Как добываются биткоины или что такое майнинг

Процесс выпуска биткоинов называется «майнинг» — единственный способ получения криптовалюты, построенный на решении компьютерами математических задач. 

Как работают шахтёры

Суть майнинга заключается в том, что компьютеры, находящиеся в разных точках Земли, решают математические задачи, в результате которых создаются биткоины. Процесс их добычи не контролируется единым выпускающим центром, а распределенность обеспечивает безопасность.

Все биткоин-переводы записываются в общедоступный лог транзакций. По цепочке они передаются майнерам, чья работа состоит в том, чтобы подобрать из миллионов комбинаций один-единственный хэш, подходящий ко всем новым транзакциям и секретному ключу, который и обеспечит майнеру получение награды в 25 биткоинов за раз. Множество «добытчиков» одновременно борются за награду, пытаясь первыми угадать хэш. Как только хэш угадан, блок со всеми транзакциями закрыт, майнеры переходят к следующему.

Хэш, который ищут майнеры состоит из хэша предыдущего блока, суммы хэшей транзакций за последние 10 минут и случайного числа, которое майнеры меняют, чтобы итоговый хэш удовлетворял условиям системы. Именно изменение этих условий и определяет сложность нахождения хэша, они изменяются раз в 2016 закрытых блоков и автоматически подбираются так, чтобы расчёт каждых 2016 блоков занимал 2 недели.

После того, как рассчитаны 6 блоков подряд, денежные переводы, включённые майнерами в самый первый из этих блоков считаются подтверждёнными, однако, многие магазины считают достаточным условием вычисление одного или двух блоков с участием нужной транзакции.

Майнеров можно сравнить с теми, кто раздает файл на закрытом торрент-трекере. Именно они обеспечивают работу p2p-сети — дают возможность любому желающему загрузить фильм или музыкальный альбом, получая за это рейтинг, а, значит, и возможность в будущем скачивать файлы у других. В случае с Bitcoin, майнеры, играющие роль «раздающих», поддерживают работу денежной системы: проводят транзакции и сохраняют «договоренность» о едином состоянии всей сети. Только за вложение ресурсов они получают не эфемерный рейтинг, а биткоины, легко конвертируемые в реальные деньги.

Каска и кирка

Сложность растёт так как всё больше усилий затрачивается на майнинг — всё больше и больше мощностей включаются в игру. Первоначально для майнинга хватало простого домашнего компьютера, затем «цифровые шахтеры» перешли к расчету на топовых игровых видеокартах, а потом и вовсе к специализированным устройствам для майнинга. Сначала это были просто перепрограммированные чипы, а затем в использование вошли ASIC, интегральные схемы специального назначения, отличающиеся высокой скорость расчёта хэшей и низким энергопотреблением.

Для примера, мощность одной видеокарты Radeon HD 7990 (решения от Nvidia не подходят для майнинга) составляет 1,2 гигахэша в секунду при потреблении в несколько сотен ватт, а современная ASIC-система Red Fury стоимостью 125 долларов генерирует уже 2,5 гигахэша в секунду при потреблении 2,5 ватта. Майнингом без использования ASIC уже почти никто не занимается, так как это коммерчески невыгодно.

После покупки железа бизнес майнера фактически заключается в трате электричества в обмен на биткоины (счета за интернет в данном случае совсем небольшие, так как для работы достаточно минимальной скорости — лишь бы подключение оставалось стабильным). Стоимость добычи одного биткоина может составлять 900 рублей, так и 20 000 рублей, в зависимости от используемого оборудования и тарифов. В 2011 году покупка топовой игровой видеокарты для майнинга окупалась примерно за две недели, однако с ростом сложности расчета добывать биткоины в одиночку становилось все более накладно.

Поэтому майнеры начали собираться в пулы, объединяющие несколько десятков, сотен или тысяч «шахтеров» в единое звено: в случае успешного нахождения блока каждый из них получает свою долю в соответствии с размером вклада в общее дело. Система видит пул как одного майнера, производящего сотни гигахэшей в секунду, однако на практике он представляет из себя главный сервер, раздающий задачи майнерам, включенным в его пул. В отличие от соло-майнинга, майнинг внутри пула быстрее приносит средства, однако делает это маленькими порциями.

В последние месяцы в СМИ все чаще начали появляться истории об уникальных биткоин-фермах, самая крупная из которых расположена в Гонконге. 25 ноября там была запущена фабрика с жидкостным охлаждением, мощность которой составила 4% от всей мощности в сети — 35 терахэшей в секунду. Она производит около 26 биткоинов в сутки, что на момент написания статьи составляет десятки тысяч долларов. А в апреле 2013 Лаборатория Касперского сообщила об обнаружении трояна, который превращает компьютеры пользователей в биткоин-фермы без их ведома.

Награда за создание нового блока уменьшается каждые четыре года: ещё в начале 2013 она составляла 50 биткоинов, сейчас уменьшилась до 25, а к 2017 упадет до 12,5.