Як працює майнінг Bitcoin ?

Ключові висновки:

• Bitcoin Майнінг — це процес виявлення нових блоків, перевірки транзакцій і додавання їх до блокчейну Bitcoin .
• Кожного разу, коли виявляється новий блок, успішний майнер отримує право заповнити цей блок новими даними транзакції.
• В обмін на виділення часу та ресурсів на виконання цього завдання майнери-переможці отримують безкоштовну кількість нещодавно викарбуваних Bitcoin, відомих як «блок винагороди», а також будь-які комісії, пов’язані з транзакціями, які вони зберігають у нових блоках.
• Процес надання успішним майнерам нещодавно відкарбованих Bitcoin — це виключно те, як нові монети надходять в обіг.

Навіщо майнити Bitcoin?

Є дві основні причини, чому особа або компанія бажає майнити Криптовалюта , як- от Bitcoin.

• Щоб отримати шанс заробити Bitcoin блок винагороди (що станом на квітень 2023 року дорівнює 6,25 біткойнів – приблизно 177 000 доларів США). Нові блоки виявляються приблизно кожні 10 хвилин.
• Брати участь у захисті та підтримці децентралізованої мережі Bitcoin .

Як Bitcoin майнери виявляють нові блоки?

Щоб перевірити та додати нові транзакції в блокчейн, майнери повинні конкурувати один з одним за допомогою спеціалізованого обчислювального обладнання. Вони використовують своє обладнання для генерації кодів фіксованої довжини, відомих як «хеш» (див. нижче). Щоб виявити наступний блок, майнери повинні згенерувати хеш, який має рівну або більшу кількість нулів перед ним, ніж «ціль». хеш».

Цільовий хеш — це 64-значний шістнадцятковий код (що містить цифри 0-9 і літери A-F), які всі майнери намагаються отримати нижче, щоб виявити наступний блок.

В якості відправної точки всі майнери беруть дані з попереднього блоку, відомого як «заголовок блоку», який містить такі речі, як позначка часу блоку, хеш даних попереднього блоку та порожній простір, відомий як «криптографічний один раз». Більшість даних у заголовку блоку є фіксованими, тобто їх неможливо змінити, окрім nonce. Nonce означає «число, що використовується лише один раз» і є частиною попереднього заголовка блоку, яку майнерам дозволено налаштовувати. Пам’ятайте, що лише зміна одного BIT вхідних даних дає зовсім інший хеш.

Складна частина полягає в тому, що хеші генеруються абсолютно випадковим чином, тобто майнерам неможливо знати, якими будуть хеші, перш ніж вони їх згенерують. Отже, це просто випадок проб і помилок, доки хтось не знайде правильне значення nonce, відоме як «золотий nonce».

Ось чому майнерам доводиться інвестувати в енергоємні комп’ютери, особливо в майнери інтегральних схем із спеціальними програмами (ASIC), які можуть генерувати трильйони хешів за секунду.

Найпростіший спосіб уявити майнінг Bitcoin — це уявити кожен новий блок як скриню зі скарбами з кодовим замком. Щоб отримати безкоштовну винагороду за блок Bitcoin і WIN право додавати в нього нові дані про транзакції (і збирати відповідні комісії), вам потрібно KEEP обертати ONE з коліщаток із цифрами на замку (nonce), доки ви не зламаєте комбінацію ( цільовий хеш.)

Ось приклад того, як може виглядати цільовий хеш:

0000000000000000057fcc708cf0130d95e27c5819203e9f967ac56e4df598ee

Щоб побачити, наскільки важко згенерувати хеш із більшою кількістю нулів на початку, ніж цільовий геш вище, спробуйте самостійно створити виграшний хеш за допомогою цього безкоштовного онлайн генератор хешів. Просто введіть усе, що забажаєте, у наданому текстовому полі та подивіться, чи буде створено хеш із понад 17 нулями на початку!

Що таке хеш?

Хеш — це криптографічна математична функція, яка перетворює будь-яке повідомлення або введені дані в код фіксованої довжини. Подумайте про це як про техніку шифрування, коли повідомлення математично транспонуються в послідовність цифр і літер фіксованої довжини.

Виходи мають задану довжину, щоб неможливо було вгадати розмір вхідних даних. Наприклад, хеш для слова «привіт» буде точно такої ж довжини, як і хеш усього тексту книги про Гаррі Поттера.

Ці хеш-функції незворотні, тобто неможливо повернути хеш до початкового введення. Той самий вхід також завжди генеруватиме ту саму послідовність літер і цифр. Наприклад, хеш «привіт» кожного разу буде однаковим. Кожен згенерований код також є повністю унікальним, тобто неможливо створити однаковий хеш із двома різними вхідними даними.

У випадку з Bitcoin блокчейн використовує безпечний хеш-алгоритм 256 або SHA 256 для створення виводу довжиною 256 BIT або 64 символи, незалежно від розміру вхідних даних.

Наскільки корисним є майнінг Bitcoin ?

Для кожного нового блоку, доданого до блокчейну, протокол – набір правил, запрограмованих у Bitcoin – випускає фіксовану кількість щойно викарбуваних монет успішному майнеру. Ця система винагороди за блоки виконує функцію механізму розподілу Bitcoin.

У рамках запрограмованих заходів, запроваджених Сатоші Накамото для постійного зменшення кількості біткойнів, випущених з часом, монети, які присуджуються майнерам, посічений приблизно кожні чотири роки, або 210 000 блоків, у процесі, відомому як «Bitcoin халвінг». У 2009 році винагорода за блок становила 50 BTC. Ця цифра була зменшена до 25 BTC у 2013 році. Останній халвінг сталося у 2020 році, і винагорода за блоки впала з 12,5 BTC до 6,25 BTC.

Зауважте, що максимальна кількість Bitcoin становить 21 мільйон, а в обігу вже є 18,9 мільйона монет. Винагороди за блоки більше не розподілятимуться, коли на ринок буде випущено 21 мільйон BTC . Як тільки це станеться, майнери зможуть отримувати винагороду лише у вигляді комісії за транзакції Bitcoin .

Читайте також: Що відбувається, коли всі Bitcoin видобуті?

Навіть за такої комбінації двох джерел доходу не кожен майнер приносить прибуток. Щоб зводити кінці з кінцями, заробіток майнера повинен перевищувати суму, витрачену на електроенергію та придбання та обслуговування майнінгових установок. Крім того, оскільки складність видобутку зростає, великі видобувні підприємства змушені розширювати або модернізувати своє обладнання, щоб підтримувати конкурентну перевагу. Для більшості пересічних майнерів, які не можуть дозволити собі інвестувати в дороге обладнання, є можливість об’єднати свої ресурси з іншими майнерами по всьому світу. Кожен майнер погоджується розділити винагороди відповідно до внесків кожного майнера. Ці мережі майнерів називаються «пули для майнінгу.»

Однак є деякі RARE випадки, коли самостійні майнери успішно видобували блоки самостійно з дому.

Складність майнінгу Bitcoin

Важливо знати про Bitcoin , що коли Сатоші Накамото створював протокол, вони запрограмували час Цікаве цільового блоку 10 хвилин. Це означає, що майнеру знадобиться приблизно 10 хвилин, щоб успішно створити виграшний код, щоб виявити наступний блок.

Отже, як мережа забезпечує виявлення нових блоків кожні 10 хвилин?

Протокол Bitcoin має можливість автоматично збільшувати або зменшувати складність процесу видобутку в залежності від того, наскільки швидко або повільно знаходяться блоки.

Кожні два тижні протокол Bitcoin автоматично коригує цільовий хеш, щоб майнерам було важче або легше знаходити блоки. Якщо вони тривають занадто довго (більше 10 хвилин), складність зменшиться; менш ніж за 10 хвилин, він підвищиться. Точніше, протокол збільшить або зменшить кількість нулів спереду. Це може здатися незначним, але просто додавання одного нуля до цільового хешу значно ускладнює код, і навпаки.

Придушення майнінгової діяльності в Китаї у 2021 році спричинило проблеми з мережею біткойнів пережити його найбільше падіння в історії. Згодом це призвело до того, що майнери Bitcoin залишилися звітність значне зростання доходів від майнінгу.

Завдяки цій системі протокол Bitcoin здатний KEEP час Цікаве блоку якнайближче до 10 хвилин. Ви можете відстежувати складність майнінгу Bitcoin тут.

Читайте також: Складність майнінгу Bitcoin : усе, що вам потрібно знати

Хоча активна участь у мережі Bitcoin може бути дуже корисним підприємством, вимоги до електроенергії та обладнання часто обмежують її прибутковість, особливо для майнерів з обмеженими ресурсами.

Чому видобуток Bitcoin споживає так багато енергії?

ONE із найбільших недоліків Bitcoin є величезна кількість енергії, яку він використовує для видобутку нових монет, перевірки транзакцій і захисту своєї мережі. На момент преси, Bitcoin швидкість хешування – міра всієї обчислювальної потужності, призначеної для видобутку нових монет – становить 183 exahash (Eh/s.) Це означає, що майнери Bitcoin колективно намагаються зламати цільовий хеш наступного нового блоку 183 квінтильйони разів на секунду.

Відповідно до Кембриджський Bitcoin індекс споживання електроенергії (CBECI,) ця діяльність споживає приблизно 131 терават-годин (ТВт-год) електроенергії на рік – це більше електроенергії, ніж споживає країна Україна за той самий період часу.

Основна причина такого екстремального споживання полягає в тому, що кожного разу, коли Bitcoin зростає в ціні, це спонукає нових майнерів приєднатися до боротьби за WIN нових монет і змушує існуючі компанії купувати більше установок або оновлювати своє обладнання, щоб залишатися конкурентоспроможними. Коли це відбувається, обчислювальна потужність, яка використовується для майнінгу Bitcoin, збільшується (збільшується швидкість хешування), що, у свою чергу, змушує протокол Bitcoin нарощувати труднощі, щоб блоки продовжували виявлятися зі стабільною швидкістю кожні 10 хвилин.

Природним побічним продуктом такої посиленої конкуренції є високе споживання енергії: чим більше машин крутиться, щоб видобути Bitcoin, тим вище загальне споживання енергії.

Дивіться також: Чи можете ви все ще майнити Bitcoin та інші Крипто з дому?