Что такое хеши при майнинге

Что делает компьютер во время майнинга криптовалют простыми словами

Понятие майнинг криптовалют знакомо многим не понаслышке, т.к. запускать программу для майнинга пробывали наверно уже все опытные пользователи ПК. Тот факт, что с помощью майнинга добывается криптовалюта и на этом можно заработать, знаком тоже многим. А вот, что конкретно делает компьютер или asic (специализированное устройство для майнинга) во время майнинга, зачем перебирать какие-то хеши, т.е. техническую сторону вопроса, уже знакома более узкому кругу пользователей. Из-за этого в сети возникает множество «теорий заговора», на подобие того, что Bitcoin это чей-то проект по завладению огромной вычислительной мощности для взламывания Пентагона или других подобных организаций. Что компьютерные мощности криптовалют используются для секретных научных разработок, общения с инопланетным разумом, а сами криптовалюты придумали как прикрытие для всех этих «темных дел». Далее мы постараемся наиболее понятно осветить процесс майнинга биткойна и какие задачи решает Ваш компьютер в это время, что бы Вы смогли более точно представлять техническую часть процесса майнинга, а на все «теории заговора» Вы смотрели как на не самую удачную шутку.

Сначала приведем небольшую теорию по технологии Блокчейн (Blockchain) для тех кто еще не знаком с этим понятием.

Blockchain — в переводе цепочка блоков, что отражает суть, т.е. последовательная запись блоков. Блок это список транзакций (переводов). Т.е. получаем блокчейн это список переводов между криптовалютными кошельками, записываемых не по отдельности, а сразу большой партией.

Для аналогии blockchain можно представить как папку с листами, а блок здесь будет листом, на котором записаны транзакции между кошельками. Нахождение очередного блока означает, что в папку был добавлен новый лист с новыми данными (переводами). Все листы при этом пронумерованы и лежат по порядку.

При этом уже добавленные данные в блокчейн не подвергаются сомнению, т.е. это инструмент которому доверяют все участники сделки по передаче криптовалюты с одного кошелька на другой.

Т.е. Blockchain это архив всех переводов, которые существуют и его нельзя подделать.

Что бы Blockchain обладал 100% надежностью и люди полностью доверяли сделкам через блокчейн, используется несколько технологий, в том числе и проверка работы, т.е. Proof of Work майнинг.

Теперь перейдем непосредственно к POW майнингу и разберемся, на что же на самом деле компьютеры тратят свою вычислительную мощность, а майнеры платят счета за электричество.

Что бы понимать дальнейшие повествование нужно знать следующие термины: Хеширование, Хещ-функция и Хеш-сумма и другие.

Хеширование — процесс преобразования информации в не читаемый вид для ее защиты от посторонних, а так же для сжатия информации в текстовую строку заданной длины.

Хеш-функция (алгоритм хеширования)- способ с помощью которого происходит шифрование. Написать текст задом наперед, заменить все буквы цифрами или объединить оба этих способа тоже можно назвать хеш-функцией. Для Bitcoin хеш-функция гораздо сложнее и называется SHA-256, Ethereum — Dagger Hashimoto, Litecoin — Scrypt.

Хеш-сумма — это результат, который получили после хеширования, т.е. зашифрованные первоначальные данные, которые невозможно узнать, не зная используемый алгоритм шифрования. Хеш-сумма всегда имеет заданное и неизменяемое количество символов. У криптовалют обычно хеш-сумма имеет длину в 64 символа или 32 бита.

Сложность хеширования (сложность майнинга) — для криптовалют сложность хеширования задается за счет включения дополнительного условия при создании хеш-сумм. Для этого в начале хеш-суммы добавляется неизменяемое число ноль (0). С увеличением сложности количество нулей в начале хеш-суммы увеличивается. На данный момент хеш-сумма Bitcoin в обязательном порядке должна содержать 18 нулей.

Транзакция (перевод) — информация по передаче криптовалюты с одного адреса на другой, при этом эта информация так же хешируется в строку из 64 символов той же хеш-функцией (SHA-256 для биткойна), причем дважды. Хеширование транзакций происходит быстро, т.к. нету дополнительный условия к созданию хеш-функций, в отличии от нахождения хеш-функции всего блока. Хеш-сумму транзакции обычно называют TxID.

Nonce (случайное произвольное число) — это число которое добавляется к данным блока для упрощения создания хеш-суммы с текущими условиями (сложностью майнинга).

Всю терминологию мы объясняем на обывательском уровне, для полного понимания обратитесь к другим источникам, например, википедии.

Зная и понимая терминологию можно уже понять что же на самом деле делает компьютер (процессор, видеокарта, asic, fpga) во время майнинга криптовалют

Вернемся к блоку, который все так усердно «ищут». Блок содержит в себе следующую информацию: хеш-сумму предыдущего блока, хеш-сумму всех включенных в него транзакций и число nonce. Хеш-сумма предыдущего блока нужна для защиты от записи в блокчейн недостоверной информации, хеш-суммы транзакций берутся из мем пула (Mempool), в котором хранятся все не подтвержденные транзакции. При этом стоит отметить, что каждый майнер берет из мемпула свой набор транзакций, т.е. каждый ищет свой блок (свою хеш-сумму), а не вся сеть ищет какой-то определенный блок. Нонсер или произвольное число служит, как мы уже говорили, для облегчения поиска хеш-суммы блока с заданной сложностью. Т.к. если бы в данных были только хеш-суммы транзакций и предыдущего блока, то возможен такой вариант, что найти хеш-сумму из текущих данных в мемпуле будет вообще невозможно, не говоря уже о времени поиска блока, который стремится к заданному значению (10 минут у биткоин).

Наглядный пример поиска нового блока, хеш-суммы или майнинга криптовалюты:

В данном примере рассчитано 4 хеш-суммы с разными Nonce числами (3001, 3002, 3003, 3004), хеш-суммы предыдущего блока и хеш-суммы транзакции остаются без изменений.

Собственно из-за произвольного числа Nonce время появления нового блока не постоянно и может варьироваться в широких пределах, но в среднем математически время нахождения блока будет стремиться к одному заданному в программе числу.

Таким образом получаем, что майнинг криптовалют это подбор произвольного числа Nonce с последующим хешированием, что бы получаемая хеш-сумма блока после хеширования отвечала требованиям сложности сети (имела нужное количество нулей). Т.к. процесс хеширования не моментальный процесс и требует математических и логических операций от компьютера, поэтому для каждого алгоритма то или иное оборудование имеет свою скорость хеширования. Например, при хешировании по алгоритму Dagger-Hashimoto или Ethash видеокарта AMD Radeon RX580 в течении одной секунды хеширует 30 миллионов вариантов хеш-сумм с различным числом Nonce. Собственно поэтому и говорят, видеокарта RX580 выдает 30 мегахеш (MH/s). При этом скорость хеширования зависит не только от оборудования, но и от алгоритма шифрования, сложности майнинга и программного обеспечения (майнеров).

Вся информация по блокам открыта в свободном доступе. Для биткоин можно посмотреть на сайте Blockchain.com. Пример блока под номером 613181 можно посмотреть ниже:

Когда компьютер производит десятки или сотни тысяч математических операций, что бы получить одну хеш-сумму или просто хеш и при этом за одну секунду обрабатывается 30 миллионов таких хеш-сумм, то при таком объеме работ, производимых компьютером, говорить о каком-то подборе паролей для взлома пентагона или другом тайном заговоре становится просто смешно.

Теперь Вы, наверно, спросите: «Зачем вообще все этого нужно?». Ответ на этот вопрос лежит в самой технологии блокчейн, которой для защиты данных от взлома нужно обеспечить определенный интервал появления новых блоков. И этот временной интервал как раз регулируется сложностью майнинга, а сам майнинг служит доказательством работы (Proof of Work), за которую майнер получает награду в виде вновь выпущенной криптовалюты в найденом им блоке. Совершаемая при этом работа тоже не бесплатна, т.к. требует покупки оборудования и траты ресурсов (электроэнергии). Поэтому и выстраивается устойчивая экономическая модель криптовалют, за счет которой у криптовалют появляется начальная материальная ценность в обществе.

В заключение можно сказать, что blockchain это надежный архив, а процесс майнинга это запись подтвержденной информации в этот архив. Майнеры в этом процессе получают награду за вполне понятную и нужную работу по поддержанию всей системы в рабочем и устойчивом состоянии.

Подпишись на наш Telegram канал @cryptoage и Вконтакте, узнавай новости про криптовалюты первым.

Общайся с криптоэнтузиастами и майнерами в Telegram чате @CryptoChat

Источник

Хешрейт в майнинге — что это и как узнать лучшие видеокарты

Важный вопрос криптографии — что такое хешрейт. Это единица измерения скорости расчета хеша цифровым вычислительным устройством за 1 секунду. Чем выше хешрейт, тем эффективнее работает устройство.

Что такое хешрейт в майнинге

Хешрейт в майнинге показывает производительность устройства, использующегося для добычи криптовалюты. Применяются графические процессоры (GPU), процессоры компьютеров (CPU), asic-устройства (асики) и облачный майнинг.

В чем измеряется

Производительность в майнинге измеряется в хешах за секунду: х/с, по-английски — h/s. Встречается обозначение в решениях за секунду — sol/s, оно используется в сети с протоколом ZeroCash и означает то же, что и h/s.

• 1 Кх/сек — 1 килохеш/с или 1000 х/с;
• 1 Мх/сек — 1 мегахеш/с или 1 миллион х/с;
• 1 Гх/сек — 1 гигахеш/с или 1 миллиард х/с;
• 1 Тх/сек — 1 терахеш/с или 1 триллион х/с;
• 1 Пх/сек — 1 петахеш/с или 1 квадриллион х/с;
• 1 Эх/сек — 1 эксахеш/с или 1 квинтиллион х/с;
• 1 Зх/сек — 1 зеттахеш/с или 1 секстиллион х/с;
• 1 Их/сек — 1 иоттахеш/с или 1 септиллион х/с.

Чтобы перевести гигахеши в терахеши, величину в гигахешах делят на 1000. Пример: 1 Гх/сек = 0,001 Тх/сек, 500 Гх/сек = 0,5 Тх/сек, 1000 Гх/сек = 1 Тх/сек.

Мегахеш равен 1000000 хешей. Чтобы узнать, сколько мегахешей содержится в кратной величине, мегахеш умножают на десятичный множитель:

• 1 Гх = 1000 Мх;
• 1 Тх = 1.000.000 Мх;
• 1 Пх = 1.000.000.000 Мх;
• 1 Эх = 1.000.000.000.000 Мх;
• 1 Зх = 1.000.000.000.000.000 Мх;
• 1 Их = 1.000.000.000.000.000.000 Мх.

Чтобы узнать, какая часть мегахеша соответствует дольной величине, мегахеш делят на 1000 и 1000000:

• 1 Кх = 0,001 Мх;
• 1 х = 0,000001 Мх.

От чего зависит хешрейт

Хешрейт устройства определяется его быстродействием и вычислительной мощностью, хешрейт сети зависит от числа майнеров и равен сумме мощностей активных устройств, подключенных к этой сети. Полученный доход делится пропорционально мощностям устройств майнеров.

Сложность сети регулируется трудностью задачи, которую решают для получения блока: найти требуемый хеш. Трудность задачи напрямую зависит от хешрейта и меняется автоматически. Чем больше майнеров подключится к сети, тем выше будет производительность и сложность, и будет труднее добывать криптовалюту. Сложность сети, деленная на величину хешрейта, равняется времени получения блока. Это время сеть поддерживает постоянным.

Как узнать хешрейт видеокарты

Если видеокарта находится в работе, то узнать ее истинный хешрейт можно с помощью программного обеспечения (ПО) майнинга. Программы для 3 популярных валют:

• биткоина — Nice Hash Miner;
• эфириума — Claymore’s Dual Ethereum;
• ZCash — EWBF’s CUDA Zcash miner.

Интерфейс Nice Hash Miner

Если видеокарту планируется купить, то информацию о хешрейте сообщают специализированные сайты, например портал «WHAT TO MINE», магазины в описании товара, опытные пользователи на форумах или сервисе YouTube. Хешрейт зависит от модели видеокарты и алгоритма хеширования. Параметры некоторых карт для алгоритмов Ethash, Equihash и CryptoNight приведены в таблице 1.

Таблица 1

Модель GPU	Ethash, хешрейт в Мх/с	Equihash, хешрейт в х/с	CryptoNight, хешрейт в х/с
AMD Radeon RX 570	27,9	260	700
AMD Radeon RX 580	30,2	290	690
Nvidia GeForce GTX 1070	30	430	630
Nvidia GeForce GTX 1080	23,3	550	580

Разгон видеокарты

Производительность видеокарты напрямую зависит от тактовых частот GPU и оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) для видеопамяти. Разогнать видеокарту можно при помощи:

• специального ПО;
• консольной утилиты;
• изменения таймингов.

Для разгона видеокарты на компьютере должно быть установлено следующее ПО:

• мониторинга видеохарактеристик;
• управления разгоном карты;
• стресс-тестирования.

Перед разгоном следует повысить мощность видеокарты: установить ползунок «Power Limit» на максимум, после чего применить эту установку нажатием кнопки «Apply». Разгон осуществляется последовательно. При разгоне видеоядра процедура состоит из ряда итераций:

1. Увеличение частоты («Core Clock»).
2. Запуск теста.
3. Проверка видеокарты в игре.

Игру следует выбрать помощнее, чтобы загрузила карту на 100%. Играть нужно 1-2 часа. Если после выполнения всех шагов работа разгоняемого устройства стабильна, то повторяют эти шаги при большей частоте, и так до тех пор, пока работа не станет нестабильной. На слишком высокой частоте видеокарта не сгорит: она автоматически сбросит частоты до номинальных значений.

Для нахождения наиболее точного значения максимальной разгонной частоты величину прибавки следует уменьшать: например, если на первой итерации частота увеличена на 50 МГц, на второй итерации снова на 50 МГц и произошел срыв, то следует вернуться ко второй итерации и увеличить частоту не на 50 МГц, а на 25, 20 или 10 МГц.

Настройка разгона видеокарты на примере программы MSI Afterburne

При разгоне ОЗУ нужно выполнить шаг 1 для параметра «Memory Clock» и затем шаги 2 и 3. При необходимости процедуру повторяют аналогично разгону частоты GPU.

Для разгона изделий производителя Nvidia существует консольная утилита Nvidia-smi. В операционной системе Windows эта утилита находится по адресу С:Program FilesNVIDIA CorporationNVSMI . В командной строке по этому адресу проверяется состояние видеокарты и увеличиваются частоты ее работы.

Еще один способ разгона карты — изменение временных задержек оперативной памяти, таймингов. Этот способ применяют для изделий фирмы AMD торговой марки Radeon с помощью ПО ATI Winflash и Polaris Bios Editor.

Лучшие видеокарты для майнинга

Для майнинга важны следующие параметры карт:

• объем ОЗУ — минимум 2 Гб, желательно 4 или 8 Гб;
• быстродействие ОЗУ — стандарт DDR5 или HBM2;
• разрядность шины ОЗУ — не менее 256 бит;
• охлаждение — желателен активный отвод тепла;
• возможность разгона — увеличивает хешрейт на 20-40%, однако в ряде случаев это необязательно.

Ведущими производителями являются фирмы из США:

• AMD, торговая марка Radeon;
• Nvidia, торговая марка GeForce.

Параметры некоторых передовых изделий AMD Radeon приведены в таблице 2. Все модели изготовлены по техпроцессу 14 нм. В скобках указана разрядность ОЗУ в битах.

Таблица 2

GPU	ОЗУ, Гбайт	Тип ОЗУ	Потоковые процессоры, шт	Частота GPU, МГц	Частота ОЗУ, МГц
RX 570	4-8 (256)	GDDR5	2048	926	1650
RX 580	4-8 (256)	GDDR5	2304	1120	2000
RX Vega 56	8 (2048)	HBM2	3584	1471	1600
RX Vega 64	8 (2048)	HBM2	4096	1546	1890

Параметры некоторых передовых изделий Nvidia GeForce показаны в таблице 3. Все модели изготовлены по техпроцессу 16 нм. В скобках указана разрядность ОЗУ в битах.

Таблица 3

GPU	ОЗУ, Гбайт	Тип ОЗУ	Потоковые процессоры, шт	Частота GPU, МГц	Частота ОЗУ, МГц
GTX1070	8 (256)	GDDR5	1920	1683	2000
GTX1070ti	8 (256)	GDDR5	2432	1683	2000
GTX1080	8 (256)	GDDR5x	2560	1733	1375
GTX1080ti	11 (352)	GDDR5x	3584	1582	1375
P104	4 (256)	GDDR5x	1920	1733	1250
P102	5 (352)	GDDR5x	3200	1582	1375

Модели P104 и P102 разработаны специально для майнинга на основе карт GTX1070 и GTX1080ti. Они отличаются ценой, сниженной за счет меньшей емкости ОЗУ, упрощения системы отвода тепла, отсутствия видеоразъемов и сокращения срока гарантии до 3 месяцев.

Альтернатива — облачный майнинг

Счетов за электричество, закупки оборудования и прочих хлопот можно избежать с помощью платной аренды удаленных вычислительных мощностей — облачного майнинга. Его услуги предлагают компании-владельцы центров обработки данных, имеющих оборудование для майнинга:

1. Hashflare LP — сервис компании HashCoins, созданный в 2015 году, В следующем году стал независимым предприятием. Базируется в Шотландии.
2. IQ Mining — сервис основан в конце 2016 года в Великобритании, имеет средства наблюдения за эффективностью майнинга и автоматического отключения альткоинов с низкой доходностью. Под альткоинами понимаются все криптомонеты, кроме биткоина.
3. Genesis Mining — сервис обладает мощными дата-центрами, выручку платит ежедневно. Зарегистрирован на Виргинских островах, Великобритания.
4. World Mining — компания, зарегистрированная в Великобритании в октябре 2017 года.
5. Nuvoo Mining — сервис из Монреаля (Канада), предоставляет услуги майнинга биткоина, эфириума и лаиткоина.
6. CCG Mining — польский сервис, предоставляется с 2016 года. Офис в Лондоне. Дата-центры расположены в Центральной Европе, адреса держатся в секрете из соображений безопасности.
7. AlienCloud — сервис работает с августа 2017 года, платит ежедневно, заключает контракты на добычу 9 криптомонет.
8. EOBot — площадка работает с 2013 года.

Есть сервисы, не требующие вложений, с небольшим доходом, например WormMiner: следует зарегистрироваться, ввести адрес своего криптовалютного кошелька в биткоинах, после чего под аккаунт выделяется сервер и начинается майнинг. Не реже 1 раза в 24 часа следует переводить заработанные доли биткоина на баланс своего кошелька. Возможна покупка дополнительных серверов.

Майнинг asic

Этот вид майнинга основан на использовании asic-устройства — специализированного параллельного вычислителя. Он построен на нескольких десятках процессорных чипов. Лучшие модели имеют производительность более 10 Тх/с, однако в отличие от видеокарт предназначены для добывания только 1 или максимум 2 криптовалют, поскольку их чипы при изготовлении на фабрике аппаратным способом настроены на выполнение 1 или 2 алгоритмов (например, SHA-256), и такую настройку изменить нельзя.

ASIC для домашнего использования

Различают асики домашнего и промышленного применения. Последние сильно шумят и требуют специального охлаждения помещения, в котором находятся. Конструкция ряда асиков предусматривает их соединение в последовательную цепочку, благодаря чему хешрейт повышается.

Опытные пользователи покупают процессорные чипы на вторичном рынке в России или за рубежом, например в Китае, и сами изготавливают асики для домашней добычи криптомонет.

Расчет прибыли

Расчет дохода производится на специализированных сайтах, например «WHAT TO MINE». В верхней части этого сайта размещены вкладки GPU для видеокарт, ASIC для аппаратных вычислителей, вкладка вычисления дохода при двойном майнинге и др.

На вкладке GPU следует задать тип видеокарты, емкость фермы в штуках, цену за 1 кВт/ч и нажать кнопку расчета дохода (Calculate). На вкладке ASIC учитываются хешрейты, потребляемая мощность, стоимость 1 кВт/ч и алгоритм хеширования. С течением времени при сохранении исходных величин результаты могут измениться, потому что сайт учитывает состояние рынка криптовалют.

Увеличение хешрейта

В 2009 году для добычи биткоина хватало хешрейта 1 х/с. В последующее время к проекту стали присоединяться новые пользователи, и через год необходимый хешрейт вырос до 8 Кх/с. В 2011 году требовалось 14-15 Кх/с, еще через год — 1 Мх/с, в мае 2018 года — 4,022 Тх/с.

Чем больше участников, тем выше хешрейт, и тем быстрее происходит добыча новых блоков. Если часть участников переходит в сети других криптовалют, мало насыщенные майнерами, то наблюдается обратная тенденция: хешрейт становится ниже, и блоки добываются медленнее. Выбрать другую сеть становится проще, потому что на рынке постоянно появляются новые криптовалюты, а также модифицируются старые. То же относится и к алгоритмам хеширования для их добычи.

Источник