Майнінг криптоактивів: від принципів до практики повний посібник

Чому Майнінг є ключовим для Блокчейн

Криптовалютний Майнінг - це не лише спосіб заробітку, це основа нормальної роботи всієї Блокчейн мережі. Простими словами, Майнінг вирішує одну ключову проблему: хто перевіряє транзакції без центрального банку? Хто створює нові монети? Відповідь - це майнери.

Майнінг забезпечує безпеку мережі шляхом витрачання великої кількості обчислювальних ресурсів. Цей дорогий механізм “доказу роботи” ускладнює зловмисникам підробку транзакцій або зміну бухгалтерських книг. Саме тому Біткойн (BTC) та інші блокчейни з доказом роботи можуть зберігати цілісність та узгодженість без центрального органу.

Як працює Майнінг криптовалюти: аналіз основних процесів

Централізація та упаковка транзакцій

Кожного разу, коли користувач надсилає або отримує криптовалюту, ці незавершені транзакції потрапляють у пул транзакцій, відомий як “мемпул” (mempool). Перше завдання майнера полягає в тому, щоб зібрати транзакції з цього пулу та організувати їх в “кандидатський блок”.

Окрім інших транзакцій у мережі, майнери також створюють спеціальну транзакцію для себе — “coinbase-транзакцію” — щоб призначити собі винагороду за майнінг. Ця транзакція зазвичай є першим записом у новому блоці.

Хешування та побудова дерева Меркла

Наступним кроком майнери повинні виконати хешування кожної угоди. Хеш-функція перетворює дані угоди в рядок фіксованої довжини — це “відбиток” цієї угоди.

Всі хеш-значення транзакцій потім організовуються в деревоподібну структуру, що називається “меркл-дерево”. Цей процес відбувається парно: спочатку два хеш-значення об'єднуються в один хеш, потім результат знову парно хешується, поки не залишиться лише один хеш — “меркл-корінь”. Меркл-корінь представляє собою зведення всіх транзакцій у блоці.

Шукаємо дійсний заголовок блоку (хеш блоку)

Це найбільш витратна частина Майнінгу. Майнерам потрібно згенерувати хеш блоку — унікальний ідентифікатор блоку. Для цього їм потрібно об'єднати три елементи:

• Хеш-значення попереднього блоку
• Корінь Меркле поточного блоку
• Випадкове число, яке називається “nonce”

Потім ці три елементи разом проходять через хеш-функцію. Мета полягає в тому, щоб отримати вихідний результат менше за певне цільове значення (це цільове значення визначається протоколом і називається “складністю майнінгу”).

Оскільки перші два елементи не можуть бути змінені, майнери можуть лише постійно змінювати значення nonce, щоб спробувати. Зазвичай потрібно спробувати десятки мільярдів разів, щоб знайти дійсний хеш блоку — саме тому потрібна така потужна обчислювальна потужність.

Блоків трансляція та підтвердження

Якщо майнер знаходить дійсний хеш блоку, він транслює цей новий блок по всій мережі. Інші вузли перевірки перевіряють, чи дійсно цей блок є дійсним. Якщо так, всі вузли додають його до своїх копій блокчейну. Кандидат на блок офіційно стає “підтвердженим блоком”. У цей момент інші майнери відмовляються від блоків, які вони обчислюють (незалежно від прогресу), і починають майнити наступний блок.

Що станеться, якщо два блоки будуть видобуті одночасно?

Іноді два майнери можуть одночасно знайти дійсний хеш блоку, що призводить до появи двох конкурентних блоків у мережі. Це може тимчасово розділити мережу на дві версії — кожен майнер продовжує працювати на основі блоку, який він отримав першим.

Ця конкуренція триває, поки наступний блок не буде успішно майнінгом. Який би блок не “виграв”, невдаха стане “сирітським блоком” — відкинутим мережею, а його транзакції повернуться до черги на обробку.

Як автоматично налаштувати складність майнінгу

Майнінг складність не є фіксованою, а регулярно коректується протоколом відповідно до умов мережі. Мета коригування чітка: підтримувати постійну швидкість генерації блоків.

Коли все більше майнерів приєднується до мережі та загальна обчислювальна потужність зростає, складність зростає. Це забезпечує стабільність середнього часу генерації блоків (приблизно 10 хвилин для біткойна), навіть коли більше людей конкурує.

Навпаки, якщо майнери масово виходять з мережі, складність зменшиться, що полегшить залишкам майнерів знаходити дійсні блоки. Цей механізм саморегулювання забезпечує регулярність і передбачуваність випуску нових монет.

Основні способи майнінгу криптовалюти

CPUМайнінг：已成 історією

На ранніх етапах Біткоїну звичайний процесор комп'ютера (ЦП) міг займатися майнінгом. Але з ростом хешрейту мережі та появою спеціалізованого апаратного забезпечення для майнінгу, майнінг на ЦП став абсолютно нерентабельним. Сьогодні ніхто не буде використовувати ЦП для видобутку біткоїнів.

GPU Майнінг: гнучкий, але з обмеженнями

Графічні процесори (GPU) спочатку були розроблені для паралельної обробки графічних завдань, але їх також можна використовувати для майнінгу. Переваги GPU полягають у відносно низькій вартості та гнучкості, що дозволяє майнити певні конкурентні монети. Але для біткоїна GPU вже не є конкурентоспроможними.

ASIC Майнінг: найсильніший, але найдорожчий

Спеціалізовані інтегровані схеми (ASIC) - це апаратура, спроектована для виконання конкретних завдань, в сфері криптовалют це означає професійні майнінг-устройства. ASIC мають надзвичайно високу ефективність і хеш-ставку, але їх вартість надзвичайно висока. Крім того, через швидку ітерацію технологій, старі моделі ASIC-майнерів швидко стають неприбутковими.

Незважаючи на це, для тих, хто хоче займатися масштабним Майнінгом, ASIC все ще є найпрактичнішим вибором.

Майнінг пул: зменшити особисті ризики

Ймовірність отримання нагороди за Майнінг надзвичайно мала. Для особистих майнерів з дуже маленькою часткою обчислювальної потужності спробувати самостійно знайти наступний Блок — це практично нездійсненно.

Майнінг-пули вирішили цю проблему. Пули – це альянс майнерів, які ділять обчислювальну потужність, щоб збільшити ймовірність знаходження блоків. Коли пул успішно видобуває блок, винагорода розподіляється пропорційно до роботи, яку вніс кожен учасник.

Це дозволяє малим майнерам ділитися витратами на електроенергію та апаратуру за прийнятною ціною. Але домінування майнінг-пулів також викликає занепокоєння щодо централізації та потенційних атак на 51%.

Хмарний Майнінг: зручно, але є ризики

Хмарний Майнінг дозволяє людям не купувати апаратуру, а просто орендувати обчислювальну потужність у постачальника хмарних послуг. Це виглядає дуже просто, але існує ризик шахрайства, і фактичний дохід часто не відповідає очікуванням.

Специфіка майнінгу біткойнів

Біткойн є найвідомішою可挖矿 криптовалютою. Він використовує алгоритм консенсусу доказу роботи (PoW) — це також оригінальний механізм консенсусу, який вперше було представлене Сатоші Накамото в 2008 році в білому папері Біткойна.

PoW досягає консенсусу в мережі, вимагаючи від учасників витратити великі обсяги електроенергії та обчислювальних ресурсів, і ця висока вартість сама по собі є потужним стримуючим фактором проти злочинних дій.

На мережі Біткойн, успішний майнер, який добуває блок, отримує винагороду за блок. Станом на грудень 2024 року ця винагорода становить 3.125 BTC. Це число буде регулярно знижуватися з подією “наполовину” Біткойна — кожні 210,000 видобутих блоків (приблизно раз на чотири роки) винагорода зменшиться вдвічі.

Чи дійсно майнінг криптовалют приносить прибуток?

Теоретично це можливо, але потребує ретельних розрахунків та управління ризиками. Фактичний прибуток залежить від взаємодії кількох складних чинників.

Вплив коливань цін на монети: коли ціна криптовалюти зростає, вартість винагороди за майнінг у фіатній валюті також зростає. І навпаки.

Ефективність обладнання: Добра майнінг-станція може підвищити хешрейт, але вартість покупки дуже висока. Майнери повинні знайти баланс між інвестиціями в обладнання та потенційними прибутками. Старе обладнання швидко застаріває, витрати на оновлення постійно існують.

Витрати на електроенергію: Це часто є найбільшою змінною. Надто високі витрати на електроенергію можуть з'їсти весь прибуток. Майнери, які обирають регіони з низькими витратами на електроенергію, зазвичай є більш конкурентоспроможними.

Зміна протоколу: наприклад, зменшення винагороди для біткойна безпосередньо скорочує винагороду, миттєво впливаючи на рентабельність. Найбільш екстремальний приклад - це повний перехід Ethereum у вересні 2022 року з PoW на доказ частки (PoS), що перетворило обладнання всіх PoW майнерів на сміття.

Підсумок

Майнінг криптовалют є важливим для Bitcoin та інших PoW Блокчейн. Він захищає мережу, споживаючи реальні ресурси, та забезпечує впорядкований обіг нових монет.

Переваги майнінгу очевидні — потенційний дохід від блокових винагород. Але ці прибутки легко піддаються впливу витрат на електроенергію, ринкових коливань та витрат на апаратуру.

Щоб зайнятися Майнінгом, потрібно добре підготуватися (DYOR) та всебічно оцінити ризики. Лише зрозумівши ці фактори, можна вирішити, чи варто займатися Майнінгом.

Розширене читання

• Блокчейн основи: як це працює
• Посібник з майнінгу криптовалют
• Порівняння стейкінгу криптовалюти та Майнінгу