Кратко о том, как работает биткоин-майнинг

Когда вы слышите о «добыче» биткоина вы можете подумать, что он будет выкопан из земли. Но биткоин это не предмет, так почему же мы называем его добычу майнингом?

Это схоже с золотодобычей в том, что биткоины существуют в дизайне протокола (так же, как золото существует под землей), но они еще не найдены (так же, как золото еще не было выкопано). Всего будет  добыто  21 миллион биткоинов и именно майнеры этим занимаются. Они получают вознаграждения за создание блоков проверенных транзакций и включая их в блокчейн.

Ноды, или узлы

Узел (нода) - это мощный компьютер, который запускает биткоин программное обеспечение и помогает поддерживать биткоин, участвуя в ретрансляции информации. Любой может запустить узел. Вам надо загрузить биткоин ПО (бесплатно) и оставить определенный порт открытым (недостатком является то, что он потребляет энергию и пространство для хранения - сеть на момент написания статьи занимает около 145 ГБ). Узлы распространяют биткоин-транзакции по сети. Один узел отправляет информацию нескольким узлам, которые он знает, а те далее будут отправлять ее дальше, и т. д. Таким образом, он быстро обходит всю сеть.

Некоторые узлы являются узлами добычи (обычно называются «майнеры»). Эти группы выдают транзакции в блоки и добавляют их в цепочку. Как они это делают? Решая сложную математическую головоломку, которая является частью биткоин-программы, включая ответ в блоке. Задача, требующая решения - найти число, которое в сочетании с данными в блоке и передается через хеш-функцию, создает результат, который находится в определенном диапазоне. Это намного сложнее, чем кажется.

Для любителей мелочей это число называется «nonce», которое является конкатенацией «числа, используемого один раз». В случае с биткоином, значение nonce является целым числом от 0 до 4 294 967 296.)

Решение головоломки

Как они находят этот номер? Угадывая. За счет хеш-функции невозможно предсказать, каким будет номер. Итак, майнеры угадывают тайный номер и применяют хеш-функцию к комбинации этого угаданного числа и данных в блоке. Полученный хэш должен начинаться с заранее установленного числа - нулей. Нет никакого способа узнать, какое число будет работать, потому что два последовательных целых числа будут давать совершенно разные результаты. Более того, может быть несколько nonce, которые приводят к желаемому результату, или их может не быть (в этом случае майнеры продолжают пытаться, но с другой конфигурацией блока).

Экономика

На момент написания статьи награда составляет 12,5 биткоинов, что составляет более $80 тыс.

Хотя это не так сложно, как кажется. Существует много майнинг-нод, ведущих конкуренцию за эту награду, и речь идет об удаче и вычислительной мощности (чем больше угадывающих расчетов вы можете выполнить, тем больше награды получаете).

Кроме того, затраты на создание интеллектуального узла значительны не только из-за мощного аппаратного обеспечения (если у вас более быстрый процессор, чем у ваших конкурентов, у вас больше шансов найти правильное количество до того, как они это сделают), но и из-за большого объема электроэнергии, потребляемой этими процессорами.

Количество биткоинов, присужденных как вознаграждение за решение головоломки, будет уменьшаться. Сейчас 12,5, но оно уменьшается в два раза каждые четыре года или около того (следующее ожидается в мае 2020г.). Вскоре стоимость биткоина относительно стоимости электроэнергии и оборудования может возрасти, чтобы частично компенсировать это сокращение, но это не очевидно.

Трудность

Трудность вычисления (необходимое количество нулей в начале строки хеша) часто настраивается, поэтому для обработки блока требуется в среднем около 10 минут.

Почему 10 минут? Это количество времени, которое, по мнению биткоин- разработчиков, необходимо для устойчивого и уменьшающегося потока новых монет до достижения максимального количества 21 миллиона (ожидается к 2140 году).

Теперь у вас есть небольшое представление об этой концепции. Впервые есть система, которая позволяет удобные цифровые передачи децентрализованным, надежным и безопасным способом. Ее влияние может быть огромным.