Видобуток біткойнів
Що таке видобуток біткойнів?
Швидше за все, ви чуєте фразу “видобуток біткойнів”, і ваш розум починає блукати до західної фантазії про кирки, бруд і вражаючий її. Як виявляється, ця аналогія не надто далека.
Видобуток біткойнів виконується потужними комп’ютерами, які вирішують складні обчислювальні математичні задачі; ці проблеми настільки складні, що їх неможливо вирішити вручну, і вони досить складні, щоб оподаткувати навіть неймовірно потужні комп’ютери.
Ключові винос
- Видобуток біткойнів – це процес створення нових біткойнів шляхом вирішення обчислювальної головоломки.
- Видобуток біткойнів необхідний для ведення реєстру транзакцій, на яких базується біткойн.
- За останні кілька років шахтарі стали дуже вдосконаленими, використовуючи складну техніку для пришвидшення гірничих робіт.
Результат видобутку біткойнів подвійний. По-перше, коли комп’ютери вирішують ці складні математичні задачі в мережі біткойнів, вони виробляють нові біткойни (не на відміну від того, коли при видобутку корисних копалин видобувається золото з землі). А по-друге, вирішуючи обчислювальні математичні задачі, майнери біткойнів роблять платіжну мережу біткойнів надійною та безпечною, перевіряючи інформацію про її транзакції.
Коли хтось відправляє біткойни куди завгодно, це називається транзакцією. Операції, здійснені в магазині або в Інтернеті, документуються банками, системами торгових точок та фізичними квитанціями. Майнери біткойнів досягають того самого, об’єднуючи транзакції в “блоки” та додаючи їх до загальнодоступного запису, який називається “ блокчейн ”. Потім вузли ведуть записи про ці блоки, щоб їх можна було перевірити в майбутньому.
Коли майнери біткойнів додають новий блок транзакцій до блокчейну, частина їх роботи полягає в тому, щоб переконатися, що ці транзакції є точними. Зокрема, майнери біткойнів переконуються, що біткойн не дублюється, унікальна химерність цифрових валют, яка називається « подвійні витрати». ”З друкованими валютами підробка завжди є проблемою. Але загалом, як тільки ви витратите 20 доларів у магазині, цей рахунок перебуває в руках клерка. Однак з цифровою валютою справа зовсім інша.
Цифрова інформація може бути відтворена відносно легко, тому з біткойнами та іншими цифровими валютами існує ризик того, що витратник зможе зробити копію свого біткойна та надіслати її іншій стороні, зберігаючи оригінал.
Особливі міркування
Винагорода майнерів біткойнів
Оскільки 300 000 покупок і продажів відбуваються за один день, перевірка кожної з цих транзакцій може бути великою роботою для майнерів. Як компенсація за свої зусилля, майнери отримують біткойн, коли вони додають новий блок транзакцій у блокчейн.
Кількість нових біткойнів, випущених з кожним видобутим блоком, називається «винагородою за блок». Винагорода за блок зменшується вдвічі кожні 210 000 блоків (або приблизно кожні 4 роки). У 2009 році було 50. У 2013 році – 25, у 2018 році – 12,5, а в травні 2020 року – вдвічі до 6,25.
Короткий огляд
Біткойн успішно вдвічі зменшив свою винагороду за майнінг – з 12,5 до 6,25 – втретє 11 травня 2020 року.
Ця система діятиме приблизно до 2140 р. У цей момент майнери будуть винагороджуватися платою за обробку транзакцій, які сплачуватимуть користувачі мережі. Ці збори гарантують, що шахтарі все ще мають стимул добувати і підтримувати мережу. Ідея полягає в тому, що конкуренція за ці збори призведе до того, що вони залишатимуться низькими після закінчення удвічі.
Ці зменшення вдвічі зменшують швидкість створення нових монет і, отже, зменшують наявний запас.Це може спричинити певні наслідки для інвесторів, оскільки інші активи з низьким рівнем пропозиції, такі як золото, можуть мати високий попит та підвищувати ціни.При такому темпі зменшення вдвічі загальна кількість біткойнів в обігу досягне межі 21 мільйона, що зробить валюту цілком обмеженою та потенційно більш цінною з часом.
Перевірка транзакцій з біткойнами
Для того, щоб майнери біткойнів насправді могли заробляти біткойни шляхом перевірки транзакцій, має відбутися дві речі. По-перше, вони повинні перевірити транзакції на один мегабайт (МБ), які теоретично можуть бути малими як одна транзакція, але частіше складають кілька тисяч, залежно від того, скільки даних кожна транзакція зберігає.
По-друге, для того, щоб додати блок транзакцій до блокчейну, майнери повинні вирішити складну обчислювальну математичну задачу, яку також називають “доказом роботи”. Вони насправді намагаються знайти 64-значне шістнадцяткове число, яке називається “хеш”, яке менше або дорівнює цільовому хешу. В основному, комп’ютер шахтаря випльовує хеші з різною швидкістю – мегахеші в секунду (MH / s), гігахаші в секунду (GH / s) або терахаші в секунду (TH / s) – залежно від одиниці, вгадуючи всі можливі 64- цифрові числа, поки вони не знайдуть рішення. Іншими словами, це азартна гра.
Рівень складності останнього блоку станом на серпень 2020 року становить понад 16 трильйонів. Тобто, шанс комп’ютера створити хеш нижче цільового значення становить 1 з 16 трильйонів. Якщо поставити це на перспективу, у вас приблизно в 44 500 разів більше шансів виграти джекпот Powerball одним лотерейним квитком, ніж у правильному хеші за одну спробу. На щастя, майнінг комп’ютерних систем викриває багато хеш-можливостей. Тим не менше, видобуток біткойнів вимагає величезної кількості енергії та складних обчислювальних операцій.
Рівень складності регулюється кожні 2016 блоки, або приблизно кожні 2 тижні, з метою підтримання постійних швидкостей видобутку. Тобто, чим більше шахтарів буде змагатися за рішення, тим складнішою буде проблема. Вірно і навпаки. Якщо обчислювальне живлення відключається від мережі, складність регулюється вниз, щоб полегшити майнінг.
Аналогія видобутку біткойнів
Скажімо, я кажу трьом друзям, що думаю про число від 1 до 100, і пишу це число на аркуші паперу і заклеюю його в конверт. Мої друзі не повинні вгадувати точну цифру, вони просто повинні бути першою людиною, яка вгадала будь-яке число, яке менше або дорівнює числу, про яке я думаю. І немає обмежень скільки здогадок вони отримують.
Скажімо, я думаю про число 19. Якщо друг А вгадає 21, він програє, оскільки 21> 19. Якщо друг В здогадується 16, а друг В здогадується 12, то вони обоє теоретично дійшли до життєздатних відповідей, оскільки 16 <19 та 12 <19. Немає додаткової оцінки для друга В, хоча відповідь Б була ближчою до цільової відповіді 19.
А тепер уявіть, що я задаю питання “вгадай, про яке число я думаю”, але я задаю не лише трьох друзів і не думаю про число від 1 до 100. Натомість, я прошу мільйони майбутні шахтарі, і я думаю про 64-значне шістнадцяткове число. Тепер ви бачите, що вгадати правильну відповідь буде надзвичайно важко.
Майнерам біткойнів потрібно не тільки придумати правильний хеш, але й першими це зробити.
Оскільки видобуток біткойнів – це, по суті, здогадки, прийти до правильної відповіді перед тим, як інший майнер має майже все спільне з тим, як швидко ваш комп’ютер може генерувати хеші. Буквально десять років тому видобуток біткойнів міг здійснюватися конкурентно на звичайних настільних комп’ютерах. Однак з часом майнери зрозуміли, що графічні карти, які зазвичай використовуються для відеоігор, були більш ефективними, і вони почали домінувати в грі. У 2013 році майнери біткойнів почали використовувати комп’ютери, розроблені спеціально для видобутку криптовалюти, наскільки це можливо, під назвою інтегровані схеми, специфічні для додатків (ASIC). Вони можуть коштувати від кількох сотень доларів до десятків тисяч, але їх ефективність у майнінгу біткойнів перевершує.
Сьогодні видобуток біткойнів настільки конкурентоспроможний, що це можна зробити вигідно лише за допомогою найсучасніших ASIC. При використанні настільних комп’ютерів, графічних процесорів або старих моделей ASIC вартість споживання енергії насправді перевищує отриманий дохід. Навіть маючи у своєму розпорядженні найновіший блок, одного комп’ютера рідко буває достатньо, щоб скласти конкуренцію тим, що майнери називають “майнінг-пулами”.
Майнінг це група шахтарів, які суміщають свої обчислювальні потужності і розколоти здобуте Bitcoin між учасниками. Непропорційно велика кількість блоків видобувається пулами, а не окремими майнерами. Майнінг-пули та компанії представляють великий відсоток обчислювальної потужності біткойнів.
Біткойн проти традиційних валют
Споживачі, як правило, довіряють друкованим валютам.Це тому, що долар США підтримується центральним банком США, який називається Федеральний резерв.На додаток до безлічі інших обов’язків, Федеральний резерв регулює виробництво нових грошей, а федеральний уряд переслідує використання підробленої валюти.5
Навіть цифрові платежі з використанням долара США підтримуються центральним органом влади. Наприклад, коли ви здійснюєте покупку в Інтернеті за допомогою своєї дебетової або кредитної картки, ця транзакція обробляється компанією, що здійснює обробку платежів (наприклад, Mastercard або Visa). На додаток до запису вашої історії транзакцій, ці компанії підтверджують, що транзакції не є шахрайськими, що є однією з причин, через яку вашу дебетову або кредитну картку може бути призупинено під час подорожі.
Біткойн, навпаки, не регулюється центральним органом влади. Натомість біткойн підтримується мільйонами комп’ютерів у всьому світі, які називаються «вузлами». Ця мережа комп’ютерів виконує ту саму функцію, що і Федеральний резерв, Visa та Mastercard, але з кількома ключовими відмінностями. Вузли зберігають інформацію про попередні транзакції та допомагають перевірити їх справжність. Однак, на відміну від цих центральних органів влади, біткойн-вузли розповсюджені по всьому світу і записують дані транзакцій у загальнодоступний список, до якого може отримати доступ кожен.
Історія видобутку біткойнів
Від 1 до 16 трильйонів шансів, масштабування рівня складності та масивної мережі користувачів, що перевіряють транзакції, один блок транзакцій перевіряється приблизно кожні 10 хвилин. Але важливо пам’ятати, що 10 хвилин – це гол, а не правило.
Наразі мережа біткойнів обробляє трохи менше чотирьох транзакцій в секунду станом на серпень 2020 року, причому транзакції реєструються в блокчейні кожні 10 хвилин. Для порівняння, Visa може обробляти десь близько 65 000 транзакцій в секунду. Оскільки мережа користувачів біткойнів продовжує зростати, однак кількість транзакцій, здійснених за 10 хвилин, з часом перевищить кількість транзакцій, які можна обробити за 10 хвилин. У цей момент час очікування на транзакції почнеться і продовжуватиметься довше, якщо тільки протокол біткойн не буде змінено.
Ця проблема, що лежить в основі протоколу біткойн, відома як “масштабування”. Хоча майнери біткойнів, як правило, погоджуються з тим, що для вирішення проблем масштабування потрібно щось робити, є менша думка щодо того, як це зробити. Для вирішення проблеми масштабування було запропоновано два основних рішення. Розробники пропонують або (1) створити вторинний рівень “поза ланцюжком” для біткойна, який би дозволив більш швидкі транзакції, які згодом може перевірити блокчейн, або (2) збільшити кількість транзакцій, які кожен блок може зберігати. Завдяки меншій кількості даних для перевірки на блок, рішення 1 зробить транзакції швидшими та дешевшими для майнерів. Рішення 2 стосується масштабування, дозволяючи обробляти більше інформації кожні 10 хвилин, збільшуючи розмір блоку.
У та майнінг-компанії, що становлять приблизно 80% – 90% обчислювальної потужності мережі, проголосували за включення програми, яка зменшить обсяг даних, необхідних для перевірки кожного блоку.
Програма, яку майнери проголосували за додавання до біткойн-протоколу, називається відокремленим свідком або SegWit. Цей термін є об’єднанням Сегрегованого, що означає “відокремлювати”, і Свідка, що позначає “підписи на біткойн-транзакції”. Тоді Сегрегований свідок означає відокремити підписи транзакцій від блоку – і прикріпити їх як розширений блок. Незважаючи на те, що додавання однієї програми до біткойн-протоколу може здатися не надто важливим для рішення, дані підписів, за оцінками, становлять до 65% даних, що обробляються в кожному блоці транзакцій.
Менш ніж через місяць у серпні 2017 року група майнерів та розробників ініціювала хард-форк, залишивши мережу біткойнів для створення нової валюти з використанням тієї самої кодової бази, що і біткойн. Незважаючи на те, що ця група погодилася з необхідністю вирішення питання масштабування, вони переживали, що впровадження сегрегованої технології свідків не дозволить повністю вирішити проблему масштабування.
Натомість вони пішли на Рішення 2. Отримана валюта, яка називається «біткойн-готівка», збільшила розмір блоку до 8 МБ, щоб прискорити процес перевірки, щоб забезпечити виконання близько 2 мільйонів транзакцій на день.16 серпня 2020 року Bitcoin Cash оцінювався приблизно в 302 долари до приблизно 11 800 доларів.2