Какие задачи решает майнинг биткоинов и зачем он нужен?

...А на нас, обычных людей, между прочим, тоже влияет дефицит дорогих видеокарт, потому что еще остались люди, играющие в супертребовательные игры, рассчитанные на топовые конфигурации. Надо же знать, на кого обижаться.

Дефицит ударил в первую очередь по самим майнерам: теперь карты они заказывают преимущественно втридорога из зарубежных магазинов; а если поймала таможня, то и еще дороже. Производители, естественно, не дремлют, и создают еще более мощные карты еще дороже. Подогревают это и сами выпускающие токены, объявляя, например, что майнить некую валюту (вроде Bitcoin Gold) можно только посредством GPU безо всяких этих ваших ASIC-глупостей.

Так кто они, все эти люди? Все эти таинственные «майнеры», собирающие не менее таинственные «фермы»? Для чего все эти жертвы? Попробую рассказать.

Интернет

А объяснить проще всего по аналогии: вот есть интернет, состоящий из миллионов серверов по всему миру с определенной информацией. А есть майнинг-фермы: это аналог таких серверов, только для криптовалюты, точнее, для вычислительных операций, связанных с криптовалютой.

И поскольку криптовалют сейчас очень много (биткоин и + более двух тысяч альткоинов, другими словами - форков), то все они предъявляют разные требования к оборудованию. Чем валюта новее и «моложе» – тем сложность её блокчейна ниже, а операции для функционирования можно проводить и на простом домашнем компьютере даже с младшими моделями компонентов.

Но со временем и блокчейн растет в цене, и сложность расчетов растет, и скромного домашнего компьютера уже недостаточно. Поэтому умные и очень умные люди придумали использовать для таких расчетов обычные игровые видеокарты и собственно центральные процессоры (но реже): потому как именно архитектура чипов видеокарт лучше всего подходит для нужд вычисления блоков криптовалюты, а архитектура ЦП – меньше, но в каких-то случаях тоже подходит. Собрать майнинг-ферму с уже готовыми купленными видеокартами не так сложно и не так дорого, поскольку остальные компоненты подойдут и из бюджетного сегмента; а когда содержать ферму станет невыгодно, карты можно всегда продать обычным пользователям, чего не скажешь, например, про тот же пресловутый ASIC, который «заточен» именно под задачи майнинга биткоинов.

В общем, попробовать можно и на простой видеокарте, чтобы понять, «надо ли оно вам» вообще. Вполне возможно, это вообще не ваше.

Проверяем правильность

А теперь перейдем к непосредственной сути о том, какие расчеты проводятся на компьютерах майнеров.

Криптовалюты строятся на принципах криптографии. Собственно, потому данные валюты так и называются. Криптовалюты даже можно назвать дальним родственником Яндекс. Денег, QIWI или Webmoney. С помощью криптовалют можно производить транзакции покупки или продажи товаров, а разница принципиальная заключается в том, что система криптовалют (в отличие от тех же Яндекс. Денег) полностью децентрализована, она не зависит от кого-то конкретного – например, от Яндекса, в случае их Денег. Соответственно, от валютного регулирования в РФ – тоже не зависит. И вообще от регуляторов – в России как минимум, а еще в сотнях стран. Благодаря этому транзакции проводятся максимально быстро и с минимально возможной комиссией, да и эмиссия тоже – в разы меньше эмиссии и инфляции фиатных (реальных) денег.

Но для ее функционирования нужны ресурсы, оборудование, причем вычислительные ресурсы: именно они предоставляются майнерами по всему миру, ресурсы для проведения транзакций. Майнер подтверждает валидность транзакции и сохраняет ее в системе. Ведь гораздо легче просто проверить правильность предложенного кем-то другим решения, чем самому выполнять это решение, не правда ли? Такие задачи (методы) используются, например, для шифрования передаваемой кем-то информации в интернете или для хэширования: вычисления уникального числа (хэша) на основе исходного пароля. Это позволяет не хранить пароль у себя и проверять, тем не менее, правильность пароля пользователя, вычислив его хэш и сравнив с находящимся в памяти числом. В общем, вычислить-то хэш легко, а найти пароль по хэшу перебором – сложно.

Вот процессоры и ищут пароли, чей хэш попадает в некий интервал возможных значений для хэшей, а интервал задает алгоритм в системе данной криптовалюты. Интервал сужается при увеличении числа участников (а задача – усложняется), а расширяется – при снижении числа майнеров (а задача, соответственно, упрощается). Когда один из участников находит подходящее решение, он сообщает об этом всем прочим: передаёт пароль, а эти прочие проверяют правильность решения, то есть вычисляют хэш и сравнивают с интервалом. Убедившись в правильности решения, они записывают в своем регистре монету на счет майнера, нашедшего решение (пароль, иными словами). В общем, вот кто нашел решение – тот и «намайнил биткоин».

Роль блокчейна

Блокчейн состоит из отдельных блоков, которые, в свою очередь, состоят из суммы хэша, в который вписаны все транзакции за определённое время + случайные числа для безопасности. Вычисления распределяются между всеми участниками, закрывающими блоки транзакций; а, чтобы не было хаоса, каждому блоку приписывается уникальный «красивый» хэш, который в итоге и должен отыскать майнер: это и доказательство работы, и надежность сделки.

С каждым закрытым блоком растёт и сложность вычислений: это сделано для того, чтобы эмиссия валюты не росла в геометрической прогрессии. Поэтому награда делится в соответствии со вложенными мощностями: поскольку майнеров-одиночек сейчас осталось мало (у новых валют в основном, вычислительных мощностей майнера-одиночки не хватает для нахождения нужного значения хэша биткоина и многих других валют), они объединяются в так называемые пулы. В нем они объединяют усилия для нахождения блока, а полученную награду как раз и делят между собой в равной степени согласно предоставленным мощностям. Обычно время нахождения блока и награда за него фиксированы: данные числа разнятся от валюты к валюте (у биткоина это, например, 20 минут и 12.5 битка, возможно, уже больше). Также обычно пулы рады новым участникам, поскольку мощность системы тогда возрастает. Но выбирайте пул осмотрительно, чтобы не нарваться на мошенников.

Итого

Когда биткоин стоил две пиццы, добывать его было легко. Сейчас же решением вышеперечисленных задач с транзакциями занимаются специализированные ASIC-микросхемы и фермы на их основе: майнить биткоин на видеокартах или процессорах сегодня абсолютно нерентабельно, но можно это делать на альтернативных валютах, и особенно на тех, кто специально «заточен» под майнинг на видеокартах (к примеру, Bitcoin Gold).

Но в любом случае не надо строить никаких теорий заговоров на тему создания щупалец всемирного суперкомпьютера на базе всех компьютеров и ASIC-ферм в мире (которые, кстати, «заточены» именно и только под биткоин, не под другие криптовалюты): всё, если подытожить, сводится к открытиям новых блоков блокчейна для подтверждения транзакций; отличия альтернативных криптовалют друг от друга в основном заключаются в других алгоритмах и мелких улучшениях.

Поэтому создание GPU-фермы сегодня – это совершенно нормальное явление, если найдете деньги на подходящие видеокарты, но вот выбрать альтернативную валюту для майнинга является уже задачей гораздо более сложной; их уже более 2000 и необходимо следить за рынком очень пристально, чтобы не прогадать.