Як інвестори отримують прибуток від майнінгу криптовалюти? Механізм та виклики

Основний зміст

Процес майнінгу криптовалют є одним із найважливіших механізмів у мережах блокчейн, особливо тих, що базуються на моделі консенсусу доказу роботи (PoW). Цей процес не обмежується лише перевіркою транзакцій, але також включає випуск нових монет та забезпечення стабільності системи.

Прибуток від майнінгу залежить від ряду чутливих факторів: ефективності використовуваного обладнання, споживання електрики, коливань цін та змін у протоколах блокчейн. Майнери, які добре розуміють ці фактори, можуть досягти стабільних прибутків.

Майнинг криптовалют: від основ до застосування

На початку уявіть собі глобальну розподілену фінансову систему, яка реєструє кожну транзакцію біткойна (BTC) або іншої цифрової валюти. Майнеры виконують роль охоронців цієї системи, використовуючи потужні комп'ютери для розв'язання складних криптографічних рівнянь. Пристрій, який першим розв'язує рівняння, отримує винагороду.

Цей процес не схожий на випадковий друк грошей, а слідує суворим програмним правилам, закладеним у протокол блокчейну. Ці правила гарантують:

• Випуск нових валют із регулярною швидкістю
• Неможливість будь-якої сторони випадково створювати додаткові монети
• Застосування цих обмежень усіма вузлами розподіленої мережі

Процес видобутку є основою децентралізації в таких мережах, як біткойн, оскільки він дозволяє їм працювати без центральної влади, що контролює їх.

Як працює механізм видобутку: скорочена версія

Етап перший: Збір транзакцій Коли особа відправляє або отримує цифрову валюту, транзакція чекає в стані очікування, щоб бути об'єднаною з іншими транзакціями в одну “блок”.

Другий етап: Розв'язання математичної загадки Майнери використовують обчислювальну потужність для знаходження спеціального номера, який називається Nonce. Коли цей номер об'єднується з даними блоку, він генерує число, що відповідає заздалегідь визначеним умовам.

Третій етап: Додавання блоку до ланцюга Перший майнер, який знайде рішення, може додати свій блок до блокчейну, після того як інші вузли мережі підтвердять його дійсність.

Четверта стадія: отримання винагороди Переможець майнінгу отримує винагороди, що складаються з новостворених криптовалют, а також з комісій за транзакції, включених до блоку.

Детальний механізм: всередині системи видобутку

Коли ви надсилаєте нову транзакцію в блокчейн, вона відправляється в пул, відомий як mempool (місце для зберігання). Вузли мережі перевіряють ці транзакції, в той час як вузли майнінгу збирають ці непідтверджені транзакції та організовують їх у блоки.

Майнер може також бути вузлом перевірки, але ці функції технічно різні. Вузол майнінгу бере непідтверджені транзакції і об'єднує їх у кандидат-блок. Завдання майнера полягає в перетворенні цього кандидат-блоку у підтверджений блок шляхом розв'язання складної математичної задачі, яка вимагає величезних обчислювальних ресурсів.

Після успішного завершення цього процесу майнер отримує винагороду у вигляді блоку, яка включає нові криптовалюти та комісії за транзакції.

Етап 1: Обробка даних транзакцій

Перший крок у майнінгу блоку починається з отримання транзакцій з mempool та їх поетапної передачі через хеш-функцію (hash function).

Кожного разу, коли дані обробляються за допомогою функції хешування, генерується фіксоване за розміром значення, відоме як хеш-значення. Це значення діє як унікальний ідентифікатор транзакції та представляє всю інформацію, що міститься в ній.

Крім розподілу кожної транзакції, майнер додає спеціальну транзакцію, відому як транзакція coinbase, яка представляє собою переказ, що він надсилає самому собі як винагороду. Ця транзакція зазвичай є першою в будь-якому новому блоці, за якою слідують усі інші очікуючі транзакції.

Етап другий: Побудова дерева Меркла

Після хешування кожної транзакції, значення хешів впорядковуються в так званому дереві Меркла (дерево хешів).

Це дерево будується шляхом впорядкування значень хешу в парах і їх хешування разом. Потім нові виходи впорядковуються в пари і знову хешуються, і цей процес повторюється, поки не залишиться лише одне значення хешу, яке називається коренем Меркле. Цей корінь унікально представляє всі попередні значення хешу.

Третій етап: Розрахунок значення поділу блоку

Кожен блок у блокчейні має унікальний ідентифікатор, яким є значення хешу блоку. При створенні нового блоку майнери поєднують значення хешу попереднього блоку з коренем Меркла поточного блоку.

Майнери також повинні додати випадковий номер, відомий як Nonce. Потім вони намагаються передати цю трійку інформації (хеш попереднього блоку + корінь Меркла + Nonce) через функцію хешування кілька разів.

Мета полягає в створенні правильного хеш-значення, яке буде меншим за цільове значення, визначене протоколом. Оскільки попередні значення хешу та корінь Меркла є фіксованими, майнеру потрібно неодноразово змінювати значення Nonce, поки він не знайде правильне значення.

У видобутку біткойнів значення хешу має починатися з певної кількості нулів. Це цільове значення відоме як складність видобутку.

Четверта стадія: Поширення блоку в мережі

Як тільки майнер знаходить правильне значення хешу для блоку, він транслює його в мережу. Всі вузли перевірки перевіряють його, і якщо воно правильне, додають його до своєї копії блокчейну.

Тепер кандидатура блоку стає підтвердженою, і всі майнери переходять до змагання за наступний блок. Будь-який майнер, який не знайшов рішення вчасно, відхиляє свою кандидатуру блоку і починає спочатку.

Особливий випадок: що відбувається, коли видобуваються два блоки одночасно?

У рідкісних випадках майнери можуть випустити два дійсних блоку практично одночасно. Мережа тимчасово ділиться на дві різні версії блокчейну, і кожен з майнерів починає видобуток наступного блоку, виходячи з того, який з них отримав першим.

Змагання триває, поки не буде видобуток наступного блоку в одній з двох ланцюгів. Тоді блок, який його передував, вважається переможцем, а інший блок відкидається і називається “відкинутим блоком”. Майнери, які обрали програшний блок, змушені переходити до виграшного ланцюга та повертатися до його видобутку.

Складність майнінгу: як зберегти баланс

Протокол регулярно коригує складність видобутку, щоб підтримувати стабільну швидкість створення нових блоків, тим самим забезпечуючи випуск монет у регулярному та передбачуваному порядку.

Складність налаштовується на основі загальної обчислювальної потужності ( швидкості хешування ) в мережі. Коли нові майнери приєднуються і конкуренція зростає, складність хешування зростає, що заважає прискоренню процесу створення блоків. Навпаки, якщо майнери залишають мережу, складність знижується, щоб полегшити процес.

Ця динамічна рівновага підтримує стабільний рівень створення блоків, незалежно від змін у потужності мережі.

Різні способи видобутку криптовалют

Існує кілька способів видобутку криптовалют, які відрізняються залежно від використовуваного обладнання та алгоритмів.

видобуток на центральному процесорі (CPU)

На початкових етапах біткойна витрати на майнінг були низькими, і будь-хто міг скористатися своїм звичайним комп'ютерним процесором. Проте з ростом кількості майнерів та хеш-рейту майнінг за допомогою ЦП став зовсім нерентабельним.

Поява спеціалізованого обладнання з більшою обчислювальною потужністю зробила видобуток на процесорах майже неможливим. Сьогодні це вже не є практичним варіантом, оскільки всі професійні майнери використовують сучасні пристрої.

видобуток на графічних процесорах (GPU)

Графічні процесори розроблені для роботи з кількома додатками одночасно, і хоча їх основне використання полягає в іграх та графіці, їх також можна використовувати для майнінгу.

Відносно дешевші та більш гнучкі одиниці GPU, але їхня ефективність залежить від складності видобутку та використовуваного алгоритму.

видобуток на спеціалізованих ASIC-колах

Чіпи ASIC (Application-Specific Integrated Circuit) розробляються винятково для однієї мети: видобутку. Вони характеризуються дуже високою ефективністю, але їхня вартість дуже висока.

Оскільки обладнання ASIC є передовою технологією, ціна за одиницю значно перевищує ціни на процесори або графічні процесори. Крім того, швидкий розвиток технології ASIC може швидко зробити старі моделі неприбутковими.

Проте, обладнання ASIC залишається найбільш ефективним і найбільш здатним до отримання прибутку при майнінгу на великій шкалі.

Об'єднання майнінгу: розподіл можливостей та прибутків

Ймовірність того, що одиночний майнер видобуде блок самостійно, дуже низька, особливо якщо його частка в потужності видобутку мала. Тут і приходить важливість майнінгових пулів.

Майнінгові пулі – це групи майнерів, які об'єднують свої обчислювальні потужності, щоб збільшити ймовірність знаходження блоку. Коли пул успішно знаходить блок, винагорода розподіляється між його учасниками на основі зусиль, які кожен з них доклав.

Майнінгові пулли забезпечують менші витрати на обладнання та електроенергію, проте їх контроль над видобутком викликає занепокоєння щодо централізації та ризиків 51%-их атак.

Хмарний майнінг: альтернативний варіант

Замість покупки обладнання, майнери можуть орендувати обчислювальну потужність у постачальників послуг хмарного майнінгу. Це простіший спосіб розпочати, але він містить ризики, такі як шахрайство або зниження прибутковості.

При виборі цього варіанту слід обрати надійного постачальника послуг з доброю репутацією.

Майнинг біткоїнів: основний додаток

Біткойн (BTC) є найочевиднішим прикладом криптовалюти, що підлягає видобутку. Його видобуток ґрунтується на алгоритмі консенсусу Proof of Work (PoW), який є оригінальним механізмом, розробленим Сатоші Накамото і представленим у 2008 році.

Посібник з роботи визначає, як мережа блокчейн досягає узгодженості між розподіленими учасниками без центрального посередництва. Це досягається шляхом вимоги значних інвестицій у електрику та обчислювальну потужність для стримування зловмисних дій.

На мережах PoW, таких як біткойн, майнери змагаються, використовуючи спеціалізоване обладнання для розв'язання головоломок. Перший майнер, який знайде правильне рішення, може транслювати свій блок у блокчейн. Коли мережевий контракт приймає блок, майнер отримує винагороду за блок.

З грудня 2024 року майнери в мережі біткоїн отримують 3,125 BTC як винагороду за кожен блок. Згідно з механізмом халвінгу в біткоїні, винагорода зменшується вдвічі кожні 210,000 блоків ( приблизно кожні чотири роки ).

Чи дійсно видобуток прибутковий?

Незважаючи на можливість отримання прибутку від видобутку, це вимагає ретельного вивчення та точного управління ризиками. Процес передбачає значні інвестиції та численні ризики.

фактори, що впливають на прибутковість

Коливання цін на криптовалюти: коли ціни на валюти зростають, зростає й вартість отриманих винагород. Навпаки, зниження цін безпосередньо зменшує рівень прибутків.

Ефективність обладнання: Вибір високоефективного обладнання є вирішальним для забезпечення кращих прибутків. Дороге обладнання потребує точного балансу між його ціною та очікуваними винагородами.

Витрати на електрику: ці витрати становлять велику частину витрат. Якщо вони дуже високі, можуть перевищити прибутки, що робить видобуток неприбутковим.

Оновлення обладнання: Майнингові пристрої швидко застарівають. Нові моделі можуть значно перевершувати старі, змушуючи майнерів з обмеженими ресурсами виходити з конкуренції.

Зміни протоколу: зміни в протоколі, такі як халвінг у біткоїні, впливають на прибутковість, зменшуючи винагороди вдвічі. В інших випадках майнінг може бути повністю замінений іншими механізмами консенсусу.

Наприклад, такі мережі, як Ethereum, повністю перейшли з моделі PoW на модель PoS (доказ частки) у вересні 2022 року, що зовсім скасувало потребу в традиційному майнінгу.

Резюме: Майнинг у сучасному цифровому середовищі

Майнінг криптовалют є життєво важливим елементом у мережах блокчейн, що використовують модель PoW, оскільки він сприяє підтримці безпеки мережі та стабільному і контрольованому випуску валют.

Майнінг має очевидні переваги, такі як потенційний дохід від винагород, але прибутки залежать від багатьох факторів, таких як витрати на енергію та ринкові умови. Перед тим, як розпочати в цій сфері, необхідно провести всебічне дослідження та ретельну оцінку всіх потенційних ризиків, щоб забезпечити обґрунтоване інвестиційне рішення.