Что такое майнинг криптовалюты и сколько можно заработать

Майнеры (горняки), являются участниками этого процесса. Они используют специализированные компьютеры или специальные устройства, называемые майнинговыми асиками, для решения сложных математических задач. Эти задачи требуют вычислительных мощностей и участия в конкуренции с другими майнерами. В процессе майнеры собирают транзакции, сгруппированные в блоки. Затем они выполняют вычисления для нахождения специального значения, называемого хешем блока. Хеш - это уникальная строка, которая представляет собой результат применения определенного алгоритма к данным блока.

Первый блок в сети Bitcoin, известный как Genesis Block, был создан 3 января 2009 года Халом Финни. В сообщении блока была включена фраза "The Times 03/Jan/2009 Chancellor on brink of second bailout for banks" ("The Times 03/Jan/2009 Канцлер на грани второго спасения банков"), которая является ссылкой на заголовок газеты "The Times" в этот день.

Когда майнер находит правильный хеш, он объявляет о своем успехе и добавляет блок транзакций в распределенный реестр, известный как блокчейн. Каждый блок ссылается на предыдущий блок, образуя цепочку блоков. Блокчейн является основой для децентрализованной и безопасной записи всех транзакций, происходящих в сети криптовалюты.

В качестве вознаграждения за свои усилия майнеры получают определенное количество новых монет криптовалюты, которые добавляются в оборот. Это называется блок-наградой. Кроме того, они могут получать комиссионные сборы от пользователей за включение их транзакций в блок. Майнинг криптовалюты требует значительных вычислительных мощностей и энергозатрат. Он становится все более конкурентоспособным, поскольку количество интересующихся растет, и задачи становятся сложнее. Некоторые криптовалюты используют алгоритмы, которые ограничивают доступность майнинга только для специализированного оборудования, что требует дополнительных инвестиций.

Виды ферм для добычи криптовалюты

Существует несколько видов ферм для добычи криптовалюты, которые различаются по использованию оборудования и способу добычи. Выбор типа фермы для добычи зависит от конкретной криптовалюты, алгоритма, доступности оборудования, стоимости электроэнергии и других факторов:

1. CPU-фермы
2. GPU-фермы
3. ASIC-фермы
4. Облачный майнинг

Алгоритм	Описание
Proof of Work (PoW)	Самый распространенный алгоритм, используемый, например, в Bitcoin. Майнеры решают сложные математические задачи, чтобы доказать свою вычислительную мощность и создать новые блоки транзакций.
Proof of Stake (PoS)	Вместо использования вычислительной мощности, PoS-алгоритмы опираются на владение и хранение определенного количества криптовалюты. Майнеры выбираются на основе своей доли владения и получают вознаграждение в соответствии с ней.
Proof of Authority (PoA)	Этот алгоритм основан на доверии и участии предопределенных участников сети, известных как авторитеты. Авторитеты подтверждают транзакции и создают новые блоки. Этот алгоритм часто применяется в частных блокчейнах и сетях.
Delegated Proof of Stake (DPoS)	DPoS - это вариант PoS, в котором держатели монет делегируют свои голоса на выбор блоков. Делегаты, выбранные на основе голосов, добывают блоки и получают вознаграждение.
Proof of Capacity (PoC)	В этом алгоритме майнеры доказывают свою вычислительную мощность, предоставляя доказательства использования свободного места на жестком диске. Чем больше свободного места, тем больше шансов он имеет на создание новых блоков.
Proof of Elapsed Time (PoET)	В PoET каждый участник сети ждет случайного временного интервала перед созданием нового блока. Участник, который ждет самое длительное время, получает право создать блок.
Proof of Burn (PoB)	В этом алгоритме должны сжигать (уничтожать) определенное количество своих монет, чтобы доказать свой вклад и получить право создавать блоки.
Proof of Importance (PoI)	В PoI-алгоритме майнеры получают вознаграждение на основе своей репутации, активности и важности в сети. Чем выше значимость, тем больше вознаграждение он получает.

Каждый информированный человек должен знать о биткоине, поскольку он может оказаться одним из самых важных мировых технологических достижений.

© Роджер Вер

SHA-256

SHA-256 (Secure Hash Algorithm 256-bit) является одним из наиболее распространенных алгоритмов хеширования, который используется в различных криптографических протоколах и приложениях. Алгоритм SHA-256 разработан Национальным институтом стандартов и технологий (NIST) и является частью семейства алгоритмов SHA-2. Основной целью алгоритма SHA-256 является преобразование входного сообщения произвольной длины в фиксированный хеш-код длиной 256 бит (32 байта). Хеш-код является уникальным представлением исходных данных и обладает следующими свойствами:

1. Уникальность
2. Необратимость
3. Воспроизводимость

Алгоритм SHA-256 состоит из нескольких основных шагов:

• Подготовительный этап - входное сообщение разбивается на блоки фиксированного размера (512 бит). Если сообщение не кратно 512 битам, оно дополняется до нужного размера путем добавления битов заполнения.
• Инициализируются начальные значения хеш-функции, которые представляют собой фиксированные константы.
• Итерационный процесс - каждый блок входного сообщения обрабатывается поэтапно. Для каждого блока выполняются несколько логических операций, таких как побитовые сдвиги, побитовые логические операции и применение нелинейных функций.
• Объединение - результаты обработки каждого блока объединяются с помощью операций побитового сложения и побитового исключающего ИЛИ.
• Финальное преобразование - в результате обработки последнего блока и объединения результатов получается итоговый хеш-код.

Хеш-код, полученный при помощи алгоритма SHA-256, обычно представляется в виде строки шестнадцатеричных символов. Он широко используется для обеспечения целостности данных, проверки подлинности и безопасности в различных криптографических протоколах и приложениях.

Ethash

Ethash - это алгоритм, используемый в Ethereum и некоторых других криптовалютах, основанных на Ethereum Virtual Machine (EVM). Он разработан для обеспечения безопасности сети Ethereum и предотвращения специализированного ASIC-майнинга, позволяя майнерам использовать обычные графические процессоры (GPU):

1. Работа на основе Proof of Work (PoW) - ethash использует PoW для создания новых блоков и подтверждения транзакций в сети Ethereum. Майнеры должны выполнять вычислительные задачи для нахождения правильного решения и создания нового блока.
2. Последовательность DAG (Directed Acyclic Graph) - представляет собой граф, направленный без циклов. DAG создается для каждого эпохи блокчейна и используется в процессе добычи. Он содержит предварительно вычисленные данные, которые помогают майнерам выполнять вычисления и находить правильные решения.
3. Алгоритм регулярной последовательности доступа к памяти - чтобы майнеры выполняли интенсивные операции чтения памяти, что делает ASIC-устройства менее эффективными для Ethereum. Это сделано для обеспечения более широкого участия и децентрализации в процессе.
4. Динамическое изменение сложности - сложность автоматически регулируется, чтобы сохранять стабильный средний интервал времени между блоками. Если майнеры добавляют больше вычислительных мощностей в сеть, сложность увеличивается, чтобы сохранить этот интервал, и наоборот.
5. Низкие требования к памяти - это позволяет использовать обычные GPU с ограниченным объемом памяти.

Ethash был разработан для обеспечения справедливости и безопасности в сети Ethereum, а также для обеспечения широкого участия майнеров и предотвращения монополизации майнинга с помощью специализированного оборудования.

В некоторых проектах майнинг используется для финансирования научных исследований. Например, проект Folding@home использует мощность вычислений майнеров для моделирования складывания белков и изучения болезней, таких как рак или болезнь Альцгеймера.

Scrypt

Scrypt - это алгоритм хеширования, разработанный для использования в криптовалютах, таких как Litecoin и Dogecoin. Он был создан как альтернатива алгоритму SHA-256 и был специально разработан для усложнения добычи с использованием специализированного аппаратного обеспечения (ASIC). Алгоритм Scrypt был разработан для обеспечения устойчивости к специализированному аппаратному обеспечению, повышения участия обычных пользователей и обеспечения безопасности сети. Он является важным элементом в криптовалютных системах, где требуется выполнение сложных вычислительных операций для достижения консенсуса:

1. Последовательность операций - Scrypt основан на последовательности хеширования, которая включает в себя несколько этапов обработки данных. Эти этапы включают в себя операции, такие как хеширование, смешивание и расширение, которые выполняются последовательно.
2. Использование памяти (RAM) - это делает его более сложным для реализации на специализированном ASIC-оборудовании и способствует более широкому участию майнеров с использованием обычных компьютеров и графических процессоров (GPU).
3. Параметры настройки - имеет несколько параметров, которые могут быть настроены для управления сложностью майнинга и использования памяти. Эти параметры включают в себя N, r и p. Параметр N определяет количество операций памяти, r - размер блока данных, которые хешируются в каждой итерации, а p - количество параллельных потоков выполнения. Параметры могут быть изменены для адаптации алгоритма под конкретные потребности.
4. Защита от атак - использование оперативной памяти делает атаки с использованием ASIC менее эффективными, а также требует значительных ресурсов для их проведения с использованием большого объема памяти.

CryptoNight

CryptoNight - это алгоритм Proof-of-Work (PoW), используемый в некоторых криптовалютах, включая Monero (XMR) и Bytecoin (BCN). Он разработан для обеспечения высокой степени анонимности и устойчивости к специализированному ASIC-оборудованию:

1. Алгоритм хеширования - базируется на алгоритме хеширования Blake и включает в себя несколько раундов операций. Эти операции включают в себя смешивание данных, применение нелинейных функций и побитовые операции.
2. Использование памяти - он интенсивно использует оперативную память (RAM). Это делает его более сложным для реализации на специализированном ASIC-оборудовании, требуя большого объема памяти для эффективного выполнения вычислений.
3. Алгоритм Proof-of-Work - майнеры решают сложные задачи с использованием случайных чисел, которые затем проверяются сетью. Сам алгоритм CryptoNight является менее зависимым от вычислительных мощностей, чем другие алгоритмы, такие как SHA-256. Это позволяет добиваться более равной конкуренции между майнерами с разными вычислительными ресурсами.
4. Защита от атак - CryptoNight разработан с учетом защиты от атак с использованием специализированного ASIC-оборудования. Использование оперативной памяти делает создание эффективного ASIC сложным и требует больших затрат на память, что делает такую атаку менее выгодной.
5. Анонимность и приватность - обеспечивает равновесие между вычислительной сложностью и анонимностью, путем включения в процесс хеширования информации о случайном числе и других параметрах.

В 2013 году проект "MoonLite" провел эксперимент, который заключался в установке майнингового оборудования на Луне. Хотя этот эксперимент был больше символическим, он показал потенциальные технологические возможности майнинга и криптовалюты.

Х11 и выше

Алгоритмы X11 и выше являются хеш-алгоритмами, которые используются в некоторых криптовалютах для добычи блоков и подтверждения транзакций. Эти алгоритмы были разработаны с целью обеспечения более эффективного использования вычислительных ресурсов и устойчивости к специализированному ASIC-оборудованию. Алгоритм X11 является одним из первых алгоритмов майнинга, разработанных на основе алгоритма хеширования Blake-256. Он состоит из 11 последовательных раундов хеширования с применением различных хеш-функций, включая Blake, BMW, Groestl, JH, Keccak, Skein, Luffa, Cubehash, Shavite, SIMD и Echo. Комбинация этих хеш-функций обеспечивает более высокую безопасность и устойчивость к взлому.

Алгоритмы X12, X13, X14, X15, X16R, X17, и X18R являются развитием алгоритма X11. Каждый из этих алгоритмов использует разное количество хеш-функций и/или измененную последовательность раундов для обеспечения различных уровней безопасности и эффективности майнинга. Некоторые алгоритмы X11 и выше, такие как X16R и X18R, используют концепцию изменяемого порядка выполнения раундов (non-deterministic algorithm). Это означает, что порядок выполнения хеш-функций и/или раундов может меняться для каждого блока или даже для каждой транзакции. Это усложняет разработку специализированных ASIC-устройств, которые требуют статической последовательности операций.

Алгоритмы X11 и выше, благодаря своей сложной структуре и устойчивости к ASIC-майнингу, предоставляют возможность более широкого участия с использованием обычных графических процессоров (GPU) и центральных процессоров (CPU).

Equihash

Алгоритм Equihash был разработан с целью обеспечить высокую степень безопасности и предотвращения монополизации специализированным оборудованием (ASIC). Он используется в таких криптовалютах, как Zcash (ZEC) и Komodo (KMD).

Невозможно воспрепятствовать такому явлению, как биткоин. Он получит самое широкое распространение, и мир должен приспособиться к нему. Мировым правительствам придётся это сделать.

© Джон Макафи

1. Алгоритм Proof-of-Work - требует от майнеров нахождения определенных решений для создания новых блоков и подтверждения транзакций в блокчейне.
2. Разделение задачи на подзадачи - состоит в разделении сложной задачи на несколько более простых подзадач. Майнеры должны находить решения для этих подзадач и комбинировать их для создания решения для всей задачи.
3. Проверка работы - после того, как майнеры нашли решение для задачи Equihash, они отправляют его на проверку в сеть. Проверка осуществляется быстро и легко, что позволяет обеспечить высокую производительность сети и уменьшить время на создание новых блоков.
4. RAM - Equihash требует значительного количества оперативной памяти для выполнения вычислений. Это делает его более сложным для реализации на специализированном ASIC-оборудовании и способствует более широкому участию майнеров с использованием обычных компьютеров и графических процессоров (GPU).
5. Параметры настройки для адаптации алгоритма под конкретные требования и условия сети.

ProgPow

Алгоритм ProgPow (Programmatic Proof of Work)  разработан с целью обеспечить большую справедливость и защиту от специализированного ASIC-оборудования в сети Ethereum. Он предназначен для замены существующего алгоритма Ethash и обеспечения более равных условий для майнеров с разными типами оборудования:

1. Использование случайных операций, такие как случайные чтения памяти, случайные математические операции и случайные операции побитового сдвига. Это усложняет разработку специализированных ASIC-устройств, которые требуют статического расписания операций.
2. Большая нагрузка на память - имеет высокое требование к RAM. Майнеры должны выполнять интенсивные операции чтения и записи памяти для выполнения вычислений. Это делает добычу с использованием специализированного ASIC-оборудования менее эффективным и позволяет более широкому участию майнеров с обычными GPU и CPU.
3. Тестирование на различных типах оборудования включая GPU от разных производителей. Это помогло обеспечить справедливость и эффективность для добытчиков с разными конфигурациями оборудования.

Quark

Алгоритм Quark - это алгоритм хеширования используемый в некоторых криптовалютах, таких как Quarkcoin. Он был разработан с целью обеспечить безопасность, устойчивость к специализированному ASIC-оборудованию и децентрализацию майнинга.

1. Множество хеш-функций - вместо использования одной конкретной хеш-функции, Quark комбинирует 9 различных хеш-функций, включая BLAKE, Blue Midnight Wish, Groestl, JH, Keccak, Skein, SHA-3 и CubeHash. Это обеспечивает высокую степень безопасности и защиты от различных видов атак.
2. Последовательность хеш-функций - каждая функция влияет на следующую, создавая сложную цепочку операций хеширования. Это обеспечивает высокую степень безопасности и устойчивости к взлому.
3. Криптографические операции, такие как побитовые операции, сдвиги, XOR и сложение. Эти операции выполняются на каждом шаге комбинирования хеш-функций и обеспечивают дополнительную безопасность и уникальность результата.
4. Сложность и энергоэффективность - был специально разработан для работы с использованием обычных центральных процессоров (CPU), что обеспечивает более широкую децентрализацию и предотвращает монополизацию майнинга с помощью специализированного оборудования.
5. Децентрализация - Quark обеспечивает более децентрализованную сеть. Это позволяет широкому кругу людей участвовать в работе и обеспечивает более равные возможности для всех участников.

В 2021 году, согласно отчету Cambridge Centre for Alternative Finance, годовое потребление энергии для майнинга Bitcoin составило около 129 терраватт-часов, что превышает потребление некоторых стран.

Особенности процесса добычи разных криптовалют

Разные криптовалюты могут использовать различные алгоритмы, такие как SHA-256, Ethash, Equihash и другие. Каждый алгоритм имеет свои требования к оборудованию и специфичные особенности. Например, для добычи Bitcoin, используется алгоритм SHA-256, который эффективно работает на специализированных ASIC-устройствах. В то время как для Ethereum используется алгоритм Ethash, который позволяет использовать обычные GPU. В зависимости от алгоритма, майнеры могут использовать различное оборудование. Для некоторых криптовалют, таких как Bitcoin, специализированные ASIC-устройства обеспечивают наивысшую производительность и эффективность. Для других криптовалют, таких как Ethereum, майнеры могут использовать обычные GPU или CPU. Некоторые криптовалюты могут также предоставлять возможность работы на мобильных устройствах или специальных устройствах.

Сложность является параметром, который определяет, насколько трудно находить правильные решения для создания нового блока. Она обычно регулируется автоматически сетью и зависит от количества майнеров и их вычислительной мощности. Чем больше майнеров и вычислительная мощность сети, тем выше сложность. Это означает, что для успешного майнинга может потребоваться более мощное оборудование или большее количество вычислительных ресурсов. В процессе, майнеры могут получать вознаграждение за создание новых блоков и подтверждение транзакций. Вознаграждение может состоять из новых монет, комиссий с транзакций или комбинации этих двух факторов. Вознаграждение может различаться в зависимости от криптовалюты и настроек протокола. Некоторые криптовалюты могут также использовать механизмы, такие как уменьшение блок-реварда со временем или изменение правил распределения вознаграждения.

Многие майнеры предпочитают присоединиться к пулам, где ресурсы объединяются для более эффективного нахождения решений и распределения вознаграждения. В пулах майнеры работают вместе, чтобы увеличить свои шансы на получение вознаграждения. Пулы обычно предоставляют информацию о сложности, вознаграждении и других параметрах.

Отличия стейкинга от майнинга

№ 1	Майнинг	Стейкинг
Определение	Процесс создания новых блоков и подтверждение транзакций в блокчейне криптовалюты	Участие в проверке и подтверждении транзакций на основе имеющихся монет в блокчейне криптовалюты
Участники	Майнеры	Стейкеры
Оборудование	Специализированное ASIC-оборудование или графические процессоры (GPU), центральные процессоры (CPU)	Криптовалютный кошелек с достаточным количеством монет для стейкинга
Процесс	Решение сложных математических задач с использованием вычислительной мощности	Удержание монет в кошельке и их участие в процессе подтверждения транзакций
Ресурсы	Вычислительная мощность, электроэнергия, охлаждение, пространство	Количественное наличие монет в кошельке, сетевое подключение, энергия для поддержания онлайн
Вознаграждение	Новые монеты, комиссии с транзакций	Доля вознаграждения в виде новых монет или комиссий с транзакций
Зависимость от цены	Высокая	Возможна влияние цены на монету на размер вознаграждения, но более устойчива к колебаниям цены
Устойчивость к ASIC	Могут быть специализированные ASIC-устройства, что может привести к монополизации	Обычно устойчив к ASIC-устройствам, так как требуется участие в подтверждении и хранении монет
Консенсус	Proof-of-Work (PoW)	Proof-of-Stake (PoS)
Примеры криптовалют	Bitcoin, Ethereum, Litecoin	Cardano, Tezos, Cosmos, Polkadot

Майнинг включает создание новых блоков и подтверждение транзакций с использованием специализированного оборудования, такого как ASIC или GPU/CPU. Стейкинг, с другой стороны, предполагает участие в процессе подтверждения транзакций на основе имеющихся монет в кошельке.

Как начать майнить новичку

Проведите исследование и ознакомьтесь с различными криптовалютами, их алгоритмами, перспективами и требованиями к оборудованию. Выберите криптовалюту, которая наиболее соответствует вашим интересам и ресурсам. Решите, какое оборудование вы будете использовать. В случае некоторых криптовалют, таких как Bitcoin, может потребоваться специализированное ASIC-оборудование. Для других криптовалют, таких как Ethereum, можно использовать обычные GPU или CPU.

Создайте криптовалютный кошелек для хранения добытых монет. Важно выбрать надежный кошелек, который соответствует выбранной криптовалюте. Рекомендуется присоединиться к пулу, особенно если вы новичок. Пул объединяет ресурсы нескольких майнеров для более эффективного нахождения решений и распределения вознаграждения. Скачайте и установите программное обеспечение, специально разработанное для выбранной криптовалюты. Это программное обеспечение будет контролировать ваше оборудование и управлять процессом. Следуйте инструкциям по настройке программного обеспечения и введите необходимые данные, такие как адрес кошелька и настройки пула.

Запустите майнинг и следите за его работой. Тестируйте и оптимизируйте настройки, чтобы достичь наилучшей производительности и эффективности. Учтите энергопотребление вашего оборудования и убедитесь, что у вас есть надежная система охлаждения для предотвращения перегрева.

Сколько можно заработать на майнинге

Никто не сможет точно ответить на этот вопрос, потому что есть миллион факторов, которые могут влиять на ваш доход:

• Разные алгоритмы имеют разные характеристики и эффективность в зависимости от используемого оборудования. Например, майнинг Bitcoin с использованием специализированного ASIC-оборудования может быть более прибыльным, чем майнинг Ethereum на обычном GPU.
• Сложность определяет, насколько трудно находить правильные решения для создания нового блока. Чем выше сложность, тем больше вычислительной мощности и ресурсов требуется для успешного майнинга. Сложность автоматически регулируется сетью в зависимости от количества майнеров и их вычислительной мощности.
• Качество и эффективность вашего майнингового оборудования будут иметь прямое влияние на прибыльность. Более мощное и эффективное оборудование позволяет выполнять больше вычислений и увеличивает шансы на получение вознаграждения. Однако, стоимость и энергозатраты на оборудование и электроэнергию также могут сократить прибыль.
• Стоимость электроэнергии может существенно влиять на прибыль, особенно если ваше оборудование потребляет значительное количество энергии. В регионах с высокой стоимостью электроэнергии добыча может быть менее прибыльной, поэтому важно учесть этот фактор.
• Цена криптовалюты имеет прямое влияние на прибыльность. Если цена криптовалюты высокая, то вознаграждение за добычу и подтверждение блоков будет более ценным. Однако цена криптовалюты может значительно колебаться, что может повлиять на ожидаемую прибыль.

В то время как большинство технологий заменяют рабочих на периферии, занимающихся ручных трудом, блокчейны автоматизируют центр. Вместо того чтобы лишать водителя такси работы, блокчейн лишает работы Uber и позволяет водителям такси работать с клиентами напрямую.

© Виталик Бутерин