Майнинг

Майнинг (mining) — технически, это процесс подбора числа Nonce с которым информация блока, при ее хешировании дает хеш-значение начинающееся с определенного количества нулей.

Английское слово mining — добыча шахтерами полезных ископаемых. В случае с крипто-майнерами, необходимо найти подходящее число Nonce путем последовательного перебора целых чисел от 1 и далее.

Поиск нового числа Nonce, применение к данным в секциях блока хеш-функции SHA-256 и получение хеш-значения текущего блока представляет собой упрощенный цикл майнинга. Этот цикл требует определенного времени, которое зависит от вычислительной мощности устройства и алгоритма хеширования.

Например, если вычислительное устройство выдает одно хеш-значение за одну секунду, говорят о скорости 1 H/s (хеш в секунду). Современные компьютеры за одну секунду способны выполнить миллионы вычислительных операций хеширования по алгоритму SHA-256 (другие алгоритмы хеширования на том же устройстве имеют другое значение скорости), в этом случае говорят о вычислительной мощности измеряемой мегахеш в секунду MH/s. На сегодняшний день в качестве вычислительных устройств для майнинга биткойна используют не компьютеры, а специализированные микросхемы — ASIC-чипы. На базе таких асик-чипов разрабатывают асик-майнеры. Например асик-майнер от  hotmine.io Х6 имеет мощность 7 TH/s (терахеш в секунду), т.е. за одну секунду данное вычислительное устройство выполняет 7*1012 вычислений хеш-значений текущего блока, с целью найти нужный хеш с определенным количеством нулей вначале строки. При этом, электрическая мощность асик-майнера Х6 составляет 1,05 кВт/ч.

Как только найдено хеш-значение текущего блока с нужным количеством нулей, это хеш-значение добавляется в соответствующий сектор блока и блок отправляется в систему Биткойн нодам, которые проверяют блок на соответствие требованиям системы и добавляют в свою копию блокчейна. Если блок принят, система сигнализирует майнерам, что необходимо начинать работу над формированием нового блока с транзакциями. Майнеры переключаются на формирование и поиск хеш-значения для нового блока.

Система Биткойн контролирует время за которое майнеры находят хеш-значение текущего блока. Майнеры, выполняя вычислительные операции, находят блок в среднем за 10 минут. Система Биткойн, каждые 2016 блоков пересчитывает сложность нахождения блока таким образом, чтоб при текущей вычислительной мощности сети Биткойн (вычислительной мощности всех майнеров), блок находился за 10 минут. Изменение сложности происходит путем изменения системой требования к количеству нулей в начале хеш-значения блока.

Например. Хеш-значение блока #0, которое нашел Сатоши Накамото на своем домашнем компьютере, выглядит так:

000000000019d6689c085ae165831e934ff763ae46a2a6c172b3f1b60a8ce26f

Хеш-значение блока #479968 (найденного 10.08.2017 21:54:45) имеет следующий вид:

0000000000000000009e075d95339c061d16df9eef228afe30708d8790e2f880

Обратите внимание, что количество нулей в начале строки хеш-значения в первом случае меньше, чем во втором. Для того, чтоб найти хеш-значение с 10 первыми нулями необходимо произвести намного меньше вычислений, чем при поиске хеш-значения с 18 первыми нулями. Вычислительная мощность сети Биткойн (хешрейт, hashrate) со сложностью сети Биткойн связана следующей формулой:

Hs = D * 248 / 65535 / 600

Где,
Hs — вычислительная мощность сети Биткойн, H/s;
D — сложность сети Биткойн, Difficulty. Минимально возможное значение 1, максимально возможное значение сложности 2224;
600 секунд = 10 минут — среднее время нахождения блока.

09.08.2017 сложность сети Биткойн составляет 888074709978; мощность сети Биткойн равна 6333395000000000000 H/s.

Зачем майнить? Майнинг требует дорогостоящего, мощного вычислительного оборудования, инженеры работают над разработкой более эффективных асик-чипов и конфигурации оборудовния, работающее оборудование требует обслуживания и потребляет электроэнергию, которую необходимо оплачивать, на вычислительную работу тратится время. Более подробно о выгодности майнинга и расчетах доходности будет рассказано в статье МАЙНИНГ — ПРИБЫЛЬНОСТЬ. Присоединиться к майнингу может каждый, достаточно купить оборудование, иметь доступ в интернет, источник электроэнергии и помещение для размещения оборудования.

За успешно принятый системой Биткойн блок (найденный блок) майнер получает награду, которая передается на биткойн-адрес майнера первой транзакцией в блоке. Награда, которая начисляется майнерам за найденные блоки является источником монет биткойн в системе. Количество монет, в награду, за найденный блок регулируется правилами системи Биткойн. За первый найденный блок Сатоши Накамото получил награду в 50 биткойнов. Каждые 210000 блоков (примерно каждые 4 года), сумма награды уменьшается в два раза.

Halving (Халвинг) — событие уменьшения награды за новый найденный блок в два раза, от той, которая была начислена за предыдущий блок. Например, сначала запуска системы Биткойн, награда за блок составляла 50 биткойнов, после первого халвинга — 25 биткойнов, после второго халвинга — 12,5 биткойнов. Следующий халвинг произойдет примерно в 2020 году, и награда майнерам за найденный блок будет составлять 6,25 биткойнов.

Количество биткойнов в системе не может быть более 21 000 000 btc. Эмиссия монет осуществляется через награду майнерам за успешно выполненную работу по нахождению блока. Майнеры находят блок каждые 10 минут. Через 210000 блоков происходит халвинг. Таким образом, эмиссия монет в системе строго распределена по времени и ее можно отобразить графически.

Многие задают вопрос “Что же произойдет, когда будет сгенерирован 21 000 000 биткойнов?” На самом деле, 21 000 000 монет никогда не будет сгенерирован. Со временем награда за найденный блок стремиться к бесконечно малой величине, поэтому сумма всех наград за все блоки будет бесконечно стремиться к 21 000 000. Это означает, что в будущем, награда за блок утратит для майнеров актуальность как источник дохода. Но поиск блоков майнеры не прекратят.

Кроме награды за блок, майнеры получают комиссионные с транзакций добавленных в найденный блок. Именно комиссионные с транзакций и станут стимулом для майнинга в будущем.

Майнинг обновлено: Сентябрь 9, 2018 автором: SchBit