Что нужно знать о принципе майнинга при добыче криптовалюты

Принцип майнинга представляет собой процесс подбора единственно верного значения хеша с применением вычислительных мощностей. Для добычи виртуальной монеты участнику сети требуются оборудование для майнинга, специальные программы, пул и подключение к Интернету. Цель майнера заключается в создании нового блока цепочки блокчейн и получения вознаграждения в виде коинов (виртуальных монет).

Для успешной добычи криптовалюты необходимо приобрести оборудование с высоким хешрейтом. Такая аппаратура гарантирует быстрый подбор хеша, формирование новых блоков и повышение прибыли майнера. Высокая сложность добычи BTC требует применения дорогостоящего оборудования для майнинга — АСИКов.

При добыче криптовалюты важно учесть и дополнительные расходы — на оплату электричества. Фермы на GPU или ASIC работают круглосуточно, потребляя в месяц от 500 кВт*ч и более.

Понятия майнинга и блокчейна

Майнинг криптовалют простыми словами — использование производительности оборудования (графического или центрального процессора, АСИКа) с целью обеспечения работы криптосети, проверки валидности финансовых транзакций и синхронизации данных всех участников.

Получается, что добыча виртуальных монет — децентрализованный процесс, ведь члены криптовалютного сообщества находятся в разных уголках планеты, и ни один из пользователей не контролирует сеть. Результат майнинга — решение задачи по поиску хеша, получение нового блока и перечисление премии участникам. За данным видом заработка как раз и «охотятся» участники криптосети.

В процессе майнинга добываются блоки — элементы цепочки блокчейн. Термин blockchain формируется из двух независимых слов — блок (block) и цепь (chain). Блокчейн — набор элементов, расположенных в строгой последовательности. Внутри блоков содержатся сведения о переводах денег, сделках участников, заключенных контрактах в криптосети.

Сведения в элементах цепочки зашифрованы. При проведении новой транзакции она проверяется на валидность и после нескольких подтверждений окончательно добавляется в блок. Майнер получает вознаграждение после включения транзакции в blockchain и прохождении проверки.

Информация в цепочке представляет собой восполняемую базу данных, надежно защищенную от постороннего вмешательства, случайного или намеренного удаления элементов. Подменить или заменить блок не выйдет. Размер blockchain не лимитируется — теоретически цепь бесконечна, но на практике ограничена количеством монет. Здесь работает следующий принцип — возможность майнить сохраняется до момента добычи последнего блока.

Майнинга криптовалютных монет

При рассмотрении принципов добычи коинов важно учесть особенности процесса для каждой виртуальной монеты. Во всех случаях применяются мощности компьютера и специального оборудования. У виртуальных монет различаются алгоритмы, поэтому принцип добычи коинов имеет особенности. Нюансы незначительны, поэтому обзор принципов майнинга рассматривается с общей позиции.

Сеть криптовалюты сформирована из многих узлов (пользователей криптосети). Каждый узел имеет определенные мощности для участия в процессе добычи. В его распоряжении может быть следующее оборудование: ферма на GPU или CPU, АСИК, обычный компьютер или телефон. Участники взаимодействуют между собой и используют виртуальную монету в виде средства для платежа. При желании сделать перевод один пользователь передает второму ноутбук после получения определенного числа монет.

Такой подход характерен и для других пользователей криптосети, которые осуществляют транзакции, оплачивая услуги и товары. Принцип взаимодействия членов криптовалютного сообщества можно сравнить с банковскими операциями. Разница заключается в децентрализации системы. В отличие от банковских учреждений, в криптовалютной сети отсутствует единый центр, а пользователи равны друг перед другом.

Децентрализованная сеть исключает двойное расходование средств благодаря хранению информации о транзакциях на ПК каждого пользователя криптосети. Поддержание процесса проверки таких баз (журналов) — задача майнеров, которые следят за корректностью работы криптосети и отсутствием мошенничества со стороны других участников.

В криптосети работает принцип равноправия. Не все участники тратят деньги на покупку оборудования и занимаются майнингом. Многие члены криптосети ограничиваются проведением транзакций и накоплением криптовалюты.

В сети присутствует два типа узлов:

1. Тонкие — обычные пользователи. Копят коины, переводят их другим пользователям, используют монеты в качестве инструмента для обмена.
2. Толстые — майнеры. Участники покупают специальное оборудование, занимаются его настройкой, подключаются к пулам для майнинга виртуальных монет.

Принцип работы майнеров прост. Заявки, сформированные в криптосети, передаются толстым узлам, которые выполняют следующую работу:

1. Проверяют операцию на валидность с учетом сведений в журнале. Изучается корректность ввода адреса, проверяются сумма и адресат. Работает принцип проверки, характерный для обычных банковских учреждений.
2. Занимаются поиском хеша, записываемого в журнал каждого участника. Для нахождения параметра применяются компьютеры и программы для майнинга. Для виртуальных монет с высокой сложностью добычи используется оборудование с большей производительностью. Первый майнер, успешно нашедший ключ, получает премию в виде новой криптовалюты. Далее информация о транзакции фиксируется в журнал.
3. Информируют остальных участников криптосети об успешном нахождении хеша и фиксации информации в журнал операций. Остальные члены криптосообщества отражают сведения о транзакции в журналах на личном ПК.

Принцип майнинга построен на децентрализации, поэтому внести изменения в блокчейн-цепочку без согласования с другими узлами и проверки валидности транзакции невозможно. При попытке выполнить операцию новая транзакция не подтверждается другими членами криптовалютного сообщества и отвергается сетью. Постоянное обновление базы данных исключает обман внутри криптосети и защищает ее от мошенничества.

Теоретически изменение цепи возможно. Для этого придется обновить цепочку блокчейн вплоть до необходимой операции. Решение задачи требует огромных мощностей и затрат денежных средств, поэтому подобный взлом нецелесообразен. Принцип работы системы исключает кражу денег, подделку, двойное расходование и прочие мошеннические действия. Это особенно актуально для популярных криптовалют — Биткоина, Эфириума, Лайткоина и прочих.

Иными словами, добыча коинов и майнеры — инструменты, обеспечивающие стабильность работы криптосети и ее защиту от постороннего вмешательства. Принцип функционирования сети исключает постороннее вмешательство посторонних лиц, навязывание неподтвержденных операций, конфискацию или блокировку монет.

Майнеры в деятельности руководствуются перспективами криптосети. К примеру, курс Биткоина в 2017 году увеличился в 20 раз. В 2018 году имеет место снижение цены, но это не уменьшает интерес к криптовалюте. На 9 октября 2018 года 1 Биткоин стоит 6649 долларов, поэтому многие воспринимают криптовалюту с позиции объекта для инвестиций. Майнинг позволяет наполнить биткоин-кошелек, а в будущем — с выгодой продать криптовалюту.

Принцип работы ферм для майнинга

Майнинг-ферма — оборудование, применяемое для поиска криптографического ключа, создания блока и получения криптовалюты. Затраты времени на формирование нового блока отличаются и зависят от применяемого алгоритма. К примеру, для создания блока BTC уходит около 10 минут.

Принцип работы фермы следующий:

1. Покупка необходимого оборудования, его подключение.
2. Поиск подходящих программ для добычи криптовалюты.
3. Установка кошелька для виртуальных монет.
4. Подключение к пулу и настройка майнинга.
5. Получение криптовалюты и ее обмен на фиатные деньги. Курс Биткоина к доллару или рублю можно узнать на специальных сайтах в сети (к примеру, на биржевых площадках).

Фермы бывают следующих типов — на CPU, GPU или ASIC-майнерах. Для каждого из вариантов характерна индивидуальная производительность, но принцип идентичен. Наиболее мощными считаются фермы на АСИКах.

Основа работы ASIC для майнинга

Возможности майнера зависят от сложности криптосети. С ростом параметра возрастают требования к применяемому оборудованию. «Молодые» виртуальные монеты с небольшой сложностью можно добывать с помощью CPU или GPU. Для майнинга популярных коинов (Биткоина, Даш, Лайткоина, Эфира и прочих) применяются специальные устройства — АСИКи.

Первые ASIC-майнеры появились в 2014 году для коинов на алгоритме SHA-256. Название аппаратуры представляет собой аббревиатуру, которая в переводе с английского расшифровывается как «интегральная схема особого назначения».

Термин ASIC использовался до появления виртуальных монет, еще при создании компьютерных систем. Определение появилось с начала 80-х годов прошлого века, а устройства применялись для повышения функционала графических элементов компьютера. Со временем производители электронных устройств использовали термин для выпускаемой продукции.

АСИК представляет собой микропроцессор (чип). Его задача заключается в выполнении конкретной функции. В случае с майнингом принцип ASIC построен на переборе хешей и получении единственно верного криптографического ключа. Скорость поиска необходимого параметра зависит от производительности оборудования. Важным критерием для АСИК считается выполнение необходимой работы с минимальным потреблением электричества (в сравнении с обычной фермой для майнинга).

Принцип работы ASIC-майнеров имеет схожие черты,  но эффективность и возможность добычи криптовалюты зависит от применяемого алгоритма. Для повышения производительности АСИКа компании создают устройства под конкретную группу виртуальных монет. Сегодня выпускаются ASIC-майнеры для алгоритмов X11, SHA-256, Ethash и других.

Майнерам для повышения заработка рекомендуется покупать АСИК-устройства для конкретного алгоритма. К примеру, для добычи Биткоинов выбирается ASIC на SHA-256, для Лайткоина — на Scrypt и так далее.

Принцип работы АСИК-майнеров гарантирует эффективную добычу виртуальных монет при правильной настройке майнинга. Устройство готово работать круглосуточно, потребляет меньше электроэнергии (в сравнении с другими фермами). К примеру, для майнинг-ферм на GPU применяются от 6 и более графических процессоров. Их суммарная мощность выше, чем у ASIC-майнера, в 2–3 раза.

Главную функцию вычисления в АСИКе выполняет специальный чип. От его технологии и особенностей зависит производительность устройства. Сам ASIC состоит из следующих  элементов:

1. Чипы (микросхемы), устанавливаемые на плате.
2. Блок памяти, где находится софт.
3. Питающий блок.
4. Гнезда для подключения.
5. Корпус и прочие элементы.

АСИК-майнер отличается продуманным принципом работы, компактностью и эффективностью, поэтому пользователи используют устройство для добычи криптовалюты на дому. Недостатками считаются высокая шумность (от 70 децибел) и немалая цена (от 800 долларов за устройство).