Переводы денег, а также электронная коммерция в настоящее время опирается на различные финансовые учреждения, такие как банки, брокерные, инвестиционные и страховые компании, которые выступают в роли доверенных посредников для проведения платежей. В эпоху цифровых технологий количество платежей возросло многократно, но схема проведения платежа осталась прежней. Необходим доверенный посредник для совершения платежа, но такая схема влечет определенные проблемы.
Цена услуг посредников увеличивает стоимость каждого отдельного платежа и т.к. у посредника имеется минимальная стоимость для проведения операции становиться невозможным проведение микроплатежей.
Также централизованный доверенный посредник зачастую выступает как слабое звено в цепочке платежей, подвергаясь атакам хакеров и совершая огромное количество проверок каждого платежа, что сказывается на скорости проведения платежей.
В 2008 году Биткоин предложил решение, платежную систему, основанную на криптографии, а не на доверии третьему лицу. Основная особенность биткоина - для работы этой цифровой валюты не нужно ни банка, никакого либо другого посредника, который может повлиять на процесс денежного обмена, блокировать его каким-либо образом, получать комиссию или начать выпускать неограниченное количество денег. Эта особенность во многом повлияла на популярность этой валюты.
Но если убрать посредника, то возникает проблема - как тогда обеспечить безопасность проведения платежей, а также защитить всю систему от вмешательства со стороны?
Биткоин предложил децентрализованное решение этой проблемы, основанное на метках времени на денежных переводах, а также на механизме сложных криптографических вычислений, известных как «доказательства работы», с помощью которых проверяется и подписываются все переводы. Сформированные таким образом записи о переводах в системе Биткоин невозможно изменить, не выполнив огромного количества вычислений.
Вот об этом механизме криптографической защиты и пойдет речь в этой статьей.
Для чего нужен майнинг? Кто такие майнеры?
Майнинг - это процесс использования вычислительной мощности компьютера (видеокарты, процессора или специализированных устройств) для обеспечения безопасности сети, проверке правильности денежных переводов и синхронизации данных всех пользователей.
В целом майнинг может восприниматься как центр обработки данных за исключением того, что он был разработан так, чтобы быть полностью децентрализованным, при этом его участники могут находиться в любых странах и ни один человек не имеет контроля над сетью.
Процесс называется майнингом, по аналогии с добычей золота, поскольку это механизм, используемый для выпуска новых монет криптовалюты. Но в отличии от добычи золота, майнинг генерирует вознаграждение в виде монет в обмен на услуги по поддержке безопасности и работоспособности сети.
Проще говоря, вы своим компьютером выполняете все проверки, а за это сеть вознаграждает вас монетами криптовалюты. Затем вы можете использовать эти монеты для оплаты в этой же сети, или совершить обмен на бумажные деньги - доллары, рубли т.д. Но возникает закономерный вопрос, откуда изначально берётся обеспечение этих криптомонет, что их можно обменять на бумажные деньги? Ответ на этот вопрос уходит корнями далеко в экономическую теорию, но вкратце можно сказать так:
- Есть люди, которые покупают биткоины. Они за бумажные деньги покупают определенную сумму биткоинов и используют их как средство для обмена товаров и услуг
- Есть люди, которые продают биткоины, получив их за товары или услуги
- Есть люди, которые майнят, создают биткоины при помощи майнинга. Майнинг в свою очередь выполняет ряд функций - обеспечение безопасности всех операций для покупающих и продающих, проверка переводов на мошенничество и генерация новых биткоинов. Получается, что созданные биткоины являются стимулом для тех кто майнит и средством для тех кто покупает, продает, обменивает.
Вся эта система построена так, что есть участники сети, те кто пользуется криптомонетами, а есть те, кто обслуживает сеть и создают новые монеты (майнеры).
Когда вы намайните (создадите) определенное количество криптомонет, то вы уже становитесь тем, кто продает эти монеты. Майнинг выступает стимулом для всех желающих поддерживать работоспособность сети, получая за это вознаграждение. За счет этого сеть становиться устойчивой к отказам, безопасной и дешевой, что в свою очередь стимулирует людей еще больше покупать и продавать криптомонеты.
Многие криптовалюты используют майнинг. Но изначально заложен лимит на количество монет, которые можно добыть, поэтому со временем добыча будет остановлена, но майнинг все равно будет нужен для обслуживания сети и вознаграждение за майнинг будет поступать с комиссий за переводы.
Также растет сложность майнинга с каждым добытым блоком для добычи новых блоков нужно более мощное оборудование. Поэтому многие объединятся в так называемые пулы майнинга, где один сервер объединяет мощности многих компьютеров в одну и каждый получает вознаграждение, пропорциональное мощности своего компьютера.
Кто такие майнеры? Из всего вышесказанного становится ясно, что майнеры, это те узлы сети, которые занимаются поддержкой сети и добычей новый монет, т.е. майнингом. Майнером может быть, как один компьютер, так и целая группа компьютеров, объединённых в пул. В этом случае одним супермайнером выступает сервер пула, который объединил все вычислительные мощности. Он же получает вознаграждение и распределяет его среди всех подключенных к нему компьютеров.
При майнинге майнеры соревнуются друг с другом кто будет первым, кто возьмет неподтвержденную транзакцию, проверит ее на правильность, найдет ключ для защиты и добавить ее в блокчейн. Первый майнер, который это сделает, получит финансовое вознаграждение. Более подробно о том, что такое блокчейн вы можете почитать в статье «Блокчейн - что это такое простыми словами »
Стоить заметить, что процесс майнинга для разных криптовалют имеет свои нюансы. Здесь мы с вами рассмотрим в общем как происходит этот процесс, без привязки к криптовалюте, хотя большая часть информации все же будет ориентирована на ведущую по капитализации криптовалюту - Биткоин.
Представим, что у нас есть сеть со своей криптовалютой, состоящая из множества узлов. Каждый узел - это участник сети или попросту обычный человек со своим компьютером или смартфоном.
В этой сети все продают и покупают криптомонеты как оплату за товары или услуги. Например один из участников A отдает другому участнику B одну пиццу, за которую B в свою очередь платит A 5 криптомонет.
Таким же образом поступают и другие участники сети. Они совершают переводы денег друг другу за разные услуги. Аналогом может быть банковский перевод за услуги, но в нашем случае нет центрального органа, который принимает и отправляет переводы. В сети все равны.
Но теперь появляется другая проблема - например участник B может потратить свои деньги много раз, никто ведь не контролирует, сколько у B было денег, сколько стало денег. Конечно любой участник может завести журнал, в который он будет записывать сколько у B было денег и сколько стало, когда он совершил с ним обмен. Например A может записать что у B сейчас осталось 2 криптомонеты, после того как он заплатил 5. Но не все участники сети видят, что происходит обмен между A и B.
C и D не видят операций потому, что нет центрального журнала, куда бы заносились все операции и каждый мог бы посмотреть кто, куда и сколько потратил. Получается, что B может перевести C 5 криптомонет и потом перевести еще D 5 криптомонет, хотя по факту он не обладает таким количеством монет.
Это известная проблема двойных расходов. Может быть вернемся обратно к централизованный системам и будем точно уверены, что наши деньги учтены и находятся в целости и сохранности? Вы уверены, что ваши деньги при централизованной системе находятся в безопасности? :)
Децентрализованные системы пошли по другому пути. Они взяли центральный узел, на котором все хранилось - все записи о переводах, количество сумм и т.д. и размножили это журналы среди всех участников.
Но теперь необходимо поддерживать все эти журналы в целостности, т.е. следить чтобы никто не «жульничал» при переводах и не приписывал себе несуществующие суммы. Вот здесь на первое место выходит майнинг и майнеры.
В сети не все узлы занимаются майнингом, но нет ограничения на количество майнер-узлов. Обычно среднестатистическая сеть с криптовалютой разделена на «тонких» и «толстых» клиентов. «Тонкие» - это узлы, которые не занимаются майнингом, а просто совершают переводы с кошелька на кошелек другого узла. Это «тонкие» клиенты просто используют сеть как средство обмена. «Толстые» - это обслуживающие узлы, узлы, которые занимаются майнингом, по сути майнеры.
Так как же майнеры осуществляют поддержку сети и все проверки, о которых говорилось ранее? Программное обеспечение это сети, которым пользуются все участники без исключения, написано таким образом, что все новые заявки на переводы денежных средств в первую очередь направляются майнерам. Например A передает B 5 криптомонет. Эта транзакция на перевод отправляется всем(!) майнерам в сети.
Почему же всем, а не только соседнему? Механизм обеспечения безопасности, о котором речь пойдет ниже требует такой логики работы.
Итак транзакция отправлена всем майнерам. Они выполняют несколько вещей:
Теперь B обращается к ближайшему майнеру, копирует журнал себе и видит, что в журнале есть запись о переводе от A к B 5 криптомонет.
Может показаться, а чем такая система отличается от обычной централизованной? Если все равно майнеры выступают в роли центральных органов. Но на самом деле это не совсем так. Майнерами могут (а по некоторым техническим документам и должны) быть все узлы сети. Это значит, что отдельно взятый майнер без согласования с другими майнерами не может вносить изменения и не является центром, а просто еще одним узлом, которым может стать любой другой узел вместо него.
Если A, B или кто-либо еще попытается внести несанкционированные изменения в журнал они просто не будут иметь никакой силы и будут отвергнуты сетью, т.к. все изменения производят майнеры, причем майнеры сами в одиночку также не могут что-либо внести в журналы, а постоянно «сверяют» эти журналы друг с другом.
Самый последний и «свежий» журнал копируется всеми участниками сети при обращении к ближайшему майнеру. Таким образом все участники имеют последнюю версию журнала и вносить в нее изменения не могут самостоятельно. Для этого им нужны майнеры, причем скомпрометировать один майнер злоумышленнику не даст ничего, потому что сеть принимает транзакции большинством голосов и взломанный компьютер одного из майнеров также не сможет навредить сети.
Для того, чтобы внести изменения в журнал нужно повторить все поиски секретных ключей вплоть до нужной нам транзакции, но так как даже одно вычисление может занимать значительное время и требовать значительных ресурсов, повтор всех вычислений может потребовать огромное количество вычислений, который раньше были сделаны всеми майнерами сети.
Украсть деньги из цепочки транзакций при таких условиях невозможно, если только вы не обладаете вычислительными мощностями всех майнеров сети умноженного на количество посчитанных блоков, для того чтобы сделать это за приемлемое время.
Под журналом, в данном контексте разговора, имеется ввиду конечно же - блокчейн .
В итоге что мы имеем. Все участники сети имеют журналы с записями и видят состояние счетов всех других участников и теперь если A попытается передать B несуществующую сумму в 1000 криптомонет сеть просто отвергнет такой перевод после всех проверок.
Все это осуществляется через специальное программное обеспечение, которое установлено у каждого узла сети. Использовать какое-то свое программное обеспечениhе не получиться, так как сеть также отвергнет все транзакции от этого узла, увидев «чужого» в своих рядах.
Исходный код программного обеспечения, которое обслуживает сеть - обычно открыт и доступен для всех. Каждый может убедиться, что в коде нет никаких тайных перевод денег или подслушивания. Также каждый разработчик при желании может присоединиться к разработке программы или же на основе существующего кода создать свою криптовалюту (что кстати мы и наблюдаем сейчас при всем многообразии криптовалют).
Таким образом майнинг и майнеры выступает в роли распределенного децентрализованного регулирующего органа в сети. При таком раскладе безопасностью управляют математические алгоритмы, исключая человеческий фактор. В этой модели без желания участников сделок никакая третья сторона не может ни помешать им, ни навязать свои услуги, ни заблокировать или конфисковать чужие средства. Даже если предположить, что злоумышленники смогут все-таки взломать всю сеть и взять под свой контроль. Ценность такой сети моментально упадет и злоумышленнику просто не выгодно будет использовать сеть.
Желание заработать движет майнерам как «невидимая рука» рынка и является стимулом. Тем самым, зарабатывая на майнинге, даже не вникая в суть этого процесса, они укрепляют безопасность сети, обслуживают ее и делают более стабильной.
Майнинг популярных криптовалют - биткоин, эфир, рипл, монеро и т.д.
Пару слов о майнинге известных криптовалют.
Майнинг Биткоина (Bitcoin)
Майниг классического биткоина производиться с использованием алгоритма SHA-256. Первоначально для майнинга биткоина использовался процессор обычного персонального компьютера. Но когда на рынке появились производительные видеокарты, майнинг на процессорах стал нецелесообразным. Сложность сети очень быстро возросла и количество получаемых биткоинов при майнинге на процессоре по стоимости стало меньше чем затраты на электричество при использовании процессора. Видеокарты были производительны процессоров именно для расчета по алгоритму SHA-256.
Затем на смену обычному GPU майнингу пришел FPGA майнинг - майнинг на специальном программируемом чипе, который потреблял очень малое количество энергии с относительно высокой производительностью.
Далее на смену FPGA чипам пришли специальные интегральные схемы (ASIC устройства), которые были спроектированы производителем специально для майнинга по алгоритму SHA-256. Отношение потребляемого электричества к производительности у таких устройств очень высоко, что постепенно свело на нет эффективность майнинга на видеокартах и FPGA чипах к нулю, также как в свое время видеокарты вытеснили процессоры. Сейчас наиболее эффективными ASIC устройствами для майнинга с наибольшей производительностью являются: BITMAIN AntMiner S9, BITMAIN Antminer T9, BITMAIN AntMiner R4, Canaan Creative Avalon 7, BITMAIN AntMiner S7, Canaan Creative Avalon 6.
Для биткоина также существует облачный майнинг и совместные пуля для майнинга.
Майнинг Биткоин-кэш (BitcoinCash)
Майниг биткоин-кэш производиться с использованием алгоритма SHA-256, также как и у классического биткоина. Эта криптовалюта является ответвлением (форком) от основного биткоина. После ее появления, некоторые майнеры и пулы переключили свои мощности на майнинг этой валюты, в результате чего сложность добычи возросла.
Это криптовалюта внесла в классический биткоин несколько нововведений, но процесс добычи остается таким же, как и у классического биткоина.
Для майнинга биткоин-кэш также как и в биткоине используются специализированные ASIC устройства: BITMAIN AntMiner S9, BITMAIN Antminer T9, BITMAIN AntMiner R4, Canaan Creative Avalon 7, BITMAIN AntMiner S7, Canaan Creative Avalon 6.
Майнинг Эфириум (Ethereum)
Майнинг эфириума производиться с использованием алгоритма Ethash, который является модифицированной версией алгоритма DaggerHashimoto. Для майнинга используются видеокарты и процессоры, а также специализированное программное обеспечение, наиболее популярным из которого является Claymore Miner.
Наиболее эффективные видеокарты на данный момент для майнинга эфира: NVIDIA GTX 1080 Ti,AMD R9 390,AMD RX 480 8GB, NVIDIA GTX 1070, NVIDIA GTX 1080,AMD RX 580 8GB.
Каждый майнер, который генерирует блок один раз в 12 секунд получает вознаграждение в 5 монет эфира. Перед тем, как начать майнить, компьютер майнера должен создать «DAG» файл, который является специальной структурой данных для алгоритма Ethash, который предотвращает использование ASIC устройств, что делает сеть эфириум более децентрализованной с большим количеством майнеров. Создание файла занимает около 10 минут.
Алгоритм Ethash требует память для размещения DAG файла, на данный момент это около 2 Гб ОЗУ, если майнинг происходит на процессоре или 2 Гб видеопамяти на видеокарте.
Сеть эфириум также реализует смарт-контракты, которые используются для создания автоматических условий и соблюдений их выполнения в рамках сети.
Майнинг Рипл (Ripple)
Рипл не использует майнинг. Незначительная часть криптовалюты остается за RippleLabs. Оставшаяся часть — целенаправленно раздается отдельным сегментам своей целевой аудитории в виде грантов и спонсорства. Все, что продается на биржах обмена используется для проведения обменов в сети рипл.
Майнинг Лайткоин (Litecoin)
Майниг лайткоина производиться с использованием алгоритма Scrypt. Функция хэшинга Scrypt специально разрабатывалась с целью усложнить создание ASIC устройств, путем увеличения количества ресурсов, требуемых для вычисления. Хеш-функция Scrypt использует SHA256 как подпрограмму, полагаясь на большое количество арифметических вычислений, но также требуя наличия быстрого доступа к большим объёмам памяти, что делает запуск нескольких экземпляров Scrypt на современной видеокарты несколько более сложной задачей. Это также означает, что стоимость производства специализированного оборудования для майнинга на ASIC устройствах будет значительно выше, чем стоимость производства подобных устройств для SHA-256
Лайткоин является ответвлением биткоина (форком), также как и биткоин-кэш. В сети Биткоин и Лайткоин данные а блокчейн записываются идентичным образом. Основное отличие лайткоина от биткоина - подтверждение транзакций происходит быстрее и улучшена эффективность хранения данных.
Каждый майнер, который генерирует блок один раз в 2 минуты получает вознаграждение в 25 лайткоинов.
Для майнинга лайткоина можно использовать процессоры и видеокарты, но наилучшими показателями эффективности обладает следующее оборудование: Antminer L3+, Innosilicon A4 Dominator, Innosilicon A2 Terminator, Gridseed Blade.
Программное обеспечение, которое можно использовать для майнинга лайткоина: sgminer, cgminer, cpuminer, cudaMiner, GUIMiner-scrypt, BFGMiner, MultiMiner, ScryptMiner GUI, Reaper.
Майнинг криптовалюты Даш (Dash)
Майниг даш производиться с использованием алгоритма X11. Алгоритм X11 является сочетанием 11 криптографических алгоритмов (blake, bmw, groestl, jh, keccak, skein, luffa, cubehash, shavite, simd, echo), отсюда и название X11.
Даш также является форком биткоина. В январе 2014 года Эван Даффилд создал XCoin как форк биткоина. В феврале 2014 года криптовалюту переименовали в DarkCoin, и только в марте 2015 года слова Digital Cash сложились в Dash.
Каждый майнер, который генерирует блок один раз в 2 с половиной минуты получает вознаграждение в 1.8 даш.
На сегодняшний день для майнинга даш лучше использовать специализированное оборудование: X11 miner 450M PinIdea Dr2, iBeLink DM384M X11, Baikal X11 ASIC Mini Miner, Baikal X11-X13-X14-X15-Qbit-Quark ASIC Mini Miner.
Майнинг пулы для DASH: DASH.SUPRNOVA.CC, SUCHPOOL.PW, COINOTRON.COM, LTCRABBIT.COM, COINMINE.PL, CYBTC.INFO.
Майнинг криптовалюты эфириум классик (Ethereum Classic)
Майниг эфириум-классик производиться с использованием алгоритма Ethash, также как и у обычного Ethereum. Для майнинга используются видеокарты и процессоры. Наиболее эффективные видеокарты на данный момент для майнинга эфирум-классик: NVIDIA GTX 1080 Ti, AMD R9 390, AMD RX 480 8GB, NVIDIA GTX 1070, NVIDIA GTX 1080, AMD RX 580 8GB.
Каждый майнер, который генерирует блок один раз в 14 секунд получает вознаграждение в 4.85 монет эфира.
Майнинг криптовалюты монеро (Monero)
Майниг монеро производиться с использованием алгоритма CryptoNight. Все операции в этой криптовалюте обфусцированы - все транзакции в системе являются анонимными. Суммарная эмиссия не ограничена, как в биткоине. Алгоритм для майнинга в Monero отличается тем, что он активно использует систему команд AES для микропроцессоров x86 и большое количество памяти, что делает майнинг на GPU менее эффективным, чем для Биткойна.
Каждый майнер, который генерирует блок один раз в 2 минуты получает вознаграждение в 6.3 монеро.
Для майнинга монеро можно использовать процессоры и видеокарты, но наилучшими показателями эффективности обладает следующее оборудование: AMD R9 390, AMD R9 Fury Nano, NVIDIA GTX 1080 Ti, AMD R9 290X, AMD RX 480 8GB.
Майнинг криптовалюты зэткэш (Zcash)
Майниг зэткэш производиться с использованием алгоритма Equihash. Equihash является чувствительным к количеству оперативной памяти алгоритмом доказательства работы, и это значит, что производительность майнинга во многом определяется тем, сколько у вас памяти RAM. Маловероятно создать специализированные аппаратные средства (ASIC) для майнинга в обозримом будущем.
Каждый майнер, который генерирует блок один раз в 2 с половиной минуты получает вознаграждение в 10 зэткэш.
Для майнинга Zcash можно использовать процессоры и видеокарты, но наилучшими показателями эффективности обладает следующее оборудование: NVIDIA GTX 1080 Ti, NVIDIA GTX 1080, NVIDIA GTX 980 Ti,AMD R9 Fury Nano,NVIDIA GTX 1070,AMD R9 390,AMD R9 290X.
Процедура выхода биткоинов именуется майнингом – это единственный метод приобретения цифровой криптовалюты, основанный на вычислении компьютерами различных математических головоломок.
Как работают майнеры?
Специальные устройства для майнинга
Вычисления усложняются с каждым днем, а поэтому со стационарного компьютера шахтеры перешли на игровые видеокарты. Вначале использовались перепрограммированные микросхемы, а затем интегральные микросхемы. У них высокая скорость вычисления хэша при низком потреблении энергии. Например, видеокарта Radeon HD имеет мощность около 1,5 гигахэша за секунду, потребляя много электроэнергии, а новейшая ASIC-система около 2,8 гигахэша, потребляя около 3 ватт. Большинство шахтеров отдает предпочтение именно ASIC-системе, так как ее стоимость быстро окупается за счет добычи биткоинов. Ее стоимость – около 130$. Современные шахтеры не занимаются майнингом без применения этой системы, так как это просто экономически невыгодно. Ценность одного биткоина – от 950 до 21 000 рублей, все зависит от устройств, которые используются и тарифа. Подобная видеокарта может окупиться за 14 дней.
Сложность вычисления хэша заставила шахтеров объединяться в группы (пулы). В случае нахождения нужного источника каждый получал свое вознаграждение. Система легко определяет майнера из состава пула, который производит множество гигахэшей за одну секунду. Но на самом деле он представляет собой основной обслуживающий ресурс, который раздает задания шахтерам из состава его пула. Одиночный майнинг дает меньший доход, нежели майнинг внутри группы.
Вознаграждение за создание нового источника падает каждые 5 лет: 2013 – 45 биткоинов, 2015 – 20, а к 2017 составит около 10 биткоинов.
Процесс появления новых биткойнов – один из важнейших аспектов криптовалютной отрасли. Почему же он называется майнингом?
Многие люди привыкли к тому, что «цифровое» и «виртуальное» ничего не стоит. Ведь файлики можно просто скопировать и пользоваться. Именно стал первой технологией, которая способна сломать этот стереотип не только для обывателей, но и для самых убежденных сторонников свободного распространения ПО и контента.
В Bitcoin «защита от копирования» встроена концептуально и обойти ее гораздо сложнее, чем взломать защиту программы. Сколько бы вы ни копировали или базу данных блоков – вы получите копию одних и тех же биткойнов, которые можно потратить только один раз.
Несмотря на то, что код клиента и протокола Bitcoin полностью открыт, создание новых монет – сложный и дорогой процесс. Нельзя сгенерировать больше биткойнов, чем запланировано создателем технологии. И чтобы получить новые монеты – необходимы существенные вложения в оборудование, помещения, охлаждение и электроэнергию. Именно поэтому Биткойн называют «цифровым золотом» и изображают в виде золотых монет.
Слово «майнинг » происходит от английского «mining », что значит «добыча полезных ископаемых» и вошло в употребление именно от аналогии с добычей золота. Чем больше в сети устройств, которые занимаются майнингом, тем лучше сеть Биткойн защищёна от атак. Владельцы или операторы таких устройств называются «майнерами ». Также нередко «майнером» называют само вычислительное устройство, необходимое для вычислений в сети Биткойна.
Каждый новый блок включает в себя криптографическую подпись, сформированную на основе предыдущего. Так блоки сцепляются между собой, образуя «цепочку блоков», «блокчейн» (blockchain) . Цепочка блоков может разветвляться, но в конце концов подтверждение получает та ветвь блокчейна, над которой работает большинство майнеров. Так осуществляется саморегуляция сети.
Майнинг представляет собой процесс вычисления . Блоком (block) в сети Bitcoin называется массив данных, в который записана информация о транзакциях, которые попали в сеть после создания предыдущего блока (примерно за последние 10 минут). В Bitcoin применяется широко распространенный в Интернет . Участник сети, обеспечивший расчет криптографической подписи блока, получает вознаграждение в Bitcoin. При этом, для получения «золотого слитка» в виде драгоценной «генерирующей транзакции» ему нужно перелопатить тонны пустой породы - не подходящих к блоку хэшей.
Благодаря математической теореме из области криптографии, которая называется «доказательство работы» (Proof-of-Work, PoW ), вычисление блока зависит от такого запрограммированного параметра, как сложность (difficulty) . Сложность вычислений в сети Bitcoin изменяется через каждые 2016 блоков (около 2 недель при 10 минутах на блок) и устанавливается в зависимости от среднего времени, за которое были найдены все блоки после предыдущего пересчета.
Но сложность - еще не самое главное препятствие на пути к богатству. Каждые четыре года вознаграждение за блок уменьшается вдвое. На старте системы в 2009 году за каждый созданный блок майнеры получали 50 BTC, а сейчас награда составляет 25 BTC. Следующее уменьшение награды ожидается в первой половине 2017 года. Точная дата не может быть вычислена, так как зависит от динамики изменения сложности добычи.
Для чего Биткойну нужны майнеры
Майнинг – основа целостности и надежности системы Bitcoin или любой другой криптовалюты. Работа майнеров обеспечивает все основные функции сети:
- Подтверждение сделок (транзакций);
- Защиту сети от внесения ложной информации (поддельных транзакций и блоков);
- Защиту сети Биткойн от разного вида атак;
- Поддержку децентрализации сети Биткойн.
Альтернативы
После появления ASIC-майнеров многочисленные форки начали использовать устройства, уже не нужные Биткойну. Один из самых распространенных альтернативных алгоритмов хэширования - Scrypt - очень долго оставался убежищем для владельцев ферм из видеокарт. Но в 2014 году и для него появились чипы ASIC. К этому времени подоспел целый "зоопарк" - Scrypt-N, Scrypt-Jane, X11, X13, X15, Cryptonote, Groestl, Quark и другие. Многие альткойны и сейчас вполне прибыльно майнить на процессорах ПК или видеокартах.
Существуют цифровые валюты, использующие другую теорему, она называется «доказательство хранения», (Proof-of-Stake, PoS). В отличие от «доказательства работы» (Proof-of-Work), которое использует сеть Биткойн, валюты на основе PoS не требуют постоянно растущей вычислительной мощности. Им для функционирования блокчейна нужны только программы-кошельки, постоянно запущённые на компьютерах пользователей, а майнинг происходит за счёт длительности хранения монет. Некоторые форки представляют собой различные гибриды технологий PoW и PoS.
Есть и более экзотические варианты. Например, набирает популярность новый вид майнинга, при котором криптовалюта (Burst и аналоги) начисляется за использование места на жёстком диске или другом носителе. Эта технология называется "доказательством вместимости" (Proof-of-Capacity, PoC). Носители данных сейчас бурно развиваются и этот бизнес тоже имеет перспективы. Такие децентрализованные хранилища могут быть полезны, например, для дешевого распределенного хостинга сайтов или больших массивов не очень ценных данных – таких, как коллекции изображений, фотографий, музыки или видео.
Будущее майнинга
При создании новых, более быстрых чипов будут использоваться такие технологии, как оптроника, фотоника, сверхпроводимость и квантовые вычисления. Экономически, майнинг биткойна более всего оправдан в Исландии, где можно получать энергию за счёт геотермальных источников, а охлаждение рядом с Полярным кругом предоставляет сама природа. Может быть, возникнут майнинговые фермы в Сахаре и на Тибете, где для вычислений и охлаждения будет использоваться утилизация энергии Солнца. В далёкой перспективе, хорошим регионом для майнинга станет побережье Северного Ледовитого Океана и Антарктида. Энергию для расчётов там можно получать за счёт приливных электростанций, охлаждая чипы наружным воздухом.
А возможно, уже через несколько лет возьмут верх более экономичные виды майнинга, такие как Proof-of-stake и Proof-of-Capacity или будут изобретены новые. Тогда огромные фермы, пожирающие мегаватты электроэнергии, уйдут в прошлое. Но сама идея децентрализованных финансовых систем уже заслужила доверие и будет развиваться независимо от того, каким образом будет обеспечиваться их надежность.
Суть майнинга (от слова mining - добыча) - создание криптомонет по специальному алгоритму. На компьютере генерируется уникальный набор данных (или блок), который подтверждает достоверность платёжных транзакций. Блок состоит из хеша заголовка предыдущего блока, хеша транзакций и случайного числа. Цепь, содержащая все транзакции, называется блокчейн.
За каждый найденный блок полагается награда. У разных валют она разная. Например, у самой старой и дорогой криптовалюты - (Bitcoin, BTC) - она уменьшается в два раза каждые четыре года. С 2016 года награда составляет 12,5 BTC (около 32 тысяч долларов), в 2020 году произойдёт её следующее уменьшение.
Награда за блок эфириума (Ethereum, ETH) - 5 ETH (примерно 1 540 долларов).
Успешность майнинга зависит от вычислительных мощностей компьютера, который имеется у майнера. Чем больше, тем выше вероятность получить награду.
Что нужно для майнинга
1. Собираем оборудование
- Видеокарта (GPU) - современная, не бюджетная. И лучше не одна, а несколько.
- Компьютер (ферма) с эффективной системой охлаждения, системной платой с максимально возможным количеством слотов для установки видеокарт. Процессор может быть любой, стабильно работающий. Рекомендованная оперативная память - от 4 ГБ.
- В качестве операционной системы наиболее часто используют Microsoft Windows 10 Pro 64-bit. Также есть ОС, специально разработанные для добычи определённых валют. Например, ethOS для эфириума.
- Интернет с хорошим пингом.
2. Определяемся с криптовалютой
Выбор зависит от имеющейся видеокарты. Наиболее популярные у майнеров криптовалюты - Ethereum, Zcash, Monero. Bitcoin и Litecoin при помощи видеокарт уже не добывают: для этого существуют специализированные устройства, например ASIC (Application-specific Integrated Circuit).
Примеры видеокарт, используемых для майнинга:
- Nvidia GeForce GTX 1050 Ti/1050, а также 1060, 1070, 1080 Ti/1080;
- AMD Radeon RX 470/480 и 570/580.
4. Выбираем биржу или кошелёк, где будет копиться добытая криптовалюта
Здесь совет один: использовать только проверенные сервисы, для чего нужно изучить отзывы.
Что такое облачный майнинг
Это вложение средств в покупку или аренду оборудования, необходимого для добычи криптовалюты. Физически оно будет находиться не у вас дома. Настройку, подключение и обслуживание берёт на себя специально созданный сервис.
Доход от облачного майнинга пропорционален приобретённому или взятому в аренду оборудованию.
Плюсы:
- Дома установить не одну, а несколько ферм, скорее всего, не получится, так как оборудование для майнинга сильно греется. Дистанционно же можно использовать любое количество ферм. Либо обойтись совсем небольшими вложениями (минимальные контракты на некоторых сервисах стоят чуть больше доллара).
- Этот способ рекомендуют тем, кто технически не подкован: им будет сложно собрать и настроить оборудование самостоятельно. Либо тем, кто не хочет тратить на это время и быть привязанным к дому или помещению, где расположена ферма.
- Более высокая, по сравнению с домашним устройством, мощность.
- Возможность майнить биткойны, а также добывать сразу несколько криптовалют.
Минусы:
- Риск нарваться на мошенников.
- Комиссия, которая берётся с награды за добычу (в неё обычно заложены все издержки, включая возможную поломку оборудования и прочее).
- Риск хакерских атак на сервер, в результате чего можно остаться ни с чем.
- Сильная схожесть с финансовой пирамидой. По логике сервисам с их мощностями выгоднее добывать криптовалюту самим, а не отдавать её на сторону, пусть и с комиссией. В пользу этого утверждения говорят реферальные программы: за привлечение новых клиентов многие сервисы облачного майнинга обещают вознаграждение.
Стоит ли заниматься майнингом
Отношение к криптовалютам пока неоднозначное, хотя их ликвидность (простота обращения в «живые» деньги - рубли, доллары и так далее) сейчас очень высокая.
На днях глава ВТБ Андрей Костин заявил, что биткойн - это «спекулятивная валюта». Хотя представители Центробанка уже озвучили желание создать национальную криптовалюту.
Узнать, за сколько окупятся расходы на создание собственной фермы, очень сложно.
Это зависит от курса криптовалют, растущей сложности их добычи, количества майнеров, которое постоянно меняется.
В целом расчёты, сделанные на сегодняшний день, показывают, что оборудование стоимостью около тысячи долларов может окупиться за полгода-год. Если вложить в создание ферм 3 000–5 000 долларов, прибыль, возможно, составит 50 и более долларов в день. Но эти данные могут кардинально поменяться (особенно с учётом роста числа мошенников).
Для расчёта прибыльности майнинга можно воспользоваться онлайн-калькулятором .
Некоторые эксперты считают, что майнинг можно рассматривать как возможность получения небольшого дополнительного дохода, но не как способ быстрого и верного обогащения. Воспринимайте это как сбор золотой пыли, а не золотых самородков.
Таким образом, рисковать или нет, каждый решает сам.
Если вы интересуетесь современной компьютерной техникой или даже просто регулярно смотрите новости по телевизору, то, конечно же, слышали о криптовалютах и майнинге. Но что это вообще за зверь такой - майнинг? Все эти странные люди «майнеры» , которые покупают видеокарты целыми партиями и собирают их в так называемые «фермы» , - кто они?
Это, несомненно, очень интересный вопрос, который волнует не посвященных в эту тему людей. Ведь как ни крути, а сегодня криптовалюты и майнинг уже довольно сильно влияют на нашу жизнь. Даже если откинуть в сторону международные финансовые отношения как мало интересную большинству людей тему, то невероятный дефицит мощных видеокарт и их подорожание сильно затрагивает многих из нас. Будь это геймеры-энтузиасты или же школьник Петя, который целых полгода голодал, собирая деньги на школьные обеды, чтобы купить мощную карточку для новой игры, а теперь вынужден собирать ещё столько же времени. Даже просто родители, которые хотели порадовать ребенка на новый год, а теперь не могут этого сделать, так как покупка выходит за рамки бюджета. Дефицит ударил по всем, в том числе и по самим майнерам, которым теперь значительно накладнее обновлять свое оборудование.
Но что вычисляют майнинг-фермы? Для чего все эти жертвы? Большинство людей очень далеки от этой темы, кто-то лишь догадывается, как примерно все это работает, а некоторые строят конспирологические теории о суперкомпьютерах. Какие вычисления происходят при майнинге и зачем майнинг вообще нужен - довольно интересный вопрос, но на самом деле всё куда проще, чем кажется. Усаживайтесь поудобней, в этой статье мы разберем данный вопрос, а также немного поговорим о майнинге в целом.
Майнинг-ферма как новое устройство в мире компьютерной техники
Нам кажется, что объяснение лучше всего начать с очень простой аналогии. Все мы знаем, что такое интернет, все мы пользуемся им каждый день. Но интернет - это не вещь сама в себе, для его функционирования нужны серверы, которые разбросаны по всему миру и хранят в себе определенную информацию. Точно так же и здесь: майнинг-фермы выступают неким аналогом сервера для криптовалюты, хотя все же основной их задачей является не хранение информации, а вычислительные операции.
Сейчас помимо Биткоина на рынке находится очень много различных криптовалют, и все они предъявляют разные требования к необходимому оборудованию. Пока криптовалюта молодая и сложность ее блокчейна невысокая, операции для ее функционирования вполне можно проводить и на домашнем персональном компьютере. Но со временем сложность расчетов растет и обычного компьютера становится недостаточно, и так происходит в подавляющем большинстве случаев.
Находчивые люди придумали использовать для этих целей обычные игровые видеокарты, так как архитектура их чипов значительно лучше подходит под нужды вычисления блоков криптовалюты, нежели центральные процессоры, а значит, на выходе мы получаем огромное ускорение в работе. Считается, что видеокарты в майнинге сейчас - это топовые устройства, и с этим очень трудно спорить. Оборудование для майнинга на основе видеокарт собирается за копейки и в современных реалиях окупается довольно быстро. Кроме того, если ситуация на рынке криптовалюты будет такой, что содержать ферму станет невыгодно, видеокарты всегда можно продать обычным пользователям, чего нельзя сказать о некотором специальном оборудовании.
Таким образом, майнинг-ферма стала новым устройством в мире компьютерной техники и сейчас пользуется большой популярностью. Конечно, в связи с ростом курса практически всех криптовалют вокруг видеокарт поднялся нездоровый ажиотаж, а значит, производители вынуждены поднимать цены, дабы свести к нулю риски убытков в случае массового возврата карт. Связано это с тем, что далеко не все майнеры эксплуатируют свои карты в тех условиях, в которых они должны эксплуатироваться. Часто они работают на чердаках, подвалах с высокой влажностью или же в тесных связках, где температура намного превышает норму, что не может положительно сказаться на работе фермы. Но гарантия есть гарантия, таким образом, производитель все равно должен вернуть деньги за вышедшую из строя карту.
Напрашивается вопрос, майнить в современных реалиях или же не стоит даже пробовать? Ну что ж, данная статья не совсем об этом, и лучше вам все объяснит более узконаправленная статья. Однако стоит сказать: для того чтобы майнить, вам по сути не нужна большая ферма, по крайней мере сразу. Если вы все-таки решитесь попробовать присоединиться к этому «празднику жизни», то вполне резонно сначала будет использовать вашу игровую карту, которая у вас уже есть дабы просто узнать, что это такое. Возможно, это совсем не ваша тема. Но если понравится, тогда уж решайте, вкладывать дополнительные деньги или нет.
В чем заключается майнинг, и какие задачи в нем решаются?
Теперь переходим к самому интересному. Тема о том, какие все же расчеты проводят майнеры на своих домашних фермах, выглядит очень туманной и покрытой мраком. Эта загадочность и сподвигла многих людей строить конспирологические теории и теории заговоров.
И действительно, если подумать, то мощнейший в мире китайский суперкомпьютер Sunway TaihuLight имеет приблизительную вычислительную мощность 93 Петафлопс, а одна видеокарта GTX 1080Ti - 0,0106 Петафлопс. Это значит, что суперкомпьютер равен по мощности 8774 GTX 1080Ti. Согласитесь, это просто смешно. В одной московской области суммарное количество майнеров значительно превосходит эту мощность, что уж говорить о майнерах всего мира, которых сейчас просто невероятное количество. Ну, вот не может все это быть просто так. Не правда ли?
Выдвигаются самые разные предположения, мол, все это спланированная акция, и криптовалюты придуманы, чтобы завлечь людей предоставить заинтересованным лицам «бесплатный суперкомпьютер», а когда задача будет выполнена, все они резко обесценятся. Что касается самих расчетов, то здесь все ещё веселее: некоторые думают, что так обсчитывают возможный ущерб от ядерных взрывов при начале крупномасштабной войны, вторые предполагают, что таким образом разрабатываются новые виды оружия, и так далее, и тому подобное. Но если посмотреть на все это трезвым взглядом со стороны, то подобное конечно-же кажется не меньшим бредом, чем разговоры о Нибиру и рептилоидов по РЕН-ТВ.
Как мы уже писали выше, майнинг-оборудование помогает функционированию сети блокчейна криптовалюты. А именно, оно помогает решить математические задачи криптографии. Именно из-за того, что данная система строится на принципах криптографии, этот вид электронных денег и получил наименование криптовалюта. Да, да, вы совершенно правильно поняли, на самом деле эта система - близкий родственник Веб Мани, Киви, Яндекс-денег и других подобных систем. С помощью криптовалют точно так же можно проводить транзакции покупки, продажи или обмена товаров, разница заключается только в том, что данная система абсолютно децентрализована и не зависит от банковской системы той или иной страны.
Благодаря тому, что криптовалюты не зависят от государств, транзакции проводятся очень быстро и с самой минимально возможной комиссией, а эмиссия денежных средств в разы меньше эмиссии и инфляции бумажных денег. Но есть в такой системе и минусы: поскольку она полностью децентрализована от банков и государств, то для её функционирования нужны отдельные ресурсы и оборудование.
Вот так мы очень и очень плавно подошли к тому, какие именно задачи решает майнинг-оборудование. Как мы уже поняли, для проведения транзакций внутри криптосистемы нужны вычислительные мощности. Именно эти мощности и предоставляют майнеры, подтверждая проведение транзакций. Другими словами, майнер выступает неким цифровым нотариусом, который подтверждает валидность транзакции и сохраняет ее в системе. Сама же система строится на блокчейне, состоящем из отдельных блоков, которые, в свою очередь, состоят из суммы хеша, в который вписаны все транзакции за определённое время и случайные числа для безопасности системы. Выглядит все довольно сложно, но, если разобраться, это совсем не так.
Майнинг-вычисления распределяются между всеми участниками, которые закрывают блоки транзакций. Но если бы все записывали одинаковые блоки, то рано или поздно в системе наступил бы хаос. Поэтому каждому блоку приписывается свой уникальный, так называемый «красивый» хеш, который и должен отыскать майнер. Это одновременно и служит доказательством работы, и обеспечивает надежность проведенных сделок. Поскольку за каждый блок майнер получает вознаграждение, с каждым закрытым блоком растёт и сложность вычислений в системе. Это сделано для того, чтобы с течением времени эмиссия валюты не росла в геометрической прогрессии и сохранялась стабильность. Также сложность системы растет в случае увеличения количества участников, а награда делится между ними в соответствии с вложенными вычислительными мощностями.
Таким образом, сегодняшнее количество майнеров объясняется банальным желанием людей заработать на популярной теме. Однако если вдруг майнить криптовалюты станет не слишком выгодно и некоторые из участников уйдут, это не значит, что транзакции станут медленными и система обвалится. Система защищает себя и в случае уменьшения вычислительной мощности, сложность сети также снизится, таким образом всегда будет сохраняться тот уровень сложности, который позволит закрыть блок данных за отведенное для этого время.
На чем зарабатывают майнеры?
Что рассчитывают майнеры, мы объяснили, теперь осталось поговорить о том, как они зарабатывают. Как уже говорилось до этого, награда засчитывается участникам за каждый найденный (или другими словами, открытый, закрытый) блок транзакций внутри блокчейна. Обычно время нахождения блока и награда за него фиксированы, например 10 минут и 50 монет криптовалюты. Эти показатели разнятся от валюты к валюте, но суть остается той же. Чем более молодая криптовалюта, тем меньше вычислительной мощности нужно для нахождения блока, но чем более популярной она становится и чем больше обрастает новыми участниками, тем сложнее становится система, и в конце концов может наступить момент, когда вычислительных мощностей майнера-одиночки просто-напросто не хватит для нахождения нужного значения хеша за отведенное для этого время.
В таких случаях майнеры объединяются в так называемые пулы. В пуле все «шахтёры» объединяют свои усилия для нахождения одного блока, а полученную за него награду делят между собой в равной степени согласно предоставленным вычислительным мощностям. Сейчас таким способом пользуется подавляющие большинство майнеров, так как это значительно проще и выгоднее, чем самому покупать дополнительное оборудование.
Чтобы воспользоваться этим преимуществом, вам необходимо определить, что выгоднее - майнить на вашей ферме, после чего просто подать заявку на вступление в пул. Обычно лучше выбирать пул с самой высокой мощностью. Не всегда такие пулы хотят обзаводиться новыми участниками, однако в большинстве случаев вас примут с распростёртыми объятьями. Сколько именно денег принесет ферма, зависит только от ее вычислительной мощности и общей мощности пула. Чем выше эти показатели, тем выше заработок.
Но мы знаем, что большинству из вас интересны именно конкретные цифры заработка майнеров криптовалюты. Здесь очень важную роль играет сложность добычи и курс валюты относительно доллара США. Когда сложность оптимальна, а курс постоянно растет, то заработок среднестатистического домашнего «фермера» может составлять 20–30 долларов в день. Когда курс падает, а сложность возрастает, то и заработок может падать до 3–4 долларов в день и даже ниже. Большинство майнеров очень сильно зависит от времени окупаемости оборудования, так как покупают сразу много карт и вынуждены обновлять их время от времени.
Майнинг Биткоина
Биткоин - первая и самая популярная криптовалюта в мире. На старте в 2009 году за один Биткоин давали всего пять центов, в 2013 году - уже порядка ста долларов за монету. А сейчас цена на эту монету бьет все мыслимые и немыслимые рекорды, она дорожает с каждым днём и стоит уже больше пятнадцати тысяч долларов.
Сначала Биткоин добывать было очень легко, но с ростом популярности валюты были придуманы специальные микросхемы под названием ASIC. Они создавались лишь с целью майнить Биткоин, поэтому благодаря такой узкой направленности были значительно мощнее не только обычных процессоров, но и видеокарт. Со временем предприимчивые ребята стали строить целые ангары с комбайнами на ASIC-системах и очень скоро вытеснили с рынка обычных домашних майнеров на видеокартах.
Сейчас из-за сложности системы Биткоин майнить его на видеокартах совершенно нерентабельно. Никто не запрещает обычному майнеру купить себе асик-ферму, и многие так и делают, но цена на них очень высока, и в случае обвала курса валюты такой «фермер» может быстро пойти ко дну.
Рассказывать, что именно вычисляют при майнинге Биткоина, мы не будем, так как в приведённых примерах, по большему счету, описывалась именно его модель. Стоит только отметить, что алгоритм шифрования Биткоина называется SHA-256 и применяется в большом количестве криптовалют, построенных по его прообразу. Написан этот алгоритм был агентством национальной безопасности США задолго до появления самого Биткоина и использовался как механизм шифрования веб-сайтов по протоколу безопасности SSI.
Майнинг Эфириума
Второй по популярности после Биткоина является криптовалюта Эфириум. Это довольно молодой проект, и на свет он появился совсем недавно - в 2015 году. Именно резкое подорожание этой монеты в начале 2017 года с восьми долларов до двухсот и является причиной массовой пропажи видеокарт с полок магазинов. Поскольку криптовалюта молодая, она очень хорошо добывалась на видеокартах, но сейчас, когда все набросились на ее майнинг, сложность сети очень сильно возросла.
В отличие от Биткоина, добыча Эфириума все ещё доступна на видеокартах и будет актуальной еще некоторое время. Причиной этому не в последнюю очередь служит отсутствие асик-микросхем под Эфир.
Математические задачи, которые решаются при майнинге Эфириума, очень похожи на задачи, решаемые в Биткоин. Это все такие же открытия новых блоков блокчейна для подтверждения транзакций. Главным же отличием систем является то, что в Эфириуме используется новый алгоритм DaggerHashimoto. Работа алгоритма выглядит как хеширование метаданных последнего блока системы, для которого используется специальный код под названием Nonce. Нонс представляет собой обычное двоичное число, которое задает уникальное значение хеша. Подбор «красивого» хеша теперь возможен лишь методичным перебором всех возможных вариантов. Такой вариант хеширования очень сильно усложняет шифрование и требует наличия большого количества памяти. В связи с этим внедрение в майнинг Эфира ASIC-систем очень сильно усложняется, что несомненно положительно скажется на децентрализованной криптовалюте.
Майнинг других криптовалют
Несомненно, Биткоин и Эфириум не единственные криптовалюты на рынке. На сегодняшний день существует уже почти сотня других криптовалют. Однако далеко не все из них столь же успешны и достойны внимания. Поэтому представляем вашему вниманию список десяти наиболее достойных и интересных, на наш взгляд.
В основном все представленные криптовалюты функционируют по одинаковому принципу, который хорошо зарекомендовал себя ещё с Биткоин. В большинстве случаев они отличаются друг от друга только алгоритмом шифрования и некоторыми улучшениями по сравнению со своим прародителем.
Единственным принципиальным различием между монетами можно считать применение систем POW (доказательство работой) и POS (доказательство владением). Некоторые из представленных криптовалют требуют вычислений по системе POW, то есть доказательства роботы, это и есть классический майнинг. А некоторые, такие как NEM, построены на системе POS - доказательстве владением. В таком случае для майнинга вам хватит и обычного компьютера, но потребуется для начала купить некоторую сумму монет. В любом случае для заработка на криптовалютах лучше выбирать ту из них, которая демонстрирует медленный, но стабильный рост.