Люди говорят, что «блок добыт». Что именно они означают? Я знаю, что добыча полезных ископаемых связана с тем, что какая-то группа людей выполняет много работы и получает вознаграждение за мощность и энергию, которые они использовали в процессе. Но какой процесс они выполняют и почему? Я читал в официальном документе о биткойнах, что они выполняют такую работу, как угадывание номера анонса, который является случайно сгенерированным числом, прикрепленным к блоку. Итак, действительно ли необходимо привязывать это случайное число к блоку, содержащему транзакции, в первую очередь, а затем тратить ресурсы на его угадывание. Я не хотел заваливать этот портал такими мелкими вопросами, поэтому я думаю, что только с одного раза объяснение этой вещи сработает.
Когда вы слышите о «добыче» биткойнов, вы представляете, как монеты выкапывают из-под земли. Но биткойн не является физическим, так почему же мы называем его майнингом?
Потому что это похоже на добычу золота в том смысле, что биткойны существуют в структуре протокола (точно так же, как золото существует под землей), но они еще не выведены на свет (так же, как золото еще не выкопано). Биткойн-протокол предусматривает, что в какой-то момент будет существовать 21 миллион биткойнов. Что делают «шахтеры», так это выводят их на свет, понемногу за раз.
Они получают это в качестве награды за создание блоков проверенных транзакций и включение их в блокчейн.
Немного отступив назад, давайте поговорим об «узлах». Узел — это мощный компьютер, на котором работает программное обеспечение биткойнов и который помогает поддерживать работу биткойнов, участвуя в передаче информации. Любой может запустить узел, вы просто загружаете программное обеспечение биткойн (бесплатно) и оставляете определенный порт открытым (недостаток в том, что он потребляет энергию и место для хранения — сеть на момент написания занимает около 145 ГБ). Узлы распределяют биткойн-транзакции по сети. Один узел будет отправлять информацию нескольким узлам, которые он знает, которые будут передавать информацию узлам, которые они знают, и т. д. Таким образом, он довольно быстро обойдет всю сеть.
Некоторые узлы являются узлами майнинга (обычно называемыми «майнерами»). Они группируют незавершенные транзакции в блоки и добавляют их в блокчейн. Как они это делают? Путем решения сложной математической головоломки, являющейся частью программы Биткойн, и включения ответа в блок. Загадка, которую необходимо решить, состоит в том, чтобы найти число, которое при объединении с данными в блоке и передаче через хэш-функцию дает результат, находящийся в определенном диапазоне. Это намного сложнее, чем кажется.
(Для любителей мелочей это число называется «одноразовым номером», представляющим собой конкатенацию «числа, использованного один раз». В случае биткойна одноразовый номер представляет собой целое число от 0 до 4 294 967 296.)
Как они находят это число? Угадывая наугад. Хеш-функция не позволяет предсказать, каким будет результат. Таким образом, майнеры угадывают загадочное число и применяют хеш-функцию к комбинации этого угаданного числа и данных в блоке. Полученный хэш должен начинаться с заранее установленного количества нулей. Нет никакого способа узнать, какое число будет работать, потому что два последовательных целых числа дадут сильно различающиеся результаты. Более того, может быть несколько одноразовых номеров, дающих желаемый результат, или может не быть ни одного (в этом случае майнеры продолжают попытки, но с другой конфигурацией блоков).
Первый майнер, получивший результирующий хеш в желаемом диапазоне, объявляет о своей победе остальной части сети. Все остальные майнеры немедленно прекращают работу над этим блоком и начинают пытаться вычислить загадочное число для следующего. В награду за свою работу победивший майнер получает новый биткойн.
На момент написания статьи вознаграждение составляет 12,5 биткойнов. Хотя это не такая уж выгодная сделка, как кажется. За эту награду борется множество узлов майнинга, и это вопрос удачи и вычислительной мощности (чем больше угадывающих вычислений вы можете выполнить, тем вам повезло).
Кроме того, затраты на майнинг-ноду значительны не только из-за необходимого мощного оборудования (если у вас более быстрый процессор, чем у ваших конкурентов, у вас больше шансов найти правильный номер раньше, чем они), но и из-за большое количество электроэнергии, потребляемой этими процессорами.
И количество биткойнов, присуждаемых в качестве награды за решение головоломки, уменьшится. Сейчас это 12,5, но каждые четыре года он уменьшается вдвое (следующий ожидается в 2020–2021 годах). Стоимость биткойна по отношению к стоимости электроэнергии и оборудования может возрасти в течение следующих нескольких лет, чтобы частично компенсировать это снижение, но это не точно.
Сложность вычисления (необходимое количество нулей в начале хеш-строки) часто корректируется, так что обработка блока занимает в среднем около 10 минут.
Почему 10 минут? Это количество времени, которое, по мнению разработчиков биткойнов, необходимо для устойчивого и уменьшающегося потока новых монет, пока не будет достигнуто максимальное количество в 21 миллион (ожидается где-то в 2140 году).
кредиты: https://www.coindesk.com/information/how-bitcoin-mining-works/
Ратик