Как работает майнинг Bitcoin ?

Основные выводы:

• Bitcoin Майнинг — это процесс обнаружения новых блоков, проверки транзакций и добавления их в блокчейн Bitcoin .
• Каждый раз, когда обнаруживается новый блок, успешному майнеру предоставляется право заполнить этот блок новыми данными транзакций.
• В обмен на выделение времени и ресурсов для выполнения этой задачи победившие майнеры получают бесплатное количество недавно отчеканенных Bitcoin, известных как «награда за блок», а также любые комиссии, связанные с транзакциями, которые они хранят в новых блоках.
• Процесс передачи успешным майнерам недавно добытых Bitcoin является исключительно способом поступления новых монет в обращение.

Зачем добывать Bitcoin?

Есть две основные причины, по которым человек или компания могут захотеть добывать Криптовалюта, такую ​​как Bitcoin.

• Чтобы иметь шанс заработать Bitcoin награды за блок(что по состоянию на апрель 2023 года равняется 6,25 биткоинам — примерно 177 000 долларов США.) Новые блоки обнаруживаются примерно раз в 10 минут.
• Участвовать в обеспечении безопасности и поддержании децентрализованной сети Bitcoin .

Как майнеры Bitcoin обнаруживают новые блоки?

Для проверки и добавления новых транзакций в блокчейн майнеры должны конкурировать друг с другом, используя специализированное вычислительное оборудование. Они используют свое оборудование для генерации кодов фиксированной длины, известных как «хэши» (см. ниже). Для того чтобы обнаружить следующий блок, майнеры должны сгенерировать хэш, который имеет равное или большее количество нулей перед ним, чем «целевой хэш».

Целевой хеш представляет собой 64-значный шестнадцатеричный код (состоящий из цифр 0–9 и букв A–F), который все майнеры пытаются получить, чтобы обнаружить следующий блок.

В качестве отправной точки все майнеры берут данные из предыдущего блока, известные как «заголовок блока», который содержит такие вещи, как временная метка блока, хэш данных предыдущего блока и пустое пространство, известное как «криптографический одноразовый номер». Большая часть данных в заголовке блока фиксирована, то есть их нельзя изменить, за исключением одноразового номера. Одноразовый номер означает «число, используемое только один раз» и является частью заголовка предыдущего блока, которую майнерам разрешено изменять. Помните, что простое изменение одного BIT входных данных дает совершенно другой хэш.

Сложность в том, что хеши генерируются совершенно случайно, то есть майнеры не могут знать, какими будут хеши, прежде чем они их сгенерируют. Так что это просто случай проб и ошибок, пока кто-то не найдет правильное значение nonce — известное как «золотой nonce».

Вот почему майнерам приходится вкладывать средства в энергоемкие компьютеры, в частности в майнеры на базе специализированных интегральных схем (ASIC), которые могут генерировать триллионы хешей в секунду.

Проще всего представить себе майнинг Bitcoin , представив, что каждый новый блок — это сундук с сокровищами, на котором заперт кодовый замок. Чтобы получить бесплатное вознаграждение в виде блока Bitcoin и WIN право добавлять в него новые данные транзакций (и собирать соответствующие сборы), вам нужно KEEP вращать ONE из числовых колес на замке (nonce), пока вы не взломаете комбинацию (целевой хэш).

Вот пример того, как может выглядеть целевой хэш:

00000000000000000057fcc708cf0130d95e27c5819203e9f967ac56e4df598ee

Чтобы увидеть, насколько сложно сгенерировать хэш с большим количеством нулей в начале, чем целевой хэш, указанный выше, попробуйте создать выигрышный хэш самостоятельно с помощью этого бесплатного онлайн-сервиса.генератор хэшей. Просто введите все, что хотите, в текстовое поле и посмотрите, получится ли хэш с более чем 17 нулями в начале!

Что такое хэш?

Хэш — это криптографическая математическая функция, которая преобразует любое сообщение или ввод данных в код фиксированной длины. Подумайте об этом как о методе шифрования, где сообщения математически транспонируются в последовательность цифр и букв фиксированной длины.

Выходы имеют заданную длину, чтобы сделать невозможным угадывание размера ввода. Например, хэш для слова «привет» будет иметь точно такую же длину, как хэш всего текста книги о Гарри Поттере.

Эти хэш-функции необратимы, то есть невозможно вернуть хэш к исходному вводу. Один и тот же ввод также всегда будет генерировать одну и ту же последовательность букв и цифр. Например, хэш «hi» будет каждый раз тем же кодом. Каждый сгенерированный код также полностью уникален, то есть невозможно создать тот же хэш с двумя разными вводами.

В случае с Bitcoin блокчейн использует алгоритм безопасного хэширования Secure Hash Algorithm 256 или SHA 256 для генерации выходных данных длиной 256 BIT или 64 символа, независимо от размера входных данных.

Насколько выгоден майнинг Bitcoin ?

Для каждого нового блока, добавленного в блокчейн, протокол — набор правил, запрограммированных в Bitcoin — выпускает фиксированное количество новых монет для успешного майнера. Эта система вознаграждения за блок также является механизмом распределения для Bitcoin.

В рамках запрограммированных мер, введенных Сатоши Накамото для постепенного сокращения количества выпущенных биткоинов с течением времени, монеты, присуждаемые майнерам,порезанныйПримерно каждые четыре года или 210 000 блоков, в процессе, известном как «Bitcoin Halving». В 2009 году вознаграждение за блок составляло 50 BTC. Эта цифра была снижена до 25 BTC в 2013 году. Последнее сокращение вдвое произошел в 2020 году вознаграждение за блок снизилось с 12,5 BTC до 6,25 BTC.

Обратите внимание, что максимальный объем эмиссии Bitcoin составляет 21 миллион, а в обращении уже находится 18,9 миллионов монет. Награды за блоки больше не будут распределяться после того, как на рынок будет выпущено 21 миллион BTC . Как только это произойдет, майнеры смогут получать вознаграждения только в виде комиссий за транзакции Bitcoin .

Читать дальше: Что произойдет, когда все Bitcoin будут добыты?

Даже при таком сочетании двух источников дохода не каждый майнер получает прибыль. Чтобы свести концы с концами, заработок майнера должен превышать сумму, потраченную на электроэнергию, покупку и обслуживание майнинговых установок. Кроме того, по мере увеличения сложности добычи крупные майнинговые операции вынуждены расширять или модернизировать свое оборудование, чтобы сохранить конкурентное преимущество. Для большинства средних майнеров, которые не могут позволить себе инвестировать в дорогостоящее оборудование, есть возможность объединить свои ресурсы с другими майнерами по всему миру. Каждый майнер соглашается делиться вознаграждениями в соответствии с вкладом каждого майнера. Эти сети майнеров называются «майнинговые пулы.”

Однако есть несколько RARE случаев, когда майнерам-одиночкам удавалось успешно добывать блоки самостоятельно, не выходя из дома.

сложность майнинга Bitcoin

Важно знать о Bitcoin , что когда Сатоши Накамото создавал протокол, он запрограммировал время Истории целевого блока в 10 минут. Это означает, что майнеру потребуется около 10 минут, чтобы успешно создать выигрышный код для обнаружения следующего блока.

Каким же образом сеть обеспечивает обнаружение новых блоков каждые 10 минут?

Протокол Bitcoin имеет возможность автоматически увеличивать или уменьшать сложность процесса майнинга в зависимости от того, насколько быстро или медленно находятся блоки.

Каждые две недели протокол Bitcoin автоматически корректирует целевой хэш, чтобы сделать поиск блоков более сложным или более легким для майнеров. Если они тратят слишком много времени (более 10 минут), сложность будет скорректирована в сторону уменьшения; менее 10 минут — в сторону увеличения. Точнее, протокол увеличит или уменьшит количество нулей в начале. Это может показаться не таким уж большим, но простое добавление одного нуля к целевому хэшу значительно усложнит взлом кода, и наоборот.

Запрет на майнинг в Китае в 2021 году привел к сбоям в работе сети биткоиначтобы испытать самое большое падение в истории. Это впоследствии привело к тому, что оставшиеся майнеры Bitcoin отчетностьзначительный рост доходов от добычи полезных ископаемых.

Благодаря этой системе протокол Bitcoin может KEEP время Истории блоков максимально близким к 10 минутам. Вы можете отслеживать сложность майнинга Bitcoin здесь.

Читать дальше: Сложность майнинга Bitcoin : все, что вам нужно знать

Хотя активное участие в сети Bitcoin может быть весьма прибыльным занятием, требования к электричеству и оборудованию часто ограничивают его прибыльность — особенно для майнеров с ограниченными ресурсами.

Почему майнинг Bitcoin потребляет так много энергии?

ONE из самых больших недостатков Bitcoin является огромное количество энергии, которое он использует для добычи новых монет, проверки транзакций и защиты своей сети. На момент публикации Bitcoin хэшрейт– мера всей вычислительной мощности, выделенной на добычу новых монет – составляет183 экзахэш (Эх/с.) Это означает, что майнеры Bitcoin сообща пытаются взломать целевой хеш следующего нового блока 183 квинтиллиона раз в секунду.

СогласноИндекс потребления электроэнергии Кембриджского Bitcoin (CBECI) эта деятельность потребляет около 131 тераватт-часа (ТВт-ч) электроэнергии в год — это больше, чем потребляет Украина за тот же период времени.

Основная причина этого экстремального потребления заключается в том, что каждый раз, когда цена Bitcoin растет, это побуждает новых майнеров вступать в битву WIN новые монеты и заставляет существующие компании приобретать больше установок или обновлять свое оборудование, чтобы оставаться конкурентоспособными. Когда это происходит, объем вычислительной мощности, используемой для майнинга Bitcoin, увеличивается (увеличивается хэшрейт), что, в свою очередь, заставляет протокол Bitcoin увеличивать сложность, так что блоки продолжают обнаруживаться с постоянной скоростью каждые 10 минут.

Естественным побочным продуктом этой возросшей конкуренции является более высокое потребление энергии: чем больше машин трудится над майнингом Bitcoin, тем выше общее потребление энергии.

Смотрите также:Можно ли майнить Bitcoin и другие Криптo дома?