Майнинг криптовалют – что это? (простое и профессиональное объяснение)

Расскажем что такое майнинг и зачем он нужен. Начнем с простого определения, а потом углубимся в саму суть и принцип работы технологии с живыми примерами.

Что такое майнинг криптовалют: быстрый ответ

Для майнинга криптовалют нужны:

• Либо Видеокарты
• Либо Асики
• Либо Процессоры
• Либо Жесткий диск - майнинг на HDD

При помощи любого из вышеперечисленных устройств можно майнить криптовалюту - добывать ее.

Как это работает (на примере видеокарты)? Нужна современная видеокарта, самый минимум в 2023 году - 1060 6 Гб (Nvidia), 580 8 Гб (AMD). Чем мощнее карта, тем больше криптовалюты Вы получите.

Запомните! Майнинг - это гонка мощностей. С каждым годом Ваша видеокарта / Асик становится слабее, так как выходят новые модели (более мощные), растет сложность и тем самым Ваше оборудование приносит уже меньше монет!

Далее, для майнинга нужно скачать специальную программу - майнер. Под каждый алгоритм нужна своя программа, к примеру, для майнинга Ethereum Classic нужна программа - Phoenix Miner.

После того, как Вы скачали программу, необходимо ее настроить (а точнее создать .Bat файл с настройками майнинга под нужную монету).

Пример:

Далее необходимо запустить этот файл - запустится сам майнер:

Это означает, что Ваша видеокарта начала выполнять сложные вычисления. Эти вычисления нужны для того, чтобы в сети этой монеты могли совершаться транзакции - обмен этими монетами.

Для чего это нужно? Основная цель майнинга - защита сети. Благодаря сложным вычислениям сеть не могут взломать, и криптовалюта надежно защищена для обмена! 

Получается, майнинг защиает криптовалту и также помогает самим майнерам (людям которые майнят криптовалюту) - так как они получают вознаграждение за это монетами сети. К примеру, при майнинге Ethereum Classic майнеры получают вознаграждение именно этими монетами, при майнинге Bitcoin - монетами BTC и так далее!

Определения

Майнинг относится к процессу заработка криптовалюты путем решения криптографических уравнений с использованием мощных компьютеров. Процесс решения включает проверку блоков данных и добавление записей транзакций в общедоступную запись (реестр), известную как Блокчейн. Это обеспечивается за счет применения сложных методов шифрования.

Термин майнинг означает получение криптовалюты путем решения криптографических уравнений с использованием компьютеров. Таким образом, блокчейн Биткойна позволяет только проверенным майнерам (с большой мощностью оборудования) обновлять транзакции в цифровом реестре. Это дает майнерам дополнительную ответственность за защиту сети от двойных расходов.

Между тем генерируются новые монеты, чтобы вознаградить майнеров за их работу по обеспечению безопасности сети. Поскольку в распределенных реестрах отсутствует централизованное управление, процесс майнинга имеет решающее значение для проверки транзакций.

Таким образом, майнеры заинтересованы в защите сети, участвуя в процессе проверки транзакции, что увеличивает их шансы на получение недавно добытых монет.

Давайте закрепим:

Mining - это механизм, который позволяет блочейну криптовалюты быть децентрализованной.

Для решения блоков необходима большая мощность оборудования, которая растет с каждым разгаданным блоком. Поэтому майнить (добывать) криптовалюту в одиночку практически нереально. Из-за этого майнеры начали объединяться в пулы из тысяч участников. На пуле мощности оборудования каждого майнера объединяются, а полученное вознаграждение делится пропорционально задействованным мощностям.

Оборудование для майнинга

Что такое майнинг криптовалют? Ответ простыми словами

Быстрый ответ простыми словами:

Майнинг криптовалют - это добыча цифровых активов (криптовалют / монет, к примеру: Bitcoin, Ethereum Classic, Zcash, Dash и другие) при помощи специального оборудования:

• Видеокарты (или фермы из видеокарт). На видеокартах нельзя добывать Bitcoin, но можно такие монеты, как:  Ravencoin, Ethereum Classic и множество других
• Асики - специальные, очень мощные аппараты для добычи криптовалют. Криптовалюта, которая добывается Асиком - не может добываться видеокартой. К примеру, самая популярная криптовалюта Bitcoin - добывается только Асиками!
• Процессоры (CPU) - мало популярный тип майнинга. В основном используется такими монетами как: Monero и другие. Приносит не так много прибыли, неудобен для сборки фермы в больших количествах, особенно в домашних условиях.
• Жесткие диски / SSD - самый мало популярный тип майнинга, однако периодически появляются монеты, которые "встряхивают этот рынок" и майнеры активно скупают HDD / SSD. Пример монет: Chia, SIA.

Так выглядит ферма для майнинга.

Здесь стоит ответить на вопрос что такое майнинговая ферма?

Но, перед этим, стоит отметить, что майнинг - не единственный способ получить цифровые активы. Майнинг требует существенных изначальных вложений, понимания технической части и места для размещения оборудования. Ведь те же видеокарты сильно греются и издают шум, что требует наличия специально отведенных помещений для их работы.

Рядовым пользователям вряд ли захочется настолько вникать во все тонкости процесса и специально организовывать рабочее пространство для майнинга. Гораздо проще просто купить криптовалюту и хранить ее в кошельке. Сейчас совершить такую покупку довольно легко и доступно каждому.

Matbea - это старейший обменник, репутация которого подтверждается временем его существования. С 2014 года Matbea оказывает услуги по продаже, покупке и обмену криптовалют друг на друга.

На данный момент в наличии представлено свыше 50 видов монет. Каждому зарегистрировавшемуся по номеру телефона или электронной почте, даются криптовалютные кошельки, защищенные системой трехфакторной аутентификации: подтверждение выполнения действий требует pin-кода, смс-пароля и email-кода.

Обменник-кошелек Matbea является удобной площадкой для начинающих, желающих приобщиться к миру децентрализованных цифровых активов.

В случае, если у пользователя возникнут вопросы, то команда подготовила подробную видеоинструкцию.

Что такое майнинг ферма?

Майнинг-ферма - это место, обычно большое пространство, в котором размещается несколько мощных компьютеров, работающих воедино и предназначенных для добычи одной или нескольких криптовалют. Сегодня для майнинга криптовалют требуется мощная видеокарта или специализированный майнер на интегральных схемах - ASIC. Кроме того, видеокарты, Асик..., вся ферма должна быть всегда подключена к надежному Интернет-соединению.

Проще говоря, майнинг ферма - это собранные в единую систему несколько Ригов (что такое Риг, читайте далее в статье), которые добывают одну илинесколько разных криптовалют, как на видеокартах, так и на Асиках.

Люди, которые занимаются майнингом, вкладывают деньги в оборудование (видеокарты, асики и другое), далее они выбирают, какую криптовалюту они будут майнить. 

К примеру, Иван купил 5 видеокарт AMD 6800 XT и решил добывать криптовалюту Ethereum Classic. Таким образом, Иван предоставляет свои вычислительные мощности (5 видеокарт) для функционирования сети этой криптовалюты (Ethereum Classic) - то есть помогает проводить транзакции обычных пользователей. Под транзакцией понимается отправка монет из одного кошелька в другой.

Пример: Маша из Украины отправляет Паше из России 1 Ethereum Classic. Для того, чтобы Ethereum Classic дошел до Паши - эту транзакцию должна проверить сеть (майнеры). 

Иван (владелец 5 карт AMD) является майнером и вкладывает свои мощности (среди тысячи других майнеров) в проверку этой транзакции. У транзакции есть комиссия сети, когда транзакция успешно подтверждена всеми майнерами (в данном случае видеокартами), Иван получит процент от этой комиссии. Процент рассчитывается по соотношению внесенного им вклада, то есть чем больше мощность (чем больше и мощнее видеокарты / асики у майнера), тем больше он получит с комиссии.

Таким образом майнинг - это поддержка сети, которая необходима для проверки и прохождения транзакций обычных пользователей данной криптовалюты, за что майнеры (владельцы оборудования) получают награду.

Конечно же львиная доля майнеров участвуют в этом ради получения пассивного дохода от майнинга криптовалюты, ведь по сути начать майнинить не так сложно, и это требует не так много времени и усилий, а доход можно получать хоть каждый день (в зависимости от мощности - вложений).

Что такое Риг / Ферма?

Риг в майнинге (или Ферма) - это одна собранная "установка". То есть 1 материнская плата (с обвязкой: CPU, ОЗУ), блок питания, к которой присоединены видеокарты. Чаще всего в риге от 4 до 8 видеокарт.

Ферма - это совокупность всех ригов (всех видеокарт / асиков / процессоров), которые находятся у человека / группы лиц.

Как выглядит майнинг?

Как выглядит майнинг? Этот процесс можно описать 2 картинами.

Первое - это когда Вы видите, как работают Ваши видеокарты, как они шумят и трудятся "не покладая кулера".

Второе - это то, что Вы видите, когда запускаете майнер. То есть набор кода - вычисление. Пример:

Как начать майнить?

Для того, чтобы начать добывать криптовалюту (майнить) необходимо иметь одну из нескольких вещей:

1. Купить Асик.
2. Собрать майнинг ферму на видеокартах (GPU).
3. Использовать процессор для майнинга (мало прибыльно)

Далее соберите ферму (или настройте Асики). Выберите монету которую будете добывать (используйте онлайн калькуляторы), настройте под нее .Bat файл и запустите майнинг!

Асики - это специальное оборудование, которые позволяют добывать 1 или 2 алгоритма, читайте, что такое Асики на нашем сайте!

Самые распространенные Асики - это Асики под криптовалюту Bitcoin. Обратите внимание, что если криптовалюта добывается на асиках, майнить на видеокартах ее не получится.

Лучше всего собирать ферму на GPU из тововых видеокарт, таким образом Вы всегда будете получать больше вознаграждения, и Ваши карты дольше будут конкурентоспособны!  Также эти карты будет проще продать на вторичке! 

По мимо Асиков, Вы можете добывать криптовалюту традиционным способом - на видеокартах! Для этого необходимо использовать хотя бы 1 современную видеокарту. Обратите внимание, что можно майнить даже на своем ПК, главное что бы была карта не ниже:

• AMD R9 380 и выше
• Nvidia 1050 TI и выше

Также на нашем YouTube канале было подробно разобрано, как майнить на 1 видеокарте в ПК, какие программы для этого нужны, как выбрать криптовалюту для добычи, и как настроить процесс майнинга:

Выгоден ли майнинг в 2023 году?

Рассмотрим этот пункт кратко. В 2023 году майнинг не выгоден, особенно на видеокартах. Более менее не плохо обстоят дела у Асиков (и то лишь у пары моделей). У процессоров же дела обстоят не очень хорошо!

В начале поговорим про майнинг на Видеокартах.

Если цена электричества в вашем городе выше 0.08$ - то майнинг будет в минус!

У Асиков дела не много лучше, так как есть выгодные модели майнинг на которых выгоден даже с высокой ценой за электричество (свыше 0.1$):

Что такое блок и как его разгадать?

Представьте, что для выигрыша в конкурсе, Вам нужно собрать определенное количество «счастливых» билетиков (в шестизначном номере билета сумма первых трех цифр равна последним трем) из автобуса №23, причем необходимо, чтобы первая и последняя цифра в номере билетика совпадали.

Сложная задача, не правда ли? Вы долго будете ездить на этом автобусе, и проверять все билетики кондуктора, но в итоге соберете нужное количество и выиграете конкурс, получив награду. Так и в майнинге: оборудование решает сложные криптографические задачи — часть процесса шифрования, защищающего транзакции от киберпреступников и доступа третьих лиц. Итог верного решения задачи – формирование нового блока. Награду за создание блока майнер получает в той криптовалюте, блок которой разгадывал.

Процесс майнинга важен еще и тем, что во время него происходит эмиссия криптовалюты (выпуск криптовалюты в обращение). Дело в том, что каждая криптовалюта создается в ограниченном количестве на основе технологии блокчейн. Разгадав блок и получив за это вознаграждение, майнер вводит в обращение новую монету.

Майнинг бывает нескольких видов:

1. Майнинг с использованием оборудования. Он происходит по технологии PoW (Proof-of-Work), что в переводе означает доказательство работой.
2. Майнинг по технологии PoS (Proof-of-Stake), что в переводе означает доказательство ставкой, вложением. Для такого майнинга необходим кошелек с наличием некоторого количества криптовалюты и подключенный к сети обычный ПК.
3. Облачный майнинг, то есть аренда мощностей оборудования для майнинга в сети (компания закупает, устанавливает и настраивает оборудование, а Вы пользуетесь определенным количеством его мощности за определенную плату).

Законен ли майнинг криптовалют?

В общем, сам по себе майнинг законен. Определение того, является ли майнинг криптовалют легальным или незаконным, в первую очередь зависит от двух ключевых соображений:

1. Ваше географическое положение и
2. добываете ли вы криптовалюту законными способами.

Вы начинаете вступать на территорию незаконной деятельности, когда используете незаконные средства для майнинга криптовалют. Например, некоторые киберпреступники используют Javascript в браузерах или устанавливают вредоносное ПО на устройства ничего не подозревающих пользователей, чтобы «захватить» чужую вычислительную мощность устройств.

Этот тип кибератаки известен как криптоджекинг. Позже в этом месяце мы собираемся опубликовать отдельную статью по этой теме, так что следите за обновлениями.

Но важно отметить, что майнинг криптовалюты по-разному рассматривается правительствами разных стран мира. Библиотека Конгресса США опубликовала отчет, в котором говорится, что, например, в Германии добыча биткойна рассматривается как предоставление услуги, лежащей в основе системы криптовалюты Биткойн.

Библиотека Конгресса также сообщает, что многие местные органы власти в Китае принимают жесткие меры против добычи биткойна, что вынуждает многие организации полностью прекратить добычу биткойна.

Кроме того, некоторые страны рассматривают прибыль от майнинга криптовалюты как облагаемую налогом, в то время как другие страны рассматривают плоды такой деятельности как необлагаемый налогом доход.

Proof of stake и Proof of work

Не стоит пугаться сложных терминов. В двух словах, Proof of stake (POS) - это алгоритм, который не требует дорогостоящего оборудования для майнинга. Его так же называют "Доказательство доли владения". В этом случае для создания новых монет нужно иметь во владении некоторое количество монет. Это похоже на процентные ставки в банках. Этот способ так же называют стейкингом.

Proof of work (POW) - напротив, требует дорогостоящего оборудования для добычи и переводится как "Доказательство работы" (доказательством майнингом). Это классический протокол, используемый в Биткоине, Эфириуме и других альткоинах.

Майнинг является альтернативой традиционной банковской системе

Важно понимать, что рынок криптовалют сам по себе является альтернативой традиционной банковской системе, которую мы используем во всем мире. Итак, чтобы лучше понять, как работает крипто-майнинг, вам сначала нужно понять разницу между централизованными и децентрализованными системами.

Традиционные банки - это централизованные системы

В традиционном банковском деле есть центральный орган, который контролирует, поддерживает и обновляет централизованную запись (бухгалтерскую книгу). Это означает, что каждая транзакция должна проходить через центральную банковскую систему, где она регистрируется и проверяется.

Кроме того, это ограниченная система - лишь небольшому количеству организаций (банков) разрешено напрямую подключаться к централизованной банковской системе.

Криптовалюты используют децентрализованные распределенные системы

В криптовалютах нет ни центрального органа, ни централизованного реестра. Это потому, что криптовалюты работают в децентрализованной системе с распределенной бухгалтерской книгой (подробнее об этом чуть позже), известной как блокчейн.

В отличие от традиционной банковской системы, любой может быть напрямую подключен к криптовалютной «системе» и участвовать в ней. Вы можете отправлять и получать платежи без обращения в центральный банк. Вот почему это называется децентрализованной цифровой валютой.

Но помимо децентрализации, криптовалюта также является распределенной системой. Это означает, что записи (бухгалтерская книга) всех транзакций общедоступны и хранятся на множестве разных компьютеров (так называемые ноды). Это отличается от традиционных банков, о которых мы упоминали ранее, которые являются централизованными системами.

Но без центрального банка, как транзакции проверяются перед добавлением в бухгалтерскую книгу? Вместо использования системы центрального банка для проверки транзакций (например, чтобы убедиться, что у отправителя достаточно денег для совершения платежа), криптовалюта использует криптографические алгоритмы для проверки транзакций. И вот тут-то и появляются биткойн-майнеры.

Выполнение криптографических вычислений для каждой транзакции требует много вычислительной работы. Майнеры используют свои компьютеры для выполнения криптографической работы, необходимой для добавления новых транзакций в реестр. В качестве благодарности они сами получают небольшое количество криптовалюты.

Понимание терминов: централизованный, децентрализованный и распределенный

Чтобы помочь вам лучше понять, о чем я говорю, давайте рассмотрим следующий рисунок:

Примеры на рисунке выше показывают различия между централизованной системой и децентрализованной.

В левой половине рисунка изображена централизованная система. Традиционная централизованная валютная система  работает с использованием компьютеров, сетей и технологий, которые принадлежат, управляются и обслуживаются финансовыми учреждениями. Итак, всякий раз, когда вы отправляете деньги члену семьи или другу, эта транзакция проходит через ваш банк.

С другой стороны, децентрализованная система (как показано в правой половине рисунка) работает с использованием сети отдельно находящихся в собственности, управляемых и обслуживаемых устройств. Они предоставляют свои ресурсы для создания этой децентрализованной сети и разделяют ответственность за проверку транзакций, одновременное обновление и поддержание избыточных версий реестра.

Рассмотрим распределенную сеть с точки зрения управления реестром и обновлений. Здесь нет единого централизованного органа, который ведет единую бухгалтерскую книгу (как это было бы в централизованной системе).

Итак, когда мы говорим о распределении, что мы имеем в виду? Распределение относится к синхронизированной бухгалтерской книге, которая используется в разных местах несколькими участниками (известными как узлы), которые служат наблюдателями и верификаторами (валидаторами) транзакций.

Теперь попробуем объяснить это на конкретных примерах: Как появляются новые монеты, и как работает майнинг изнутри.

Профессиональное объяснение

Поначалу, цель майнинга немного сбивает с толку. Мы будем иметь ввиду блокчейн Биткойна в качестве примера на протяжении всей этой статьи.

Майнинг – это не создание новых биткойнов. Майнинг - это механизм, который позволяет цепочке блоков быть децентрализованной и безопасной. Он защищает сеть Биткойна и позволяет использовать систему без централизованного управления.

Не путайте вознаграждение, которое получают майнеры (создавая новые монеты) с самим процессом.

Майнинг в Биткойне

Майнеры проверяют новые транзакции и записывают их в глобальную книгу (блокчейн). В среднем блок (структура, содержащая сделки) добывается каждые 10 минут.

Майнеры соревнуются в решении сложной математической задачи на основе криптографического алгоритма хеширования. Найденное решение называется Proof-Of-Work. Это «доказательство работы» подтверждает, что майнер действительно потратил много времени и ресурсов для решения проблемы.

Когда блок «решен», содержащиеся в нем транзакции считаются подтвержденными, и Биткойн, связанный с решенным блоком может быть потрачен.  

Таким образом, если вы получите Биткойн на свой кошелек, то подтверждение транзакции займет около 10 минут.

Майнеры получают награду, когда решают сложную математическую задачу.

Есть два типа вознаграждения:

1. новые биткойны
2. комиссии за транзакции

Количество создаваемых биткойнов уменьшается каждые 4 года (если быть точным, каждые 210 000 блоков). Сегодня решенный блок генерирует 12,5 биткойнов. Это число будет уменьшаться до тех пор, пока не завершится эмиссия монеты. Это произойдет примерно в 2140 году, когда будет создано около 21 миллиона биткойнов. После этой даты больше не будет выпущено монет.

Майнеры также могут получать вознаграждения в виде комиссии за транзакции. Первый майнер, нашедший блок, может «сохранить сдачу» от транзакций блока.

По мере уменьшения количества биткойнов, создаваемых с каждым блоком, плата за транзакции, полученная майнером, будет увеличиваться.

После 2140 года майнеры получат только комиссию за транзакции в качестве вознаграждения.

Количество биткойнов, выпущенных с каждым блоком, делится на 2 каждые 210 000 блоков. Таким образом, мы можем рассчитать максимальное количество биткойнов с применением некоторого кода.

// First 210 000 blocks reward
const start_reward = 50

// The reward is modified every 210000 blocks
const reward_interval = 210000

const max_btc = () => {
  // 50 BTC = 5000000000 Satoshis
  // Satoshis are the smallest denomination in bitcoin
  let current_reward = 50 * 10 ** 8
  let total_btc = 0
  while( current_reward > 0 ){
    total_btc += reward_interval * current_reward
    current_reward = current_reward / 2
  }

  return total_btc
}

console.log(`The maximum amount of BTC created will be ${max_btc()} Satoshis, or ${max_btc() / 10**8} BTC`)
// The maximum amount of BTC created will be 2100000000000000 Satoshis, or 21000000 BTC

Итак, да, 21 миллион будет максимальным количеством биткойнов.

Как это работает?

Вопрос в том, как все участники сети могут договориться об универсальной «правде» о владении биткойнами, не доверяя никому в этой сети?

Блокчейн не создается и не управляется каким-либо центральным органом. Каждый узел имеет доступ к общедоступной книге транзакций, которая действует как авторитетная запись.

Каким-то образом, каждый узел в сети, полагается на эти небезопасные сведения и приходят к тем же выводам и может воспроизвести ту же бухгалтерскую книгу, что и другие участники сети.

Давайте попробуем разобраться, как это работает.

Мы возьмем пример из реальной жизни. Встречайте блок №502426. Мы будем следить за жизненным циклом этого блока от его построения до его окончательной проверки.

Допустим, майнера, нашедшего блок, звали Петр.

Предыдущий блок

В мире биткойна для проверки нового блока требуется примерно 10 минут. Наш майнер Петр конкурировал, чтобы проверить блок 502425 (предыдущий). К сожалению, кто-то еще решил проблему до него.

Но конец построения одного блока означает начало нового. Как только блок 502425 был добыт, Петр обновил свою локальную копию блокчейна и начал создавать новый блок - «блок-кандидат» -  блок 502426.

В то время как компьютер Петра (узел) искал «доказательство работы» для предыдущего блока, он также аудировал и новые транзакции.

Эти новые транзакции добавляются в пул памяти или пул транзакций. Здесь они ожидают, пока они не будут включены в новый блок и проверены.

Создание блока-кандидата

Когда майнинг ферма Петра получает уведомление о том, что текущий блок имеет действительное «доказательство работы», он начинает создавать блок-кандидат, собирая транзакции в пуле транзакций.

Он удаляет уже присутствующие в предыдущем блоке транзакции, если они есть. Блок называется блоком-кандидатом, потому что у него еще нет действительного доказательства работы.

Итак, мы видим, что блок №502426 содержит 3189 транзакций. Это количество транзакций, присутствующих в пуле транзакций Петра, когда он создавал свой блок-кандидат.

Транзакция на бирже

Первое, что делает Петр - формирует транзакцию на биржу Binance. Говоря упрощенно, это его награда за майнинг блока. Эта транзакция гласит:

=> Оплатите на адрес кошелька Петра xxx BTC, чтобы вознаградить его за поиск действительного блока.

Эта транзакция отличается от других, потому что, как мы объяснили ранее, биткойны в вознаграждении создаются из ничего. Они не приходят с чьего-то кошелька. Устройство для майнинга Петра также рассчитывает комиссии за транзакции в блоке.

Награда Петра = Награда за блок майнинга + комиссии за транзакции

В этом случае мы видим, что вознаграждение за блок составляет 12,5 BTC (вознаграждение за блок в левом столбце), а комиссия за транзакции равна 4,86507997 BTC (плата за транзакцию в левом столбце).

12,5 + 4,86507997 = 17,36507997 BTC

Вы можете увидеть детали этой транзакции в списке ниже.

Как вы можете видеть, здесь нет входов (вновь сгенерированных монет). Как мы уже сказали, транзакции с монетами не происходят с чьего-либо кошелька, поэтому они не могут иметь никаких входных данных. У вас здесь есть только адрес кошелька майнера нашедшего блок.

Построение заголовка блока

Ферма для майнинга Петра отвечает за создание правильного заголовка блока для блока, который он добывает. В заголовке блока есть три разных набора данных: предыдущий хеш блока, корень хеш дерева меркла и данные для конкурса в майнинге. В последнем мы копнем глубже.

Поля данных (Version, Timestamp, Target и Nonce)

В наборе метаданных содержится:

• The Version: Это номер версии для отслеживания обновлений программного обеспечения и / или протокола.
• Timestamp: секунды от эпохи Unix. Когда был создан блок.
• Target: цель алгоритма Proof of Work для этого блока
• Nonce: Счетчик, используемый для алгоритма Proof of Work

Когда был добыт блок №502426, номер версии был 2. Он становится 0x20000000 при преобразовании в формат с прямым порядком байтов в 4 байта. (Версия в левом столбце)

Далее мы получаем 4-байтовую метку времени (Timestamp). Это определяется как количество секунд, прошедших с полуночи (00:00:00 UTC) 1 января 1970 года (четверг); (этот момент называют «эпохой Unix»). Мы видим, что отметка времени для этого блока - 2019-01-03 21:12:39 (отметка времени в левом столбце). Если мы преобразуем это в секунды, мы получим 1546549959 секунд.

Поле Target определяет Proof of Work, чтобы сделать этот блок допустимым.

Проще говоря, Target (цель) генерируется сетью и определяет, что делает хэш блока действительным, а что нет.

Если хэш выше целевого значения, то он недействителен. Это то, что используется для расчета сложности. В нашем блоке, сложность составляет 1,931,136,454,487.72.

Взгляните на хэш блока:

00000000000000000020c60222099aaebc6e7795784f74628ec640b223d3d339

18 ведущих нулей. Это наша сложность. Каждый хеш с менее чем 18 ведущими нулями недействителен (потому что каждый хеш с 17 ведущими нулями и меньше будет меньше требуемой цели – «Target»).

Последнее поле – это nonce. Оно инициализируется до нуля.

Теперь все готово для майнинга чтобы добыть блок. Цель состоит в том, чтобы найти значение nonce (однократно используемое число), которое приведет к хэшу ниже, чем target.

Таким образом, майнер попытается использовать миллиарды или триллионы значений nonce, прежде чем он получит действительный хеш. Это и есть процесс майнинга.

Процесс майнинга

На картинке майнинг это:

Как видите, майнинг похож на лотерею. Нет никакого способа предсказать, какой nonce (одноразовое число) решит проблему.

В случае Биткойна используемая хеш-функция называется SHA256. Алгоритм хеширования всегда выдает одинаковые данные произвольной длины при одинаковых входных данных:

• Невозможно вычислить один и тот же хеш с двумя разными входами (будет противоречие).
• Также невозможно предсказать вывод любых данных заранее.

SHA256 всегда выдает на выходе 256 бит. Майнер находит одноразовый номер (nonce), единственный вход, который изменяется каждый раз, когда мы запускаем хеш-функцию.

Очень легко доказать, что найденный одноразовый номер (nonce) в самом деле создает действительный хеш. Вся информация доступна, каждый может запустить хеш-функцию и подтвердить, является ли хеш действительным или нет.

Поскольку также невозможно предсказать, каким будет одноразовый номер (nonce), это также служит доказательством того, что майнер работал, чтобы получить действительный хеш (следовательно, перед нами алгоритм консенсуса Proof-of-Work).

Регулировка сложности

В биткойне блок добывается каждые 10 минут. Сложность рассчитывается так, чтобы добыча никогда не отклонялась слишком сильно от этого предела. Если в долгосрочной перспективе сложность не изменится, а мощность компьютера возрастет, то на добычу блока уйдет все меньше и меньше времени.

Чтобы этого не произошло, цель Proof of Work является динамическим параметром.

В мире биткойна цель корректируется каждые 2016 блоков. Затем мы проверяем количество времени, которое потребовалось для добычи этих 2016 блоков. Это должно было занять 20160 минут (2016 * 10 минут). Сложность увеличивается или уменьшается в зависимости от времени, необходимого для добычи этих блоков. Соответственно, чем больше майнеров в сети разгадывают блок, тем сложнее его разгадать и тем меньше награда.

Успех!

Майнер (асик-оборудование) Петра начинает работать и хэшировать заголовок блока. Примерно через 10 минут он обнаруживает действительный хэш. Мы видим, что использованный одноразовый номер (nonce) был 2469953656 (Nonce в левом столбце).

Майнер Петра немедленно передает блок всем пирам (остальным участникам сети). Они должны проверить новый блок, прежде чем распространять его среди своих коллег. Это та часть, где можно найти нечестного майнера. Если данные неверны, майнер потратил бы впустую свое время и вычислительные мощности. Действительные данные включают в себя:

• Block header - Хеш заголовка блока должен быть меньше цели
• Block size - Размер блока должен быть в допустимых пределах
• Block timestamp - Временная метка блока будет менее двух часов в будущем.
• The first transaction - Первая транзакция –это транзакция на биржу Binance (и только первая)
• The Binance transaction - транзакция на биржу Binance имеет действительное вознаграждение.
• All transactions - Все транзакции внутри блоков действительны (также имеют собственный контрольный список)

Каждый майнер (узел сети) независимо проверяет новые блоки, следуя тем же правилам. Это гарантирует, что майнеры не cмогут обмануть друг друга. Это ключевой компонент децентрализованного консенсуса.

Если блок действителен, то все другие майнеры обновят свою собственную копию блокчейна с новым блоком №502246.

Далее весь механизм поиска нового блока повторяется по кругу и хэш блока Петра №502246 теперь используется всеми майнерами уже для майнинга блока №502247.