Алгоритм майнинга Биткоина
Добыча криптовалют всегда производится по определенным механизмам шифрования. Они разнятся от одного цифрового актива к другому. Например, алгоритм майнинга Биткоинов — SHA-256. Впервые механизм был использован именно в Bitcoin. Позже стали появляться и другие криптовалюты с этим алгоритмом. SHA — аббревиатура из 3 английских слов — Secure Hashing Algorithm (безопасный хеш-алгоритм). Число 256 означает количество бит в так называемых «дайджестах» — сообщениях произвольной длины.
История появления алгоритма SHA-256
Алгоритм хеширования входит в семейство SHA-2. Оно представлено общественности Агентством Национальной Безопасности (АНБ США) в 2022 году. В семейство входят 6 алгоритмов. Самый распространенный — SHA-256. Именно его и использовал Сатоши Накамото в блокчейне Bitcoin.
Принцип работы алгоритма шифрования сети Биткоин
Механизм основан на структуре Ральфа Меркла (американского криптографа) и Ивана Дамгарда (датского профессора компьютерных наук). Она позволяет формировать функции нестандартно. Входящая информация разделяется на маленькие блоки идентичных размеров, которые превращаются в шестнадцатеричные строки. С ними майнеры производят вычисления. К полученным значениям добытчики применяют установленную функцию шифрования для нахождения цифро-буквенных хеш-сумм. Именно такой алгоритм определяет SHA-256 для вычисления идентификаторов блоков криптовалютных сетей.
Алгоритм запрещает нахождение нового звена цифровой цепочки Bitcoin до полного завершения предыдущего процесса. Иначе блокчейн будет незащищенным. Это объясняется изменением будущих хешей в случае фальсификации уже сохраненной информации.
Если разные блоки получат одинаковые идентификаторы, случится конфликт. Целостность внутренних сведений окажется под угрозой из-за возможности подделки цифровой подписи. Чаще такое происходит при попытках совершения мошеннических действий со стороны злоумышленников. Но иногда подобные ситуации случаются непреднамеренно в результате некорректного шифрования майнерами.
Пройди опрос и получи в подарок скидку на торговую комиссию и книгу о криптовалюте
Для исключения коллизий (сбоев с одинаковыми идентификаторами) добытчики используют методику перебора входящих данных. Она увеличивает стойкость хешей ко взломам. Всего к шифрованию выдвигаются 4 требования:
- Функция остается прежней после правок входящей информации.
- Шифрование приводит к уникальному результату.
- Декодировать хеш нельзя.
- Создать ключ максимально сложно.
В итоге майнинг по SHA-256 сводится к перебору значений параметра Nonce — уникального двоичного числа, которое превращает найденную функцию в искомую хеш-сумму (устанавливается сетью).
Часть новичков не знает, на каком алгоритме майнить Биткоин. Но добывать монеты BTC можно только по механизму SHA-256. Лишь он предусмотрен для шифрования информации в блокчейне.
Новая криптовалюта IMPT быстро завоевала популярность на рынке. Токен имеет отношение к сфере...
Один из лучших и законных способов заработать деньги на биткоинах — это добыть их. Для этого...
Текущая сложность сети
Цифровая цепочка Bitcoin состоит из звеньев. Время нахождения каждого нового блока — 10 минут. Иногда сроки вычисления отличаются. Но среднее значение всегда стремится к 10 минутам. При этом общий хешрейт сети не важен. Время вычисления блоков установлено на программном уровне.
Сроки нахождения новых звеньев определяются сложностью майнинга. Этот параметр изменчив и зависит от хешрейта блокчейна Биткоин. Чем выше общая скорость вычислений, тем больше сложность майнинга.
В октябре 2022 года сложность Bitcoin равна 28,175 TH. Но показатель может уменьшаться или увеличиваться из-за периодического изменения хешрейта цепочки.
Способы майнинга на алгоритме биткоина
Добыча Bitcoin требует использования компьютерного оборудования. Всего существуют 4 метода майнинга с помощью следующей техники:
- Центральный процессор (ЦП или CPU).
- Графический процессор (видеокарта, ГП или GPU).
- Программируемая пользователем вентильная матрица (ППВМ или FPGA).
- Суперкомпьютеры (асик или ASIC).
CPU
С появления Биткоина (в 2009 году) майнеры использовали домашние среднестатистические компьютеры. Тогда добыча BTC была возможна только процессорами подключенных к сети ПК. Мощности CPU хватало из-за низкой сложности блокчейна.
Спустя 13 лет процессоры потеряли эффективность в майнинге. Добывать Биткоины на CPU нерентабельно. Майнеры заметили снижение эффективности еще в 2010-2011 годах. Уже тогда пользователи стали искать замену CPU.
В 2023 году добывать Биткоины процессорами нельзя. Но CPU можно использовать для майнинга следующих монет:
- Monero (XMR).
- Vertcoin (VTC).
- Bytecoin (BCN).
- Bitcoin Gold (BTG).
Но майнинг процессорами даже этих монет малоэффективен. Часто CPU перестают работать раньше, чем криптовалютные добытчики успевают окупать оборудование.
GPU
Видеокарты устанавливаются в компьютеры для рендеринга — обработки изображений. Но в конце 2010 года майнеры стали использовать GPU и для добычи криптовалюты BTC. Пользователи виртуальной цепочки пошли на такой шаг из-за снижения эффективности процессоров в результате увеличения сложности сети. Майнеры обнаружили, что ГП эффективнее ЦП в среднем на 400%.
Добытчики BTC применяли видеокарты несколько лет. Но к 2022 году GPU также стали неэффективными. Даже ферм из нескольких десятков видеокарт будет недостаточно для майнинга Биткоина. Пользователи с GPU получают только убытки.
Однако видеокарты полезны и сейчас. Графические процессоры позволяют добывать многие криптовалюты из-за своей универсальности и достаточно высокого хешрейта. Обычно пользователи применяют GPU для майнинга монет Ethereum Classic (ETC). Здесь видеокарты остаются эффективными из-за низкой сложности сетей относительно Bitcoin.
FPGA
ППВМ основаны на микросхемах, которые похожи на обычные компьютерные электронные чипы. Но они отличаются более высокой мощностью. При этом пользователи могут настраивать задачи FPGA. Для этого им нужно изменять логику работы микросхем с помощью языка описания оборудования Verilog.
FPGA — гибкое майнинговое оборудование. Но достижение настраиваемости требует от производителя установки очень большое количество полупроводниковых ламп (транзисторов). Данный факт сильно увеличивает цену изготовления FPGA. Поэтому ППВМ не стали популярными среди майнеров. Криптовалютные добытчики отказались массово использовать FPGA из-за чрезмерно высоких цен на оборудование.
ASIC
Суперкомпьютеры — не универсальное оборудование. Изготовители программируют асики на выполнение только 1 задачи. Например, ASIC для BTC работают только по алгоритму майнинга Bitcoin — SHA-256. Поэтому Биткоин-асики могут добывать криптовалюты только с этим механизмом шифрования.
Майнеры стали применять Bitcoin ASIC в 2012 году. Тогда оборудование было дорогим. Но пользователей это не смущало. Они стали массово покупать асики из-за очень высокого хешрейта — потенциально большой прибыли. Спустя 10 лет средняя цена Биткоин-асиков составляет примерно ₽700 тыс. Но теперь майнеры просто вынуждены покупать ASIC для добычи Bitcoin. Другое оборудование для этой цели не эффективно.
Параметры майнинга
Характеристики добычи Биткоинов собраны в таблице.
| Параметр | Значение |
|---|---|
Другие монеты на SHA-256
По данным Crypto.ru, в октябре 2022 года существуют 47 криптовалют с алгоритмом добычи BTC. Сведения о 5 наиболее известных альткоинах представлены в таблице ниже.
| Монета | Тикер | Описание |
|---|---|---|
| Bitcoin Cash | BCH | Монета появилась после хардфорка Bitcoin в 2017 году. Изменения оказались несовместимыми с основной цепочкой. Поэтому BCH циркулирует в собственном блокчейне. В новой цепочке увеличен размер блока (до 8 Мб) и пропускная способность (2 млн транзакций в день). |
| Bitcoin SV | BSV | Криптовалюта разработана в 2018 году. Это хардфорк Bitcoin Cash. Разработчикам BSV не понравилось, что монета BCH сильно отдалилась от изначальных идей Сатоши Накамото. Поэтому они постарались сохранить видение основателя в новой криптовалюте. |
| Namecoin | NMC | Альткоин появился в 2011 году. Разработчики NMC взяли за основу исходный код BTC. Поэтому Namecoin — форк Bitcoin. Разработчики монеты одними из первых реализовали дефляционную модель в криптовалюте. Однако проект был заброшен в 2014 году. |
| Peercoin | PPC | Криптовалюта создана в 2012 году. Она также является хардфорком Биткоина. Разработчики Peercoin первыми использовали алгоритм консенсуса Proof-of-Stake. Однако они комбинировали его с Proof-of-Work. |
| Gridcoin | GRC | Монета появилась в 2013 году. Она не является форком Bitcoin. Разработчики создали криптовалюту, чтобы перенаправить усилия майнеров на научные исследования. Для этого они использовали программу BOINC от калифорнийского университета в Беркли. |
Частые вопросы пользователей
Механизм хеширования установлен программным кодом блокчейна. Теоретически его можно изменить, но тогда появится другая цепочка: произойдет хардфорк сети и образуется новая криптовалюта.
Этот механизм уже считается устаревшим. В 2023 году разработчики новых криптовалютных проектов очень редко используют SHA-256 из-за его технических ограничений.
Наиболее выгодная цена на момент 18 апреля 2024 на бирже Bybit.
В 2008-2009 годах SHS-256 был одним из немногих существующих механизмов. Он считался достаточно надежным.
Этот механизм позволяет участникам сети последовательно хешировать информацию. Такой подход к работе цепочки сильно увеличивает анонимность пользователей и устойчивость блокчейна.
На 2023 год рекомендуется применять только ASIC. Суперкомпьютеры мощны и дешевы относительно прочей высокопроизводительной техники.
