Корзина
33 отзыва

Основы майнинга криптовалюты на примере Биткойна

Основы майнинга криптовалюты на примере Биткойна
Механизмы майнинга криптовалют, например Биткойнов довольно сложны и запутаны для восприятия незнакомого с темой человека. Множество понятий переплетаются друг с другом, и разобраться в них может стать проблематично.

13.02.18

Майнинг Биткойнов – это процедура записывания страниц цепочек цифровых кодов (называемых так же блоками) транзакций этой валюты в журнал этих процессов. Журнал транзакций называется «Биткойн-блокчейн». Майнинг подразумевает получение награды за своё выполнение в виде части созданных благодаря ему единиц валюты.

Краткое содержание статьи:

·             Механизм работы транзакций Биткойна.

·             Для чего нужен майнинг?

·             Почему люди занимаются майнингом

·             Что такое разгадывание чисел и почему оно «технически затратно»

·             Почему вознаграждение перечисляется в BTC?

·             Кто занимается майнингом Биткойна?

·             Когда нужно опасаться злоумышленников?

Механизм работы транзакций Биткойна

В двух словах, процесс транзакций с Биткойнами выглядит так:

1)         Создаётся Биткойн-транзакция (платёж)

2)         Транзакция добавляется в блок  - процедура может занять более десяти минут  - возможно, придётся подождать.

3)         Добавляются дополнительные блоки (так же занимает некоторое время).

Более подробное описание работы транзакций Биткойнов следует ниже.

Создание платежа

При инициации биткойн-платежа, сообщение о совершении транзакции передаётся по сети всем её участникам (называемыми узлами) и остаётся в статусе неподтверждённого. Этот статус показывает, что узлы получили информацию об инициации платежа и проверили транзакцию на соответствие техническим нормам и правилам деловой логики, но платёж ещё не записан ни в чью копию блокчейна.

Транзакция в статусе неподтверждённых уже является действующей, но она пока что не добавлена в журнал Биткойна.

Включение транзакции в блок

Майнинг начинается с отбора списка неподтверждённых транзакций (известных узлам) и составлению из них блока, представляющего собой перечнем транзакций и небольшого количества дополнительных данных.

Далее начинается процесс, непосредственно и называемый майнингом – то есть поиск случайного числа путём разгадывания головоломки.

Как только головоломка разгадана кем-либо из участников майнинга (майнером), происходит публикация разгаданного блока для остальных участников сети. Блок проходит проверку на соответствие некоторым критериям и узлы сети либо игнорируют его, либо, если проверка оказалась успешной, сохраняют в свои копии блокчейна. Этот процесс повторяется для каждой неподтверждённой транзакции, находящейся в ожидании, пока формировались и майнились предыдущие блоки.

Цепочка блоков (по-другому блокчейн)  выстраивается путём ссылок свеженамайненных блоков на предыдущие. Чем больше блоков надстраивается над первым, тем надёжнее его позиция внутри блокчейна и тем сложнее получить к нему доступ с помощью взлома или атаки направленной на изменение.

На сегодняшний день максимально надёжным и защищённым от подмены считается блокчейн, в котором не меньше шести блоков (6 подтверждённых транзакций). Такие цепочки имеют крайне низкий шанс отмены транзакции. Этим объясняются задержки при переводе биткойнов – чем большее их количество участвует в переводе, тем большее количество блоков и подтверждений создаётся. Это делается для максимальной защиты от отмены транзакции.

Для чего нужен майнинг?

Майнинг – это основной способ сохранения целостности, безопасности и функциональности всей криптовалютной системы и Биткойна в частности. Деятельность майнеров обеспечивает функционирование основных функций системы, а именно: утверждение транзакций, защиту платежей от блокировки и внесения ложных платежей, предотвращение различных атак и взломов и поддержка децентрализации всей сети.

Разгадывание головоломок – что это и для чего нужно

Для добавления транзакций в блокчейн нет необходимости решать головоломки и вычислять необходимые данные. Процедура вычисления и подбора, называемая «Доказательством выполнения работы» намеренно сделана энерго - и финансовоёмкой с целью затруднения доступа мошенников к блокам и транзакциям.

Доказательство выполнения работы – по сути, способ защиты платежей и блоков, путём усложнения вычислительных процессов и сведение к нулю эффективности и выгоды мошеннических действий с транзакциями. Оно служит многим целям:

·             Биткойн – открытая сеть, где кто угодно может создавать блоки и нет гарантий, что какой-либо конкретный партнёр по блокчейну не окажется злоумышленником.

·             Проверить подбираемые значительно легче, чем создавать их.

·             Вычислительная мощность и вложения в майнинг дороги для отдельного пользователя и в целом невыгодны по сравнению с участием в пуле.

Почему люди занимаются майнингом

Не так давно, майнинг не был интересен для большинства обычных людей, как и криптовалюты в целом. На сегодняшний день ситуация радикальным образом изменилась – криптовалюты обрели широчайшую популярность, известность и востребованность. Связано это с резким ростом их стоимости по сравнению с обычными деньгами. В современном мире очень многие люди, которые раньше знали о криптовалютах и майнинге уже серьёзно задумываются о занятии им ради пассивного дохода.

По сути, майнинг – это процесс создания новых единиц криптовалюты. Так же, майнеры являются своебразными аудиторами сети – каждый завершённый блок верифицируется в процессе формирования следующего. Майнеры занимаются своим делом ради получения вознаграждений за вычисления. Это вознаграждение начисляется за каждый вычисленный блок и в настоящий момент составляет 12,5 BTC за каждый.

Однако, чистая прибыль от занятий майнингом значительно меньше, так как майнинг это довольно затратное занятие. Покупка дорогостоящего оборудования, которое окупается не за один месяц непрерывной работы, огромные затраты вычислительной мощности и электричества – обо всём этом стоит помнить, прежде чем начинать занятие майнингом.

Что представляет собой разгадывание чисел

Биткойн является открытой и общедоступной. К майнингу блоков  может присоединиться любой желающий при условии достаточной вычислительной мощности.

Процесс майнинга – это крайне сложная процедура, которая занимает очень большое количество энергоресурсов и вычислительной мощности компьютера во время разгадывания чисел, необходимых для включения в блок и получения так называемого «хэша». Хэш (Хэш-функция) представляет собой алгоритм, преобразующий любые входящие данные в последовательность символов, состоящую из букв и цифр определённой длины и расположенных в определённой последовательности. Хэш должен подходить ко всем блокам транзакций в сети. Основная сложность майнинга – это подбор хэшей, начинающихся с необходимого количества нулей для удовлетворения условий, заданных сетью.

Хэш, который подбирается в процессе майнинга – это критерий, в который входят случайное число, хэш предыдущего блока транзакций и суммарное контрольное число всех завершённых за 10 минут транзакций.

Платёжный блок считается закрытым, как только к нему подобран подходящий хэш – именно в этот момент, майнеры получают вознаграждение за свою работу.

Для облегчения майнинга существует множество программ, созданных с целью автоматизирования процесса. Такие программы позволяют заниматься майнингом, как на домашних компьютерах, так и на специализированных фермах.

Почему вознаграждение за майнинг перечисляется в криптовалюте

Основатель и создатель Биткойна, Сатоши Накамото, осознавал, что должен быть достаточно весомый стимул для множества людей, чтобы они были готовы нести серьёзные расходы на оборудование и энергию. Стимул, который компенсирует затраты и побудит поддерживать работу сети.

Как можно организовать оплату работы множества анонимных участников сети без организации централизованной структуры? Любая частная или общественная организация, способная предоставить финансирование майнеров имела бы полный контроль над их действиями и могла бы распоряжаться ими по своему желанию.

Решением Сатоши стало организовать саму систему так, чтобы она оплачивала услуги майнеров. Это позволило избежать участия контролирующей третьей стороны в процессах майнинга.  Система сама выплачивает майнером вознаграждения в собственной валюте, что помогает стабилизировать и обезопасить всю сеть.

Кто занимается майнингом криптовалют?

На практике, майнингом может заниматься любой владелец персонального компьютера. Всё что ему для этого нужно - это скачивание любой специализированной программы для майнинга и её запуск. Как только программа запустится, она начинает принимать транзакции и выбранной пользователем криптовалютной сети, преобразовывает их в блоки и запускает процесс майнинга. Время добычи одного блока зависит от количества вычислительной мощности, переведённой в использование программой – быстрые компьютеры справляются с задачей за меньшее время. Важную роль в скорости майнинга играет Интернет-соединение, так как при создании рабочего блока, он должен быть распространён по узлам сети как можно быстрее, потому что он может быть замещён теми, кто успевает намайнить блоки быстрее.

Оптимальное решение для майнеров – объединение в группы, складывая вычислительные мощности своих компьютеров (такие группы называются пулами). При нахождении блока таким майнинг-пулом, награда за него распределятся поровну.

Майнинг-пулы – это специализированные серверы, позволяющие всем участникам складывать свои вычислительные мощности для значительного ускорения майнинговых задач. Чем больше участников в пуле, тем быстрее решаются майнинговые задачи, быстрее получается вознаграждение – больше эффективность. В современности, процесс майнинга настолько сложен и энергозатратен, что в одиночестве этим заниматься крайне невыгодно. Организовывать майнинг ферму или присоединиться к пулу – самое эффективное решение для решивших заняться добычей криптовалюты.

В пространстве Биткойна на сегодняшний день (февраль 2018) – 90% всех создаваемых майнинговых блоков создаются десяткой ведущих пулов и 60% этих блоков майнятся в Китае. Обычно пулы находятся под контролем либо одно человека, либо круга лиц с наибольшими вычислительными мощностями. Система Биткойна основывалась на идее отсутствия единого центра и разрозненности, однако сейчас наблюдается обратное явление – подавляющее большинство создаваемых блоков Биткойна контролируется небольшой группой китайских руководителей пулов.

Краткая история майнинга

Начиная с 2009 года, майнинг был несложен и им мог заниматься каждый пользователь персонального компьютера и даже ноутбука. Однако популярность биткойна росла, конкуренция между майнерами становилась всё более и более напряжённой, его сложность росла и к 2013 году заниматься майнингом индивидуально стало крайне невыгодно. Эволюционировали и технические средства, дающие вычислительную мощь для майнинга.

·             Майнинг начинался с использования CPU. Это одна из первейших его форм, основанная на использовании вычислительного потенциала процессора компьютера – на сегодняшний день из-за предельно низкой эффективности, не соответствующей возросшей сложности работ, она не используется.

·             GPU-майнинг – это процесс майнинга, использующий в работе вычислительную мощь видеокарт. Он показал себя качественно лучшим по сравнению с устаревшим процессорным майнингом.

·             FPGA майнинг – это усовершенствованная версия GPU майнинга – её основным улучшением стало сокращение энергозатрат и большая экономичность.

В 2013 году в развитии вычислительных мощностей произошёл новый этап. Цена биткойна росла, росло вознаграждение за майнинг, начались покупки специального майнингового железа и начались продажи специализированных чипов под названием ASIC, предназначенных только для майнинга и работы с хэшированием данных.  

Возможности злоумышленников в сети Биткойна

Что может сделать майнер-мошенник

·             Атака пятидесяти одного процента. Биткойн в начале своего существования был слабо защищён от так называемой «атаки пятидесяти одного процента» - если нечестный майнер обладал более половины общей вычислительной мощности сети – он мог игнорировать чужие блоки, верифицируя только свои. Это позволяло ему зарабатывать в одиночку всё вознаграждение за общий майнинг. Так же злоумышленник мог заблокировать любые транзакции в сети.

·             Повторное расходование – злоумышленники могут создать ситуацию, когда средства при одном и том же платеже переводятся дважды.

·             Эгоистичный майнинг – мошенники могут заполучить контроль над сетью и без вычислительной мощности, превышающей половину общей. Злоумышленник привлекает майнеров в свой пул путём объявления его более выгодным, чем другие. Затем, нечестный майнер размещает свои блоки так, чтобы другие участники тратили свою вычислительную мощность впустую. Выглядит это следующим образом:

 

1)         Злоумышленник майнит свою собственную цепочку блоков в тайне от остальных участников.

2)         Если в пуле намайнивается новый блок для цепочки злоумышленника, то происходит следующее:

1.         При разветвлении блокчейнов, нечестный майнер опубликовывает намайненный в собственном тайном пуле блок, делая свою цепочку длиннее. В результате этого цепочка становится истинной, и честные участники исключаются из процесса майнинга.

2.         Если разветвления не произошло, то секретный майнинг пула продолжается, увеличивая свой отрыв от честной цепочки.

3)         В случае нахождения блока для общей сети предпринимается следующее:

1.         Если майнинг общественной сети происходит быстрее тайного, то злоумышленник удаляет свои намайненные, но не выложенные в доступ блоки и начинает добычу заново.

2.         Если тайная и открытая цепи выровнялись, то нечестный майнер публикует из тайного пула все сделанные блоки, тем самым опережая общую цепочку.

3.         В случае опережения публичной сети на некоторое количество блоков, тайный пул добавляет это же количество плюс один блок, отсекая честную цепочку.

Чего не могут сделать мошенники

·             Создавать и выводить криптовалюту без подтверждения узлов

·             Выкрасть биткойны или другую валюту с адресов пользователей

·             Совершать транзакции от чужого имени

В целом, у злоумышленников не так много возможностей для мошенничества с криптовалютными платежами. Если он не обладает достаточной вычислительной мощностью и большинство сети придерживается честных действий, то все попытки атаки на блокчейны будут нейтрализованы.

Вывод

В теории, майнинг криптовалют является процессом, не нуждающимся в централизованном управлении. Любой участник может добавлять блоки платежей в блокчейны без контроля и разрешения властей или управляющей компании и зарабатывать вознаграждение в криптоединицах. Процедуры майнинга биткойнов и других валют были усложнены, причём сделано это было намерено, с целью усиления безопасности и защиты от атак и действий мошенников. Усложнение майнинга происходит пропорционально увеличения сетевой мощности, отвечающей за хэширование данных – это означает, что общая вычислительная мощность сети напрямую связана со сложностью захвата контроля над ней.

Майнинг работает по запланированному сценарию до тех пор, пока под контроль небольшого количества управляющих людей не попадает подавляющее большинство вычислительной мощности и через это контроль над всей системой. Однако в современности произошло именно это – около 90% всех блоков Биткойна производится небольшим числом крупнейших пулов и контролируется их организаторами.

Однако это не значит, что на майнинге криптовалюты можно ставить крест. На сегодняшний день существуют альтернативные криптовалюты, для которых действуют все те же законы, что и для биткойна, но которые не так сильно монополизированы. Да, эти криптомонеты обладают не такой высокой стоимостью, как доминирующий биткойн, однако они обладают намного большим потенциалом экономического роста.

Майнить можно какую угодно валюту. Главное помнить, что это процесс, рассчитанный на долгосрочную выгоду, быстро получить от него прибыль не получится. Главное в майнинге - терпение и упорство.

Любая криптовалюта, а особенно крупнейшая и старейшая из них, Биткойн – это сложная организованная система, поддерживающая её стабильную работу. Современные гиганты криптовалюты, заработавшие миллионы долларов на ней, начинали как простые майнеры, затем играли на бирже, а в итоге стали богатейшими людьми планеты, занимающиеся собственными разработками и инвестициями.

Самым ярким доказательством активности и успешности криптовалютного рынка является его капитализация. На сегодняшний день, она превысила сто шестьдесят миллиардов долларов и продолжает успешно расти. Развитие криптовалют поддерживается тем, что она практически вышла на государственный уровень – уже сейчас многие государства официально признают её, а ещё большие широко используют в финансовой деятельности принципы блокчейнов и многие другие возможности, предоставляемые криптовалютами.

Предыдущие статьи
+375
29
221-12-33
Ремонт компьютеров и ноутбуков в Минске
Роман
Беларусь Минск Репина 4
romza2211233
УНП: 291087447
р/с ‎ BY30BELB30130099760040226000 в ОАО "Банк БелВЭБ", БИК BELBBY2Х, код 226, Адрес банка: 220004, г.Минск, пр. Победителей, 29.
e-mail: roman.pesetsky89@gmail.com
social-icon
social-icon
social-icon
Loading...