Концепция майнинга биткойнов основывается на процессе создания новых биткойнов. Этот процесс будет идти вплоть до момента достижения предела в 21 миллион монет. Биткойны не появляются из воздуха, не выпускаются банками или правительствами. Они генерируются в ходе решения компьютерами сложных математических уравнений.

Без биткойн‑майнеров новые монеты не попали бы в обращение. И хотя для большинства людей это и не стало бы проблемой, требующей немедленною решения, это также означало бы, что в сети перестали подтверждаться транзакции, что вызвало бы гораздо большее беспокойство. В условиях, когда в сети перестали бы считаться блоки, транзакции остались бы неподтвержденными, и получатели не смогли бы потратить свои монеты.

Но майнинг биткойнов нужен не только для создания новых монет. Он добавляет записи транзакций в открытый распределенный журнал транзакций, называемый блокчейном (более подробно о блокчейне – в главе 7). Каждая биткойн‑транзакция должна быть записана в блок данных, и этот блок данных должен быть "вычислен" майнерами. Как только транзакция оказывается включенной в какой‑то биткойн‑блок, она получает первое подтверждение.

За последние несколько лет процесс майнинга биткойнов стал очень сложным и ресурсоемким. По мере того как все больше и больше людей соревнуются в попытках посчитать следующий биткойн‑блок, неуклонно растет сложность, ассоциированная с этими математическими расчетами. По мере роста сложности частота нахождения новых блоков остается стабильно на уровне одного блока раз в десять минут – это делает возможным ожидание года окончания майнинга, когда последний блок будет найден.

В наши дни затраты на электричество и вложения в оборудование при организации правильной биткойн‑фермы весьма высоки. Домашний майнинг стал почти невозможным, разве что есть доступ к дешевому или бесплатному электричеству. Это главная причина, по которой оборудование подавляющего большинства биткойн‑майнеров находится в Китае, где оптовые цены на электроэнергию значительно ниже, чем в большинстве стран мира. Увидеть своими глазами, на что похожа современная промышленная биткойн‑ферма. можно здесь: https://www.youtube.com/watch?v=GNZ6Bg‑0nj.0

Спускаемся в шахту

Для майнинга биткойнов не нужна кирка, канарейка или газовая лампа.

Основной целью майнинга является создание консенсусной экосистемы, чтобы биткойн‑узлы могли определить, является ли транзакция действительной. Общеизвестно, что шесть подтверждений – это минимум, необходимый для того, чтобы средства, пришедшие в транзакции, можно было "официально" потратить.

Основная причина, по которой майнинг биткойна со временем все более и более усложняется и становится более ресу рсоемким, заключается в том, что реализация алгоритма SHA‑256 делает расчет хеша блока очень сложным. Каждый блок должен начинаться с определенною количества нулей, а это значит, что нужно предпринять довольно много попыток перед тем, как удастся найти правильное решение.

Кроме того, сложность майнинга пересчитывается сетью каждые 2016 биткойн‑блоков, и едва ли удастся припомнить, чтобы она когда‑либо снижалась. Коэффициент сложности зависит от общею количества вычислительной мощности, использовавшейся для решения предыдущих 2016 блоков в сети за прошедшие две недели, и компенсирует прирост или уменьшение количества майнинговой мощности.

В начале времен биткойна каждый добытый блок приносил награду 50 ВТС. По мере того как все больше майнеров вступали в бой, награда за блок стала распределяться среди участников майнинг‑пула, находившего очередной блок. На момент публикации книги награда за блок составляет 12,5 ВТС и должна уменьшиться вдвое, до 6.25 BTC, примерно в марте 2020 года.

За биткойн‑транзакции нужно платить комиссионные сборы. Эти сборы получают майнеры за включение транзакции при майнинге очередного блока. И хотя основную часть дохода майнеров пока составляет вознаграждение за решение блока, в будущем доля этих комиссионных сборов в структуре вознаграждения майнеров будет расти.

По мере своего развития экосистема майнинга биткойна претерпела радикальные изменения. Для того чтобы получить хоть какую‑то прибыль, теперь требуется специализированное майнинговое оборудование. Как уже упоминалось, майнинг биткойна очень затратен с точки зрения расходов на электричество; также постоянно требуется обслуживание и обновление майнингового оборудования.

Необходимость сокращения дисперсии доходов майнеров рано или поздно должна была привести к созданию майнинг‑пулов. В начале индивидуальным майнерам принадлежали все возможности, но индивидуалы постепенно исчезали из биткойн‑мира по мере того, как майнинг в пуле становился все более и более предпочтительным. Объединение вычислительной мощности многих майнеров увеличивает шансы нахождения следующего биткойн‑блока, при том что награда за найденный блок делится между участниками в соответствии с объемом вычислительной мощности каждого из них.

Майнинг биткойна: как это работает

Напомним: в отличие от традиционных фиатных валют, когда правительства всех стран мира могут по необходимости допечатать столько банкнот и дочеканить столько монет, сколько им нужно, в биткойне объем эмиссии строго ограничен. Это ограничение установлено на уровне 21 миллион монет и не будет достигнуто до 2140 года. А до этого времени майнеры будут использовать специализированное компьютерное оборудование с целью майнинга новых биткойнов в сети.

Как только биткойн‑транзакции распространяются 8 сети, они подхватываются майнерами и включаются в биткойн‑блок. Этот биткойн‑блок должен быть проверен майнерами, и как только блок "решен", все включенные в него транзакции записываются в блокчейн. Каждый последующий блок, образовавшийся в сети, добавляет к транзакции одно дополнительное подтверждение.

Биткойн‑майнеры играют ключевую роль, обеспечивая точность блокчейна, поскольку берут информацию о биткойн‑блоке и проверяют ее целостность. После этого к блоку данных биткойна применяется сложная математическая формула, которая превращает блок в нечто иное.

Этот "иной" вариант блока состоит из более короткой последовательности цифр и букв, которая кажется случайной. В биткойн‑мире эта последовательность известна как хеш. Биткойн‑майнерам гораздо легче считать хеши, чем полный блок данных, поскольку новые блоки должны генерироваться и майниться примерно раз в десять минут, и, как мы уже сказали, эти хеши чрезвычайно сложно находить, а потому этот процесс требует специализированною компьютерного оборудования.

После того как хеш решен, он хранится на блокчейне биткойна вместе с блоком, на основе которого он был получен. Этот процесс подтверждает все транзакции, записанные в данный блок, и помечает их как имеющие одно сетевое подтверждение. И хотя майнерам легче решать хеши, чем полные блоки, растущая сложность майнинга биткойна уравновешивает это и обеспечивает создание новых блоков не чаще, чем раз в десять минут.

Использование хешей само по себе достаточно интересно. Это криптографическое решение полностью защищено от подделок и работает как "печать подтверждения" для предыдущего сетевого блока. Каждый хеш основывается на хеше предыдущего блока и удостоверяет действительность предыдущего блока так же, как и любого предшествующего по цепочке.

С учетом того, сколько специализированного майнингового оборудования сейчас активно используется индивидуальными майнерами, компаниями и даже производителями оборудования, становится почти невозможно сказать, сколько же людей в данный момент активно майнят биткойны. Конкуренция очень жесткая, поскольку награда за блок в размере 12,5 ВТС является щедрым вознаграждением, способным привлечь майнеров со всего мира.

Несмотря на увеличение майнинговой сложности, все большая вычислительная мощность регулярно вливается в сеть биткойна. Усиление сети не только увеличивает шанс майнеров найти очередной блок – и получить вознаграждение в зависимости от доли участия в этой напряженной работе; также это делает сеть биткойна еще безопаснее, чем раньше.