блокчейн майнинг что это
Майнеры добыли 90% всего предложения биткоина. Что будет дальше
13 декабря в сети биткоина был добыт блок #714 000. Это означает, что майнеры добыли 18,9 млн BTC. С учетом того, что эмиссия первой криптовалюты ограничена 21 млн, майнерам осталось добыть 2,1 млн BTC (10%). Когда будут добыты оставшиеся биткоины и что сейчас происходит на рынке майнинга?
Майнинг не исчезнет
Последний биткоин будет добыт примерно 8 октября 2140 года, утверждает генеральный директор EMCD Михаэль Джерлис. По его словам, время, за которое будут добыты оставшиеся 10% биткоинов, легко просчитать, поскольку в логику алгоритма Proof-of-Work (PoW) заложено увеличение сложности каждые две недели и халвинг, который происходит один раз примерно в четыре года.
Сложность сети определяет необходимый объем вычислительных мощностей для нахождения нового блока в блокчейне биткоина. Этот параметр меняется каждые 2016 блоков или приблизительно раз в две недели. Это необходимо, чтобы поддерживать время нахождения блока около 10 минут.
Халвинг — это двукратное сокращение награды за добытый блок, которое происходит раз в четыре года. Изначально майнеры получали 50 биткоинов, в 2012 году это количество снизилось до 25 монет, в 2016 году — до 12,5. 11 мая 2020 года оно сократилось до 6,25 биткоинов. Халвинг происходит через каждые 210 тыс. добытых блоков. Следующий халвинг предположительно состоится в 2024 году.
«Скорость генерации блоков будет снижаться, а сложность майнинга — наоборот, повышаться. Это значит, что в будущем один биткоин придется добывать несколько лет», — отметил эксперт.
Аналогичный прогноз дал сооснователь BitCluster Сергей Арестов. По его мнению, добыча биткоинов завершится в 2140 году.
Даже после добычи последних биткоинов майнинг продолжит существовать как индустрия, поскольку майнеры необходимы для обслуживания сети криптовалюты, утверждает Джерлис. Он рассказал, что уже сейчас наблюдается тенденция на рост комиссий в сети биткоина, которые составляют от 0,25 до 3 BTC за блок.
Восстановление хешрейта
В начале декабря в сети биткоина произошло еще одно важное событие — восстановление хешрейта до рекордного уровня, который наблюдался до запрета майнинга в Китае, напомнил Арестов.
Первые запреты на майнинг китайские провинции начали вводить в конце мая. В июле Государственная энергетическая корпорация Китая официально предъявила требование ко всем своим клиентам не использовать электричество для майнинга любых криптовалют во всех регионах страны. Миграция майнеров из Китая спровоцировала крупнейшее падение хешрейта в истории существования биткоина.
По словам Арестова, несмотря на восстановление хешрейта, релокация майнеров из Китая завершена далеко не полностью, а производители продолжают отгружать новое оборудование для добычи криптовалют. Это говорит о том, что в будущем сложность майнинга будет расти, пояснил сооснователь BitCluster.
Россия сейчас третья в мире по объему добываемых биткоинов, отметил генеральный директор EMCD. Он объяснил это тем, что РФ обладает огромным потенциалом для индустрии майнинга, поскольку в стране нет рисков энергетических кризисов, а климатические условия более благоприятны.
«Федеральные чиновники обсуждают возможность приравнять майнинг к предпринимательской деятельности. Надеемся, налоги при этом будут адекватными затратам и повысят инвестиционную привлекательность страны для крупных иностранных майнинговых компаний», — добавил Джерлис.
Приравнять майнинг к предпринимательской деятельности в России в октябре предложил Губернатор Иркутской области Игорь Кобзев. Также он заявил о готовности предоставить майнерам в регионе площадки для промышленной добычи криптовалют. После этого председатель Госдумы Вячеслав Володин поручил создать рабочую группу, которая займется обсуждением вопроса легализации майнинга криптовалют в России.
При этом в Минэнерго исключили применение льготного тарифа для майнеров, поскольку используемая для добычи криптовалют электроэнергия не относится к бытовым нуждам.
Больше новостей о криптовалютах вы найдете в нашем телеграм-канале РБК-Крипто.
Блокчейн за семь шагов: как работает майнинг и как обрабатываются транзакции
Когда-нибудь задумывались, как работает майнинг в блокчейне, или как транзакции подтверждаются и добавляются в блокчейн? И я тоже. Но из-за того, что мне так и не попалось чёткое и доступное пошаговое объяснение этого процесса, я решил написать его сам. Итак, представляю вам результат моего исследования на тему, как обрабатываются транзакции в блокчейне. И всего за семь шагов.
Шаг 1: Пользователь, намереваясь переслать кому-то другому некую сумму в криптовалюте или токен, подтверждает транзакцию в своём приложении-кошельке.
Шаг 2: Транзакция затем транслируется приложением кошелька в сеть соответствующего блокчейна. Там она попадает в «пул неподтверждённых транзакций», где и будет находится до тех пор, пока её не подберёт какой-нибудь майнер (тот, кто занимается майнингом). Такой пул представляет собой скопление неподтверждённых транзакций, ожидающих обработки. Чаще всего неподтверждённые транзакции собираются не в одном гигантском пуле, а в небольших разделённых локальных пулах.
Шаг 3: Майнеры, находящиеся в сети (иногда называемые узлами или нодами, но это не совсем то же самое, что и майнеры!), выбирают транзакции из пулов и собирают из них новый «блок». Блок, по сути, это набор транзакций (на этот момент времени всё ещё неподтверждённых транзакций), плюс дополнительные метаданные. Каждый майнер собирает свой собственный блок транзакций. Одни и те же транзакции могут быть добавлены разными майнерами в свои блоки.
Пример: Рассмотрим двух майнеров, майнера А и майнера Б. Оба этих майнера могут решить включить некую транзакцию Х в свои блоки. В каждом блокчейне установлены свои ограничения максимального размера блока. В Биткойн-блокчейне максимальный размер блока составляет 1 мегабайт (Мб) данных. Прежде чем добавить транзакцию в блок, майнеру необходимо проверить отвечает ли транзакция требованиям к исполнению, в соответствии с историей транзакций в блокчейне. Если на балансе кошелька отправителя находится достаточно средств согласно существующей истории транзакций блокчейна, транзакция считается действительной и может быть добавлена в блок. Если владелец биткойнов захочет ускорить процесс обработки своей транзакции, он может предложить более высокую награду за майнинг. В этом случае, как правило, майнеры присвоят более высокий приоритет этой транзакции по сравнению с другими, в связи с возможностью получить большее вознаграждение за процесс майнинга.
Шаг 4: Выбирая транзакции и добавляя их в свой блок, майнеры тем самым создают блок транзакций. Для того, чтобы блок в последующем мог быть добавлен в блокчейн (что означает, что все узлы в блокчейне зарегистрируют транзакции, находящиеся в этом блоке), в первую очередь блоку необходима подпись, также называемая «доказательством выполнения работы» (англ. Proof-of-work или PoW). Эта подпись создаётся путём решения очень сложной математической задачи, которая является уникальной для каждого блока транзакций. Разным блокам соответствуют разные математические задачи, так что каждый майнер будет работать над решением своей задачи, уникальной для сформированного им блока. Все задачи одинаково трудны для решения. При решении такой математической проблемы затрачиваются большие вычислительные мощности (а, соответственно, и большое количество электроэнергии). Вы можете сравнить это с выполнением вычислений на калькуляторе, только в данном случае всё гораздо сложнее и делается на персональном компьютере. Этот процесс называется майнингом. Если вы хотите узнать более подробно о том, что за математические задачи приходится решать в процессе (на самом деле, это не так сложно), тогда, пожалуйста, продолжайте читать дальше. В противном случае, если нужен материал «полегче», сразу переходите к «шагу 5».
Майнинг, также известный как хэширование (алгоритм консенсуса «доказательство выполнения работы»/Proof of Work)
Математическая задача, которую приходится решать каждому майнеру при попытке добавления блока в блокчейн, заключается в нахождении хэш-суммы (также называемой цифровой подписью) для данных в этом блоке. Причём подпись должна начинаться с определённого количества идущих подряд нулей. Выглядит весьма трудной задачей, не так ли? На самом деле всё не так сложно. Позвольте мне попытаться объяснить это в упрощённом виде.
Прежде чем мы продолжим, важно знать, что такое хэш-функция. Говоря простым языком, хэш-функция представляет из себя математическую задачу, которую очень сложно решить, но при этом полученный ответ очень просто проверить.
Хэш-функция берёт строку входных данных, состоящую из цифр и букв (любую, в прямом смысле этого слова, строку случайных букв, чисел и/или символов) и преобразовывает её в новую 32-символьную строку, состоящую из случайных букв и цифр. Эта 32-символьная строка и есть хэш-сумма. Если изменяется любая цифра или буква во входящей строке, то хэш-сумма также изменится случайным образом. Однако, одна и та же строка входных данных всегда на выходе будет иметь одну и ту же хэш-сумму.
Теперь примите во внимание, что данные внутри блока – это входные данные для хэширования (та самая строка данных). В результате обработки этих входных данных хэш-функцией мы получаем хэш-сумму (32-символьную строку). Правилами блокчейна Биткойна оговаривается, что только те блоки могут быть добавлены в блокчейн, чьи подписи (хэш-сумма) начинаются с определённого количества нулей. Однако, сгенерированная выходная строка является всегда случайной для разных строк данных на входе. А что если строка данных блока в результате обработки хэш-функцией не даёт на выходе подпись (хэш-сумму), начинающуюся с того определённого количества идущих подряд нулей? Так это и является причиной того, что майнерам приходится многократно изменять некий фрагмент данных своего блока, называемый «нонс» (англ. nonce). Каждый раз, когда майнер изменяет нонс, это влечёт за собой незначительное изменение компоновки данных блока. А когда меняется структура данных внутри блока (то есть, его входные данные), также изменяется и его подпись (или его выходные данные). Итак, каждый раз, когда меняется нонс блока, этот блок получает новую случайную подпись.
Такая процедура изменения нонса повторяется майнерами бесконечное число раз, пока в конечном итоге они случайно не наткнутся на выходную строку, удовлетворяющую требованиям к подписи блока (определённое количество нулей в самом её начале). Ниже приведён пример, иллюстрирующий этот процесс. В примере используется семь нулей, но количество нулей на самом деле зависит от сложности блока в блокчейне. Сложность блока – это несколько более продвинутая тема, поэтому предлагаю вам ознакомиться с ней позднее.
Именно таким образом майнерам приходится искать подходящую подпись для своего блока, и это также является причиной, по которой требуются так много вычислительных мощностей для решения этой математической проблемы. Перебор настолько огромного количества нонсов в попытке угадать правильный занимает много времени и больших вычислительных мощностей. Также следует учитывать то, что с ростом мощности хэширования (количества майнеров) в блокчейне увеличится и сложность математической задачи, что повлечёт за собой увеличение средних расходов на электричество, требуемого для решения блока (подробнее об этом можно прочитать здесь). Вы большие молодцы, если дочитали до этого момента! Давайте продолжим и перейдём к шагу 5.
Примечание: На самом деле этот процесс не определяется как математическая задача, но скорее является чем-то детерминированным – компьютеры выполняют предопределённые операции над числом, чтобы выяснить, является ли результат именно тем, что требуется.
Шаг 5: Майнер, первый нашедший для своего блока удовлетворяющую требованиям подпись, транслирует этот блок и его подпись всем остальным майнерам.
Шаг 6: Другие майнеры теперь проверяют легитимность подписи, беря строку данных транслируемого блока и хэшируя её, чтобы проверить, действительно ли полученная хэш-сумма в результате приводит к включённой в блок подписи с правильным количеством нулей (помните, да? – трудно решить, но легко проверить). Если подпись действительна, то все остальные майнеры подтвердят её достоверность и придут к согласию, что этот блок может быть добавлен в блокчейн (то есть они достигнут консенсуса, говоря другими словами – все согласятся друг с другом – отсюда и термин алгоритм консенсуса). Из этого же проистекает термин «доказательство выполнения работы/proof-of-work». Подпись как раз и является требуемым «доказательством», что работа была произведена (были израсходованы вычислительные мощности). Теперь блок может быть добавлен в блокчейн и разослан всем другим узлам в сети. Те, в свою очередь, примут блок и сохранят его, добавив к своим данным транзакций, при условии, что все транзакции внутри этого блока могут быть исполнены в соответствии с историей, записанной в блокчейне.
Шаг 7: После того, как блок был добавлен в цепочку, все другие блоки, которые будут добавлены после него, будут считаться «подтверждением» для этого блока. Например, если моя транзакция включена в блок 502, а длина блокчейна составляет 507 блоков, это означает, что моя транзакция имеет 5 подтверждений (507-502). Это называется подтверждением, потому что каждый раз, когда новый блок добавляется после вашего, блокчейн вновь достигает консенсуса по поводу всей истории совершённых транзакций, включая вашу транзакцию и ваш блок. Можно также сказать, что на данный момент блокчейн подтвердил вашу транзакцию 5 раз. На это же опирается и Etherscan, когда показывает вам подробные детали вашей транзакции. Чем больше подтверждений будет у вашей транзакции (другими словами – чем глубже в цепочке находится ваш блок), тем сложнее будет для злоумышленников подменить её (подробнее о том, как это работает, можно прочитать здесь). После того, как новый блок добавлен в блокчейн, всем майнерам нужно начинать заново с «шага 3» и сформировать новый блок транзакций. Майнеры не могут продолжать (на самом деле могут, но это несколько выходит за рамки темы, обсуждаемой в данной статье) майнить тот же самый блок, другими словами – решать задачу – того же самого блока, над которым они работали ранее по двум причинам:
Первая: он может содержать транзакции, которые были подтверждены последним блоком, уже добавленным в блокчейн (помните, что разные майнеры могут выбирать/включать одну и ту же транзакцию(ии) в блок, который они решают). Любые из тех транзакций в случае, если они будут запущены вновь, могут быть признаны недействительными, потому что на балансе кошелька отправителя уже может быть недостаточно средств.
И вторая: каждый блок должен добавить хэш-сумму (подпись) последнего добавленного в блокчейн блока в свои метаданные. Именно это и делает блокчейн блокчейном (цепочкой блоков). Если майнер вдруг продолжит майнить тот же самый блок, над которым он уже работал, другие майнеры заметят, что его хэш-сумма не соответствует той, что была в последнем добавленном в блокчейн блоке и, вследствие этого, отвергнут этот блок.
Майнинг: что это такое простыми словами? Зачем нужны майнеры и кто им платит?
Компьютерные и интернет-технологии предоставляют возможность зарабатывать деньги. Речь идет о таком явлении, как добыча криптовалюты. При этом нет необходимости постоянно присутствовать у монитора. Единственное требование – достаточная мощность видеокарты, процессора или же наличие специального оборудования.
Что такое майнинг криптовалюты? В чем его смысл и почему он стал таким популярным? В статье рассмотрим, что такое майнинг криптовалюты простыми словами, а также в чем суть майнинга.
Когда появился этот метод заработка – точно сказать невозможно, так же нет достоверной информации о том кто и как его придумал. Есть версия о том, что основное развитие криптовалюты получили в 2008 году и главную роль в этом сыграл японец Сатоши Накамото.
Все о майнинге: что такое криптовалюта?
Прежде, чем разбираться, что из себя представляет и от чего зависит майнинг, нужно выяснить а что майнить? Для начала стоит познакомиться с таким понятием, как криптовалюта.
Криптовалюта – электронная, цифровая валюта, обретающая все большую полярность. Сразу стоит установить разницу между цифровыми активами и интернет-деньгами такими как (Яндекс, Вебмани) они имеют свой эквивалент в рублях. Пользователь всегда может обналичить их и перевести на карту. Криптовалюта – это немного другое. Цифровая валюта основана на шифровании, криптографии. У нее нет физического воплощения в виде монет или купюр. Второе отличие – курсы криптовалют не контролирует единственный регулятор, как например Центробанк контролирует рубль.
Как и запас золота, количество криптовалюты (например, биткоина) постепенно уменьшается. Всего существует 21 000 000 ВТС. Из них уже более 2/3 добыты пользователями и находятся в обороте. Сложность добычи увеличивается с уменьшением свободной валюты. Есть и другие популярные криптовалюты с неограниченной денежной эмиссией.
Что означает майнинг и как работает майнинг криптовалюты
Что значит майнить криптовалюту? Этот процесс означает деятельность по созданию новых структур (обычно речь идёт о новых блоках в блокчейне) для обеспечения функционирования криптовалютных платформ. Этот ответ вы получите, если забьете в поисковике запрос “майнинг википедия”. Рассмотрим подробнее смысл слова “майнить”, что это и в чем суть процесса.
Что такое майнер?
Мы разобрали, что значит майнить, теперь перейдем к другому понятию.
Что вычисляет майнинг?
Итак, мы разобрали понятие майнер, что это такое, а также что значит майнинг и в чем смысл майнинга. Теперь нужно понять, о каких вычислениях идет речь.
Для проведения транзакций внутри криптосистемы нужны вычислительные мощности. Эти мощности и предоставляют майнеры, подтверждая проведение транзакций. В майнинге майнер выступает неким цифровым нотариусом, который подтверждает валидность транзакции и сохраняет ее в системе. Сама же система строится на блокчейне, состоящем из отдельных блоков, которые, в свою очередь, состоят из суммы хеша, в который вписаны все транзакции за определённое время и случайные числа для безопасности системы. Выглядит все довольно сложно, но, если разобраться, это совсем не так.
Вычисления распределяются между всеми участниками, которые закрывают блоки транзакций. Но если бы все записывали одинаковые блоки, то в системе наступил бы хаос. Поэтому каждому блоку приписывается уникальный хеш, который и должен отыскать майнер. Это одновременно и служит доказательством работы, и обеспечивает надежность проведенных сделок. Поскольку за каждый блок майнер получает вознаграждение, с каждым закрытым блоком растёт и сложность вычислений в системе. Это сделано для того, чтобы с течением времени эмиссия валюты не росла в геометрической прогрессии и сохранялась стабильность. Также сложность системы растет в случае увеличения количества участников, а награда делится между ними в соответствии с вложенными вычислительными мощностями.
Так в чем принцип майнинга криптовалют?
В процессе обслуживания пользователями сети Биткоин появляются новые доступные монеты. В этом и есть принцип работы майнинга. Главная функция данного процесса – добавление переводов в реестр биткоина. Для этого требуется выполнить сложные математические задачи, которые под силу только мощным компьютерам, требующим много энергии.
Сегодня добывать биткоины дома, в одиночку, без специального оборудования просто невозможно. Поэтому возникает сеть из нескольких мощных вычислительных машин. Майнеры получают вознаграждение, которое с каждым годом становится меньше. Для постоянного получения вознаграждения пользователи объединяются в пулы. Это позволяет разбить задачу не маленькие подзадачи, которые и решаются постепенно участниками пула.
Чтобы знать, как майнить криптовалюту, необходимо усвоить принципы майнинга:
Способы майнинга криптовалюты
Есть три способа добычи цифровых активов:
Первые скрытые майнеры появились в 2011 году, а еще через пару лет это превратилось в эпидемию. Самое опасное, что они не просто майнили, но и воровали конфиденциальную информацию и доступ к криптокошелькам.
Самые популярные алгоритмы майнинга
Выпуск новых монет чаще всего происходит на основе двух криптографических теорий: Proof of Stake или Proof of Work.
Встречаются криптографические системы, где одновременно используются PoW и PoS: Emerсoin, NovaCoin, YaCoin, PeerCoin, Reddcoin и тд. Один алгоритм может применяться для первоначального распределения, а второй — для подтверждения транзакций.
Сколько можно заработать на майнинге
Заработок майнера зависит от четырех факторов:
Заработать на майнинге можно очень большие деньги. Как работает майнинг ферма? Покупается или снимается помещение, которое должно хорошо охлаждаться, чтобы избежать пожаров и остальных последователей. Далее оборудование и хороший интернет. Сейчас самые крупные майнинг-фермы зарабатывать сотни тысяч долларов.
Заключение
Майнинг криптовалют — это самый простой и надежный вид заработка на криптовалютах, который даст возможность получать хоть какую-то прибыль даже во время падения рынка.
Еще одним плюсом майнинга является то, что самому пользователю не нужно ничего делать. Специализированное оборудование будет делать все самостоятельно, единственно, что необходимо — следить за его корректной работой. Именно по этим причинам многие обеспеченные инвесторы на цифровом рынке предпочитают вкладывать свои средства в безопасный майнинг криптовалют, а не заниматься нестабильным трейдингом, где есть очень большие риски потерять вложения всего за несколько минут.
Мы рассмотрели, что такое криптовалюта, майнинг и как устроен этот процесс. Эта информация будет полезна как начинающим, так и опытным криптоэнтузиастам.
Просто о сложном: что такое майнинг и выгоден ли он сейчас участникам блокчейн-систем
Неискушенному читателю, который не следил за этой темой с 2011-2012 годов, сложно разобраться, о чем вообще идет речь и почему все эти «криптовалюты», «фермы» и «майнинг» между собой связаны. Приходит осознание того, что упускается что-то важное, когда вопросы блокчейн-технологий и криптографических токенов начинают обсуждаться на уровне ЦБ и правительства, а курс криптографических токенов возрастает на несколько порядков за год-полтора. Чтобы в общих чертах получить представление об их эмиссии, необходим краткий экскурс в историю криптовалют и механизма работы майнинга.
Датой рождения самой популярной криптовалюты считается 2008 год. Тогда неизвестный под псевдонимом Сатоши Накамото опубликовал файл, в котором был описан протокол и принцип работы электронной платежной системы на базе одноранговой сети. Этот файл фактически стал прародителем первого криптографического токена – биткоина (BTC), сеть была запущена в 2009 году. Долгое время биткоин находился в тени, а впервые в качестве платежного инструмента был использован только в 2010 году: с его помощью американец Ласло Ханеч купил две пиццы. Развитие и поддержка сети осуществляется независимыми разработчиками, а все изменения в ней принимаются только с согласия большинства владельцев майнинговых пулов, о которых мы поговорим чуть позже.
Как работают криптовалюты на примере биткоина
Биткоин, как, впрочем, и любая другая криптовалюта, основан на принципе использования одноранговой сети. Эмиссия «коинов» или «токенов», что в грубом переводе означает «монета», происходит путем вычисления зашифрованных блоков. Обращаются BTC с помощью собственной сети, так что транзакции полностью прозрачны для всех участников проекта: даже если файл с биткоинами размещен в «холодном» хранилище – в виде файла на компьютере, копирование этого файла ни к чему не приведет, то есть простым путем подделать криптовалюту невозможно. Бытует мнение, что вмешаться в функционирование сети и создать монеты из ниоткуда если и можно, то для этого потребуется приложение титанических усилий взломщика. Плюс взлом можно будет почти мгновенно отследить. Почему? Эмиссия биткоина, в отличие от печати бумажных денег, строго ограничена размером самой сети: всего в ней существует 21 млн токенов. Компенсируется потенциальная нехватка токенов тем, что монету можно дробить почти до бесконечных значений: например, вы можете переслать как 1, так и 0,01 и даже 0,00001 BTC. То есть масштабирование криптографических токенов как платежного средства происходит не за счет эмиссии новых денежных знаков, а за счет дробления уже существующих, ведь размещены они исключительно в цифровом пространстве и не ограничены физическим исполнением. Криптографические токены можно хранить не в онлайне, а в качестве отдельного файла на каком-либо носителе. Подобный подход накладывает и некоторые ограничения. Например, если накопитель информации («холодное хранилище») с файлом биткоинов вышел из строя, то эти монеты будут утеряны навсегда и восстановлению не подлежат. Эта система вкупе с заранее известным числом имеющихся в обороте BTC (или любой другой криптовалюты) делает его более защищенным от подделки или, например, от недобросовестной политики условного Центробанка.
Кроме того, условной эмиссией, которая в среде криптографических токенов называется майнингом, занимается, опять же, не какой-то регулирующий орган, а сами участники сети. Чтобы получить одну монету, пользователь сети с помощью своего оборудования должен произвести сложные вычисления криптографической подписи блока по специальному алгоритму, то есть просто предоставить машино-время.
На заре биткоина его добыча была возможна на обычных домашних компьютерах, однако создателями технологии был предусмотрен и механизм регуляции криптовалюты: каждый последующий блок требует больше вычислений, чем предыдущий. В какой-то момент для домашнего майнинга стало необходимо покупать более мощное оборудование, после – специализированное. Как итог, добычей биткоина сейчас занимаются либо специализированные компании, которые оптимизируют все — от оборудования до географии — ради экономии на электроэнергии, либо же так называемые «пулы майнеров». Пулы – это своеобразные коллективные сети из множества индивидуальных майнеров, вычислительные мощности которых суммируются с последующим разделением добытых монет среди всех участников пула пропорционально их вкладу. Также в пулы могут объединяться и небольшие фермы по добыче криптографических токенов.
В основе описанного процесса лежит криптографическая теория, которая называется PoW (Proof-of-Work), или «подтверждение работой». Биткоины получают только те участники вычислений, которые рассчитают криптографическую подпись блока. Майнинг криптовалюты труден и тем, что не каждый блок содержит в себе подпись: для нахождения нужного блока необходимо расшифровать еще и множество пустышек. А сложность вычислений постоянно увеличивается.
В сеть биткоина заложено и еще одно ограничение, увеличивающее себестоимость майнинга: каждые четыре года вознаграждение за блок с криптографической подписью уменьшается вдвое. На старте, в 2009 году, за правильный блок майнеры получали 50 BTC, в 2013 – 25 BTC. 18 февраля 2017 года вознаграждение за блок снизилось уже до 12,5 BTC, и этот процесс будет продолжаться.
Почти все это применимо не только к биткоину, но и к «альткоинам» – альтернативным криптографическими токенами, которые стали появляться вслед за BTC. Некоторые из авторов решили видоизменить систему, предложенную Сатоши Накамото, который предпочел PoW другим способам регуляции и добычи.
Подробнее о PoW
С течением времени Proof-of-Work принуждает майнеров к кооперации, что плохо для индивидуалов, но хорошо для всей сети в целом. Принуждение к объединению вычислительных мощностей майнерских ферм по всему миру и их организация в пулы позволяет всей сети приобрести большую упорядоченность, при этом не теряя децентрализации: пусть пулы выступают на программном уровне в качестве «единой вычислительной мощности», физически фермы могут иметь совершенно разную географию. Также это упрощает процесс поддержания и развития блокчейн-проекта: для принятия тех или иных изменений в технологию необходимо согласие большинства участников. Пулы могут принимать решение коллективно, внутри собственной структуры, что упрощает жизнь разработчикам.
Кроме этого, PoW обеспечивает безопасность всей сети на достаточном уровне. Все вычисленные майнерами блоки собираются в одну цепь – блокчейн. Каждый новый блок содержит в себе запись о предыдущем. В теории, кто-то может создать другую «ветвь» цепи, но для этого в системе, придерживающейся PoW, придется повторить с самого начала все произведенные расчеты. С учетом нынешнего уровня развития системы основных криптографических валют, это маловероятно.
На первый взгляд PoW может показаться варварским. Самый большой его минус в том, что PoW с ростом сложности вычислений исключает из экосистемы такие элементы, как частные майнеры с персональными компьютерами. На примере биткоина, когда просто ПК стало не хватать, энтузиасты начали собирать «домашние фермы», а в качестве вычислительных блоков использовать сразу несколько игровых видеокарт, которые более приспособлены к манипуляциям подобного рода, чем центральные процессоры. Этого решения хватило ненадолго, и в итоге на рынке появились специализированные аппаратные платформы с собственной логикой, адаптированные специально под майнинг тех же биткоинов. Именно это специализированное ASIC-оборудование, которое не пригодно больше ни для каких других целей, кроме расшифровки криптографического ключа блока, сейчас и используется множеством промышленных ферм по всему миру. Однако это не означает, что миллионы ферм на базе видеокарт отправились на свалку: сейчас они используются в блокчейнах с меньшей сложностью, где их использование еще выгоднее дорогостоящих интегральных схем ASIC. И если фермы из видеокарт можно было разместить у себя под столом или в шкафу, то промышленные фермы на базе ASIC-решений сопоставимы по размерам с дата-центрами и потребляют соответствующее количество электроэнергии. К 2020 году на майнинг биткоинов в год будет тратится столько же электроэнергии, сколько потребляет вся Дания.
Все используемое в майнинге оборудование сильно греется, а излишки тепла выбрасываются в атмосферу. Сейчас майнинг криптографических токенов по принципу PoW похож на примитивную добычу золота: огромные суммы уходят на закупку специального оборудования и электроэнергию. В перспективе рентабельность майнинговых ферм можно повысить за счет их переноса в Исландию и на полюса, либо же в пустыни, например, в Сахару. В первом случае, это позволит снизить издержки на охлаждение оборудования (а для Исландии возможна добыча геотермальной энергии), а во втором – на электричестве за счет солнечных батарей.
Рассуждения майнеров о переезде на Северный полюс или в Антарктиду вполне могут стать жесткой необходимостью. Сейчас по статистике на главной странице портала Bits.media, совокупно все майнеры биткоина производят около 5 х 10^15 операций сложения и проверки. При этом по всему миру общая скорость расшифровки упала уже до 6,29 блока/час.
Из этого проистекает проблема, которая настраивает прогрессивных майнеров против использования PoW, – урон экологии.
Именно поэтому блокчейн-сообщество, которое подхватило идею развития криптовалют, создало другие модели вознаграждения для майнеров: Proof-of-Capacity (подтверждение объемом) и Proof-of-Stake (подтверждение владением) с его подмножествами. PoC не завоевал достаточной популярности, хотя в его основе лежит более гуманный процесс, чем вычисления: для майнинга криптографических токенов, добываемых по принципу PoC, участнику сети необходимо предоставлять не вычислительные мощности, а пространство для хранения данных на жестком или любом другом диске. А вот PoS или «подтверждение владением» рассматривается как одна из жизнеспособных альтернатив применяемого в BTC PoW.
PoS как альтернатива PoW
Впервые о PoS заговорили на профильном форуме BitcoinTalk еще в 2011 году. PoS, или «подтверждение владением», рассматривается как инструмент, который может использоваться как вместе с PoW, так и полностью независимо от дорогостоящего процесса классического майнинга. Парадигма PoS построена вокруг объема криптовалюты на конкретном кошельке или пуле кошельков. Именно это, а не объем проведенных вычислений, как в случае с PoW, является определяющим фактором для совершения записи в следующий блок цепи. У PoS есть очевидные преимущества перед PoW – не нужны титанические усилия и расходы по майнингу криптографических токенов. PoS – это более цивилизованная версия добычи, которая имеет больше общего с современными финансовыми инструментами и институтами, занимающимися эмиссией денежных знаков, чем PoW, который скорее походит на добычу полезных ископаемых. Конечно, в майнинге криптовалюты есть элемент случайности, и это правило работает и для PoS – размер хранимых на кошельке монет лишь увеличивает шансы на получение новых, но не гарантирует, что вознаграждение за следующий блок получит именно самый «богатый» участник.
С другой стороны сама парадигма PoS угрожает основе блокчейна, заложенной в манифесте 2008 года, – децентрализации. Эта модель теоретически может подтолкнуть кого-то к концентрированию 51% доли монет в своих руках для установления «диктата» в рамках блокчейна – подобная доля позволит единолично управлять проектом и принимать решения в обход других участников, например проводить атаки. Но это лишь теория, так как без децентрализованного сообщества криптовалюта не имеет смысла и теряет свою стабильность. Таким образом, атакующий в первую очередь навредит сам себе, так как будет держателем наибольшего количества монет.
PoS ожидаемо подвергся критике, в том числе и объективной. Если в случае PoW криптографические токены обеспечиваются минимум себестоимостью на свою добычу (стоимость оборудования и электроэнергии), то токены, добытые по принципу PoS, лишены и этого и обеспечиваются спросом на самих себя. Также в PoS есть проблемы с безопасностью всей цепи блокчейна. Злоумышленник для получения солидной доли может начать выстраивать новую цепочку блоков, и по достижении уровня выше, чем в основной ветви, вся сеть переключится на «альтернативную». Причем механика PoS позволяет майнить сразу обе ветки блокчейна – «основную» и «альтернативную», увеличивая потенциальную прибыль, ведь сам процесс майнинга ничего не стоит. В PoW можно майнить только одну ветвь, что является сдерживающим фактором.
При всех изъянах PoS увидел свет. Первым проектом с использованием этой механики майнинга стал PPCoin (сейчас называется PeerCoin). В дальнейшем у этого подхода появились свои наследники, например DPoS (делегированное подтверждение владения) и LPoS (лизинговое подтверждение владения). В первом случае майнеры, вносящие запись в блокчейн, выбираются случайным образом и постоянно сменяются, во втором – используется система лизинга, когда участник системы предоставляет баланс своего кошелька другому участнику в обмен на небольшие дивиденды.
Самым известным проектом, использующим механику LPoS, является блокчейн-платформа Waves. Количество майнеров в сети Waves строго ограничено, но остальные участники могут по модели пулов в PoW-проектах предоставлять им свои монеты для увеличения шанса расшифровки блока. В обмен участники пула получают около 1% в месяц от объема предоставленных ими средств. Подобный механизм позволяет более равномерно распределять добытые монеты по сравнению с обычными PoS-сетями, где львиная доля прибыли достается участникам с наибольшим балансом.
Перспективы блокчейн-технологий в экономике
Криптографические токены любых блокчейнов рассматриваются сейчас в первую очередь как платежный инструмент, находящийся вне юрисдикций мировых государств. Некоторые страны идут на легализацию уже существующих токенов, другие планируют заняться эмиссией собственных монет.
В начале статьи был поставлен вопрос, выгодно ли сейчас майнить криптовалюты. В случае с BTC и Ethereum конкретно сейчас – выгодно, но есть несколько оговорок.
Добыча токенов в том числе и через пулы, показала состоятельность модели децентрализации и коллективного самоуправления, а это открывает новые горизонты для всей технологической области. Существующая парадигма использования программного обеспечения, служб и сервисов подразумевает вычислительные центры, узлы – точки, потенциально уязвимые для внешних угроз. Сейчас майнинг по модели PoW – это просто вычисления, не имеющие конкретного прикладного применения, кроме расшифровки блоков. Однако блокчейн-активисты активно работают над тем, чтобы технология прозрачных децентрализованных вычислений вырвалась за пределы только добычи криптовалют. Сейчас авторы множества проектов активно развивают системы и сервисы, применяемые в банковской сфере, экономике, медицине и даже сфере услуг. При этом они будут обладать сильными качествами блокчейна, такими как децентрализация, прозрачность, высокий уровень безопасности. Наиболее очевидное применение технологий блокчейна в обозримом будущем – межбанковские переводы и внутренние системы платежей. В перспективе децентрализованные криптосети, прародителем которых будут криптографические токены на базе блокчейна, могут стать неотъемлемой частью облачных интернет-сервисов, программного обеспечения, систем здравоохранения и даже логистики.