logo

» » Что такое майнинг?

Что такое майнинг?

Что такое майнинг?

Процесс появления новых биткойнов – один из важнейших аспектов криптовалютной отрасли.

 

В Bitcoin «защита от копирования» встроена концептуально и обойти ее гораздо сложнее, чем взломать защиту программы. Сколько бы вы ни копировали кошелек или базу данных блоков – вы получите копию одних и тех же биткойнов, которые можно потратить только один раз.

 

Слово «майнинг» происходит от английского «mining», что значит «добыча полезных ископаемых» и вошло в употребление именно от аналогии с добычей золота. Чем больше в сети устройств, которые занимаются майнингом, тем лучше сеть Биткойн защищёна от атак. Владельцы или операторы таких устройств называются «майнерами». Также нередко «майнером» называют само вычислительное устройство, необходимое для вычислений в сети Биткойна.

Несмотря на то, что код клиента и протокола Bitcoin полностью открыт, создание новых монет – сложный и дорогой процесс. Нельзя сгенерировать больше биткойнов, чем запланировано создателем технологии.  И чтобы получить новые монеты – необходимы существенные вложения в оборудование, помещения, охлаждение и электроэнергию. Именно поэтому Биткойн называют «цифровым золотом» и изображают в виде золотых монет.

 

С технической точки зрения, майнинг – это расчет хэша заголовка блока, который включает в себя, среди прочего, хэш заголовка предыдущего блока, хэш набора транзакций и случайное число. Если значение хэша оказывается меньше, чем текущая цель (которая обратно пропорциональна сложности), новый блок формируется и майнер получает 25 только что созданных биткойнов. Если хэш больше таргета, изменяется случайное число и рассчитывается новый хэш. Это делается миллиарды раз в секунду каждым майнером.

 

Заниматься майнингом может быть экономически выгодно в зависимости от разных факторов: курса BTC к другим валютам, текущей сложности, стоимости электроэнергии, имеющегося "железа" и т.д. Для майнинга требуются очень большие вычислительные мощности, и чем их будет больше в сети, тем больше вырастет сложность и тем меньше будет получать каждый "шахтер", но тем больше будет защищена сама сеть, т.к. для внесения ложной информации и принятия ее сетью потребуются такие мощности, что атака станет экономически невыгодна.

 

Каждый новый блок включает в себя криптографическую подпись, сформированную на основе предыдущего. Так блоки сцепляются между собой, образуя «цепочку блоков», «блокчейн» (blockchain). Цепочка блоков может разветвляться, но в конце концов подтверждение получает та ветвь блокчейна, над которой работает большинство майнеров. Так осуществляется саморегуляция сети.

 

Майнинг представляет собой процесс вычисления криптографической подписи блока. Блоком (block) в сети Bitcoin называется массив данных, в который записана информация о транзакциях, которые попали в сеть после создания предыдущего блока (примерно за последние 10 минут). В Bitcoin применяется широко распространенный в Интернет алгоритм хэширования SHA256. Участник сети, обеспечивший расчет криптографической подписи блока, получает вознаграждение в Bitcoin. При этом, для получения «золотого слитка» в виде драгоценной «генерирующей транзакции» ему нужно перелопатить тонны пустой породы - не подходящих к блоку хэшей.

 

Благодаря математической теореме из области криптографии, которая называется «доказательство работы» (Proof-of-Work, PoW), вычисление блока зависит от такого запрограммированного параметра, как сложность (difficulty). Сложность вычислений в сети Bitcoin изменяется через каждые 2016 блоков (около 2 недель при 10 минутах на блок) и устанавливается в зависимости от среднего времени, за которое были найдены все блоки после предыдущего пересчета.

 

Но сложность - еще не самое главное препятствие на пути к богатству. Каждые четыре года вознаграждение за блок уменьшается вдвое. На старте системы в 2009 году за каждый созданный блок майнеры получали 50 BTC, а сейчас награда составляет 25 BTC. Следующее уменьшение награды ожидается в первой половине 2017 года. Точная дата не может быть вычислена, так как зависит от динамики изменения сложности добычи. 

Для чего Биткойну нужны майнеры

Майнинг – основа целостности и надежности системы Bitcoin или любой другой криптовалюты. Работа майнеров обеспечивает все основные функции сети:

 

  • Подтверждение сделок (транзакций);

     

  • Защиту сети от внесения ложной информации (поддельных транзакций и блоков);

     

  • Защиту сети Биткойн от разного вида атак;

     

  • Поддержку децентрализации сети Биткойн.

     

 

Транзакция между двумя участниками сети Биткойн обязательно должна быть подтверждена участием в блоке. Если создавший блок майнер принял её и включил в блок, содержащиеся в транзакции монеты становятся доступными для дальнейшего использования. Злоумышленник, который попытается скормить сети поддельную транзакцию, будет отброшен на этапе формирования блока.

 

Подсунуть сети целый блок? Для этого нужно иметь подпись, сформированную на основе предыдущего блока. Если подписи нет, то её надо вычислить — а значит, повторить весь ряд вычислений, которые были нужны для предыдущего предыдущему блока, и так далее, вплоть до самого первого блока, созданного 3 января 2009 года. То есть, чтобы грубо взломать сеть и устанавливать в ней свои порядки, нужно заново пересчитать весь блокчейн.

 

Абсурдно большая работа — фактически, злоумышленнику проще не пересчитывать весь объём вычислений в сети Биткойна заново ради всего лишь одного блока — а влиться со своими вычислительными мощностями в честную работу.

 

 

Разветвить цепочку блоков? Это возможно, но такое ответвление обречено остаться в одиночестве, сиротой - orphaned, если не поддерживать его всё нарастающей вычислительной мощностью, большей, чем суммарная мощность всех «честных» майнеров, что также требует огромных затрат и лишено практического смысла.

 

Вложив в оборудование всего лишь несколько сотен миллионов долларов, можно получить мощность в 51% или более вычислительных возможностей сети Биткойна. Эта атака так и называется — «атака 51%». Но и в этом случае торжество окажется, скорее, Пирровой победой. Злоумышленник сможет только «замораживать» транзакции в сети или произвольно изменять оплаты с собственного кошелька, что особого богатства не принесёт.

 

 

Децентрализация, то есть независимость от единого управляющего центра – одно из ключевых преимуществ Bitcoin над традиционными валютами, и она обеспечивается именно майнерами, которые рассредоточены по всему миру. Отключение части вычислительных мощностей не приведет к остановке транзакций в сети – для этого нужно отключить всех майнеров до единого.

 

Концентрация мощностей в руках крупных пулов и датацентров создает определенную угрозу децентрализации. Но майнинг распространяется все шире и сейчас уже нет одного пула, который мог бы получить более 50% сети. А датацентры рассредоточены по нескольким континентам – от Норвегии и Гренландии до Австралии.

 

Блиц-история майнинга

 

Первые подписи блоков при наличии свободного времени и отсутствии конкуренции можно было подсчитать даже вручную, обычным карандашом на бумаге. В 2009 году для расчётов блока вполне хватало программируемого калькулятора. 

 

Конечно же, на практике никто так не делал, и майнинг вели энтузиасты на CPU - процессорах обычных домашних компьютеров. Эра расчётов на процессорах была достаточно долгой – почти два года. Когда майнеры запускали программу, использующую для расчёта подписи блока центральный процессор, Bitcoin стоил не больше нескольких центов и о сверхприбылях тогда никто не задумывался. 

 

В 2011 году была разработана программа для майнинга на GPU (графический процессор видеокарты). Он справляется с этими расчётами гораздо лучше, так как топовые видеокарты имеют в своем распоряжении от десятков до сотен небольших шейдерных процессоров, каждый из которых может рассчитывать хэши отдельно. Таким образом, стало возможно «распараллелить» вычисления и ускорить их на несколько порядков.

 

Возникли компьютеры с несколькими видеокартами, которые называли «rig» (буровая вышка), а затем и целые фермы с десятками и сотнями карт, которые занимались исключительно вычислениями для сети Bitcoin. Именно тогда появились так называемые "пулы" - сайты для коллективного майнинга, а одиночный, или "соло-майнинг", полезный для децентрализации сети, стал рискованным и непрактичным. Эта эпоха продолжалась еще два года. Следующим шагом стало использование модулей FPGA, а затем и разработка специализированных чипов ASIC, которые могут заниматься только майнингом, но зато гораздо быстрее и экономичнее любой видеокарты.

 

 

С появлением ASIC майнинг необратимо изменился и началась "гонка хэшрейтов", которая продолжается до сих пор. С начала 2013 года производители майнингового оборудования ускоренным маршем прошли весь путь развития микроэлектроники - от 130 нм Avalon I до 16 нм чипов с трехмерной схемой от KnCMiner, которые еще не пошли в массовое производство.

Легкие деньги 

Прибыльность добычи Bitcoin падает в той же прогрессии, что и растёт сложность вычислений. Поэтому, доход от майнинга сейчас можно получить, только имея очень дешевое электричество плюс огромное количество вычислительных устройств, снабжённых самыми современными чипами и системами охлаждения. На форуме Bits.media майнерами-любителями предлагаются разнообразные промышленные и самодельные устройства для тех, кто хочет заняться майнингом дома, а несколько производителей предлагают свои последние разработки. О прибыльности этого занятия говорить сложно, так как она уже давно балансирует около нуля и зависит от малейших движений курса и сложности.

 

 Ещё более сомнителен так называемый «облачный майнинг», который подразумевает аренду вычислительных мощностей для расчётов в «облаке», а точнее – в датацентре оператора сервиса. В большинстве случаев вы платите за электричество и амортизацию техники, к тому же на вас ложатся все остальные риски. Сервисы облачного майнинга, которые не берут плату за электричество, часто оказываются финансовыми пирамидами.

 

Если же вы хотите заниматься майнингом Биткойна в промышленном масштабе, вам потребуется помещение бывшей военной базы или туннель в Арктике, снабжённый металлическими дверями толщиной в метр и интеллектуальными системами конденсирующего охлаждения, которые обслуживают сотни тысяч плат с миллионами чипов. Именно так описывает свои датацентры один из ведущих производителей майнеров и владелец крупного облачного сервиса – KnCMiner. Так вы сможете, по крайней мере, не отставать от конкурентов.

 

Заработать майнингом Биткойна без больших вложений? Это время ушло несколько лет назад. Сейчас получить прибыль на добыче с использованием процессоров и видеокарт возможно только на альтернативных криптовалютах, то есть форках или альткойнах. 

Какие у майнера требования к доступу в Интернет? 

Трафик в майнинге зависит от количества устройств, их производительности, а также минимальной сложности решений, которое принимает пул.  Для одного правильно настроенного устройства трафик составляет не более 10 Кб/с, то есть хватит и Dial-Up-соединения, главное - его стабильность. 

Майнеры, не имеющие стабильного проводного подключения, часто используют 3G-модемы с самым дешевым безлимитным тарифом. Если же у вас несколько десятков, или даже сотен устройств – вам понадобится более «толстый» канал. 

Оборудование для майнинга

FPGA

Долгое время майнинг был доступен для пользователей домашних компьютеров, однако, в 2013 году конкуренция среди майнеров за нахождение правильного хэша выросла настолько, что индивидуальный майнинг перестал быть экономически оправданным. В процессе развития и модернизации для майнинга использовались следующие типы вычислительного оборудования:

  • CPU-майнинг. Представляет собой одну из наиболее ранних версий, функционирующую на основе использования мощности процессора. Данную опцию можно встретить в основном биткоин клиенте, однако, из-за крайне низкой эффективности, в настоящее время она отключена;
  • GPU-майнинг, подразумевает использование в работе видеокарт. Этот тип майнинга пришел на смену процессорному решению. Его отличительная черта – существенное увеличение производительности системы;
  • FPGA-майнинг является модернизированным вариантом GPU майнинга, отличающимся более низким энергопотреблением;
  • ASIC-майнинг с помощью специального оборудования, созданного специально для работы с криптовалютой. Его эффективность значительно превышает показатели обычных видеокарт, что ознаменовало новую эру в развитии Bitcoin.

Альтернативы

 

После появления ASIC-майнеров многочисленные форки начали использовать устройства, уже не нужные Биткойну. Один из самых распространенных альтернативных алгоритмов хэширования - Scrypt - очень долго оставался убежищем для владельцев ферм из видеокарт. Но в 2014 году и для него появились чипы ASIC. К этому времени подоспел целый "зоопарк" новых алгоритмов - Scrypt-N, Scrypt-Jane, X11, X13, X15, Cryptonote, Groestl, Quark и другие. Многие альткойны и сейчас вполне прибыльно майнить на процессорах ПК или видеокартах.

Существуют цифровые валюты, использующие другую теорему, она называется «доказательство хранения», (Proof-of-Stake, PoS). В отличие от «доказательства работы» (Proof-of-Work), которое использует сеть Биткойн, валюты на основе PoS не требуют постоянно растущей вычислительной мощности. Им для функционирования блокчейна нужны только программы-кошельки, постоянно запущённые на компьютерах пользователей, а майнинг происходит за счёт длительности хранения монет. Некоторые форки представляют собой различные гибриды технологий PoW и PoS.

 

Есть и более экзотические варианты. Например, набирает популярность новый вид майнинга, при котором криптовалюта (Burst и аналоги) начисляется за использование места на жёстком диске или другом носителе. Эта технология называется "доказательством вместимости" (Proof-of-Capacity, PoC). Носители данных сейчас бурно развиваются и этот бизнес тоже имеет перспективы. Такие децентрализованные хранилища могут быть полезны, например, для дешевого распределенного хостинга сайтов или больших массивов не очень ценных данных – таких, как коллекции изображений, фотографий, музыки или видео.

 

Будущее майнинга

 

 

При создании новых, более быстрых чипов будут использоваться такие технологии, как оптроника, фотоника, сверхпроводимость и квантовые вычисления. Экономически, майнинг Биткойна более всего оправдан в Исландии, где можно получать энергию за счёт геотермальных источников, а охлаждение рядом с Полярным кругом предоставляет сама природа. Может быть, возникнут майнинговые фермы в Сахаре и на Тибете, где для вычислений и охлаждения будет использоваться утилизация энергии Солнца. В далёкой перспективе, хорошим регионом для майнинга станет побережье Северного Ледовитого Океана и Антарктида. Энергию для расчётов там можно получать за счёт приливных электростанций, охлаждая чипы наружным воздухом.

 

А возможно, уже через несколько лет возьмут верх более экономичные виды майнинга, такие как Proof-of-stake и Proof-of-Capacity или будут изобретены новые. Тогда огромные фермы, пожирающие мегаватты электроэнергии, уйдут в прошлое. Но сама идея децентрализованных финансовых систем уже заслужила доверие и будет развиваться независимо от того, каким образом будет обеспечиваться их надежность.

 

Что такое ASIC майнер?

 

ASIC (аббревиатура от англ. Application Specific Integrated Circuit, «интегральная схема специального назначения») — это микросхема, специализированная для решения конкретной задачи. В отличие от интегральных схем общего назначения, специализированные чипы применяются в конкретном устройстве и выполняют строго ограниченные функции, характерные только для данного устройства. Примером ASIC может являться микросхема, разработанная исключительно для управления мобильным телефоном, микросхемы аппаратного кодирования/декодирования аудио- и видеосигналов (сигнальные процессоры).

 

Для майнинга ASIC используются потому, что из-за строго определенной структуры сильно удешевляется процесс производства микросхем, а также из-за узкой специализации чипов увеличивается производительность и энергоэффективность майнинга.

 

В чем отличие Scrypt ASIC от SHA256 ASIC?

 

Алгоритм хэширования Scrypt был разработан специально для противодействия более быстрым устройствам - сначала видеокартам, затем FPGA и ASIC. Поэтому, он «сложнее» SHA256 (больше числа, больше раундов расчета) и для его расчета необходимо значительно больше оперативной памяти. Это делает производство таких ASIC более затратным.

 

 

Что такое Dual miner?

 

 

Это майнер, который может проводить вычисления одновременно по двум алгоритмам хэширования — Scrypt и SHA256. Разработчики поместили на одном кристалле вычислительные ядра для расчета обоих алгоритмов, однако каждый вид ядер может считать только по «своему» алгоритму. Это делает такое устройство универсальным, но сильно повышает стоимость производства и тепловыделение, что не лучшим образом сказывается на окупаемости. Сейчас только одна компания производит ASIC такого типа — в прошлом Gridseed, а теперь SFARDS.

 

 

Домашние и профессиональные майнеры по сути отличаются только размерами, типом корпуса и энергопотреблением, все остальные их характеристики идентичны.

 

 

ASIC майнеры сравнивают по следующим характеристикам:

 

1) Технологический процесс чипа

2) Производительность в Гх/с (гигахэшей в секунду) или Тх/с (терахэшей в секунду), где 1 Тх/с = 1000 Гх/с)

3) Энергопотребление на 1 Гх/с – например, 1 Вт/Гх/с

4) Стоимость 1 Гх/с - например, 0.5$ за Гх/с

5) Средняя температура работы чипа - °C (зависит от техпроцесса, в среднем 40-60 °C)

 

Кто выпускает ASIC для майнинга?

 

Собственные чипы ASIC сейчас производят (или производили) несколько компаний:

 

  • Bitmaintech
  • Spondoolies-Tech
  • KnCminer (самые высокотехнологичные 20 нм ASIC, в проекте 16 нм)
  • Innosilicon (Scrypt и SHA256)
  • SFARDS (Dual miner) – в производстве, поставки с 07.2015
  • Bitfury - чипы уже устарели, но производятся. При низкой цене за электричество все еще приносят прибыль.
  • ASICminer - больше не производятся, но их чипы еще актуальны
  • Zeus (Scrypt) - обанкротилась, но чипы все еще актуальны

 

Какой блок питания использовать для ASIC майнеров?

 

В современных устройствах для майнинга негласным стандартом стали разъемы питания 6-pin, аналогичные разъемам для подключения дополнительного питания на PCI-E видеокарты. Их выбрали за небольшой размер и максимальную совместимость с массовыми БП.

В выборе идеального блока питания мнения майнеров (людей) расходятся. Одни предпочитают б/у серверные БП из-за стабильности, хороших показателей КПД и невысокой цены, другие предпочитают блоки питания ATX для домашних ПК из-за того, что амортизация (постепенное удешевление и износ) их почти не затрагивает. При выборе блока питания для майнера нужно смотреть не на общую мощность БП, а именно по каналу +12В. Здесь выбор зависит только от вас.

 

Чтобы запустить блок питания ATX без материнской платы, нужно замкнуть 2 контакта так, как показано на изображении:

 

 

Сколько видеокарт я смогу использовать на одном компьютере?

 

Ограничение драйвера - максимум 8 ядер, то есть 8 видеокарт или 4 двухпроцессорных видеокарты. Стоит отметить, что чем больше ядер используется, тем более нестабильно себя ведет система. Запускать и управлять от 6 видеокарт на 1 компьютере может быть уже довольно проблематично, и получится не на любой материнской плате, ОС и версии драйверов. Также возрастают требования к БП, чаще всего требуются райзеры, желательно с дополнительным питанием, чтобы снизить потребление с шины PCI-E материнской платы. Также, с увеличением количества GPU необходимо устанавливать больше оперативной памяти.

Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь. Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо зайти на сайт под своим именем.

комментариев

Ваше имя: *
Ваш e-mail: *
Введите два слова, показанных на изображении:

Свежие публикации

16:42
Устройство конфиденциальности блокчейна. Часть IV.
05:42
7 самых интересных случаев использования блокчейна
22:11
Устройство конфиденциальности блокчейна. Часть III.
21:35
Устройство конфиденциальности блокчейна. Часть II.
19:55
Устройство конфиденциальности блокчейна. Часть I.
07:51
ICO против IPO. Кто одержит победу?
11:52
Искусственный интеллект находит применение в криптотрейдинге: интервью с Гаем Заскиндом
11:44
Конференция Scaling Bitcoin 2017: Наука на первом месте. Политика вне интересов.
08:50
Как стать блокчейн-специалистом и где эта профессия востребована?
08:43
Почему SegWit 2X обречен на провал?
08:22
AppCoins - протокол для создания открытой экономики для магазинов приложений без посредников.
07:12
8 нововведений, которые мы узнали на DevCon3
09:10
15–16 ноября пройдёт Blockchain - Bitcoin Conference Moscow
00:30
Что нужно знать о грядущем форке Биткоина
13:57
5 мест, в которых вы можете купить недвижимость за криптовалюту
04:50
Lendoit - децентрализованная платформа кредитования P2P, использующая смартконтракты.
01:13
ICO-investors meetup: Успешные стратегии инвестирования. Диверсификация рисков.
обновлено
01:05
Паблик MDK выходит на криптовалютный рынок инвестиций. И уже попал в репутационный скандал
00:52
Что не так с IOTA?
15:51
Криптоиндустрия создает свою собственную сферу занятости: рост на 82% в секторе биткоин и ICO
Все обновления