📌 Что такое майнинг криптовалют?

Майнинг криптовалюты - это процесс, который подтверждает транзакции в блокчейне и создает новые единицы криптовалюты. Несмотря на высокую потребность в вычислительных ресурсах, это способствует безопасности сети блокчейна.

Что такое Крипто-майнинг? Криптомайнинг обеспечивает безопасность и децентрализацию криптовалют, таких как Биткоин, через механизм PoW, который подтверждает транзакции и расширяет реестр блокчейна. Это ключевой элемент, позволяющий Биткоину действовать без центрального контроля. Майнеры также управляют предложением монет, соблюдая строго заданные правила, защищенные сетью из тысяч узлов. Для создания новых монет майнеры используют вычислительную мощность для решения криптографических задач. Первый майнер, который решит головоломку, получает право добавить новый блок транзакций в блокчейн и распространить его по сети.

Как работает криптомайнинг? По мере создания новых блокчейн-транзакций они отправляются в пул памяти. Майнеры проверяют и организуют эти ожидающие транзакции в блоки, которые можно представить как страницы в журнале блокчейна, содержащие несколько транзакций. Майнеры собирают эти транзакции в кандидат-блоки и пытаются решить сложную математическую задачу для подтверждения блока. Успешное подтверждение блока вознаграждается блок-наградой, включающей только что созданные криптовалюты и комиссии за транзакции. Рассмотрим подробнее.

Шаг 1: Хеширование транзакций Первый этап майнинга блока - взять транзакции из пула и пропустить их через хэш-функцию. Хэш - это фиксированный результат, который служит идентификатором для каждой транзакции, содержащей всю ее информацию. Майнер также добавляет специальную транзакцию, называемую транзакцией Coinbase, чтобы получить награду за блок и создать новые монеты. Эта транзакция обычно первая в новом блоке, за которой идут остальные ожидающие проверки транзакции.

Шаг 2: Создание дерева Меркла После хеширования каждой транзакции, их хеши объединяются в дерево Меркла (или хеш-дерево) через последовательное группирование и хеширование. Дерево Меркла создается путем организации хешей транзакций в пары, а затем их хеширования. Новые хеши выводятся и снова организуются в пары и хешируются. Этот процесс повторяется до создания одного корневого кэша, который представляет все предыдущие хеши в дереве Меркла.

Шаг 3: Поиск действительного заголовка блока (хэш блока) Заголовок каждого блока является его уникальным идентификатором. При создании нового блока майнеры комбинируют хэш предыдущего блока с корневым хэшем своего кандидатского блока и добавляют произвольное число, называемое nonce. Их задача - многократно хешировать эти данные, пока не получат действительный хэш. Корневой кэш и хэш предыдущего блока неизменны, поэтому майнеры меняют только nonce, чтобы найти подходящий хэш. Для считывания блока как действительного, его хэш должен быть меньше определенного значения цели, установленного протоколом. В майнинге Bitcoin хэш блока должен начинаться с определенного количества нулей - это называется сложность майнинга.

Шаг 4: Распространение добытого блока Майнеры хешируют заголовок блока многократно, изменяя nonce, пока не найдут действительный хеш. После нахождения майнер передает блок в сеть. Остальные узлы проверяют блок и, если он действителен, добавляют его к себе в блокчейн. Так блок становится подтвержденным, и майнеры переходят к следующему. Майнеры, которые не смогли найти действительный хеш вовремя, отбрасывают свой кандидатский блок, и гонка за майнинг начинается сначала.

Что происходит, если два блока добыты одновременно? Иногда два майнера одновременно создают валидные блоки, что вызывает временное разделение сети на две разные версии блокчейна. Эта конкуренция продолжается до появления следующего блока над одной из этих версий. Победитель определяется блоком, который был добыт следующим блоком поверх одного из конкурирующих блоков. Блок, который затем оказывается отмененным, называется сиротским блоком или блоком устаревшим, что заставляет всех майнеров, которые выбрали этот блок, вернуться к майнингу цепочки победившего блока.

Что такое уровень сложности майнинга? Уровень сложности майнинга периодически корректируется протоколом, чтобы обеспечить стабильную частоту создания новых блоков и предсказуемый выпуск новых монет. Эта сложность регулируется в зависимости от общей вычислительной мощности (хэшрейту) в сети. Если майнеры присоединяются и конкуренция растет, сложность увеличивается, чтобы сохранить темп создания блоков. Если майнеров меньше, сложность уменьшается, упрощая майнинг. Эти изменения обеспечивают стабильную скорость блокчейн-сети.

Майнинг-пулы Майнеры с небольшой мощностью майнинга имеют низкий шанс найти блок, поэтому существуют майнинг-пулы, где они объединяют свои ресурсы для повышения вероятности нахождения блока. Когда блок находится, вознаграждение делится между майнерами в соответствии с их вкладом. Это помогает снизить затраты на оборудование и электроэнергию для отдельных майнеров, но также вызывает опасения из-за возможности атаки на сеть (51%), если майнинг-пулы становятся слишком мощными.

Что такое майнинг биткоинов и как это работает? Биткоин - наиболее известная криптовалюта, которая использует майнинг на основе PoW. Этот механизм консенсуса был представлен в 2008 году и позволяет блокчейну достигать согласия без посредников. Майнеры проверяют транзакции, решая сложные задачи. Первый успешный майнер получает вознаграждение. Майнинг-пулы собирают майнеров для увеличения их шансов на блоки. Тем не менее, доминирование пулов может вызвать опасения. Чтобы снизить эти риски, майнеры часто применяют методы управления рисками и оценивают потенциальные затраты и выгоды майнинга перед началом работы. Майнерство требует инвестиций и управления рисками. Прибыль зависит от цен на криптовалюты, эффективности оборудования и стоимости электроэнергии. Майнерам также приходится часто обновлять оборудование. И, наконец, есть изменения на уровне протокола. Например, сокращение вознаграждения за майнинг блока в два раза, в связи с так называемым "халвингом" в биткоине, может повлиять на его прибыльность. Кроме того, Ethereum полностью перешел на механизм консенсуса Proof of Stake (PoS) в сентябре 2022 года, что сделало майнинг неактуальным.

Заключительные мысли Майнинг криптовалюты - важная часть сетей Bitcoin и других блокчейнов, использующих PoW, обеспечивая их безопасность и выпуск новых монет. Он также может приносить пассивный доход майнерам. Однако прибыль зависит от множества факторов, включая стоимость электроэнергии и рыночные цены, поэтому необходимо провести исследование (DYOR) и оценить риски перед началом майнинга.