Kraken

Що таке майнінг Bitcoin?

Посібник для початківців


Майнінг Bitcoin – це процес перевірки нових транзакцій біткоїнів перед додаванням їх до блокчейну Bitcoin. 

Із традиційними державними валютами, як-от долар США або євро, користувачі повинні цілковито довіряти централізованим органам, як-от центральний банк, щоб керувати створенням та обігом грошей.

У межах таких фіатних систем фінансові установи приватно керують усією інформацією про рахунки користувачів і баланси. Таким чином, ніхто не в змозі дізнатися, скільки витрачає інший або скільки грошей має на своїх рахунках. Тільки банк має доступ до повного леджеру операцій.

Проте є три ключові проблеми з цим типом системи.

  • Непередбачуваність. Оскільки центральний банк має виключні повноваження друкувати нові гроші, пропозиція фіатної валюти постійно змінюється. Це створює проблеми з інфляцією та часто може призвести до зниження купівельної спроможності валюти з часом.
  • Непрозорість. Традиційні фінансові реєстри суворо охороняються, створюючи непрозору фінансову систему, яка не є відкритою для всіх.
  • Залежність. За своєю схемою фіатні валюти роблять користувачів залежними від центрального банку країни й уряду, своєю чергою, створюючи єдині точки відповідальності або потенційного збою.

Уведіть Bitcoin

Запущений 2009 року Bitcoin став першою глобально життєздатною децентралізованою цифровою валютою. Він покладається на суворий комп’ютерний протокол для керування своєю монетарною політикою, а також глобально розподілену мережу всіх охочих для випуску й захисту своєї валюти та керування нею.

Оскільки Bitcoin суто цифрова форма грошей, усі транзакції з ним відбуваються в електронному вигляді через мережу Bitcoin і реєструються в цілковито прозорій системі реєстру, яка має назву “блокчейн”. 

Блокчейн Bitcoin – це повна історія транзакцій кожного платежу, який користувачі надсилали один одному. Вона постійно оновлюється новими блоками, що містять пакети поточних транзакцій.

Особливість загальнодоступних блокчейнів, як-от того, який використовує Bitcoin, полягає в тому, що будь-хто в будь-якій точці світу може переглядати всі транзакції, що здійснюються в мережі, у режимі реального часу й повний архів завершених транзакцій, включно з усіма адресами одержувачів і відправників, а також індивідуальні баланси.

Але як це працює на практиці? 

 

What is bitcoin mining?


Bitcoin monetary policy

Монетарна політика Bitcoin

На відміну від повноважень друкувати нову валюту в будь-який час, наданих урядам і центральним банкам, систему випуску Bitcoin регулює комп’ютерний код.

Є три основні компоненти монетарної політики Bitcoin, які додано до її протоколу:

  • 10-хвилинне блокування. Нові Bitcoin надходять до обігу приблизно кожні 10 хвилин. Цей процес керується автономно за допомогою алгоритму складності майнінгу.
  • Стаціонарне постачання. В обігу може бути щонайбільше 21 мільйон Bitcoin. Це верхня межа Bitcoin, що має таке значення: щойно кількість монет, випущених через нагороду за блок, досягне 21 мільйона, протокол припинить створення та розповсюдження нових монет серед майнерів-переможців. Станом на 2022 рік в обігу перебуває понад 19 мільйонів монет із 21 мільйона.
  • Двократне зменшення Bitcoin. Кожні 210 000 блоків (або кожні чотири роки) кількість нещодавно створених Bitcoin, які розподіляються успішним майнерам як нагорода за блоки, зменшується вдвічі. Коли мережу Bitcoin уперше запустили 2009 року, 50 BTC було надано як нагороду за блок. Відтоді винагороди за блоки зазнали трьох окремих двократних зменшень (2012, 2016 і 2020), і наразі винагорода становить 6,25 Bitcoin за блок.

Винагорода зменшуватиметься вдвічі, доки не буде видобуто останній Bitcoin, що, як очікується, станеться приблизно 2140 року.

Ця система двократного зменшення нагороди створює додатковий рівень передбачуваності грошової політики Bitcoin, даючи змогу користувачам точно відображати циркулюючу пропозицію Bitcoin протягом усього строку їх обігу.

Завдяки вбудованому рівню інфляції та зосередженості Bitcoin на довгостроковій стабільності та прозорості довіра розробників до протоколу залишається високою. Крім того, фіксована монетарна політика Bitcoin спонукає дедалі більше інвесторів до цієї валюти як до провідного засобу збереження вартості.

Як працює майнінг Bitcoin?


Щоб підтримувати безпеку розподіленої мережі Bitcoin і регулювати пропозицію нових цифрових монет, що надходять до обігу, Bitcoin використовує процес, який має назву “майнінг”.

Перш ніж занурюватися в механізми Bitcoin, важливо зрозуміти, чому насамперед потрібен процес майнінгу.

Як згадувалося раніше, мережа Bitcoin не підпорядковується центральному банку або фінансовій установі-посереднику. Натомість нею колективно керують усі охочі по всьому світу. 

Така децентралізація створює одну очевидну проблему. Якщо будь-хто може брати участь у мережі й немає єдиного органу, який перевіряв би, хто долучається, як тоді завадити зловмисникам, які можуть заподіяти шкоду мережі?

Ось тут і застосовується те, що називається механізмом консенсусу.

Механізм консенсусу щодо доказу виконання роботи (PoW) Bitcoin.

Механізм консенсусу – це, по суті, керована комп’ютером система, розроблена для вибору чесних учасників мережі для виконання певної ролі, важливої ролі пропонування нових блоків транзакцій.

Оскільки блоки та транзакції всередині них стають постійними після їх додавання до блокчейну, дуже важливо, щоб транзакції були дійсними.

Наприклад, чи є у Боба потрібний баланс, щоб надіслати Алісі певну суму Bitcoin? Чи намагався Боб повторно витратити ту саму балансову суму? Це типові запитання, які варто ставити щоразу, щоб переконатися, що транзакції дійсні, перш ніж остаточно додати їх до блокчейну.

Через це учасників, які виконують цю конкретну роль, зазвичай називають “валідаторами.”

Існує ціла низка різних механізмів консенсусу, які можна використовувати в мережі на основі блокчейну, кожен із яких має свій власний метод фільтрування недобросовісних користувачів. 

Bitcoin використовує механізм консенсусу щодо доказу виконання роботи (PoW) — системи, у якій валідатори мають назву “майнерів” і зобов’язані використовувати спеціально створене обчислювальне обладнання для генерування кодів фіксованої довжини, які називаються “хешами” (див. нижче).

Процес майнінгу Bitcoin

Цей процес достатньо простий. Майнери конкурують, використовуючи свої машини для генерування хешів, що зазвичай налічують мільйони за секунду. Щоб виграти ексклюзивне право пропонувати наступний блок і заробляти нагороду за блок (що включає нещодавно створені Bitcoin, а також будь-які комісії, пов’язані з транзакціями), майнери повинні створити хеш із таким самим або нижчим значенням для мети, визначеної протоколом під назвою “цільовий хеш”.

Цільовий хеш – це значення з кількома нулями на початку, яке виглядає приблизно так: 

00000000000000000000a8ba41fe240e0b375be097546189d04b6312085f06da

Цільовий хеш для кожного нового блока транзакцій спочатку транслюється в мережу як частина попереднього блока. Ця інформація зберігається в заголовку блока, де зосереджено значну частину основної інформації щодо блока.

Також усередині заголовка блока є значення, яке називається “нонс”. Під час створення хешу, щоб перевершити цільовий хеш, усі майнери беруть заголовок попереднього блока, змінюють нонс на нове число й запускають його через алгоритм хешування Secure Hash Algorithm 256 (SHA-256). Щоразу, коли значення нонсу змінюється, створюється абсолютно новий хеш.

Оскільки хеші також генеруються випадковим чином, створення виграшного хешу є лише методом проб і помилок. Процес угадування та перевірки триває, доки один майнер успішно не створить хеш, який має таку саму кількість або більше нулів на початку, що й цільовий хеш.

Хоча пошук цього значення може здатися легким завданням, насправді це неймовірно складно зробити, тому деякі компанії заповнили величезні склади комплексними майнінговими установками, щоб мати найкращі шанси створити виграшний хеш, перш ніж це зробить будь-хто інший.

Оскільки майнери зобов’язані або купувати, або орендувати обладнання для майнінгу, а також платити за технічне обслуговування та експлуатування цих машин для невеликої можливості отримання прибутку, зловмисники втрачають стимули до нечесної поведінки. Крім того, коли інші вузли в мережі виявляють інформацію про те, що зловмисний вузол намагається додати недійсні транзакції, вони можуть просто відхилити запропонований блок, таким чином нівелюючи час і ресурси, витрачені зловмисником.

Що ж таке насправді хеші?

Хеші, створені для майнінгу Bitcoin, генеруються за допомогою криптографічного алгоритму SHA-256, який, по суті, є математичною формулою, що приймає вхідні дані будь-якої довжини й перетворює їх на 64-значний шістнадцятковий код фіксованої довжини.

Подумайте про криптографічне хешування як про спеціальну машину для генерування паролів, яка перетворює будь-які введені дані, чи то окреме слово, чи то випадковий рядок символів із клавіатури, чи то цілий роман «Володар перснів», на унікальну комбінацію із 64 символів.

Ці хеші мають низку цікавих характеристик:

  • Односторонність. Ви не можете взяти хеш і визначити, яким було його початкове введення.
  • Детермінованість. Якщо ви запускаєте одне й те саме введення через ту саму криптографічну функцію хешування, вона завжди надаватиме той самий код фіксованої довжини.
  • Унікальність. Кожен згенерований хеш-код цілковито унікальний для відповідного введення.

Наприклад, якби ви змінили одну букву слова з книги «Володар перснів» і знову запустили її через алгоритм SHA-256, ця, здавалося б, невпізнана зміна призвела б до одразу впізнаваного й геть іншого шістнадцяткового коду.

Складність майнінгу

Як згадувалося вище, нещодавно створені Bitcoin потрапляють до обігу через нагороду за блок щоразу, коли майнер успішно перевершує цільовий хеш та отримує право додати новий блок до блокчейну.

Щоб гарантувати, що нові монети не заполонять ринок, оскільки мережа наповнюється новими майнерів, кількість яких постійно збільшується, її творець, Сатоші Накамото, перед запуском закодував алгоритмічну систему коригування складності в протокол Bitcoins задля запобігання такій проблемі.

Алгоритм складності майнінгу Bitcoin такий, що після кожних 2016 блоків (приблизно кожні два тижні) протокол перевіряє, скільки часу знадобилося майнерам, щоб виявити виграшний хеш для кожного блока.

Середній час блока Bitcoin становить 10 хвилин, тобто в середньому один майнер у мережі повинен натрапляти на виграшний хеш кожні 10 хвилин. Цей механізм розроблено для того, щоб спростити регулювання потоку нових монет, які надходять до обігу, забезпечуючи передбачувану швидкість емісії для валюти.

Якщо конкретніше, алгоритм перевіряє, скільки часу знадобилося майнерам, щоб виявити 2016 блоків, і порівнює цей час із 20 160 хвилинами (10 x 2016) 

Якщо блоки було виявлено швидше, ніж протягом бажаного часу, алгоритм автоматично регулює складність, щоб майнерам було складніше знайти виграшний хеш, і навпаки. Він робить це шляхом додавання або видалення нулів із початку наступних цільових хешів у наступній партії з 2016 блоків, яка називається епохою.

З підвищенням складності збільшуються витрати, пов’язані з майнінгом. У деяких випадках посилення труднощів із майнінгом Bitcoin змусило дрібних майнерів, які не могли окупити витрати на електроенергію та обладнання, припинити діяльність. 

Оскільки майнери з невеликим відсотком майнінгової потужності навряд чи відкриють наступний блок і, отже, рідко отримуватимуть компенсацію, вони часто об’єднують свої ресурси в так звані майнінгові пули. 

Сьогодні більшість майнінгу Bitcoin здійснюють ці групи. Майнінгові пули діляться своєю обчислювальною потужністю та пропорційно розподіляють усі зароблені блоки нагороди між своїми членами.

Тепер, дізнавшись про процес майнінгу, ви готові придбати Bitcoin. Kraken дає змогу почати купувати Bitcoin лише за 10 доларів США. Зареєструйте свій обліковий запис і купіть Bitcoin уже сьогодні.

Почніть купувати криптовалюту


Тепер ви готові зробити наступний крок і купити трохи криптовалюти!

 


Корисні ресурси

Хочете дізнатися більше про те, що робить Bitcoin таким особливим? Перейдіть на інформаційну сторінку «Що таке Bitcoin» у Навчальному центрі Kraken, щоб продовжити своє навчання.