Что такое майнинг?
Майнинг — деятельность по поддержанию распределенной платформы и созданию новых блоков с возможностью получить вознаграждение в форме новых единиц и комиссионных сборов в различных криптовалютах, в частности в биткойн. Производимые вычисления требуются для обеспечения защиты от повторного расходования одних и тех же единиц, а вознаграждение стимулирует людей расходовать свои вычислительные мощности и поддерживать работу сетей.
Майнинг — не единственная технология создания новых блоков. Альтернативой является форжинг. Обычно используется только одна технология, но в некоторых криптовалютах используют комбинации из них.
Как это работает?
Процесс майнинга заключается в подборе такого значения Nonce, которое позволит получить хеш, числовое значение которого будет не более некоторого заданного числа — Difficulty Target, целевого уровня сложности.
Пример хешей для одной и той же фразы, но с разными дополнительными параметрами (последняя строка в примере имеет наименьшее значение хеша):
«Hello, world!0» => 1312af178c253f84028d480a6adc1e25e81caa44c749ec81976192e2ec934c64 «Hello, world!1» => e9afc424b79e4f6ab42d99c81156d3a17228d6e1eef4139be78e948a9332a7d8 «Hello, world!2» => ae37343a357a8297591625e7134cbea22f5928be8ca2a32aa475cf05fd4266b7 ... «Hello, world!4248» => 6e110d98b388e77e9c6f042ac6b497cec46660deef75a55ebc7cfdf65cc0b965 «Hello, world!4249» => c004190b822f1669cac8dc37e761cb73652e7832fb814565702245cf26ebb9e6 «Hello, world!4250» => 0000c3af42fc31103f1fdc0151fa747ff87349a4714df7cc52ea464e12dcd4e9
Обратите внимание на то, как меняется значение после замены одного символа.
В системе «биткойн» целевой уровень сложности пересчитывается через каждые 2016 блоков. Он увеличивается или уменьшается в зависимости от того, насколько время создания этой партии блоков отличается от 20160 минут (2016 * 10). Такой механизм поддерживает средние затраты времени для генерации 1 блока на уровне 10 минут вне зависимости от суммарной мощности всех майнеров.
В других криптовалютах вычисление как хеша, так и целевого уровня сложности может существенно отличаться.
Майнинг биткойнов
Система «биткойн» предусматривает только одну возможность для дополнительной эмиссии — новые биткойны получает в качестве вознаграждения тот, кто сгенерировал очередной блок. Полученное вознаграждение за блоки можно использовать после получения 120 подтверждений (то есть сеть разрешает тратить вознаграждение примерно через 20 часов).
Вероятность получения награды соло-майнером в произвольный десятиминутный период приблизительно равна соотношению его вычислительной мощности к вычислительной мощности всей сети. И если это соотношение очень маленькое, то вероятность получения награды даже за длительный промежуток времени также будет низкой. Желающие получить возможно большее вознаграждение стремились задействовать как можно большие вычислительные мощности.
Особенность задачи майнинга позволяла применить максимальное распараллеливание вычислений. В силу специфики строения для этого хорошо подошли графические процессоры (GPU) с небольшой дополнительной программой (в сотни раз производительнее CPU) и платы с FPGA (производительность сравнима с видеокартами, но превосходят их по энергоэффективности). После этого используемый в стандартном клиенте майнинг при помощи центрального процессора оказался нецелесообразным из-за слишком малой вероятности получить вознаграждение. Затем начался выпуск специализированных процессоров (ASIC), выполняющих исключительно вычисление хешей для сети Биткойн, более производительных и энергоэффективных, чем GPU и FPGA, и тем более CPU. Примерно с 2012—2013 года майнинг самых распространённых криптовалют на чём-либо кроме специализированных чипов, в том числе на видеокартах, стал невыгодным — стоимость потребляемой электроэнергии превышает средний результат. Например, к началу 2015 года сложность майнинга наиболее известной криптовалюты Bitcoin выросла в 10 тысяч раз.
Десятки стартапов разрабатывали собственные реализации ASIC-майнеров, при этом новые, более производительные поколения чипов могли выходить каждые полгода (обычно плотность размещения транзисторов в логических схемах удваивается за 2 года).
С переходом майнинга на ASIC стали появляться компании, занимающиеся майнингом в промышленных масштабах, размещающие крупные установки майнинга в местах с дешевым электричеством и, иногда, с не слишком высокой температурой окружающего воздуха. Некоторые из подобных компаний позиционируют себя в качестве «облачных», продавая часть своих ресурсов в аренду, хотя среди подобных предложений высок уровень мошенничества, будьте осторожны (некоторые продавцы вообще не обладали майнинговыми мощностями).