Майнинг биткоинов - простое объяснение
Вы, вероятно, уже знаете, что это не имеет никакого отношения к майнингу и является очень техническим. Майнинг - это процесс, с помощью которого новые биткоины поступают в обращение. В этой статье мы хотим рассказать обо всем, что связано с процессом майнинга биткоинов. От проверки транзакций до создания новых блоков и обеспечения безопасности всей сети Биткойн.
Чтобы легко начать майнинг биткоинов, существуют специализированные поставщики услуг по майнингу биткоинов, такие как Munich International Mining, которые берут на себя хостинг, обслуживание и логистику оборудования для майнинга.
Процесс майнинга биткоинов - это подтверждение информации в блоке блокчейна путем генерации криптографического решения, отвечающего определенным критериям.
Когда майнер успешно решает задачу вычисления хэша, в блокчейн добавляется новый блок, а майнер получает вознаграждение в виде биткоинов за свой труд.
Майнинг биткоинов имеет решающее значение для функционирования децентрализованной сети, поскольку он обеспечивает целостность транзакций и одновременно стимулирует участие в обеспечении безопасности сети.
Как работает майнинг биткойнов?
Подобно золотодобытчикам, использующим электростанции и лопаты, майнерам биткоинов нужны две вещи: оборудование для добычи и энергия. Добыча биткоинов, как и добыча драгоценных металлов, требует определенных затрат и усилий.
Добыча биткоинов включает в себя решение сложных математических головоломок.
(Для этого требуется энергия) Первый майнер, который найдет правильный хэш, получает вознаграждение в виде вновь созданных биткоинов и комиссии за транзакции.
Компьютеры майнеров соревнуются в решении этой сложной криптографической головоломки, чтобы первыми подтвердить новый блок для блокчейна. Они собирают и объединяют в блоки отдельные транзакции за последние десять минут.
Хэш
- Что такое хэш: хэш - это тип математической функции, которая преобразует данные в фиксированное строковое значение. Это значение называется "хэш-значением".
Цель хэш-значения - представить уникальную, фиксированную длину, независимо от размера или типа исходных данных. Представьте, что вы хотите найти книгу в библиотеке, но знаете только ее размер, а не название или содержание. Библиотекарь может дать вам этикетку с уникальным номером, который относится к этой книге. Этот номер похож на хэш-значение. Неважно, насколько велика или мала книга, номер остается неизменным. - Алгоритм SHA-256: в качестве криптографической хэш-функции биткоин использует SHA-256 (Secure Hash Algorithm 256-Bit). Этот алгоритм принимает входные данные и генерирует 256-битное (64-символьное) шестнадцатеричное число в качестве выходного. Алгоритм SHA-256 разработан как односторонняя функция. Поэтому обратный процесс и получение исходных данных из хэша математически неосуществимы.
- Роль хэша в майнинге биткоинов: в мире компьютерных наук хэширование часто используется для обеспечения безопасности и целостности данных. Сеть Bitcoin использует хэш-функции для объединения блоков транзакций в одно хэш-значение. Это обеспечивает целостность данных транзакций и позволяет эффективно проверять их.
Небольшая разница в данных приведет к созданию совершенно другого хэш-значения, что затрудняет манипуляции. В процессе майнинга майнеры соревнуются в поиске определенного хэш-значения, которое соответствует определенным критериям. Это значение называется "целевым хэшем". Майнеры, по сути, пытаются найти хэш для нового блока, который ниже целевого хэша, что усложняет задачу. - Заголовок блока и данные о транзакциях: Входные данные для алгоритма SHA-256 в майнинге биткоина поступают из заголовка блока. Заголовок блока содержит такую информацию, как хэш предыдущего блока, метку времени, корень Меркла для данных транзакции и нонс.
- Нонс и процесс майнинга биткоинов: майнеры изменяют нонс (уникальное число) в заголовке блока и многократно прогоняют его через алгоритм SHA-256, пока не найдут хэш-значение, которое ниже целевого. Поскольку хэш-функция детерминирована, хэш изменяется при изменении nonce, что дает майнерам возможность быстро опробовать различные комбинации.
- Difficulty - регулировка сложности добычи биткоина: целевой хэш периодически корректируется, чтобы обеспечить добычу нового блока в среднем каждые 10 минут. Когда к сети присоединяется больше майнеров и становится легче найти правильный хэш, целевой показатель снижается. Если майнеры покидают сеть, усложняя задачу, цель повышается.
Вот упрощенное объяснение на примере: представим, что хэш - это как уникальный отпечаток пальца для буквы.
- Письмо: Вы написали письмо, содержащее сообщение, например "Привет, как дела?".
- Хеширование: когда вы хешируете букву, вы как будто кладете ее в волшебный ящик, который выдает уникальное число, соответствующее только этой конкретной букве. Это все равно что дать букве отпечаток пальца.
- Уникальность: каждая буква имеет свой собственный уникальный отпечаток. Даже если вы измените всего одну маленькую букву в письме, весь отпечаток (хэш) будет совершенно другим.
- Неизменность: если вы будете класть одно и то же письмо в волшебный ящик снова и снова, то каждый раз будете получать один и тот же отпечаток пальца. Как будто отпечаток пальца - это своего рода печать для вашего письма.
- Безопасность: Показывая отпечаток пальца другим людям, вы ничего не узнаете о содержании письма. Поэтому можно смело делиться отпечатком пальца без необходимости знать оригинал письма.
В мире компьютеров и криптографии хэширование работает аналогичным образом. Хэш - это как уникальный отпечаток пальца для данных, и он часто используется для проверки целостности информации или защиты паролей.
Доказательство работы
Der Mining-Prozess ist Arbeitsaufwand, was als Proof-of-Work (PoW) bezeichnet wird – es erfordert viel Energie und Rechenleistung, um einem Zielhash zu erreichen. Die geleistete Arbeit wird als der erforderliche Validierungsnachweis angesehen.
Das Finden eines Hash unterhalb des Ziels ist der Proof-of-Work im Bitcoin-Mining. Es erfordert erheblichen Rechenaufwand und Energieaufwand. Sobald ein Miner einen gültigen Hash entdeckt, senden sie ihn an das Netzwerk, und andere Knoten überprüfen seine Gültigkeit. Der erste Miner, der einen gültigen Hash findet, wird mit neu geschaffenen Bitcoins (reward) und Transaktionsgebühren (fees) belohnt.
Wenn man alleine im Netzwerk Mining betreibt (Solo Mining), ist diese Art der Ausschüttung weniger häufig, aber man bekommt, denn vollen Blockreward und die Transaktionsgebühren.
Wenn man sich einem Mining Pool anschließt, wird die Rechenleistung aller Teilnehmer gebündelt und im Team öfter ein Block gefunden, und anteilig an der beigesteuerten Rechenleistung, die Gewinne aufgeteilt. Bei dieser Methode lässt sich ein konstantes Einkommen durch Bitcoin Mining generieren.
Blockreward - вознаграждение за блоки
Наградой за успешное подтверждение блока являются биткойны. В 2009 году за добычу блока вы получали 50 биткойнов.
Но вознаграждение за блок уменьшается вдвое каждые 210 000 блоков (примерно раз в четыре года), поэтому в 2013 году вознаграждение упало до 25, затем до 12,5 и, наконец, до 6,25. При следующем уменьшении биткоина вознаграждение будет изменено на 3,125.
Еще один стимул для майнеров биткоина участвовать в процессе - это плата за транзакции. Майнеры получают плату за транзакции, собранные в данном блоке, в дополнение к своему вознаграждению.
Когда биткоин достигнет запланированной планки в 21 миллион (мы до этого не доживем: ожидается, что это произойдет примерно в 2140 году), майнеры будут получать вознаграждение только за обработку транзакций, которые оплачивают пользователи сети. Эти сборы гарантируют, что у майнеров будет стимул добывать и поддерживать работу сети. Идея заключается в том, что конкуренция за эти вознаграждения будет поддерживать их на низком уровне после завершения мероприятий по сокращению вдвое.
Wie funktioniert Bitcoin Mining Sicherheit
Механизм решения головоломок необходим для защиты сети Bitcoin от атак. Мы узнали, что для добычи биткоинов и генерации новых блоков требуется оборудование и энергия. Майнеру, например, нет смысла генерировать ложный блок, который содержит больше биткоинов для адреса или неверно направляет транзакцию, поскольку такой блок будет отвергнут узлами сети. Уже проделанная работа (энергия) оказалась бы напрасной. Потребуется более 50 % всей мощности хэширования, чтобы добыть неправильный блок как правильный, что приведет к слишком большим затратам и будет трудно организовать из-за децентрализованной природы сети. Таким образом, скомпрометировать сеть крайне сложно и дорого.
Сколько биткойнов можно добыть?
Протокол биткойна предусматривает, что существует максимум 21 000 000 биткойнов. Это означает, что количество биткоинов ограничено, а общая сумма фиксирована. На сегодняшний день (январь 2024 года) добыто почти 19,6 миллиона биткоинов, и, по оценкам, последний биткоин будет добыт примерно в 2140 году.
Интересный факт: в мире нет ни одного сопоставимого товара, который имел бы четко определенную "конечность", что сейчас также волнует экономистов и ученых.
Что такое майнинговые пулы?
Чтобы повысить свои шансы на получение вознаграждения за блок, некоторые майнеры криптовалют могут объединяться в так называемые майнинговые пулы и объединять свои ресурсы для совместной добычи биткоина или других криптовалют. Вознаграждение выплачивается в зависимости от вложенной вычислительной мощности, то есть более высокая вычислительная мощность увеличивает шансы на получение вознаграждения.
Факты и цифры о майнинге биткоинов:
- В среднем новый блок создается примерно каждые 10 минут
- Сложность добычи меняется каждые 2 016 блоков
- На сегодняшний день (январь 2024 года) уже добыто почти 19,6 миллиона из 21 миллиона возможных биткоинов ; по оценкам, последний биткоин будет добыт в 2140 году.
- Верхний предел составит 21 миллион биткойнов.
- В начале, в 2009 году , вы получали 50 биткоиновза добычу блока.
- 2012: 28 ноября произошел первый халвинг биткоина, в результате которого вознаграждение за блок снизилось с 50 до 25 биткоинов.
- 2016: 9 июля произошло второе сокращение биткоина в два раза, в результате которого вознаграждение за блок уменьшилось с 25 до 12,5 биткоинов.
- 2020: Третье сокращение биткоина вдвое произошло 11 мая и снизило вознаграждение с 12,5 до 6,25 биткоина за блок.
- 2024 год (прогноз): Следующее ожидаемое уменьшение биткоина в два раза произойдет в апреле 2024 года и снизит вознаграждение с 6,25 до 3,125 биткоина за блок.
- Gesamtanteil erneuerbarer Energien im Bitcoin Mining: 54,5 %
Добывайте биткоины самостоятельно
Есть ли смысл добывать биткоин в Германии? Если вы хотите выгодно добывать биткоин дома, это зависит от ваших индивидуальных факторов. Несмотря на появление все более эффективных майнеров Asic, таких как Antminer S19 XP, текущие цены на электроэнергию в Германии все еще слишком высоки для прибыльной добычи биткоинов. Однако если у вас на крыше установлена солнечная система, расчеты могут выглядеть совершенно иначе.
Можно заниматься майнингом профессионально как в малых, так и в больших масштабах. Компании, занимающиеся майнингом биткоинов, такие как MIM.farm, предлагают комплексные пакеты услуг, в которых майнеры надежно размещены, обслуживаются и управляются специалистами. Вы получаете выгоду от более низких затрат на электроэнергию, например, в Парагвае, надежности и логистических проблем.