Что такое майнинг криптовалюты: разновидности; особенности; выгоды

«To mine» - копать (англ.). «Mining» - добыча. Криптовалюты. Однако термин этот более емкий, чем просто поиск новых значений виртуальных монет. Разберемся.

Некто, называющий себя Сатоши Накамото (кем бы он ни был: одним человеком или рабочей группой), предложил идею использовать в качестве признаваемого всеми расчетного эквивалента некие уникальные комбинации цифр и других символов, которые соответствовали бы определенным условиям. А именно: они должны быть решениями системы уравнений, количество которых хоть и большое, но все-таки ограничено. А главное — эта величина счетная. Значит, и найти такие решения – задача теоретически прибыльна – все равно, что купюру на дороге найти… Чтобы понять, что такое майнинг криптовалюты, необходимо для начала разобраться в сущности виртуальных монет. Тогда все сразу встанет на свои места.

 

Суть виртуальных денег

 

Назовем такую символьную комбинацию хэшем – именно хэш лежит в основе каждой криптомонеты. Получается, что каждый хэш уникален — один из них в данном множестве нельзя принять за другого (естественно, у него же другие символы в написании). Но вот как насчет подделки? Классические деньги «комплектуются» всевозможными степенями защиты, которые проверяются на глаз, на ощупь и даже с помощью специализированных приборов.

Вплетенные волоски, ныряющая металлическая полоса, микроперфорация, меняющая свой цвет под разным углом наклона краска – все это признаки, обеспечивающие неповторимость денежной банкноты.

Любое виртуальное значение (вроде текста, набранного в каком-нибудь редакторе) легко и запросто подвержено электронному же копированию. Что мешает, например, взять вычисленное с большим трудом и прилежанием численно-буквенное значение какого-нибудь хэша и просто скопировать его, а потом выдать за собственную криптомонету? Ничего. И пока не появился способ обеспечить не просто уникальность каждого хэша, а еще и его неповторимость, идея криптовалют не могла быть осуществимой.

Но этот способ в конечном итоге был найден. И название ему – технология блокчейн. Как бы выглядела сцена подделки виртуальной монеты? Предположим некто копирует хэш с чьего-то компьютера и пытается воспользоваться этой электронной монетой самостоятельно. Налицо задвоение криптомонеты: хэш с одним и тем же значением одновременно оказывается в двух разных местах. Вот именно этому моменту и было решено уделить внимание, а именно: отслеживать и записывать все перемещения всех без исключения хэшей с любого аккаунта на другой (впоследствии названных кошельками).

Если производить такие фиксации перемещений, то задвоение пользования каким-либо хэшем станет уже невозможным. Но ведь и такие записи можно подделать. Да и где хранить всю эту «писанину»? Ответ нашелся сам собой: а что, если прикреплять к каждому хэшу информационный массив, где будут отражаться все те электронные адреса, по которым он переходил. И не только его перемещение будем прикреплять, а еще и перемещения всех без исключения других хэшей! Получится, как если бы к каждой 100-рублевой купюре прикреплялся бы список всех имен, через чьи карманы (кошельки) прошла данная купюра, а также все остальные 100-рублевые купюры в стране. В физическом мире такое невозможно, ибо очень быстро этот список стал бы толщиной с собрание сочинений В.И.Ленина, но в мире виртуальном все становится очень даже реализуемо.

Чтобы упорядочить поступающую информацию о перемещениях хэшей с аккаунта на аккаунт будем заносить информацию о начальных и конечных адресах в виртуальные «емкости» — блоки. Создадим закон – никакие исправления в блоки вносить нельзя! И будем эти блоки цеплять друг к дружке последовательно, по мере осуществления транзакций с этим хэшем (или с другими). У нас будет вырисовываться цепочка блоков или блокчейн.

 

Функционал технологии блокчейн

 

Каждый новый блок, заполненный данными о состоявшейся транзакции, будем просто копировать среди всех информационных массивов. Зачем? А чтобы было с чем перманентно сверяться. Блокчейн – это не просто хранилище данных (хотя информационный массив, конечно же, подразумевается). Блокчейн – это целая технология. Каждый раз, перед тем как осуществить перемещение какого-либо хэша с одного электронного адреса на другой (согласно команде-запросу пользователя), программный клиент технологии блокчейн производит сверку адресного состояния этой виртуальной монеты с теми данными, которые прикреплены к другим хэшам.

Производится такое сравнение не единожды – собирается минимально требуемое для каждого вида операций количество подтверждений. Для Биткоина номинально требуется 6. Но иногда достаточно и 3, а если речь идет о нахождении нового значения хэша, то здесь иногда и 100 подтверждений не достаточно.

Итак, каково предназначение технологии блокчейн? Ее целевая функция крайне проста – подтвердить корректность адресного состояния хэша до того, как с ним произойдет какая-нибудь транзакция. Если все 6 подтверждений (т.е. данные из 6 других информационных массивов) дадут синхронный идентичный результат, это значит, что данный хэш с подавляющей вероятностью действительно легально находится по данному адресу (задвоение или нелегальная эмиссия отсутствует). Значит, можно пропускать транзакцию с ним (т.е. разрешать ее осуществление).

Количество подтверждений в сети Биткоин не всегда было равно 6. До июля 2010 года их было меньше, за что и пришла расплата в виде несанкционированной эмиссии. Надо отметить, что система ограничительных уравнений, которая определяет количество возможных хэшей, лимитирует общее количество Биткоинов на уровне 21 млн. монет (и ни одной Сатоши более). Так вот при этом несанкционированная эмиссия составила 185 млрд. «битков». Благо, транзакций было немного, так что удалось их быстро отследить, изъять из обращения и внести коррективы в программный движок блокчейна. Далее количество подтверждений возросло до 6 (систему стало не обмануть) и больше таких инцидентов не наблюдалось.

Таким образом, в задачу технологии блокчейн входит обеспечение не уникальности, нет – достоверности и оригинальности электронных данных. Любых. В случае с криптовалютой – это, конечно же, виртуальные монеты. Но блокчейн не обязательно применяется исключительно в криптоденежной сфере.

На базе технологии блокчейн уже давно развивается множество проектов цифровой экономики даже в России. А стартапов за рубежом на 2 порядка больше.

Однако применение технологии блокчейн рождает сразу 2 неприятные проблемы:

  • Непрерывный рост информационного массива блокчейн.

Пока кто-либо работает с оберегаемой блокчейном базой данных (с криптовалютной сетью), информационный массив блокчейна будет расти, занимая виртуальное пространство на серверах интернета. Если учесть распространенность и популярность этой технологии в различных отраслях человеческой активности, то резонно предположить, что к концу текущего века большая часть всей информации на Земле будет представлена именно в виде массивов всевозможных блокчейнов. Такова плата за достоверность в нашем изменчивом мире.

  • Интенсивность прироста базы данных блокчейна и проблемы со скоростью транзакций.

Чем больше пользуются криптовалютной сетью, тем больше транзакций заполняют блоки, тем быстрее растет информационный массив. У Биткоина на конец апреля 2018 года он уже составил почти 200 GB. Это приводит к тому, что программному клиенту блокчейна становится трудно «ковыряться» в этом «ворохе» данных. Подтверждения перед транзакцией затягиваются и, как следствие, пропускная способность сети падает.

У платежной платформы VISA или MasterCard рабочее количество совершаемых транзакций колеблется на уровне 2500 в минуту (периодически доходя до 7000 в минуту). В сети Биткоина (например) стандартное значение не превышает 10 (!!!) в минуту, изредка доходя до 25 в минуту.

А теперь главные выводы в этом разделе. Получается, что развитие криптовалютной сети сводится к развитию (т.е. росту) информационного массива блокчейна. Вопрос сводится к банальному увеличению количества блоков. И достигаться это может двумя способами:

  1. Посредством осуществления требуемого количества подтверждений (перед проведением очередной транзакции), в результате чего в информационном массиве формируется новый блок.
  2. Посредством нахождения новых значений хэшей криптовалюты, с которыми тут же начинают совершаться транзакции с формированием новых блоков (см. п.1).

И то, и другое действие включается в понятие майнинга – формированию именно новых блоков в информационном массиве блокчейна. Т.е. это не только поиск новых значений виртуальных монет, но и обслуживание транзакций, совершаемых с ними. Вот, что такое майнинг криптовалюты. А теперь по частям и подробнее. Начнем с последнего.

 

Нахождение новых значений выигрышных хэшей

 

При чем здесь выигрыш? Следует спросить у разработчика идеологии виртуальных денег (у того же Сатоши Накамото). Предполагалось внести в процесс создания новых монет элемент случайности. Как выглядит процесс добычи:

  • GPU (или же CPU) процессоры меланхоличным простым перебором находят решение системы уравнений рассматриваемой криптовалютной сети. Такие решения представляют собой не только число, но и буквенно-символьную комбинацию. Здесь дает о себе знать криптография. Таких готовых значений вычисляется не одно, а сразу несколько. Все они формируют так называемые «шары» (ударение на первый слог).

Шара от англ. «share» — доля. Логика названия в том, что каждое такое найденное значение составляет некую долю в пуле подобных же значений, из которого будет выбираться «наикрасивейший» с точки зрения криптовалютной сети вариант.

  • Далее эти шары подвергаются сравнительному анализу. С позиции сети предпочтение отдается тем вариантам, где больше нулей перед ключевым символом (как в сети Биткоин, например). Очевидно, что круглых чисел примерно в 10 раз меньше, чем всех остальных. С человеческой (бытовой) позиции круглые числа – редкость (дефицит). Программный движок криптовалютной сети имеет похожие приоритеты. Для него тот хэш более желанен, у которого количество нулей перед ключевым значением больше, чем у других. Требуемое количество нулей формирует сложность добычи. Она постоянно растет. Это значит, что сеть выдвигает все новые, более строгие требования по «устраивающему» ее минимальному количеству нулей в высчитанном хэше. У кого больше, тот в приоритете, но меньше уже нельзя (такие шары вообще не считаются найденными).

  • Когда по результатам многократных сравнений выбираются равнозначные по ценности шары, то далее… программа начинает бросать виртуальные кости. В результате (как в случае с Дунканом Маклаудом) остается только одна шара, которая и приобретает гордое имя – «выигрышный хэш». Это и есть та самая виртуальная монета, которая является результатом майнинга.

Ну, а далее следуют проверочные мероприятия, которые призваны подтвердить, что другого такого же хэша нигде нет и что это, таки да, еще одна новая виртуальная монета. Вот, что такое майнинг криптовалюты с точки зрения технического исполнения.

 

Майнинговые пулы и способы распределения выигрышей

 

За каждый выигрышный хэш майнер получает награду, устанавливаемую правилами криптовалютной сети. Процесс майнинга – это коммерческое занятие, осуществляемое с целью получения прибыли. Иными словами, криптовалютная сеть – это исключительно самостоятельный коммерческий проект, выгодный всем его участникам!

Для более эффективной добычи виртуальных монет майнеры объединяются в пулы. Причиной этого является экономическая выгода и теория вероятностей. Ведь на своем вычислительном оборудовании майнеры генерируют только шары. Процесс выбора наилучшего устраивающего значения лежит на «совести» сетевого клиента и от майнеров (с их дорогостоящим вычислительным оборудованием) никак не зависит. Обидно высчитать сотню другую шар и не получить в итоге ни одной награды, потому что случай был на стороне других значений.

Было бы разумно как-то перераспределять получаемый выигрыш внутри пула в соответствии, например, с количеством сгенерированных каждым конкретным майнером шар. (А это зависит от количества и качества задействованного вычислительного оборудования, и в конце концов, от инвестированный майнером средств).

Все становятся заинтересованы, чтобы пул был максимально большим, ведь тогда и объем получаемого вознаграждения от появления выигрышных хэшей становится наибольшим.

Таким образом, осталось только договориться о механизме перераспределения награды. Родились следующие варианты:

Финальные бонусы подсчитываются в зависимости от количества высчитанных на оборудовании майнера (участника пула) шар. В моменте, то это самый выгодный пул для майнинга (и справедливый). Но если принять во внимание изменения совокупной вычислительной мощности в пуле в течение суток, то доля вычислительной мощности этого оборудования (а значит, и бонусы) может сильно отличаться по времени суток. Не всем нравится такой вариант.

  1. Pay Per Last N Shares.

Здесь к учету принимается не общее количество сгенерированных шар за период, а только присланные в некоторые временные лаги (шифты). Периодичность и продолжительность этих шифтов устанавливается внутренними правилами пула его администрацией. Это озволяет уровнять доходность на каждую единицу добывающей мощности, но происходит это, благодаря неполному задействованию производительного потенциала оборудования.

  1. Pay Per Share.

Многие майнеры называют ее самой справедливой, т.к. система подразумевает фиксированную награду за каждую присланную шару. Действительно, для майнеров – сплошные бонусы, и оборудование задействуется на 100%, и флюктуаций никаких. Другое дело – администрация майнингового пула. Ведь именно она устанавливает правила перераспределения выигрышей. И, гарантируя кому-то стабильность, администрация будет брать на себя «провалы доходности», когда например, все выигрыши приходятся на другой пул (по теории вероятностей так случается). Тогда придется распределять выигрыш из собственных резервов (если они есть, конечно).

Здесь так же, как и в предыдущем случае. Но администрация пула предусмотрительно берет паузу между получением шар от майнеров и оплатой им вознаграждения. Увеличивая время позволяет среагировать и подтянуть резервы. А за больший временной интервал, скорей всего, «прилетит» какой-нибудь выигрышный хэш из числа имеющихся в наличии. Т.е. это тоже «самый справедливый» способ оплаты, только с задержкой выплаты вознаграждения.

Здесь имеет значение только все крайнее:

  • Вознаграждение распределяется исключительно за реально полученный крайний блок, хоть и в промежутке между всеми шарами.
  • Учитываются только шары, присланные за время поиска последнего найденного блока. (Шары за предыдущие не одобренные системой хэши в расчет не берутся).

 

Отличия майнинга в зависимости от принципа построения криптовалютных сетей

 

Существует 2 главных принципа:

  1. Proof-of-Work (доказательство совершенной работы);
  2. Proof-of-Stake (доказательство владения / доли).

Все процедуры майнинга, которые обсуждались выше на страницах данной статьи, относятся к криптовалютным сетям, работающим по принципу Proof-of-Work. Главный тезис здесь – ни у какого участника сети нет «контрольного пакета» ни на один фактор работы сети (главным образом, на общую добывающую мощность).

Особенности работы таких сетей:

  • сложность добычи постоянно растет;
  • количество оставшихся для добычи виртуальных монет все время сокращается.

Надо отметить, что абсолютно всем криптовалютам свойственна дефляционная модель построения системы. У всех у них общее количество виртуальных монет ограничено. При этом, например, у Биткойна на конец апреля 2018 года найдено чуть больше 17 млн. монет (из 21 млн.); текущая сложность превысила 4 трлн. условных единиц, а доходность майнинга (без учета стоимости затрачиваемой электроэнергии и амортизации оборудования) – чуть меньше $0,6 за 1 Th/s в сутки.

Здесь реально нужно высчитывать каждую шару, которая и является доказательством проделанной работы, за что майнеру и достается награда.

Что касается принципа Proof-of-Stake, то здесь все по-другому:

  • Хэши генерируются, как правило, на оборудовании организаторов такой криптовалютной сети.
  • Новые сгенерированные хэши просто распределяются между собственниками уже имеющихся монет. Выгодно купить как можно больше криптомонет и держать их у себя на кошельке – в этом случае к ним будет в автоматическом режиме прирастать некая доля. Полноценное воплощение классического депозита.

Такой принцип обрел популярность из-за того, что он наиболее безопасен для самой сети. Чтобы получить вес и влияние внутри сети пользователь должен приобрести как можно большее количество криптомонет. Но обретя их (не бесплатно же, в конце концов), он уже не будет заинтересован действовать вопреки интересов сети, т.к. в таком случае он рискует подорвать и собственный капитал.

Криптовалюта майнинг которой построен по принципу Proof-of-Stake также нуждается в том, чтобы генерировались шары и дальше выбирался наилучший вариант. Но здесь требуемые минимально необходимые условия, шаблоны существенно более мягкие, чем при реализации принципа Proof-of-Work.

 

Подтверждение транзакций, как часть процесса майнинга

 

Не следует думать про майнинг криптовалюты что это только вычисление шар (а все остальное сделает сеть). Есть еще и необходимость подтверждать транзакции и формировать, таким образом, новые блоки в массиве блокчейн.

Для сети Биткоин, например, финансовое вознаграждение за нахождение нового блока на конец апреля 2018 года составляла BTC (12,50+0,2856) – почти $123 тыс. (!!!) Но не стоит забывать, что в блок «влезает» очень много данных о транзакциях, так что делить придется на очень большую величину.

Любая транзакция в криптовалютных сетях сопровождается комиссией. Из этих вот «фондов» и формируется вознаграждение майнерам. И если количество монет каждой сети ограничено (и когда-нибудь найдут последнюю), то вот количество возможных транзакций потенциально бесконечно и ничем не лимитировано. Поэтому майнинг криптовалюты бесконечен.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: