Історія та основи майнінгу криптовалют
Майнінг криптовалюти — це процес перевірки транзакцій у мережі блокчейн і додавання їх до публічної книги. Процес включає розв’язування складних математичних рівнянь за допомогою спеціального обладнання та програмного забезпечення. Цей процес необхідний для підтримки безпеки та цілісності мережі блокчейн. Мета майнінгу полягає в тому, щоб забезпечити дійсність і точність транзакцій у мережі, а також запобігти шахрайству та подвійним витратам. Майнери використовують свою обчислювальну потужність для вирішення складних математичних задач, що підтверджує транзакції та створює нові блоки. Перший майнер, який вирішить проблему, отримує винагороду у вигляді криптовалюти. Майнінг є важливим аспектом екосистеми криптовалюти, оскільки він надає децентралізовану мережу, за допомогою якої користувачі можуть здійснювати транзакції один з одним без потреби в посередниках. Це також сприяє безпеці та прозорості мережі блокчейн. Крім того, майнінг гарантує, що нові монети створюються та розповсюджуються чесно та прозоро
1. Огляд майнінгу криптовалют (PoW)
Видобуток криптовалюти, як-от майнінг біткойнів, є висококонкурентним і ресурсомістким процесом. У мережі біткойн транзакції об’єднані в блоки і вимагають значної кількості обчислень для «доведення» або підтвердження в процесі, який називається майнінг. Майнери повинні мати спеціалізоване обладнання та програмне забезпечення, щоб бути конкурентоспроможними на ринку, що вимагає значних інвестицій. Конкуренція за винагороду за майнінг призвела до створення пулів для майнінгу, де майнери можуть поєднувати свої обчислювальні потужності, щоб підвищити свої шанси вирішити проблему та отримати винагороду. Це також допомагає більш рівномірно розподіляти винагороди за майнінг і зменшує концентрацію потужності майнінгу.
Алгоритм майнінгу складається з кількох кроків, включаючи об’єднання транзакцій, перевірку їх дійсності, вибір останнього блоку та спробу вирішити проблему підтвердження роботи (PoW) для нового блоку. Майнер шукає прийнятні блоки за допомогою алгоритму PoW, збільшуючи nonce і приймаючи хеш отриманого заголовка блоку, доки хеш-значення не стане меншим за попередньо визначене цільове значення. Продуктивність майнінгу вимірюється в хешах за секунду, а складність майнінгу регулюється шляхом періодичного коригування цільового значення хешування для блоків на основі швидкості створення блоків.
Пояснено процес видобутку біткойнів
Щоб зрозуміти процес криптоманінгу, давайте детально розглянемо кожен етап процесу:
Хешування транзакцій: Першим кроком є використання хеш-функції для надсилання незавершених транзакцій із пулу пам’яті. Кожне подання транзакції генерує фіксований вихідний хеш, який діє як ідентифікатор транзакції.
Створення дерева Merkle: дерево Merkle перевіряє вміст структури даних, організовуючи хеші транзакцій у пари. Він позначає вузли криптографічним хешем блоку даних, а внутрішні вузли — хешем міток дочірніх вузлів.
Виявлення заголовка блоку: заголовок блоку допомагає майнерам ідентифікувати окремий блок за допомогою унікального хешу. Майнери комбінують кореневий хеш блоку-кандидата, хеш попереднього блоку та число, яке використовується лише один раз (не раз), щоб створити дійсний хеш.
Перевірка хешу блоку: протокол визначає цільове значення, яке має бути вищим за результат, щоб хеш блоку був правильним. Майнери кілька разів змінюють значення nonce, оскільки вони не можуть змінити два інші компоненти.
Складність майнінгу: складність майнінгу вказує на складну криптографічну головоломку. Чим довше потрібно знайти правильний хеш блоку, тим вище складність. Складність майнінгу також залежить від кількості майнерів у криптомережі. Тут ви можете знайти складну одиницю вимірювання та діаграму з понаднормовою складністю біткойна.
H/s = хешів за секунду KH/s = кілохешів за секунду MH/s = мегахешів за секунду GH/s = гігахешів за секунду TH/s = терахешів за секунду PH/s = петахешів за секунду 1000 H/s = 1 KH/s 1000 KH/s = 1 MH/s 1000 MH/s = 1 GH/s 1000 GH/s = 1 TH/s 1000 TH/s = 1 PH/sПеревірка хешування блоків: на цьому етапі майнери надсилають щойно знайдені блоки одноранговим майнерам для перевірки хешування. Однорангові вузли інтелектуального аналізу використовують безпечний хеш-алгоритм 256 (SHA-256) для перевірки цілісності даних і виявлення проблем з хешуванням і підробки.
Підтвердження та публікація блоку: після перевірки однорангових майнерів і досягнення консенсусу щодо блоку блок-кандидат стає підтвердженим блоком. Цей новий блок додається в кінець блокчейну. Коли майнери не можуть перевірити хеш блоку-кандидата, вони відкидають блок-кандидат — невдала спроба для майнера.
Біткойн-вузли, які активно майнить, регулюють швидкість створення нових блоків в середньому до 10 хвилин. У міру того, як приєднується більше майнерів, швидкість створення блоків зростатиме, а в міру того, як швидкість створення блоків зростає, складність майнінгу зростає, компенсуючи це, що знижує швидкість створення блоків. Створення нових блоків має займати в середньому 10 хвилин, що було спеціально вибрано Сатоші Накамото як компроміс між швидким часом підтвердження та кількістю роботи, витраченої через розбиття ланцюжків і блоки-сиріти.
Процес наполовину
Успішні майнери отримують певну кількість біткойнів і комісії за транзакції за кожен успішно видобутий блок. Винагорода за майнінг нового блоку погоджується всіма учасниками мережі та наразі становить 6,25 біткойна, що нижче початкових 50 біткойнів. Ця винагорода зменшується вдвічі за кожні 210 000 блоків і, зрештою, буде повністю вилучена, коли буде досягнуто ліміту в 21 мільйон біткойнів, після чого обробка транзакцій буде винагороджуватися виключно комісіями за транзакції. Вартість біткойна залежить не лише від винагород за майнінг, а скоріше від ринкового попиту, нормативних змін і настроїв ринку, які можуть вплинути на вартість біткойна.
2. Рання історія гірничої справи та її еволюція з часом
Майнінг криптовалют можна віднести до ранніх днів існування біткойна. Майнінг здійснювався на стандартних персональних комп’ютерах і процесорах, коли біткойн був вперше оголошений у 2009 році. Із зростанням популярності біткойнів зростала складність майнінгу, що вимагало більшої обчислювальної потужності та ресурсів.
Перший пул для майнінгу біткойнів було створено в 2010 році, що дозволяє майнерам об’єднувати свою обчислювальну потужність і ресурси, щоб підвищити свої шанси вирішити завдання й отримати винагороду. Це допомогло більш рівномірно розподілити винагороди за майнінг і мінімізувало концентрацію потужності майнінгу.
Майнінг з часом дедалі більше спеціалізувався, і майнери використовували спеціалізоване обладнання та програмне забезпечення для підвищення ефективності та конкуренції. Спеціальні інтегральні схеми (ASIC), які ми розглянемо в наступних уроках, були представлені в 2013 році та спеціально призначені для майнінгу біткойнів, що значно підвищує швидкість і ефективність майнінгу.
Розвиток майнінгу також призвів до створення нових криптовалют, кожна з яких має власний набір алгоритмів і критеріїв майнінгу. Зараз доступні сотні криптовалют, кожна з яких має власну екологію майнінгу та проблеми. Знання історії гірничодобувної промисловості та її розвитку в часі має вирішальне значення для розуміння поточного становища гірничодобувної промисловості та майбутніх можливостей.
3. Сучасний гірничий ландшафт
У сьогоднішньому майнінговому ландшафті домінують кілька основних криптовалют, таких як біткойн і лайткойн. Біткойн має найвищий хешрейт майнінгу, за ним йде лайткойн. До лідерів видобутку входять США, Китай, Канада, Росія та Казахстан. Однак нещодавні нормативні зміни в Китаї спричинили значне зниження активності майнінгу біткойнів у країні.
Джерело: statista.com
Важливо зазначити, що Ethereum відійшов від майнінгу Proof of Work (PoW) і тепер використовує майнінг Proof of Stake (PoS). Перехід на майнінг PoS в Ethereum реалізується через оновлення Ethereum 2.0, яке є суттєвою зміною в блокчейні Ethereum. Ethereum 2.0 представив новий алгоритм консенсусу під назвою Beacon Chain, який відповідає за координацію валідаторів і керування процесом консенсусу PoS. Це на відміну від майнінгу PoW, де майнери змагаються у розв’язанні складних математичних задач, використовуючи обчислювальну потужність. PoS-майнінг вважається більш екологічним і менш ресурсомістким, ніж PoW-майнінг. Незважаючи на відмінності між майнінгом PoW і PoS, основні принципи майнінгу криптовалюти залишаються незмінними. У наступному уроці ми вивчимо основи майнінгу криптовалют, включаючи майнінг PoW і PoS, а також різні типи алгоритмів майнінгу, які використовуються в галузі. Розуміючи основи майнінгу криптовалюти, учні зможуть глибше оцінити виклики та можливості, пов’язані з цим важливим аспектом екосистеми блокчейн.
Lesson 1:Історія та основи майнінгу криптовалют
Lesson 2:Proof of Work проти Proof of Stake
Lesson 3:Апаратне та програмне забезпечення для майнінгу
Lesson 4:Економіка майнінгу криптовалют
Lesson 5:Пули майнінгу та хмарний майнінг
Lesson 6:Управління та забезпечення безпеки гірничих робіт
Lesson 7:Вплив майнінгу криптовалюти на навколишнє середовище
Історія та основи майнінгу криптовалют
Майнінг криптовалюти — це процес перевірки транзакцій у мережі блокчейн і додавання їх до публічної книги. Процес включає розв’язування складних математичних рівнянь за допомогою спеціального обладнання та програмного забезпечення. Цей процес необхідний для підтримки безпеки та цілісності мережі блокчейн. Мета майнінгу полягає в тому, щоб забезпечити дійсність і точність транзакцій у мережі, а також запобігти шахрайству та подвійним витратам. Майнери використовують свою обчислювальну потужність для вирішення складних математичних задач, що підтверджує транзакції та створює нові блоки. Перший майнер, який вирішить проблему, отримує винагороду у вигляді криптовалюти. Майнінг є важливим аспектом екосистеми криптовалюти, оскільки він надає децентралізовану мережу, за допомогою якої користувачі можуть здійснювати транзакції один з одним без потреби в посередниках. Це також сприяє безпеці та прозорості мережі блокчейн. Крім того, майнінг гарантує, що нові монети створюються та розповсюджуються чесно та прозоро
1. Огляд майнінгу криптовалют (PoW)
Видобуток криптовалюти, як-от майнінг біткойнів, є висококонкурентним і ресурсомістким процесом. У мережі біткойн транзакції об’єднані в блоки і вимагають значної кількості обчислень для «доведення» або підтвердження в процесі, який називається майнінг. Майнери повинні мати спеціалізоване обладнання та програмне забезпечення, щоб бути конкурентоспроможними на ринку, що вимагає значних інвестицій. Конкуренція за винагороду за майнінг призвела до створення пулів для майнінгу, де майнери можуть поєднувати свої обчислювальні потужності, щоб підвищити свої шанси вирішити проблему та отримати винагороду. Це також допомагає більш рівномірно розподіляти винагороди за майнінг і зменшує концентрацію потужності майнінгу.
Алгоритм майнінгу складається з кількох кроків, включаючи об’єднання транзакцій, перевірку їх дійсності, вибір останнього блоку та спробу вирішити проблему підтвердження роботи (PoW) для нового блоку. Майнер шукає прийнятні блоки за допомогою алгоритму PoW, збільшуючи nonce і приймаючи хеш отриманого заголовка блоку, доки хеш-значення не стане меншим за попередньо визначене цільове значення. Продуктивність майнінгу вимірюється в хешах за секунду, а складність майнінгу регулюється шляхом періодичного коригування цільового значення хешування для блоків на основі швидкості створення блоків.
Пояснено процес видобутку біткойнів
Щоб зрозуміти процес криптоманінгу, давайте детально розглянемо кожен етап процесу:
Хешування транзакцій: Першим кроком є використання хеш-функції для надсилання незавершених транзакцій із пулу пам’яті. Кожне подання транзакції генерує фіксований вихідний хеш, який діє як ідентифікатор транзакції.
Створення дерева Merkle: дерево Merkle перевіряє вміст структури даних, організовуючи хеші транзакцій у пари. Він позначає вузли криптографічним хешем блоку даних, а внутрішні вузли — хешем міток дочірніх вузлів.
Виявлення заголовка блоку: заголовок блоку допомагає майнерам ідентифікувати окремий блок за допомогою унікального хешу. Майнери комбінують кореневий хеш блоку-кандидата, хеш попереднього блоку та число, яке використовується лише один раз (не раз), щоб створити дійсний хеш.
Перевірка хешу блоку: протокол визначає цільове значення, яке має бути вищим за результат, щоб хеш блоку був правильним. Майнери кілька разів змінюють значення nonce, оскільки вони не можуть змінити два інші компоненти.
Складність майнінгу: складність майнінгу вказує на складну криптографічну головоломку. Чим довше потрібно знайти правильний хеш блоку, тим вище складність. Складність майнінгу також залежить від кількості майнерів у криптомережі. Тут ви можете знайти складну одиницю вимірювання та діаграму з понаднормовою складністю біткойна.
H/s = хешів за секунду KH/s = кілохешів за секунду MH/s = мегахешів за секунду GH/s = гігахешів за секунду TH/s = терахешів за секунду PH/s = петахешів за секунду 1000 H/s = 1 KH/s 1000 KH/s = 1 MH/s 1000 MH/s = 1 GH/s 1000 GH/s = 1 TH/s 1000 TH/s = 1 PH/sПеревірка хешування блоків: на цьому етапі майнери надсилають щойно знайдені блоки одноранговим майнерам для перевірки хешування. Однорангові вузли інтелектуального аналізу використовують безпечний хеш-алгоритм 256 (SHA-256) для перевірки цілісності даних і виявлення проблем з хешуванням і підробки.
Підтвердження та публікація блоку: після перевірки однорангових майнерів і досягнення консенсусу щодо блоку блок-кандидат стає підтвердженим блоком. Цей новий блок додається в кінець блокчейну. Коли майнери не можуть перевірити хеш блоку-кандидата, вони відкидають блок-кандидат — невдала спроба для майнера.
Біткойн-вузли, які активно майнить, регулюють швидкість створення нових блоків в середньому до 10 хвилин. У міру того, як приєднується більше майнерів, швидкість створення блоків зростатиме, а в міру того, як швидкість створення блоків зростає, складність майнінгу зростає, компенсуючи це, що знижує швидкість створення блоків. Створення нових блоків має займати в середньому 10 хвилин, що було спеціально вибрано Сатоші Накамото як компроміс між швидким часом підтвердження та кількістю роботи, витраченої через розбиття ланцюжків і блоки-сиріти.
Процес наполовину
Успішні майнери отримують певну кількість біткойнів і комісії за транзакції за кожен успішно видобутий блок. Винагорода за майнінг нового блоку погоджується всіма учасниками мережі та наразі становить 6,25 біткойна, що нижче початкових 50 біткойнів. Ця винагорода зменшується вдвічі за кожні 210 000 блоків і, зрештою, буде повністю вилучена, коли буде досягнуто ліміту в 21 мільйон біткойнів, після чого обробка транзакцій буде винагороджуватися виключно комісіями за транзакції. Вартість біткойна залежить не лише від винагород за майнінг, а скоріше від ринкового попиту, нормативних змін і настроїв ринку, які можуть вплинути на вартість біткойна.
2. Рання історія гірничої справи та її еволюція з часом
Майнінг криптовалют можна віднести до ранніх днів існування біткойна. Майнінг здійснювався на стандартних персональних комп’ютерах і процесорах, коли біткойн був вперше оголошений у 2009 році. Із зростанням популярності біткойнів зростала складність майнінгу, що вимагало більшої обчислювальної потужності та ресурсів.
Перший пул для майнінгу біткойнів було створено в 2010 році, що дозволяє майнерам об’єднувати свою обчислювальну потужність і ресурси, щоб підвищити свої шанси вирішити завдання й отримати винагороду. Це допомогло більш рівномірно розподілити винагороди за майнінг і мінімізувало концентрацію потужності майнінгу.
Майнінг з часом дедалі більше спеціалізувався, і майнери використовували спеціалізоване обладнання та програмне забезпечення для підвищення ефективності та конкуренції. Спеціальні інтегральні схеми (ASIC), які ми розглянемо в наступних уроках, були представлені в 2013 році та спеціально призначені для майнінгу біткойнів, що значно підвищує швидкість і ефективність майнінгу.
Розвиток майнінгу також призвів до створення нових криптовалют, кожна з яких має власний набір алгоритмів і критеріїв майнінгу. Зараз доступні сотні криптовалют, кожна з яких має власну екологію майнінгу та проблеми. Знання історії гірничодобувної промисловості та її розвитку в часі має вирішальне значення для розуміння поточного становища гірничодобувної промисловості та майбутніх можливостей.
3. Сучасний гірничий ландшафт
У сьогоднішньому майнінговому ландшафті домінують кілька основних криптовалют, таких як біткойн і лайткойн. Біткойн має найвищий хешрейт майнінгу, за ним йде лайткойн. До лідерів видобутку входять США, Китай, Канада, Росія та Казахстан. Однак нещодавні нормативні зміни в Китаї спричинили значне зниження активності майнінгу біткойнів у країні.
Джерело: statista.com
Важливо зазначити, що Ethereum відійшов від майнінгу Proof of Work (PoW) і тепер використовує майнінг Proof of Stake (PoS). Перехід на майнінг PoS в Ethereum реалізується через оновлення Ethereum 2.0, яке є суттєвою зміною в блокчейні Ethereum. Ethereum 2.0 представив новий алгоритм консенсусу під назвою Beacon Chain, який відповідає за координацію валідаторів і керування процесом консенсусу PoS. Це на відміну від майнінгу PoW, де майнери змагаються у розв’язанні складних математичних задач, використовуючи обчислювальну потужність. PoS-майнінг вважається більш екологічним і менш ресурсомістким, ніж PoW-майнінг. Незважаючи на відмінності між майнінгом PoW і PoS, основні принципи майнінгу криптовалюти залишаються незмінними. У наступному уроці ми вивчимо основи майнінгу криптовалют, включаючи майнінг PoW і PoS, а також різні типи алгоритмів майнінгу, які використовуються в галузі. Розуміючи основи майнінгу криптовалюти, учні зможуть глибше оцінити виклики та можливості, пов’язані з цим важливим аспектом екосистеми блокчейн.