдений блок буде нескінченно прагнути до 21 000 000 але ніколи не досягне її (як період напіврозпаду в ядерній фізиці). Це означає, що в майбутньому, нагорода за блок втратить для майнерів актуальність як джерело прибутку. Але пошук блоків майнери не припинять бо окрім винагороди за блок існує ще одне джерело прибутку майнерів – комісії з транзакцій доданих до блоку. Саме комісійні з транзакцій, позбавлені інфляції і стануть стимулом для майнінгу в майбутньому.