Как создать блок биткоин

Как создается блок Bitcoin и кто забирает награду за блок

В мае 2017 года сеть Биткоин столкнулась с серьезным вызовом. Количество неподтвержденных транзакций в мемпуле достигло значения 200 тысяч, а общий объем необработанных данных превысил 120 Мб. Учитывая, что 1 блок в сети биткоин равен 1 Мб, а среднее время его создания – около 10 минут , очередь из 120 блоков растянулась на несколько суток, поскольку постоянно прибывали новые и новые неподтвержденные транзакции.

За счет увеличения комиссий при переводе удалось временно снизить количество необработанных транзакций в очереди, но эта мера, конечно же, не могла считаться устойчивой. И тем более удивительно, что майнеры время от времени находят и закрывают пустые блоки, то есть вместо полного их заполнения до 1 Мб, или 4-5 тысяч транзакций, блок не содержит никакой связанной с транзакциями информации .

В какой-то момент количество пустых блоков достигало четверти от всех сгенерированных системой блоков, причем они продолжали создаваться даже при перегруженности мемпула десятками тысяч неподтвержденных транзакций.

По статистике, представленной Bitfury, в конце 2015 год генерировалось более двухсот пустых блоков ежемесячно, к концу 2016 год их число упало до нескольких десятков. Улучшения связаны с усовершенствованием архитектуры, позволившей увеличить скорость обработки транзакций, однако пустые блоки всё же продолжают создаваться.

В чем же здесь дело? Попробуем разобраться.

Как создается блок Bitcoin?

Каждый новый блок является элементом цепи блокчейн , который содержит набор записей о выполненных операциях в сети, которые являются новыми с точки зрения предыдущей цепи. Новый блок добавляется в конец блокчейна, он содержит в том числе информацию и о предыдущем состоянии цепочки, и какие-либо дальнейшие изменения его структуры невозможны.

То есть непрерывная цепь блоков – это своеобразная книга учета, куда записываются все операции , которые когда-либо были совершены в системе. Любой пользователь должен быть уверен, что система учета не подделана. Как формируется такая уверенность?

В структуру блока входит заголовок — персональное решение для блока, и его поиском занимаются майнеры. Они берут из блока информацию и начинают её обрабатывать, совершая некие математические операции, чтобы в итоге получить короткую последовательность букв и цифр, отвечающую заранее заданным свойствам. Эта последовательность называется хэш.

Для того, чтобы блок получил возможность быть записанным в цепочку blockchain, требуется найти особый параметр хеша, показатель которого ниже заранее заданного значения. Пока майнер не нашел этот параметр путем случайного перебора — блок находится в работе.

Если же майнер наконец задачу решил, то он сообщает всей сети о получении нового блока. Найденный блок проверяется полными узлами сети, и после проверки включается в блокчейн. Для «подгонки» скорости обработки к росту мощности всей вычислительной сети каждые 2016 блоков происходит перечет сложности, чтобы время на поиск нового блока было примерно равно 10 минутам.

Вот так выглядит создание нового блока. Найденный в процессе пересчёта хэш последнего блока становится своеобразной «печатью», то есть он запечатывает блок и подтверждает достоверность всей предшествующей цепи. Если кто-то попытается провести фиктивную транзакцию, изменив один из блоков, то его хэш изменится, и подделку тут же обнаружит любой, кто пересчитает хэш этого блока.

Теперь кратко опишем структуру блока.

Структура блока Bitсoin

Блок состоит из заголовка и перечня операций.

Заголовок, как уже знаем, содержит хэш (создан по алгоритму SHA-256), также в него включается свойство хэша предыдущего блока, что создает непрерывную преемственность между блоками сети, перечень хэшей операций, величина блока и т.д.

Особе место занимает параметр Bits – сокращенный вариант значения хэша. Блок будет добавлен к цепи только в том случае, когда майнеры подберут хэш размером менее bits.

Итак, заголовок уникален и защищает блок от подделки. Наполняется же блок перечнем транзакций, каждая из который показывает источник и получателя перевода.

Получатель идентифицируется с помощью публичного (открытого) ключа, при этом создается новая операция, в которой используются деньги, подтвержденные в одной из прошлых транзакций. Для подтверждения права владения используется цифровая подпись, которая заверяет абсолютно каждую операцию в сети.

Конечно, структура сети bitcoin выглядит сложной, особенно для новичка, но по мере погружения в суть её работы начинает проявляться творческий гений её создателя, впервые в истории решившего задачу недостатка безопасности. Биткоин нельзя скопировать или использовать дважды, а вероятность атаки на сеть стремится к нулю, поскольку атакующий должен иметь в своем распоряжении мощность большей части узлов сети, что при децентрализованном характере сети становится крайне затруднительным.

Итак, мы подходим к самому главному. Как же построена работа майнера и за что он получает оплату?

Размер блока и награда майнера

Если система в целом платит за выполнение определенных действий, то пулы будут совершать эти действия, чтобы получить оплату. Этот механизм выглядит следующим образом.

Майнер (майнинг-пул) получает оплату за произведенную работу из двух источников:

• Во-первых, это награда за нахождение нового блока, которая на данный момент составляет 12.5 BTC (в 2020 году произойдет уполовинивание награды).
• Во-вторых, как только майнер находит новый блок, он автоматически получает плату за все транзакции, которые включены в этот блок.

На заре развития биткоина блоки заполнялись далеко не полностью, зачастую содержали менее 10 транзакций, однако по мере роста популярности сети заполняемость блоков тоже стала расти, что привело к росту очереди необработанных транзакций. Для повышения скорости прохождения транзакций начали применять повышенную комиссию, что привело к другой проблеме – невозможности использовать биткоин для небольших платежей.

Были предложены множество вариантов решения этой проблемы, от увеличения блоков до создания протоколов более высокого уровня, используемых поверх протокола биткоина. До недавнего времени разработчики склонялись к использованию доработанного протокола Segregated Witness (SegWit), который получил название Segwit2x. С помощью него часть информации должна была быть вынесена за пределы блока, то есть храниться отдельно от цепочки блокчейна, а размер самого блока – увеличиться до 2 Мб, что теоретически позволяло заметно ускорить прохождение транзакций и повысить анонимность.

Однако запланированный на 16 ноября хардфорк не состоялся, поскольку после опубликования его кода сообществу так и не удалось прийти к единому мнению.

Откуда же берутся пустые блоки?

Майнер, как подсказывает логика, должен стремиться включать в новый блок максимальное количество транзакций, так как в этом случае растут его доходы. Тем более удивительно видеть пустые блоки, создаваемых при майнинге. Откуда же они берутся?

Предположим, что майнер нашел хэш очередного блока, назовем его N . Тогда он сразу же, чтобы не простаивали мощности, должен приступить к поиску блока N+1. В то же время майнер должен передать блок N другим участникам сети, которые должны его загрузить и проверить включенные в блок транзакции . Соответственно, майнер в этот момент решает одновременно две задачи – проверку транзакций блока N и поиск блока N+1.

Если майнер найдет блок N+1 еще до того, как будет проверен блок N – он имеет право заполнять его транзакциями? Нет, не имеет. Ведь в этих новых транзакциях могут оказаться такие, которые опираются на транзакции включенные в блок N, который еще не подтвержден. Даже если в мемпуле скопилась очередь из большого количества неподтвержденных транзакций, которые необходимо включать в блок N+1, майнер не может этого сделать, пока не прошло подтверждение блока N. А раз так, то майнер закрывает блок N+1 пустым , в нем будет только одна coinbase-транзакция, которая формируется автоматически и несет в себе информацию о вознаграждении за создание блока. Получает вознаграждение и приступает к поиску блока N+2.

Вот откуда берутся пустые блоки – так устроен алгоритм работы блокчейн . Пустые блоки получаются из-за несовпадения скоростей подтверждения блоков и поиска следующих, поэтому работы по усовершенствованию архитектуры сети не прекращаются ни на мгновение.

Решение проблемы

Итак, основная проблема, которая приводит к созданию пустых блоков – это скорость обмена информацией . Каждый новый блок должен быть «представлен» пулом другим полным узлам сети, которые, в свою очередь должны его себе загрузить, а скорость загрузки у всех разная, после чего проверить все транзакции в этом блоке. Все эти операции требуют времени.

На момент написания статьи количество неподтверждённых транзакций превышало 160 тысяч, а объем необработанных данных – 117 Мб.

На 2018 год запланировано внедрение сразу нескольких технологических решений, способных разгрузить сеть биткоина и увеличить скорость транзакций.

На май запланирован выход Bitcoin Core 0.16 , в который будет внедрен новый формат адреса от разработчика Blockstream Питера Уилля, известный как bech32 , который позволит ограничить ошибки от опечаток и снизить риски.

Протокол SegWit получит наконец широкое распространение и позволит снизить стоимость комиссий и время подтверждения транзакций.

Также ожидается внедрение (уже в ближайшее время) протокола Lightning network , который представляет собой решение второго уровня и способен резко снизить стоимость транзакций, а подтверждение сделать почти мгновенным. По словам разработчиков, данные решение способно значительно улучшить работу сети.

Еще одно интересное решение связано с использованием сайдчейнов – альтернативных блокчейнов с монетами, которые привязаны к биткоинам . Они могут предложить быстрое подтверждение, использование смарт-контрактов и множество других удобств. На стадии бета-тестирования находится проект Liquid , разработанный Blockstream, который уже сейчас используется для совершения мгновенных транзакций между биржами , и уже в текущем году может выйти стабильная версия 1.0.

Кроме того, на заключительной стадии находится сразу несколько проектов, призванных повысить анонимность переводов:

• подписи Шнорра;
• конфиденциальные транзакции;
• Rootstock – сайдчейн биткоина.

Об этих технологиях более подробно рассказывали в обзоре биткоине, перспективы Топовой криптовалюты стоит знать наизусть.

2018 год способен стать годом прорыва для самой главной криптомонеты мира. Успешная работа сообщества повысит надежность, анонимность, масштабируемость сети и позволит значительно сократить время подтверждения транзакций и комиссий за переводы. Биткоин сделает еще один шаг к мировому признанию.

Хотите зарабатывать на крипте? Подписывайтесь на наши Telegram каналы!

Источник

Как организовать майнинг биткоина: пошаговая инструкция

Майнинг – это процесс использования компьютера для выполнения сложных вычислений с блоками данных, которые поддерживают сеть биткоина. Майнеры вознаграждаются за свои усилия определенным количеством этих монет.

Биткоин (BTC) – та валюта, которая быстрее всего уходит от майнинга на персональных компьютерах к майнингу на выделенном оборудовании. Использование специализированных устройств ASIC будет намного выгоднее и полезнее, чем настройка собственного ПК. Хотя если в вашей машине установлены мощные графические карты, немного прибыли вы все равно сможете получить. Подробнее этот процесс мы разберем чуть ниже.

Реальный объем прибыли зависит от ряда факторов. Главный из них – «хешрейт» (hash rate), то есть фактическая мощность вашей машины. Самостоятельная единица для майнинга называется «рига» или «риг», происходит от английского слова «rig». Означает оно самостоятельную единицу майнинговой фермы, которая имеет собственное электропитание.

Количество электроэнергии, затрачиваемой на майнинг, растет, сложность вычислений повышается. Требуется все более мощное оборудование, чтобы оставаться в прибыли при добыче крипто-монет.

Биткоин сам по себе является очень нестабильной валютой, недавно он совершал прорыв в цене, достигая $20000 за единицу. Но после таких взлетов следуют и провалы. Это стоит учитывать, если вы планируете накапливать биткоины, а не продавать их немедленно, по мере добычи. Если вы хотите составить приблизительное представление о том, сколько вы можете сделать денег из майнинга, используйте онлайн-калькулятор для расчета прибыльности.

Вы можете попытаться добывать биткоин самостоятельно, но это сейчас не самое выгодное решение. Маловероятно, что вы осилите создать установку, которая станет нодом, узлом, который единолично проводит сложные вычисления. Гораздо проще и реалистичнее присоединиться к вычислительному пулу, который уже существует. Как следует из названия, это пул машин, связанных в единую сеть, они заняты совместной обработкой информации, которая и называется майнингом.

Перед началом работ изучите, сколько прибыли реально можно получить с того или иного пула. Вы можете попробовать подключаться к разным из них, чтобы оценить доходы.

Итак, какие шаги стоит предпринять для запуска майнинга биткоина.

Выбор оборудования

Самый простой, но не самый дешевый способ начать майнинг биткоинов – купить устройства ASIC, например, AntMiner S9. Эти устройства были специально разработаны для майнинга биткоинов, что означает, что они обычно дают вам наибольшую отдачу от ваших инвестиций.

Однако, как уже упоминалось, эти устройства ASIC стоят дорого. Например, S9 в настоящее время продается от $2490 и дороже. К нему потребуется отдельный блок питания, который стоит примерно $360. Эти устройства созданы специально для майнинга BTC, нет гарантии, что они будут хорошо работать, если вы решите применить их для добычи других криптовалют.

Вы можете создать свой риг для майнинга биткоинов. Хотя они не очень эффективны с точки зрения хешрейта, обычно они требуют сравнительно небольших расходов, могут применяться для майнинга других виртуальных монет помимо биткоина. В качестве ригов можно использовать компьютеры с несколькими мощными графическими картами. Обычно они разработаны для визуализации высокодетализированной графики в играх. Но они также великолепно справляются со сложными вычислениями, связанными с майнингом биткоина.

Начать стоит с корпуса, обычно это обычный металлический каркас, который хорошо отводит тепло. Затем вам надо будет выбрать материнскую плату и видеокарты для майнинга. Например, AMD Radeon RX 580.

Вообще, если решите сделать ставку на видеокарты, изучите вопрос подробнее. Разница в моделях может быть существенной, с точки зрения их эффективности в майнинге. А различие в цене будет незначительным. То же самое касается материнских плат. Собрав машину, вам надо будет установить на нее операционную систему и программное обеспечение для майнинга. Такое решение больше подходит для тех, кто хорошо разбирается в железе, способен сам запросто собрать и разобрать компьютер.

В ином случае, проще арендовать хеш-мощность у компаний, которые предоставляют сервисы облачного майнинга. Такие фирмы имеют выделенные дата-центры, которые специализируются на майнинге биткоина. Они централизованно закупают мощные и эффективные сервера, имеют доступы к дешевому электричеству, нередко покупают его по оптовым ценам.

Эти компании предлагают фиксированное количество гигахеш в секунду (GH/s). Эту мощность можно арендовать за авансовую плату. Преимущество этого метода заключается в том, что не нужно самостоятельно вкладывать деньги в дорогостоящее оборудование.

Однако плата за облачный майнинг варьируется. Нужно будет поискать выгодные предложения. И стоит проявлять осторожность: хакеры и мошенники часто выдают себя за сервисы облачного майнинга.

Настройка электронного кошелька

После того, как вы выбрали способ майнинга, надо найти и настроить электронный кошелек, на который вы будете получать прибыль. Если вы рассматриваете этот вид деятельности, как инвестицию, не собираетесь тратить прибыль в ближайшее время, можно пойти на сайты, которые генерируют «бумажные» кошельки. Это будет некий «публичный адрес», на который вы сможете получать свои платежи.

Баланс можно будет проверять в безопасном режиме на сайте Blockchain.info. Достаточно будет просто ввести код публичного ключа. Не позволяйте никому знать пароль от кошелька, потому что это может дать доступ к вашим виртуальным монетам посторонним людям.

Если вы планируете регулярно обналичивать биткоины или совершать платежи, лучше выбрать специальный клиент. Например, легкий кошелек Electrum подходит для всех операционных систем, созданных для настольных ПК, а также для «Андроида». После создания кошелька Electrum генерирует список из десятка случайных слов, они используются в качества частного ключа. Это означает, что если что-то случится с компьютером, кошелек можно будет восстановить.

Кошелек Electrum можно установить на машине, не подключенной к сети. Это будет аналог «холодного хранилища», защищенного от действий хакеров. Эта программа также позволяет запускать кошелек в режиме наблюдения, можно будет смотреть ежедневный баланс, но нельзя будет осуществлять платежи с него.

Выбор майнингового пула

Следующей стадией станет выбор пула. В качестве одинокого майнера выступать сложно, потребуется дорогое и мощное оборудование, которое еще надо правильно настроить.

Дальнейшие шаги по подключению к пулу будут рассмотрены на примере Slush Pool, он является одним из самых популярных в мире. Процедуры подключения к пулам довольно однообразны, таким же способом вы сможете подсоединиться и к другим компаниям.

Регистрация в пуле

Зайдите на сайт Slush Pool и выберите пункт «Регистрация учетной записи». Он находится в правом верхнем углу. Придумайте имя пользователя, укажите адрес электронной почты и задайте пароль. После чего придется подтвердить регистрацию через письмо, которое придет с сайта. После этого ваш аккаунт будет активирован, можно будет начинать процесс майнинга. Пользователей на сайте называют «работниками». Считается, что надо создавать отдельные аккаунты для каждого устройства.

Ввод платежной информации

Нужно сообщить пулу информацию о том, куда вам стоит перечислять прибыль за майнинг. На сайте Slush Pool есть пункт меню «Настройки», где можно перейти в «Выплаты» и нажать на кнопку «Добавить кошелек». Там надо вставить публичный ключ для выплат. Бумажные кошельки стоит отметить отдельно. В кошельке Electrum вы сможете увидеть адреса отправителей. Заполнив таблицу, не забудьте сохранить изменения.

Многие майнерские пулы позволяют указать, после какого количества добытых биткоинов стоит осуществлять оплату. Это важно, потому что большие суммы в криптомонетах не стоит хранить онлайн. В то же время, сборы за транзакции в сети биткоина сейчас стали довольно высокими. Слишком мелкие разбивки платежей приведут к удорожанию транзакций. Планируйте такие вещи с умом, все взвесьте и просчитайте.

Настройка безопасности

Майнинговые пулы являются популярными мишенями для хакеров. Для этого есть объективные причины. Чтобы убедиться, что никто не сворует ваши добытые с трудом биткоины, убедитесь, что пул использует тип шифрования SSL. Самый простой способ понять, активирован ли этот протокол на сайте, это посмотреть, есть ли значок замка в строке браузера.

Многие пулы также позволяют вводить двухфакторную аутентификацию, Slush Pool не является исключением. Второй шаг подтверждения входа в систему способен стать серьезным препятствием для хакеров, задумавших взломать аккаунты пользователей пула. Для активизации этой функции придется использовать мобильные устройства.

Выбор программы для майнинга биткоинов

Теперь пришло время загрузить приложение для майнинга биткоина на компьютер. Есть ряд популярных программ, мы рекомендуем GUIMiner, потому что у него очень простой и понятный интерфейс. Программа сделана в виде самораспаковывающегося архива, запускается прямо из папки, в которую архив был извлечен.

Настройка конфигурации майнинга

Запустите программу GUIMiner, выберите пул Slush Pool в списке серверов. Введите имя пользователя, которое вы задали при регистрации, введите пароль.

Выберите графическую карту, которая будет добывать вам биткоины, нажмите кнопку «Начать майнинг». И процесс пойдет.

Проверка прогресса майнинга

Программа GUIMiner сама связывается с сервером и выделяет ваши вычислительные мощности для его работы. Можно будет увидеть свой хешрейт, посмотреть, как идет процесс майнинга.

В программе также есть консоль, которая позволят проверять проблемы с соединением. Имеется страница, которая содержит сводные данные, если у вас используется несколько видеокарт.

Оптимизация процесса

Если вы создали свой риг на основе специализированного оборудования, сделайте несколько мелких настроек, чтобы убедиться, что используете устройства с максимальной эффективностью.

В программе GUIMiner вы можете увидеть, какая карта используется в качестве основной, является ли ее хешрейт максимальным. Заранее это можно определить по таблице эффективности.

Сбор данных о майнинге

Предварительные данные об эффективности оборудования не всегда точны. На деле, все будет зависеть от того, как налажена связь между конкретной картой или устройством и пулом. Всегда изучайте вопрос о том, какая часть вашего оборудования работает эффективнее остальных.

Если некое устройство срабатывает не очень хорошо, можно попробовать остановить майнинг в программе GUIMiner и перезапустить его снова. Время от времени это нужно делать для оборудования, которое работает не самым быстрым образом.

Настройка скорости

Если вы видите, что тепловой режим работы оборудования позволяет немного разогнать его, стоит это сделать. Это позволит получить максимальную отдачу от устройств. С графическими картами это необходимо: там прибыли такие маленькие, что лишняя скорость не помешает.

Для разгона видеокарт неплохо работает утилита Precision X от EVGA. Драйверы AMD Catalyst тоже стоит попробовать.

Борьба с перегревом

Если вы используете собственный риг или несколько устройств ASIC, то процесс майнинга сильно разогреет ваше оборудование. Размещать его нужно в местах с хорошей вентиляцией, чтобы тепло могло хорошо рассеиваться. Стоит отметить, что чем лучше вы будете охлаждать свою машину, тем более эффективным будет майнинг.

Если вам для этого потребуется кондиционер, учтите затраты на его работу в общем списке расходов. В таких ситуациях нелишним будет убедиться в том, что добыча биткоинов является прибыльной, а не убыточной.

Если вы проживаете в холодных местностях, можете пойти по пути мудрых парней из Сибири, Канады, которые научились использовать тепло от майнинга биткоина для обогрева домов и теплиц.

Считайте ваши доходы и расходы

Как показывают исследования, требования к майнерскому оборудованию растут, процессы расчета и верификации сделок усложняются. Самые большие прибыли с майнинга получают крупные дата-центры, а не энтузиасты-одиночки. У них есть привилегии в виде быстрых машин и оптовых цен на электричество. Многие из этих дата-центров до недавних пор располагались в Китае. Их немало также в Грузии, Канаде, США, Европе.

Будучи майнером-энтузиастом, думайте о максимизации прибыли, следуйте по пути тех, кто уже придумал, как это сделать, например, за счет использования устройств ASIC. Ищите варианты получать электроэнергию дешевле.

Переезд в Китай – это, пожалуй, слишком. Но покупка более эффективного блока питания для рига – это вполне реалистичное решение. Информацию об оптимизации майнинга можно находить на специализированных форумах, там много интересных идей.

Еще один способ удешевить майнинг – использование альтернативных источников энергии. Солнечные батареи на крыше вашего дома могут помочь в этом вопросе. Это дело лучше доверять профессионалам, потому что мощность потребуется большая. А с солнечными панелями все не так примитивно, как кажется.

На количество производимой энергии влияет не только число солнечных дней, но и площадь поверхности батарей, угол наклона, направление их размещения. В общем, стоит установщикам поставить задачу по максимизации полученных ватт.

Помните о том, что вознаграждение майнеров падает вдвое каждые 210 000 блоков. Это означает, что процесс майнинга биткоинов будет становиться все менее выгодным. Стоит постепенно увеличивать свой хешрейт, чтобы процесс оставался прибыльным для вас в течение долгого времени.

Подписывайтесь на наш Telegram канал. Будьте в курсе новых статей.

Источник