Mining 101 | Добив

Майнинг, също добиване (на английски: Miniinng – добиване) – дейността по създаване на нови структури (обикновено говорим за нови блокове в блокчейн), за да гарантира функционирането на нови криптовалутни платформи. За създаването на следващата структурна единица обикновено се предвижда възнаграждение за сметка на нови (издадени) единици криптовалута и/или комисионни. Обикновено добивът се свежда до поредица от изчисления с изброяване на параметри, за да се намери хеш с определени свойства. Различните криптовалути използват различни модели за изчисление, но те винаги са достатъчно дълги, за да намерят приемлива опция и бързо да проверят намереното решение (вижте Доказателство за работа). Такива изчисления се използват от алгоритмите за криптовалута, за да осигурят защита срещу повторна употреба на един и същи единици, а наградата насърчава хората да използват изчислителната си мощ да поддържат работата на мрежите. Добивът не е единствената технология за създаване на нови блокове и осигуряване на емисии. Алтернативите са коване (коване) и ICO. Обикновено се използва само една технология, но някои криптовалути използват комбинации от тях.

Пример за изчисляване

Като пример се използва хеш изчисления, подобно на изчисленията в биткойн системата, където процесът на добив се състой в избиране на стойност за изчисления допълнителен параметър Nonce, който ще ви позволи да получите хеш, чиято цифрова стойност ще бъде не повече от някакво определено число- Цел на трудност, която е насочена към това ниво на сложност. Пример за хешове за една и съща фраза, но с различни стойности на допълнителен параметър. Последния ред в примера има най-малко хеш стойност.

«Hello, world!0» => 1312af178c253f84028d480a6adc1e25e81caa44c749ec81976192e2ec934c64 «Hello, world!1» => e9afc424b79e4f6ab42d99c81156d3a17228d6e1eef4139be78e948a9332a7d8 «Hello, world!2» => ae37343a357a8297591625e7134cbea22f5928be8ca2a32aa475cf05fd4266b7
……..
«Hello, world!4248» =>6e110d98b388e77e9c6f042ac6b497cec46660deef75a55ebc7cfdf65cc0b965 «Hello, world!4249» =c004190b822f1669cac8dc37e761cb73652e7832fb814565702245cf26ebb9e6 «Hello, world!4250» => 0000c3af42fc31103f1fdc0151fa747ff87349a4714df7cc52ea464e12dcd4e9


В системата на биткойн нивото на трудност се преизчислява на всеки 2016 блока (приблизително на веднъж на 2 седмици). Той се увеличава или намалява в зависимост от това колко е времето за създаване на тази партида блокове се различава от 20160 минути (2016*10). Такъв механизъм осигурява появата на блокове следно на 10 минути, независимо от общата мощност на всички миньори. В други криптовалути конвертирането както на хеш, така и на целево ниво на сложност може да се различава значително. В много алткойни средното време на образуване на блока е значително по-ниско, да няколко секунди.

Добиване на биткойни

Системата на биткойн предоставя само една възможност за допълнително излъчване – този, който генерира следващия блок, получава нови биткойни като награда. Получената награда за блоковете може да се използва след получаване на 120 потвърждения (тоест мрежата ви позволява да изразходите наградата за около 20 часа). Вероятността за получаване на награда от „самостоятелен миньор“ в произволен десетминутен период е приблизително равна на съотношението на неговата мощност на обработка към мощността на обработка на цялата мрежа. И ако това съотношение е много малко, тогава вероятността да получите награда дори за дълъг период от време също ще бъде малка. Тези, които искаха да получат възможно най-голямата награда, се стремяха да използват възможно най-голямата награда, се стремяха да използват възможно най-много изчислителна сила. В първите версии на клиента имаше бутон „генериране на нови биткойни“.
Особеността на миньорската задача направи възможно прилагането на максимална паралелизация на изчисленията. Поради спецификата на структурата, графичните процесори с малка малка допълнителна програма (стотици пъти по-продуктивни от процесора) и дънни платки с FPGA (производителността е сравнима с видеокартите, но ги превъзхожда по енергийна ефективност) бяха много подходящи за това. След това добивът, използван в стандартния клиент с помощта на централния процесор, се оказва непрактичен поради твърде ниската вероятност за получаване на награда и бутонът беше премахнат. Тогава започнаха производството на специализирани процесори (ASIC)р които изчисляват изключително хешовете за биткойн мрежата, които са по-продуктивни и енергийно ефективни от графичните процесори и FPGA, и по-специално процесорите. От около 2012 -2013 г. извличането на обикновени криптовалути на всичко друго, освен специализирани чипове, включително видеокарти, стана нерентабилно – цената на консумираната електроенергия надвишава средния резултат. Например, в началото на 2015 г. сложността на извличането на най-известната круптовалута Биткойн се увеличи с 10 хиляди пъти.
Десетките стартъпи разработиха свои собствени реализации на ASIC миньори, докато нови, по-продуктивни поколения чипове могат да бъдат пускани на всеки шест месеца (обикновено плътността на транзисторите в логическите схеми се удвояваха на около две години.
С прехода на ASIC, минните компании започнаха да се появяват в индустриален мащаб, поставяйки големи минни инсталации на места с евтино електричество и понякога с не твърде висока температура на околната среда, по-специално във Вътрешна Монголия (Китай). Някои от тези компании се позиционират като „облачни“, които дават част от ресурсите си под наем.

Басейни

За да намалят влиянието на фактора на късмета и по-равномерното и предвидимо възнаграждение, миньорите комбинират изчислителна си мощ в басейни (от английски: Pool – басейн). Характеристиката на изчисленията, извършени от миньорите, е възможността да се използва максималната паралелизация на процесите, когато всеки член на „пула“ търси собствено решение, без да свързва действията си с други участници, достатъчно е да се гарантира, че дублирането на изчисленията на едни и същи параметри към миньора се изчисляват въз основа на традиционните опции (акции), изпратени до пула (блокове с хеш, които биха се вписали, ако параметърът на сложност сега беше равен на един). За да намерите средния блок, е необходим броят стандартни опции, равен на обща основа. Но поради комбинираната му мощ, вероятността за получаване на награда то басейн е равна на сумата от вероятностите за получаване на награда от всички участници. Полученото възнаграждение се разпределя между членовете в съответствие с правилата, установени от собственика на басейна. Има 3 основни типа начисляване на награди:

  • Пропорционален – След като един пул намери блок, наградата се разпределя пропорционално на приноса на всеки участник.
  • PPS – всяка изпратена стандартна опция се възнаграждава (от изчисляването на текущата награда за блок, разпределена на текущата трудност).
  • Резултатът – системата за оценка за възнаграждение на стандартни опции, алгоритъмът на които се определя от организатора на басейна.

Тези видове изчисления имат следните популярни опции:

  • SMPPS – подобно на PPS, но басейнът никога не прехвърля повече на потребителите, отколкото всъщност е получил. Разликата между действителното получаване на наградата за пул и възнаграждението на стандартната опция в PPS, ако има такава, се компенсира постепенно.
  • ESMPPS – Подобно на SMPPS, но изравнява приоритетите на възнагражденията на редовни и нови членове на групата.
  • RSMPPS – Подобно на SMPPS, но новите потребители са на първо място за възнаграждение.
  • PPLNS – Подобно на пропорционалното, но разпределянето на наградата се извършва пропорционално на приноса към последните N акции, изпратени в пула, където N обикновено е равен на двойно по-голяма сложност.

Към 2016 г. повечето от най-големите майнинг басейни на биткойн се намират в Китай: през март 2016 г. повечето от половината от капацитета на мрежата беше разпределена между три големи китайски басейна, басейна, който е на четвъртото място се държи от компанията BitFury, която е една от първите производители на минни чипове и е основан от емигранти от съветските републики.

Емисия

Части от новите единици от криповалутите обикновено се издават по известни правила и не зависят от нито един регулаторен орган (вижте графиката на броя на биткойните към 2033г.). Най-често стандартната порция нови единици под формата на награда се получава от този, който е формирал следващия блок в блокчейна. При минното дело вероятността за успех е пропорционална на дела на участващата изчислителна мощност на всички миньори на дадена крипотовалута, но резултатът в определен момент е случаен. Размерът на стандартното възнаграждение винаги може да остане непроменен. Но в много криптовалути размерът на таксата за издаване постепенно намалява. Например наградата в биткойните първоначално е била 50 биткойна на блок, но след формирането на всеки 210 000 блока (приблизително на всеки 4 години) тя намалява наполовина, тоест това е намаляващата геометрична прогресия. В този случай общият обем на емисиите се изчислява като сумата на всички членове на намаляваща геометрична прогресия и няма да надвишава 21 милиона битокйна. Към май 2014 г. 12.7 милиона битокйни бяха в обръщение. На 28 ноември 2012 г. се случи първото намаление на наградата с 50 на 25 биткойни. Следващото намаление на половина се случи на 9 юли 2016 г. Последното намаление се случи на 11 май 2020 г. През 2031 г. въпросът ще бъде спрян изцяло (размерът на възнаграждението е 50 →25→12.5 →6.5 ….. →0. Формирането на блокове ще продължи и по-нататък, но възнаграждението вече няма да има емисионна част и ще се формира единствено чрез доброволни отчисления за комисионни. Миньорите получават правото да използват получената награда след формирането на определен брой нови блокове (например в биткойните тя е 120 блока, тоест наградата може да бъде изразходвана около ден след получаването).

Скрит добив

Скритият майнинг се нарича, който използва ресурси на други хора, например стартирането на майнинг от служители на корпоративни сървъри или въвеждането на код за добив на вируси и троянски коне. През юни 2011 г. Symantec обяви, че добивът може да бъде стартиран на ботнети. В доклад за второто тримесечие на 2011 г. лаборатория Касперски отчита троянски модул, който се занимава със скрит добив. През април 2013 г. беше открита голяма епидемия от вируса, разпространена чрез текстови съобщения в Skype на троянци, целта на която беше да се търсят и откраднат файлове за портфейли с криптовалути (на английски: (wallet dat) и скрито копаене на процесора 2013 г. имаше скрит добив на биткойн (до масовата поява на майнинг на графични процесори и специализирани процесори като ASIC). По-късно тайният добив е използван за получаване на други криптовалути. Когато инсталирате торент клиента µTorrent (версия 3.4.2, сборка 28913 и по-нова версия), се предлага да инсталирате допълнителна програма EpicScale, която ви позволява да използвате компютърни ресурси по време на празен ход за разпределени изчисления. Представители на µTorrent уверяват, че мрежата EpicScale в момента се използва за добив на криптовалути (без да се посочва името), част от постъпленията отиват за финансиране на компанията, а част за благотворителност. Според редица публикации EpicScale добива биткойни. В други публикации се съобщава за добив на Litcoin. През 2017 г. имаше съобщения в редица сайтове, които имаха скрит JavaScript код за добив на криповалути (този вид майнинг се наричаше „браузърно извличане“ на руски и критовалути на английски). Подобни компоненти бяха открити в няколко допълнения към браузърите. Според доклада на IBM X-Force от септември през 8-те месеца на 2017 г. броя на компютрите, заразени със злонамерен софтуер за добив, се е увеличил 6 пъти.

Неравенство между ранните и късните миньори

Правилата за издаване на биткойни дадоха повече предимства на тези, които се заеха с добив с малък агрегат на мрежата. И така, количеството работа, необходимо за генериране на устройството, вече през 2013 г. възлиза на повече от половин милион пъти повече, отколкото при стартирането на мрежата. С увеличаване на общата преработвателна мощност на миньорите, поколението става по- енергоемко и хардуерно. Това е придружено от планирано намаляване на размера на възнагражденията за добив. Серхио Демиан Лернер (на английски: Sergio Demian Lerner), въз основа на анализ на първите блокове от транзакции, твърди, че от 3 януари 2009 г. до 25 януари 2010 г. само един човек се занимава с добив, добива около 1 милион биткойни, повечето от които никога не са изразходвани.

Държавни програми за добив

В Русия през 2017 г. интернет омбудсманът при президента на Руската федерация Димитрий Mаринчев говори за план за събиране на 100 милиона долара за изграждането на минно стопанство с капацитет 20 мегавата в зона с излишна електроенергия. От 2017 KHДР използва добив на криптовалута за подкрепа на националната валута.

Добив с видеокарти

Добивът на различни криптовалути може да използва различни процедури, за да потвърди, че работата е завършена. За редица криптовалути, включително биткойн, бяха създадени специализирани процесори (ASIC), които поради по-добрата производителност и относителната рентабилност замениха други методи за добив. В други случаи този подход не беше полкова ефективен. Към края на 2017 г. добивът на редица криптовалути, включително Ethereum, остава по-ефективен, използвайки процесори за видеокарти. Значително увеличение на цената на криптовалутите доведе до увеличаване на търсенето на миното оборудване, включително видеокарти. Това подтикна „Sapphire“ и „Asus“ да пуснат линия от специализирани минни компоненти.

Рентабилност и енергийна ефективност при транзакции

Минно-базираните системи , базирани на доказателството за работа, са изключително интензивни. През 2013 г. общата изчислителна мощност, изразходвана в биткойн мрежата, надмина 256 пъти най-добрите 500 най-мощни суперкомпютри на годината в света заедно. В началото на 2015 г. общото потребление на електроенергия от световните биткойн миньори беше оценено на най-малко 1.46 Twh годишна (ако се приемат всички най-енергийно фективни ASIC), което отговаря на средно 163 kBтч енергия за завършване на една единствена транзакция в системата на биткойн. С това количество енергия е възможно за пет дни и половина напълно да се задоволят нуждите на семейство от трима души, живеещи в малка едноетажна къща. Добивът на криптовалути в мрежата на Bitcoin и Ethereum изразходваха повече енергия, отколкото е имало потребление в Сииря, Кипър, Камбоджа или Бруней. Според оценките на холандския икономист Алекс де Врис, от май 2018 г. добивът на биткойн и други криптовалути поглъща 0.5% от световното производство на електроенергия, което е еквивалент на енергийния бюджет на малка европейска страна. Няколко учени прогнозираха, че ако индексът на сложност продължи да нараства и изчислителната мощност за добив се увеличи слд 30 години, използването на биткойн ще доведе до глобално затопляне от 2 градуса по Целзий. Появиха се разработки, които осигуряват отопление на къщите породи топлината, генерирана по време на добив криптовалута. Стартира проект за значително намаляване на натоварването върху изчислителните системи въз основа на разпределения изчислителен протокол „Octra“ и едноименния кодек, използвайки принципа на семейството алгоритми CORDIC.

Абонирайте се за нашия бюлетин

За да получавате най-новите корпоративни блокчейн новини.