Как появляются биткойны: разбор работы фермы

Для того чтобы разобраться, как работает ферма по добыче биткойнов, необходимо понять принцип майнинга в целом. Для этого разберем математическую часть. Перед этим ознакомимся с понятиями кошелька, транзакции, подтверждения, блока, цепочки блоков, ASIC-майнера.

Основные понятия

Кошельком является сгенерированная пара ключей. Адрес кошелька — хэш от ключа, по которому его можно однозначно идентифицировать.

Хэш — результат криптографической работы майнеров. Он представляет собой число, получение которого гарантирует правильность транзакций блока и регулирует сложность сети.

Транзакцией называется запись, в которой указаны адрес кошелька получателя и отправителя криптовалюты, а также сумма перевода. Хэш этой записи подписан ключом отправителя и доставлен всем участникам сети для подтверждения.

Подтверждением называется процесс проверки транзакции на валидность, которую выполняют майнеры.

Блок состоит из служебных данных, списка транзакций, адреса майнера и поля magic number. Он добывается каждые 10 минут.

Цепочка блоков (блокчейн) состоит из всех блоков сети, начиная от самого первого. Заменить, удалить, поменять местами информацию невозможно — это главное преимущество блокчейна.

ASIC-майнер — оборудование, которое выполняет только одну функцию — расчет хэшей транзакций и генерирование новых блоков. Их и объединяют в фермы по добыче биткойнов.

Как появляются биткойны

Сатоши Накамото в 2009 году создал валюту, которая основана исключительно на цифровых технологиях. Как и любая другая валюта, она должна была иметь способ проверки на фальшивость и механизм эмиссии монет. Эти функции Накамото решил децентрализовать, чтобы система не могла контролироваться одним или несколькими органами. В качестве проверки монет на фальшивость используется криптография. Все это дало общее название — криптовалюта Bitcoin, где «крипто» происходит от криптографии, «bit» — самая маленькая единица измерения цифрового объема, «coin» переводится как «монета».

Сеть не имеет выделенных серверов, что делает ее децентрализованной, то есть не зависящей от центрального сервера. Поскольку ее участники должны как-то договариваться о включении транзакций в блок, требуется независимый механизм, который будет обеспечивать:
возможность любого участника проверять валидность операций в блокчейне;
неотвратимость транзакций.

С этой целью майнеры формируют блоки, которые имеют следующие свойства:
Скорость генерации блока — 10 минут. Если средняя скорость генерации 2016 новых блоков менее 10 минут, сложность добычи увеличивается. Такой механизм регуляции задан программным методом для того, чтобы никто не смог получить все биткойны за короткий промежуток времени. Известно, что эмиссия BTC закончится в 2140 году.
В качестве награды за сгенерированный блок сеть дает 12.5 биткойнов. Именно этот процесс отвечает за эмиссию новых монет. Так как сложность постоянно растет, отдельным майнерам становится все сложнее генерировать новые части блокчейна. В результате они объединяют свои мощности в пулы, а награду распределяют между собой. При этом пул взимает комиссию 2–4% с каждой выплаты.
За добавление транзакции в блок майнеры также получают вознаграждение в виде комиссии, которую платит отправитель перевода.

С общей теорией разобрались.

Как работает майнинг-ферма

Фермой называется объединение в один комплекс двух и более майнеров с целью увеличения награды за генерацию блоков. Принцип прост: чем больше специализированного оборудования в ферме, тем больше BTC получает ее владелец.

Последовательность операций следующая:
Сборка фермы.
Установка ПО на специализированное оборудование.
Настройка ПО.
Запуск фермы.
Непрерывный процесс выполнения расчетов хэш-функций.
Получение вознаграждения. Пункты 5–6 работают циклично относительно друг друга.

Изначально для биткойн-фермы было достаточно двух процессоров, так как сложность была очень мала и обычные компьютеры запросто справлялись с этой задачей. На смену ЦП пришли видеокарты, а затем — специализированные ASIC-майнеры. На данный момент оборудование для добычи биткойнов не является дешевым, а его
окупаемость зависит от следующих факторов:
цены оборудования;
курса биткойна;
цены за оплату электроэнергии.

Теперь разберем, какие конкретные вычисления беспрерывно проводит оборудование фермы. Сложность ограничивается вычислением хэша заданного значения. Чтобы блок стал признанным в сети, его хэш должен быть меньшим, чем максимально возможное число минус текущая сложность. Например, для хэша размером 4 байта максимально возможное число будет FFFFFFFF16 = 429496729510. Возьмем сложность, равную 10010. Тогда 429496729510 – 10010 = 429496719510 = FFFFFF9B16. Нижние индексы 10 и 16 означают, что числа представлены в десятичной и шестнадцатеричной системах счисления (с/с). Адрес кошелька также является шестнадцатеричным числом. Почему используется эта схема? Потому что 16 с/с экономит место в блоке, а также является более удобной для восприятия, нежели огромные десятичные и двоичные числа. Напомним, что на самом низком уровне программирования все вычисления проводятся в двоичной системе счисления, то есть число состоит из нулей и единиц.

Поля в блоке соединяются, после чего выходит массив байт. Этот массив является исходным значением для расчета хэш-функции. Если полученное число меньше заданного значения, значит, блок создан. Если число не удовлетворяет условиям, к полю nonce добавляется единица и функция считает значение снова. Так происходит цикл за циклом. Майнер, которому первым удалось найти заданное число, рассылает информацию в сеть, но не получает все 12.5 BTC, так как все оборудование фермы подключено к пулу. Вознаграждение распределяется согласно тому количеству вычислений, которое ферма произвела. Так как все добытчики работают параллельно, фермы биткойнов для заработка являются более выгодными, чем один майнер.

Весь данный процесс можно сравнить с третьим законом Ньютона, который гласит, что сила действия равна силе противодействия. Чем больше машин вычисляют блокчейн, тем сильнее растет сложность его вычисления.

Также биткойны можно получить в виде комиссии за включение транзакции в блок. Программным способом задано, что транзакции с большими комиссиями включаются в блокчейн раньше, чем транзакции с маленькой комиссией или вообще без нее.

Как появляются биткойны: разбор работы фермы


Соло-майнинг

Если речь идет о том, как работает ферма биткойнов, необходимо упомянуть о соло-майнинге и разобраться, почему это невыгодно.

Соло-добыча биткойнов предполагает, что владелец фермы не подключается к пулам, но проводит все расчеты исключительно на своем оборудовании. Приведем простой пример. На момент написания статьи хэшрейт сети Bitcoin равен 23,578,637,163 Gh/s. Возьмем для наглядности Avalon Miner 821, мощность которого 11 000 Gh/s.

Проведем расчет: 23,578,637,163 – 100%; 11 000 – X%. Тогда X = (100 * 11000) / 23,578,637,163. Полученный результат: X = 0.00005%. Именно такую долю будет вычислять один Avalon Miner 821, что является в 2 млн раз меньше общей мощности сети. Для того чтобы он смог добыть хотя бы один блок, может потребоваться более 122 лет (до 2140 года), но даже тогда не гарантирована награда, так как сложность и мощность сети увеличится в разы. При тех же исходных данных и добыче в пуле Avalon приносил бы своему владельцу каждый день $9. Даже крупные фермы зачастую работают в пуле, нивелируя возможность
потери награды за одновременно добытые блоки.

Необходимо различать индивидуальную добычу и соло. Первая предполагает настройку мониторинга и структуры майнера вручную. Если сделать это неверно, можно лишиться всей статистики добычи.

Режим «соло» в пулах забирает 1% комиссии, но предоставляет удобный инструмент для мониторинга всех «успехов» майнеров.

Как видим, вся работа фермы по добыче биткойнов состоит из непрерывного вычисления хэш-функций. При этом майнинг может вестись тремя способами: в пуле с распределением награды, в пуле с режимом «соло» или в виде индивидуальной добычи. Гарантированный доход может быть получен только в первом случае.
Источник / https://bitcryptonews.ru/blogs/majning/kak-poyavlyayutsya-bitkojnyi-razbor-rabotyi-fermyi
При копировании ссылка http://elitetrader.ru/index.php?newsid=384056 обязательна
Условия использования материалов



Премиальный Форекс теперь доступен каждому!
Без ограничения на минимальный депозит;
Узкие спреды от 0.5 пунктов;
Гибкое плечо до 1:1000;
Огромное количество торговых инструментов;
Безупречное исполнение ордеров;
Передовая платформа

Начни торговлю и скажи всем, что у тебя теперь тоже есть криптовалюты! Почему нужно торговать в NORDFX?
Торговля ведется на платформе МТ4. Разрешена торговля любыми советниками и роботами;
В зависимости от типа счета пополнить можно долларами, эфириумом и биткойнами;
Торговля 24/7/365 без выходных и праздников