Майнинг процесс создания действительных блоков, которые добавляют записи транзакций в общедоступную книгу Биткойн (BTC), называемую блокчейном. Это важнейший компонент сети Биткойн, поскольку он решает так называемую «проблему двойных трат».

Проблема двойной траты связана с необходимостью согласования истории транзакций. Право собственности на Биткойн может быть доказано математически с помощью криптографии с открытым ключом, которую невозможно взломать с помощью современных технологий. Однако сама по себе криптография не может гарантировать, что одна конкретная монета ранее не была отправлена ​​кому-то другому. Чтобы сформировать общую историю транзакций, необходимо иметь согласованный порядок, основанный, например, на времени создания каждой транзакции. Но любым внешним входом может манипулировать тот, кто его предоставляет, что требует от участников доверия этой третьей стороне.

Майнинг (и блокчейн в целом) использует экономические стимулы для обеспечения надежного и надежного способа заказа данных. Третьи лица, заказывающие транзакции, децентрализованы и получают денежное вознаграждение за правильное поведение. Наоборот, любое неправомерное поведение приводит к потере экономических ресурсов, по крайней мере, до тех пор, пока большинство остается честным.

В случае майнинга биткойнов этот результат достигается за счет создания последовательности блоков, которые могут быть математически доказаны как сложенные в правильном порядке с определенным выделением ресурсов. Этот процесс зависит от математических свойств криптографического хэша — способа стандартизированного кодирования данных.

Хеши — это инструмент одностороннего шифрования. Это означает, что расшифровать их во входные данные практически невозможно, если только не будут проверены все возможные комбинации до тех пор, пока результат не совпадет с заданным хэшем.

Это то, что делают биткойн-майнеры:они перебирают триллионы хэшей каждую секунду, пока не найдут тот, который удовлетворяет условию, называемому «сложность». И сложность, и хеш — очень большие числа, выраженные в битах, поэтому условие просто требует, чтобы хеш был меньше, чем сложность. Сложность корректируется каждые 2016 блоков биткойнов — или примерно две недели — для поддержания постоянного времени блока, которое означает, сколько времени требуется, чтобы найти каждый новый блок во время майнинга.

Сгенерированный майнерами хэш используется в качестве идентификатора для любого конкретного блока и состоит из данных, содержащихся в заголовке блока. Наиболее важными компонентами хэша являются корень Меркла — еще один агрегированный хеш, который инкапсулирует подписи всех транзакций в этом блоке — и уникальный хеш предыдущего блока.

Это означает, что изменение даже мельчайшего компонента блока заметно изменит его ожидаемый хэш, а также хэш каждого последующего блока. Узлы мгновенно отклонят эту неправильную версию блокчейна, защитив сеть от несанкционированного доступа.

Благодаря требованиям сложности система гарантирует, что биткойн-майнеры будут выполнять настоящую работу — время и электроэнергию, затраченные на хеширование с помощью возможных комбинаций. Вот почему протокол консенсуса Биткойн называется «доказательство работы», чтобы отличить его от других типов механизмов создания блоков. Чтобы атаковать сеть, у злоумышленников нет другого способа, кроме как воссоздать всю ее мощность майнинга. Для Биткойна это будет стоить миллиарды долларов.

Как платят майнерам биткойнов

Сеть признает работу, проводимую майнерами биткойнов, в виде вознаграждения за создание новых блоков. Существует два типа вознаграждения:новый биткойн, создаваемый с каждым блоком, и вознаграждение, вносимое пользователями за транзакции в сети. Награда за блок новоиспеченного биткойна, составляющая 6,25 BTC по состоянию на май 2020 года, составляет большую часть дохода майнеров. Это значение запрограммировано уменьшаться вдвое с фиксированными интервалами примерно в четыре года, чтобы в конечном итоге биткойн больше не добывался, а только комиссионные за транзакции гарантировали безопасность сети.

К 2040 году вознаграждение за блок уменьшится до менее чем 0,2 BTC, и только 80 000 биткойнов из 21 миллиона будут доступны для захвата. Только после 2140 года добыча фактически прекратится, поскольку окончательный BTC добывается медленно.

Несмотря на то, что вознаграждение за блок со временем уменьшается, прошлые халвинги были с лихвой компенсированы ростом цены биткойна. Хотя это не является гарантией будущих результатов, майнеры биткойнов обладают относительной степенью уверенности в своих перспективах. Сообщество очень поддерживает текущую схему майнинга и не планирует поэтапно отказываться от нее, как Ethereum, еще одна крупная монета, которую можно добывать. При правильных условиях отдельные майнеры биткойнов могут быть уверены, что предприятие принесет прибыль.

Несмотря на то, что добыча полезных ископаемых является конкурентным бизнесом, начать ее все равно относительно легко. В первые годы существования Биткойна любители могли просто загрузить какое-нибудь программное обеспечение на свой компьютер и сразу же приступить к работе. Те времена давно прошли, но настроить выделенный биткойн-майнер не так сложно, как может показаться на первый взгляд.

Как выбрать оборудование для майнинга

Первое, на что следует обратить внимание, это то, что для майнинга биткойнов единственным вариантом является покупка специализированной интегральной схемы, обычно называемой ASIC.

Эти устройства могут добывать только биткойны, но они очень эффективны при этом. На самом деле, они настолько эффективны, что их появление примерно в 2013 году сделало все другие типы вычислительных устройств для майнинга устаревшими почти в одночасье.

Если вы хотите майнить с помощью обычных процессоров, графических процессоров или более продвинутых FPGA, вам нужно изучить другие монеты. Хотя эти устройства могут добывать биткойны, они делают это настолько медленно, что это просто пустая трата времени и электроэнергии. Для справки:лучшая видеокарта, доступная незадолго до появления ASIC, AMD 7970 производила 800 миллионов хэшей в секунду. Средний ASIC сегодня производит 100 триллионов хэшей в секунду — разница в 125 000 раз.

Количество хэшей, производимых за секунду, обычно называют «скоростью хеширования». Это важный показатель производительности устройств для майнинга.

Есть еще два основных фактора, которые следует учитывать при покупке устройства для майнинга биткойнов. Одним из них является потребление электроэнергии, измеряемое в ваттах. Из двух устройств, производящих одинаковое количество хэшей, более прибыльным будет то, которое потребляет меньше электроэнергии.

Третий показатель — это удельная стоимость каждого устройства. Бессмысленно иметь самый энергоэффективный ASIC в мире, если за счет майнинга он окупится за 10 лет.

Биткойн имеет довольно динамичную экосистему производителей ASIC, которые часто различаются по этим трем параметрам. Некоторые могут производить более эффективные, но и более дорогие ASIC, в то время как другие производят менее производительное оборудование по более низкой цене. Прежде чем анализировать, какое устройство лучше всего подходит для ваших нужд, важно понять другие факторы, влияющие на прибыль от майнинга биткойнов.

Экономика майнинга биткойнов

Как и в сфере недвижимости, добыча биткойнов зависит от местоположения, местоположения и еще раз местоположения.

В разных местах мира средняя цена на электроэнергию будет разной. Бытовая электроэнергия во многих развитых странах часто слишком дорога для майнинга, чтобы быть финансово жизнеспособным. Поскольку цена на электроэнергию часто колеблется от 0,15 до 0,25 доллара за киловатт-час, майнинг биткойнов в жилых районах обходится слишком дорого, чтобы оставаться стабильно прибыльным.

Профессиональные майнеры биткойнов часто размещают свои операции в регионах с очень дешевой электроэнергией. Некоторые из них включают Сычуаньский регион в Китае, Исландию, Иркутскую область в России, а также некоторые районы в США и Канаде. В этих регионах обычно есть какая-то форма дешевого местного производства электроэнергии, например, плотины гидроэлектростанций.

Цены, которыми пользуются эти майнеры биткойнов, часто будут ниже 0,06 доллара США за кВтч, что обычно достаточно низко, чтобы приносить прибыль даже во время рыночных спадов.

В целом для обеспечения бесперебойной работы рекомендуется использовать цены ниже 0,10 доллара США. Выбор подходящего места для майнинга во многом зависит от обстоятельств. Людям, живущим в развивающихся странах, возможно, не нужно будет ехать дальше своего дома, в то время как у жителей развитых стран, скорее всего, будут более высокие барьеры для въезда.

Помимо выбора оборудования, прибыль и доход отдельного майнера сильно зависят от рыночных условий и присутствия других майнеров. Во время бычьих рынков цена биткойнов может взлететь до небес, что приведет к тому, что добытые ими биткойны будут стоить дороже в пересчете на доллар.

Однако положительный приток на бычьем рынке уравновешивается тем, что другие майнеры биткойнов видят увеличение прибыли и покупают больше устройств, чтобы получить доступ к потоку доходов. В результате каждый отдельный майнер теперь генерирует меньше BTC, чем раньше. В конце концов, доход сгенерировал тенденции к точке равновесия, когда менее эффективные майнеры начинают зарабатывать меньше, чем тратят на электроэнергию, таким образом отключая устройства и позволяя другим зарабатывать больше биткойнов.

Обычно это не происходит мгновенно. Существует определенное отставание, поскольку ASIC иногда не могут производиться достаточно быстро, чтобы компенсировать рост цены биткойнов.

На медвежьем рынке действует противоположный принцип:доходы снижаются до тех пор, пока майнеры не начнут массово отключать свои устройства.

Чтобы избежать проигрыша, существующие майнеры биткойнов должны найти выигрышную комбинацию местоположения и оборудования, которая позволила бы им сохранить свое преимущество. Они также должны постоянно поддерживать и реинвестировать свой капитал, поскольку более эффективное оборудование может полностью ограничить прибыль старых майнеров.

Сравнение рентабельности оборудования для майнинга

На таких веб-сайтах, как AsicMinerValue, CryptoCompare и Nicehash, есть несколько онлайн-калькуляторов, с помощью которых можно быстро проверить рентабельность устройства для майнинга. Также можно рассчитать прибыль вручную по следующей формуле:

Это формула, которую используют многие из этих калькуляторов, и она просто представляет вашу долю от общего хешрейта, деленную на общую эмиссию сети в долларах. Требуемые входные значения являются либо фиксированными параметрами (время блока для Биткойн составляет 10 минут, поэтому за час добывается шесть блоков, а за день — 144), либо их можно найти на веб-сайтах данных, таких как Blockchain.com или Coinmetrics.

Чтобы найти прибыль, нужно также вычесть стоимость электроэнергии. Благодаря эквивалентности между киловаттами и киловатт-часами это может быть так же просто, как умножить энергопотребление устройства на 24 часа в день и цену электроэнергии за киловатт-час.

Ниже представлена ​​таблица, иллюстрирующая основные ASIC, представленные на рынке сегодня, и период их окупаемости, то есть сколько времени потребуется, чтобы инвестиции окупились при текущих доходах. Стоит отметить, что прибыль биткойн-майнера сильно колеблется во времени, и экстраполяция одного дня в будущее может привести к неточным результатам. Тем не менее, это полезный показатель для понимания относительной эффективности каждого устройства.

Как видно из таблицы, ни один из ASIC не приносит прибыли при цене 0,20 доллара США за кВтч. Относительная производительность в основном одинакова для всех ASIC нового поколения, в то время как более старые модели могут быть привлекательным предложением, если электричество дешевое.

Например, Canaan AvalonMiner 1066 имеет низкую энергоэффективность, но при этом очень низкую цену, что делает его довольно конкурентоспособным в низком ценовом диапазоне электроэнергии, несмотря на то, что это довольно старая модель. Bitmain S17 Pro, ASIC предыдущего поколения, по-прежнему удерживает свои позиции из-за своей более низкой стоимости, но быстро становится непривлекательным, когда базовая цена на электроэнергию повышается. Устройства MicroBT имеют наиболее сбалансированную производительность для майнинга.

Последний вопрос, который следует учитывать, заключается в том, что эта таблица была составлена ​​на бычьем рынке. Прибыль может быть выше средней, хотя халвинг 2020 года все еще свеж и может уравновесить эффект более низкой эмиссией биткойнов.

Покупка и настройка оборудования

Есть несколько магазинов, которые продают ASIC розничным покупателям, а некоторые производители также разрешают прямые покупки. Хотя их сложнее найти, чем обычные видеокарты, любой может купить ASIC по приемлемой цене. Стоит отметить, что покупка оборудования для майнинга в магазинах или у производителей, доставляющих товары из-за рубежа, может повлечь за собой высокие импортные пошлины.

В зависимости от производителя или магазина ASIC могут предлагаться без блока питания, который затем необходимо будет приобретать отдельно. Некоторые производители ASIC продают свои собственные устройства, но также можно использовать блоки питания, созданные для серверов или игровых компьютеров, хотя они, вероятно, потребуют специальных модификаций.

ASIC должны быть подключены к Интернету через кабель Ethernet, и их можно настроить только через веб-браузер, подключившись к локальному IP-адресу, подобно домашнему маршрутизатору.

Прежде чем продолжить, необходимо настроить учетную запись с выбранным пулом майнинга, который затем предоставит подробную информацию о том, как подключиться к своим серверам. С веб-панели ASIC вам необходимо вставить конечные точки подключения пула и информацию об учетной записи. После этого майнер начнет работать и генерировать биткойны.

Настоятельно рекомендуется майнить через установленный пул, так как вы сможете получать постоянный доход, объединяя свое оборудование с другими. Хотя ваше устройство не всегда может найти правильный хэш для создания блока, ваш вклад в майнинг все равно будет вознагражден.

Соображения и риски майнинга биткойнов

Помимо финансового риска потери прибыли существуют технические риски, связанные с управлением мощными устройствами, такими как ASIC.

Необходима надлежащая вентиляция, чтобы избежать выгорания компонентов майнингового оборудования из-за перегрева. Вся потребляемая майнером электроэнергия рассеивается в окружающую среду в виде тепла, и один ASIC, вероятно, будет самым мощным устройством в вашем доме или офисе.

Это также означает, что при майнинге биткойнов вам необходимо тщательно учитывать ограничения вашей электросети. Электрическая сеть вашего дома рассчитана на максимальный уровень мощности, и каждая розетка также имеет свой собственный рейтинг. Превышение этих ограничений может легко привести либо к частым отключениям электроэнергии, либо к возгоранию электричества. Проконсультируйтесь со специалистом, чтобы определить, безопасна ли ваша электрическая установка для майнинга.

Регулярное техническое обслуживание от пыли и других факторов окружающей среды также необходимо для поддержания работоспособности устройств для майнинга. Хотя сбои случаются относительно редко, без надлежащего обслуживания ASIC могут выйти из строя раньше, чем ожидалось.

Несмотря на то, что отдельные ASIC могут выйти из строя, самой большой угрозой для их прибыльности является их устаревание. Более эффективные майнеры в конечном итоге вытеснят старые устройства.

Исторические поколения майнеров, таких как Bitmain S9, выпущенных примерно в 2016 году, работали примерно четыре года, прежде чем стали убыточными при любой конфигурации цен на электроэнергию (кроме нулевой). Однако скорость развития компьютерных технологий во многом непредсказуема.

Добыча биткойнов не является исключением для любого другого предприятия. Существует потенциал для вознаграждения, а также риски. Надеемся, что это руководство послужило хорошей отправной точкой для дальнейшей оценки обоих.