1. Личные финансыИнвестированиеЧто такое криптовалюта майнинг?

Питер Кент, Тайлер Бэйн

Майнинг криптовалюты включает добавление транзакций к блокчейну крипто-майнером Но это немного сложнее, чем это. Взгляните на децентрализацию и узнайте роль крипто-майнера.

Понимание децентрализованных валют

Криптовалюты децентрализованы, то есть нет центрального банка, нет центральной базы данных и нет единого центрального органа, управляющего валютной сетью. Например, в Соединенных Штатах есть Федеральная резервная система в Вашингтоне, организация, которая управляет долларом США, и Европейский центральный банк во Франкфурте управляет евро, а все остальные федеральные валюты также имеют централизованные надзорные органы.

Однако криптовалюты не имеют центральной власти; скорее сообщество криптовалют и, в частности, криптовалюты и сетевые узлы управляют ими. По этой причине криптовалюты часто называют ненадежными. Потому что ни одна из сторон или организация не контролируют, как криптовалюта выдается, расходуется или сбалансируется; Вам не нужно доверять одному авторитету.

Доверчивый - это немного неправильное. Доверие запекается в системе. Вам не нужно доверять одному авторитету, но ваше доверие к системе и полностью проверяемой базе кода по-прежнему важно. На самом деле ни одна форма валюты не может работать без какой-либо формы доверия или убеждений. (Если никто не доверяет валюте, то никто не примет ее или не будет работать для ее поддержания!)

В мире надежной криптовалюты вы все еще можете доверять сообществу криптовалют и его механизмам, чтобы гарантировать, что блокчейн содержит точную и неизменную - неизменяемую - запись транзакций криптовалюты. Криптовалюты создаются с использованием набора правил программного обеспечения, которые гарантируют, что системе можно доверять, а процесс майнинга является частью этой системы, которая позволяет каждому доверять блокчейну.

Криптовалюты не имеют центрального банка, печатающего новые деньги. Вместо этого майнеры выкапывают новую валюту в соответствии с заранее установленным графиком выпуска монет и выпускают ее в обращение в процессе, называемом майнингом.

Так почему этот процесс называется майнингом криптовалют?

Когда вы сравниваете добычу криптовалют с добычей золота, становится понятно, почему этот процесс называется майнингом. В обеих формах майнинга шахтеры работают и получают вознаграждение от оборота. В золотодобыче добывается природное золото, которое находилось вне экономики, выкапывается и становится частью золота, обращающегося в экономике.

В процессе майнинга криптовалюты выполняется работа, и процесс заканчивается созданием новой криптовалюты и добавлением ее в книгу блокчейна. В обоих случаях майнеры после получения вознаграждения - добытого золота или вновь созданной криптовалюты - обычно продают его населению, чтобы компенсировать свои операционные расходы и получать свою прибыль, помещая новую валюту в обращение.

Конечно, работа майнера криптовалюты отличается от работы золотодобытчика, но результат во многом одинаков: оба зарабатывают деньги. Для майнинга криптовалюты все работы выполняются на майнинг-компьютере или буровой установке, подключенной к криптовалютной сети - не требуется оседлания осколков или золотых панелей!

Роль крипто-майнера

Майнеры криптовалюты добавляют транзакции в блокчейн, но разные криптовалюты используют разные методы майнинга, если криптовалюта вообще использует майнинг. (Большинство криптовалют не используют майнинг.) Различные методы майнинга и консенсуса используются для определения, кто создает новые блоки данных и как именно эти блоки добавляются в цепочку блоков.

Способ майнинга конкретной криптовалюты немного различается в зависимости от типа криптовалюты, которую добывают, но основы остаются теми же: майнинг создает систему для построения доверия между сторонами без единой власти и гарантирует, что балансы криптовалюты каждого человека соответствуют Дата и исправить в блокчейне.

Работа, выполняемая шахтерами, состоит из нескольких основных действий:

  • Проверка и проверка новых транзакций Сбор этих транзакций и упорядочение их в новый блок Добавление блока в цепочку блоков главной книги (блокчейн) Трансляция нового блока в сеть узлов криптовалюты

Предыдущий процесс майнинга криптовалюты является важной работой, необходимой для непрерывного распространения блокчейна и связанных с ним транзакций. Без этого блокчейн не будет работать. Но зачем кому-то делать эту работу? Каковы стимулы для майнера?

У биткойн-майнера на самом деле есть пара стимулов (другие криптовалюты могут работать по-другому):

  • Комиссионные за транзакции: каждый, кто тратит криптовалюту, платит небольшую комиссию за добавление транзакции в новый блок; майнер, добавляющий блок, получает комиссию за транзакцию. Субсидирование блоков: недавно созданная криптовалюта, известная как блочная субсидия, выплачивается майнеру, который успешно добавляет блок в бухгалтерскую книгу.

Комбинированные сборы и субсидии известны как блок вознаграждения. В биткойнах субсидирование блоков началось с 50 BTC. (BTC является символом тикера для биткойнов.) Субсидирование блока на момент написания в настоящее время составляет 12,5 BTC. Субсидирование блоков уменьшается вдвое каждые 210 000 блоков или примерно каждые четыре года; Где-то в мае 2020 года он снова сократится до 6,25 BTC за блок.

На изображении ниже, из проводника BlockChain.com, показана субсидия на блок, выплачиваемая по адресу, который принадлежит майнеру, который добавил блок в цепочку блоков. Вблизи вершины вы можете видеть, что 12,5 BTC выплачивается в качестве субсидии; Фактическая сумма, полученная майнером (полное вознаграждение, 13.24251028 BTC), больше, потому что она также включает комиссию за транзакции для всех транзакций в блоке.

транзакции майнинга криптовалюты

Делать криптовалюту заслуживающей доверия

Для функционирования криптовалюты протокол должен выполнить несколько условий. 6-факторный список Яна Лэнкси особенно полезен. (Ян является академическим преподавателем криптовалюты в университете в Чешской Республике). Как можно видеть ниже, майнинг (в майнируемых криптовалютах неминерализуемые валюты имеют разные механизмы) является неотъемлемой частью обеспечения соблюдения этих условий.

  • Система не требует центрального органа и поддерживается посредством распределенного консенсуса. То есть все согласны с балансами, связанными с адресами в блокчейне. Майнинг является неотъемлемой частью добавления транзакций в блокчейн и поддержания консенсуса. Система отслеживает криптовалютные единицы и их владение. Балансы могут быть проверены в любой момент времени. Майнинг добавляет транзакции в блокчейн таким образом, что он становится неизменным - блокчейн не может быть изменен. Если блокчейн показывает, что ваш баланс составляет пять биткойнов, то вы абсолютно владеете пятью биткойнами! Система определяет, могут ли быть созданы новые криптовалютные единицы, и, если это так, система определяет обстоятельства их происхождения и способ определения владельца этих новых единиц. Фиксированная эмиссия или уровень инфляции предварительно определены. Майнинг предоставляет способ выпуска новой криптовалюты в обращение с заранее определенной, контролируемой скоростью, при этом право собственности передается майнеру. Право собственности на криптовалютные единицы подтверждается криптографией. Три условия подлинности, неотказности и неизменности выполняются с помощью криптографии. Майнеры, используя криптографию, проверяют правильность запросов транзакций, прежде чем добавлять их в новый блок. Майнер проверяет, что запрос транзакции направлен на сумму, доступную владельцу криптозащиты, что владелец правильно подписал запрос своим личным ключом, чтобы подтвердить право собственности, и что получающий адрес действителен и может принять перевод. Система позволяет выполнять транзакции, в которых изменяется владение криптографическими единицами. Транзакции могут быть отправлены только отправителями, которые могут подтвердить право собственности на передаваемую криптовалюту. Владельцы криптовалюты подтверждают право собственности, подписывая транзакции, используя адреса, связанные с закрытым ключом. Майнинг - это процесс, посредством которого выполняются транзакции, и майнеры проверяют владение, прежде чем добавить транзакцию в блокчейн. Если одновременно вводятся две разные инструкции для смены владельца одних и тех же криптографических единиц, система выполняет не более одной из них. У кого-то нет возможности удвоить расходы на одну и ту же единицу. Проблема двойных расходов была той, которая ослабила ранее цифровые валюты. Но с современными криптовалютами майнеры проверяют транзакции, просматривая записи транзакций блокчейна, чтобы определить, действительно ли владелец имеет достаточный баланс в тот момент. Если достаточный баланс не учитывается в адресе расходов (входном адресе) в запросе транзакции, транзакция будет отклонена программным обеспечением узла и никогда не будет добыта в блокчейне. Кроме того, если один и тот же отправитель имеет два или более ожидающих запроса транзакции, но не владеет достаточной криптовалютой, чтобы покрыть их все, майнеры могут решить, какой из запросов действителен. Дополнительные транзакции будут отменены, чтобы избежать двойного расходования одной и той же валюты.

Если даже одно из этих шести условий не будет выполнено, криптовалюта потерпит неудачу, потому что она не сможет создать достаточно доверия для людей, чтобы надежно ее использовать. Процесс добычи укрепляет и удовлетворяет каждому из этих условий.

Византийские генералы

Существует упражнение на ум, известное как Проблема византийских генералов (или Византийская ошибка, лавина ошибок и другие вещи), которая иллюстрирует проблему, которую пытаются решить алгоритмы консенсуса криптовалюты.

Общая проблема? Вы пытаетесь достичь консенсуса; в криптовалюте вы пытаетесь достичь соглашения по истории валютных операций. Но в криптовалютной сети, распределенной компьютерной системе равных, у вас есть тысячи, может быть, десятки тысяч компьютеров (узлов); в сети Биткойн в настоящее время у вас есть от 80 000 до 100 000 узлов.

Но из этих десятков тысяч систем у некоторых будут технические проблемы; аппаратные сбои, неправильная конфигурация, устаревшее программное обеспечение, неисправные маршрутизаторы и так далее. Другие будут ненадежными; они будут стремиться использовать слабости для финансовой выгоды людей, управляющих узлом (ими управляют «предатели»). Проблема заключается в том, что по разным причинам некоторые узлы могут отправлять противоречивую и ошибочную информацию.

Так что кто-то придумал что-то вроде притчи или метафоры, Проблема Византийских Генералов. (Парень по имени Лесли Лампорт Шостак впервые рассказал эту историю еще в 1980 году в статье, касающейся общих вопросов надежности в распределенных компьютерных системах.)

Первоначально называвшаяся проблема албанских генералов, она была переименована в давно исчезнувшую империю, чтобы не обижать албанцев! (Хотя в этом взаимосвязанном мире постоянных преступлений в социальных сетях, должно быть, есть по крайней мере несколько обиженных жителей Стамбула.)

По-видимому, академики распределенных вычислений любят сидеть и придумывать эти маленькие метафоры; есть проблема философа-столовой, проблема читателей / писателей и так далее. На самом деле проблема византийских генералов возникла из проблемы китайских генералов.

В любом случае, идея такова, как описано в оригинальной статье:

«Мы представляем, что несколько подразделений византийской армии располагаются лагерем за пределами вражеского города, причем каждое подразделение командует своим генералом. Генералы могут общаться друг с другом только через мессенджера. Наблюдая за врагом, они должны определиться с общим планом действий. Однако некоторые генералы могут быть предателями, пытаясь помешать лояльным генералам прийти к соглашению. У генералов должен быть алгоритм, гарантирующий, что A. Все лояльные генералы принимают решение по одному и тому же плану действий ... [и] B. Небольшое количество предателей не может заставить лояльных генералов принять плохой план ».

(Поищите в Интернете проблему византийских генералов, если вам интересно посмотреть оригинал статьи.) Лесли Лэмпорт Роберт Шостак Маршалл Пиз.

Именно эту проблему пытаются решить алгоритмы консенсуса криптовалюты, как они известны. Как генералы (компьютерные узлы) приходят к согласию (все согласны с одним и тем же планом действий или бухгалтерским регистром транзакций) и избегают того, чтобы их сбивало с толку небольшое количество предателей (неисправное оборудование и хакеры)?

Глядя на криптовалюту майнер

Чтобы получить шанс получить награду за майнинг, крипто-майнеры должны установить свои майнинг-установки (компьютерное оборудование) и запустить соответствующее программное обеспечение для майнинга криптовалюты.

В зависимости от того, сколько ресурсов выделяет криптомайнер, у него или нее будет пропорциональный шанс стать счастливчиком, который сможет создать и связать последний блок; чем больше ресурсов используется, тем выше шанс выиграть награду. Каждый блок имеет предопределенную сумму оплаты, которая вознаграждается победившему майнеру за его тяжелую работу, которую он может потратить по своему усмотрению.

Так как же выбрать победившего майнера? Это зависит. В большинстве случаев используется один из двух основных двух методов:

  • Доказательство работы: в соответствии с методом доказательства работы майнер должен выполнить задачу, и первый майнер, завершивший задачу, добавляет последний блок в цепочку блоков и получает вознаграждение за блок, субсидию за блок и плату за транзакцию. Биткойн и другие криптовалюты, такие как Ether (на данный момент он может переключиться на Proof of Stake в какой-то момент), Bitcoin Cash, Litecoin и Dogecoin, используют доказательства работы. Подтверждение заинтересованности: В системе проверки доказательств программное обеспечение собирается выбрать один из узлов криптовалюты, чтобы добавить последний блок, но для того, чтобы быть в работе, узлы должны иметь долю, что обычно означает, что они должны владеть определенное количество криптовалюты. Сеть криптовалют выбирает майнера, который будет добавлять следующий блок в цепочку на основе комбинации случайного выбора и количества ставок - например, с некоторыми криптовалютами, чем больше криптовалюты принадлежит и чем дольше она принадлежит, тем больше вероятность того, что Майнер должен быть выбран. (Это похоже на владение лотерейными билетами; чем больше у вас есть, тем выше вероятность выигрыша.) При использовании других криптовалют выбор осуществляется последовательно, одна за другой, из очереди предварительно выбранных майнеров.

Когда Биткойн впервые появился, любой, у кого был простой настольный компьютер, мог его майнить. Потенциальный майнер просто скачал программное обеспечение для майнинга Биткойн, установил его и пустил в ход BTC! Со временем конкуренция усилилась.

Более быстрые и мощные компьютеры были построены и использованы для майнинга. В конечном итоге были разработаны специализированные процессорные чипы, называемые специализированными интегральными схемами (ASIC). ASIC, как следует из названия, - это компьютерная микросхема, предназначенная для конкретной цели, такой как быстрое отображение графики высокого разрешения, запуск смартфона или выполнение определенной формы вычислений.

Отдельные ASIC были разработаны для обеспечения высокой эффективности в тех формах вычислений, которые необходимы для майнинга криптовалюты - например, для майнинга биткойнов. Такой чип может быть в 1000 раз эффективнее при майнинге биткойнов, чем чип на вашем ПК, поэтому в сегодняшней среде майнинга биткойнов это ASIC или домой!

Для криптовалют высокой сложности, таких как Биткойн, идеальная среда майнинга - это:

  • Низкие затраты на оборудование: эти майнинг-установки не являются бесплатными. Низкие температуры: более низкие температуры облегчают охлаждение ваших горных установок. Низкие затраты на электроэнергию: горные установки могут потреблять много энергии. Быстрые и надежные подключения к Интернету. Вам необходимо быстро обмениваться данными с криптовалютной сетью с минимальным временем простоя, поскольку вы конкурируете с другими майнерами.

Не бойся, хотя! Биткойн уже не является единственной игрой в городе, поскольку в нем много разных копий и имитация биткойнов, и вы можете найти множество альтернативных майнингов с различными уровнями требуемой вычислительной мощности. Сегодня некоторые из наиболее прибыльных для меня криптовалют менее известны и могут быть добыты с использованием готового компьютерного оборудования из-за менее строгих уровней сложности, которые связаны с меньшей популярностью и внедрением.

В настоящее время большая часть мирового майнинга криптовалют происходит в Китае, возможно, в три раза быстрее, чем в ближайшей ближайшей стране (США). Сочетание дешевого электричества и легкого доступа к дешевым компьютерным компонентам для строительства буровых установок дает Китаю преимущество, которое китайские майнеры использовали и пока поддерживают, даже несмотря на явное несогласие их правительства с криптовалютами.

Это свидетельствует о том, насколько устойчивы и сложны в работе системы распределенной криптовалюты, такие как Биткойн.

Заставить криптовалюту вращаться

Криптовалюта имеет ценность, потому что большое количество людей коллективно верят в это. Но почему они считают, что криптовалюта имеет ценность? Ответ - доверие.

Держатель биткойнов может поверить, что их биткойны будут в их кошельке через день или через 10 лет. Если они хотят исследовать, как работает система, они могут провести аудит базы кода, чтобы понять систему на более глубоком уровне, чтобы увидеть, как поддерживается доверие.

Однако, если у них нет навыков или знаний в области компьютерных наук для аудита кода, они могут решить, что другие люди, более знающие, чем они, понимают и контролируют систему; они могут доверять общему сообществу блокчейнов, которое управляет конкретной криптовалютой.

Без функциональности майнинга, лежащей в основе распределенной одноранговой криптовалютной системы, это коллективное доверие (основанное на доказательстве коллективной работы над цепочкой) не существовало бы.

Майнинг криптовалюты гарантирует, что ваш баланс не изменится без вашего разрешения. Это побуждает всех вести себя правильно и наказывает тех, кто этого не делает. Он создает цифровую форму передачи значения, которой каждый отдельный пользователь может доверять как равноправный узел в сети, поскольку каждая часть системы настроена для одной цели: обеспечивает безопасный способ создания, проверки и передачи владения цифровым дефицитом. криптографические единицы.