Рост сложности майнинга ethereum

О сложности майнинга в сети Ethereum

Большое количество майнеров занимается добычей Ethereum на видеокартах. В связи с этим для них важно понимание принципов изменения сложности майнинга этой монеты, которая прямо влияет на получаемый доход.

Рассмотрим подробнее, как работает алгоритм изменения сложности майнинга в сети Ethereum и схожих блокчейнах.

Изменение сложности майнинга в сети Эфириум

Сложность майнинга на алгоритме PoW Ethash в сетях Ethereum и Ethereum Classic после осуществления обновления EIP 2 (реализовано в Homestead Difficulty Adjustment начиная с блока 1,150,000) подсчитывается по следующей формуле:

где // — это оператор целочисленного деления (integer division operator), например:

Формулу можно представить в таком виде:

d_c — текущее значение сложности;

d_p — предыдущее значение сложности;

ts_c — время нахождения текущего блока;

ts_p — время нахождения предыдущего блока;

n_p — номер блока, от которого ведется отсчет для дополнительного экспоненциального нарастания сложности майнинга каждые 100 тысяч блоков.

Первая выделенная часть формулы (Sub-formula A) касается постоянного изменения сложности майнинга в зависимости от текущего времени нахождения блоков. Она задает значение, согласно которого производится корректировка сложности вычислений в зависимости от времени нахождения блоков.

Вторая часть формулы (Sub-formula B) отвечает за экспоненциальное увеличение сложности майнинга каждые 100 тысяч блоков. Эта часть формулы определяет начальную точку экспоненциального (взрывного) увеличения сложности майнинга, то есть определяет время взрывного увеличения difficulty (срабатывания бомбы сложности или начала ледникового периода).

До обновления Homestead сложность в сети Ethereum считалась по схожей формуле. После активации хардфорка Homestead (14.03.2016, Pi day) время нахождения блоков (начиная с номера 1,150,001) уменьшилось с десятков до 9-14 секунд (в 5-6 раз!).

Затем, после Homestead в формулу изменения сложности (в часть Sub-formula B) вносились изменения путем хардфорков:

1. Хардфорк Byzantium, осуществлен 16.10.2017 на блоке 4,370,000 (145-я эпоха майнинга). Точка активации бомбы сложности сдвинута назад на 3 млн. блоков;
2. Хардфорк Constantinople, реализован 30.01.2019, блок 7,280,000, отсчет сдвинут еще на 2 млн. блоков;
3. Хардфорк Muir Glacier, проведен 02.01.2020, блок 9,200,000, точка отсчета смещена дополнительно на 4 млн. блоков. Целевое время между блоками установлено на 13 секунд.

В общей сложности в результате трех хардфорков (Византия, Константинополь и «Ледник Мюир») отсчет графика нарастания дополнительной сложности был сдвинут назад на 9 млн. блоков.

Рассмотрим подробнее, как работают обе части формулы изменения сложности майнинга в сети Ethereum (и других, схожих блокчейнах на Ethash).

Постоянная корректировка сложности майнинга в сети Ethereum

Постоянная корректировка сложности майнинга в сети Ethereum производится на основе сравнения времени нахождения соседних блоков с усреднением, кратным 2048 по формуле (Sub-formula A):

Согласно этой формуле постоянно подгоняется значение сложности майнинга так, чтобы получить целевое время между блоками, не более заданного разработчиками.

В зависимости от заданного максимального времени между блоками, выражаемого переменной timestamp difference (block_timestamp — parent_timestamp), существует три возможных состояния, влияющих на изменение сложности:

• если время между блоками = 14 секунд, сложность падает пропорционально значению timestamp difference, от parent_diff // 2048 * -1 до максимально возможного значения, равного parent_diff // 2048 * -99.

Графическая иллюстрация изменения скалярной величины, использующейся при постоянном уточнении сложности майнинга в зависимости от времени нахождения блоков:

Плавность регулировки сложности майнинга даже после сильного внешнего влияния на сеть обеспечивается усреднением, кратным 2048. Значительное влияние может быть связано с одномоментным включением больших мощностей или влиянием хардфорков, изменяющих дату начала отсчета экспоненциального нарастания сложности (Difficulty Bomb).

Еще одним фактором, значительно влияющим на сложность майнинга в долгосрочной перспективе является Sub-formula B — вторая часть формулы, определяющая какое дополнительное значение сложности будет добавлено при вычислениях на алгоритме Ethash в зависимости от номера текущего блока.

Увеличение сложности майнинга Ethereum каждые 100 тысяч блоков и бомба сложности

Увеличение сложности майнинга каждые 100 тысяч блоков заложено разработчиками в алгоритм майнинга Ethereum для стимулирования перехода сети с малоэффективного с точки зрения потребления энергии алгоритма консенсуса proof-of-work (POW) на proof-of-stake (POS). В блокчейне биткоина такая функция отсутствует.

Это требование становится все более актуальным с увеличением количества находящихся в обращении монет ETH. Для уменьшения инфляции нужно, чтобы часть владельцев аккумулировала большие суммы для содержания мастернод.

Так как увеличение сложности майнинга происходило значительно быстрее развития сети Ethereum, дата взрывного роста сложности майнинга постоянно откладывается путем искусственного переноса назад точки отсчета таймера Difficulty Bomb во второй части формулы, определяющей сложность майнинга в блокчейне Ethereum.

Это возможно благодаря тому, что в «Sub-formula B» предусмотрена ступенчатое (экспоненциальное) увеличение difficulty каждые 100,000 блоков (15 дней).

Sub-formula B, ответственная за время наступления ледникового периода:

где n_p+1 — это номер блока, с которого активирована работа счетчика бомбы сложности. Сначала ее влияние на сложность минимально, так как слишком мал показатель степени у двойки. На двухсоттысячном блоке, взятом для начала отсчета, показатель степени равен единице, влияние на текущее значение difficulty незаметно, но экспоненциальный рост уже начат. Через 1 млн. блоков показатель степени становится равным 8, следовательно сложность вырастает на 2 8 = 256. Еще через 1 млн блоков сложность вырастает на 2 18 = 262144 и т.д.

Экспоненциальный график функции y = 2 x :

Экспоненциальное изменение сложности майнинга Ethereum на практике:

Учитывая, что одна эпоха майнинга занимает 30,000 блоков (4-5 дней), увеличение сложности под влиянием «Sub-formula B» происходит раз в 3,33 эпохи (1 раз в полмесяца). Не стоит забывать, что с каждой эпохой на 8 Мб растет размер DAG, что дополнительно усложняет вычисления и уменьшает количество шар, найденных майнерами.

Как на практике производится перенос даты взрывного увеличения сложности майнинга?

При существенном увеличении сложности майнинга из-за влияния второй части формулы подсчета сложности майнинга (Sub-formula B) значительно возрастает время между найденными блоками, что существенно уменьшает быстродействие сети и время прохождения транзакций.

В связи с неготовностью сети Эфириум к переходу на PoS, а также из-за заинтересованности различных субъектов в продолжении существующей ситуации, вопрос взрывного возрастания сложности майнинга решается путем замены текущего значения block.number на фейковый номер блока.

Например, во время хардфорка Byzantium, который был проведен на блоке 4,370,000 (145-я эпоха майнинга, сложность более 2,994 квадриллионов) формула была изменена следующим образом (коричневым цветом выделены новые части, зеленым — подвергшиеся изменению):

В качестве точки отсчета после Byzantium стал использоваться fake block номер 1,370,000.

В результате внесенных в раздел Б формулы изменений, отсчет увеличения значения показателя степени, определяющего экспоненциальный рост сложности, был сдвинут назад на 3 млн.блоков. На практике был осуществлен прыжок во времени в прошлое на 529 дней — к вычислениям на уровне сложности 20.04.2016 года (блок 1,370,001) — дополнительная сложность в секции Б формулы стала равна примерно 2 13 .

Аналогичные события произошли и во время форка Constantinople (введен фейковый блок номер 2,280,000, дополнительная сложность по второй части формулы стала равной 2 22 ), и во время форка Muir Glacier (fake number 200,000, дополнительная сложность упала до единиц).

После хардфорка Muir Glacier 02.01.2020 начало отсчета сдвинулось на 200-тысячный блок:

9,200,000 («Muir Glacier» fork_block) — 9,000,000 = 200,000

Заключение

Пересчет сложности майнинга в сети Эфириум производится на каждом блоке. Сложность вычислений у Ethereum и подобных криптовалют растет из-за двух факторов:

1. Вход в сеть новых дополнительных мощностей, который приводит к увеличению сложности вычислений для нахождения нужных хешей за определнное разработчиками время;
2. Периодическое (раз в полмесяца) увеличение сложности майнинга в связи с воздействием так называемой «бомбы сложности».

Рост сложности в сети Ethereum, обусловленный возрастанием difficulty каждые 100 тысяч блоков приведет к тому, что к началу лета 2021 года значительно упадет доход от майнинга. Это связано с уменьшением количества найденных шар из-за возросшей сложности вычислений. В более выгодном положении будут находится майнеры с мощными GPU, для которых такое усложнение пройдет практически незамеченным.

Указанные факторы неизбежно приведут к падению рентабельности майнинга на видеокартах, что стоит учитывать тем, кто рассчитывает окупаемость своих вложений на долгосрочную перспективу.

Источник

Сложность добычи Эфириума: график роста, динамика

1. Сущность понятия
   • «Бомба сложности»

2. Факторы, которые влияют на сложность майнинга
3. Какова динамика сложности Ethereum
4. На что влияет изменение сложности сети
5. Где посмотреть сложность
6. Прогноз сложности на ближайшее время

Сложность Ethereum представляет собой показатель, предоставляющий майнеру информацию о затратах времени и мощности, с которыми он столкнется в процессе поиска хэша в сети с помощью специального оборудования (ферм на GPU и другой техники). В чем особенности параметра? От чего зависит рост и какова его динамика сегодня? На каких сервисах можно глянуть сложность ETH на графиках? Поговорим об это детально.

Сложность майнинга Эфириума — сущность понятия

Во всех криптовалютах, использующих алгоритм «доказательства работы» (PoW), закладывается принцип изменения сложности майнинга. По этому показателю можно судить, сколько времени будет затрачено участником сети для подбора хэша, необходимого для формирования очередного элемента blockchain.

Сложность добычи Эфириума измеряется хэшрейтом, а именно поиском необходимого значения до получения единственного ключа. Чем больший временной промежуток уходит на его поиск, тем труднее добывать криптовалюту и тем выше рассматриваемый показатель. В платформе Ethereum применяется индивидуальный алгоритм хэширования под названием Ethash. Считается, что это более продвинутый вариант, чем Dagger Hashimoto.

Особенность алгоритма в том, что он отражает метаданные последнего блочного элемента в цепочке blockchain. Речь идет о параметре Nonce, случайное нахождение которого исключено. Его получение возможно в случае перебора всех вариантов с применением специального оборудования. Как только необходимый хэш найден, майнер вправе рассчитывать на премию, которая на 17 сентября 2018-го составляет 3 ETH.

Регулирование сложности сети Эфириума осуществляется без участия команды разработчиков или пользователей сети. Система анализирует скорость получения нового блока, меняя сложность в большую или меньшую сторону. Более подробно о факторах, которые воздействуют на параметр, поговорим далее.

«Бомба сложности»

В криптовалютном пространстве часто встречается термин «бомба сложности». Речь идет об алгоритме, задачей которого является усложнение майнинга ETH. Наибольшая проблема, которая обсуждается в среде майнеров еще с 2017-го — перевод сети с PoW на PoS. Такой шаг разработчиков может привести к тому, что добыча Ethereum (в стандартном понимании) утратит всякую актуальность. Суть в том, что PoS не зависит от майнинга, а доход — от объема монет у конкретного пользователя сети. Если при наличии алгоритма PoW именно майнеры обеспечивают работоспособность сети, в PoS они будут не нужны.

Чтобы устранить риски для криптовалюты, разработчики проводят переход в несколько этапов. Первый из них — Метрополис, который включает в себя два шага. Первый из них (переход на Byzantium) произошел 16 октября 2017 года. В результате награда майнеров была уменьшена до 3 ETH. Следующий шаг — Constantinople, после проведения которого изменится сама структура существующих смарт-контрактов. На середину сентября 2018 года разработчики находятся на стадии тестирования Constantinople.

Переход на новый алгоритм будет шоком для майнеров. Многие из них могут остаться на привычном для себя механизме консенсуса. В результате высок риск очередного хардфорка в криптосети Эфириум. Такое уже было, когда в 2016 году появился Ethereum Classic.

Цель перехода на PoS в том, чтобы повысить сложность майнинга и практически нивелировать возможность генерации виртуальных монет. Любые попытки участников сети добыть криптовалюту ничего не дадут, поэтому многие майнеры будут вынуждены перейти на другие альткоины. Некоторые пользователи еще сохраняют надежду, что разработчики откажутся от нововведения. Это связано с тем, что переход на PoS может привести к ряду трудностей в виртуальной сети:

Риск хардфорка (об этом упоминалось выше). У участников криптосети имеется яркий пример 2016-го, когда произошло успешное разделение блокчейн ETH на две независимые цепи. В результате появился ETC.

Трудности с оборотом виртуальных монет. Особенность PoS в том, что заработок участника сети напрямую зависит от числа коинов в кошельке. Следовательно, ему будет невыгодно их продавать на бирже или обменивать на другие виртуальные монеты.

Централизация сети из-за скопления большого числа ETH в руках крупных инвесторов.

Мошенничество. В процессе добавления блока валидаторы (теоретически) могут включить в блок вирус или попытаться негативно влиять на блокчейн. На практике это будет рискованно, ведь в случае обнаружения мошенничества участник сети рискует всем свои капиталом.

Факторы, которые влияют на сложность майнинга Эфириума

При анализе сложности майнинга Эфириума важно понимать, какие внешние факторы могут влиять на этот показатель. Здесь можно выделить ряд ключевых аспектов:

Время, за которое создается новый блок в цепочке блокчейн. То есть период, в течение которого происходит подбор хэша для формирования нового блока. Средняя скорость создания одного элемента blockchain составляет около 14,5 секунд. В случае снижения этого параметра происходит рост показателя сложности и наоборот. Благодаря этому нюансу криптосеть удерживается в равновесии и гарантирует нахождение скорости получения блока на одном уровне.

Развитие технологий. Последнее время применение видеокарт при майнинге Эфириума становится менее выгодным. Это вызвано появлением на рынке оборудования с большей производительностью, способного быстрее перебирать хэш и находить нужное значение. Так, с выпуском ASIC-майнера Bitmain Antminer E3 в добыче криптовалюты многое изменилось. Чем большее число пользователей покупает и использует упомянутую технику, тем активнее растет сложность добычи Ethereum. Для сравнения видеокарты имеют хэшрейт в диапазоне 20–40 МХ/с, а у Bitmain Antminer E3 этот параметр составляет 190 МХ/с. Логично предположить, что такое устройство будет лучше справляться с подбором хэша, что вынуждает сеть повышать сложность для сохранения заданной скорости формирования блока.

Повышение курса. Значительный рост курса ETH в 2017-м привел к скачку популярности Ethereum в криптовалютном сообществе. Многие люди приняли решение добывать виртуальную монету с помощью специальных ферм. В результате общий хэшрейт сети значительно вырос, что неизбежно сказалось и на росте сложности Ethereum. Похожая ситуация произошла с Биткоин, который в конце 2017-го получил еще большую популярность, а сложность увеличилась во много раз.

Рентабельность. Это косвенный фактор, который сказывается на сложности. Если участникам сети выгодно инвестировать деньги в коины ETH, они присоединяются к добыче, что влечет за собой описанные выше последствия.

Стоимость электроэнергии — еще один косвенный параметр, на который ориентируются майнеры. Рост расходов на электричество влияет на рентабельность майнинга ETH. Если участники сети потеряют интерес к майнингу, это приведет к уменьшению общего хэшрейта и снижению сложности. На данный момент это вряд ли произойдет, ведь новые асики потребляют меньше энергии, чем фермы на GPU, обеспечивая при этом высокую производительность.

Если говорить в целом динамика сложности Ethereum зависит от двух ключевых факторов:

Суммарного хэшрейта в криптосети (общей производительности оборудования, которое применяется для добычи ETH).

Времени, затрачиваемого на поиск Nonce и создание элемента цепочки blockchain.

Остальные факторы являются косвенными и влияют на указанные выше параметры.

Какова динамика сложности Ethereum — главные нюансы

В момент появления виртуальной монеты Биткоин сложность добычи была минимальной и составляла 121 ГХ/с. С ростом популярности криптовалюты и появлением новых майнеров добывать криптовалюту становилось все труднее. Для лучшего понимания выделим, как менялась сложность майнинга Эфириум (с учетом графика):

2015 год. Известно, что криптовалюта ETH появилась 30 июля 2015 года. К концу года параметр сложности достиг 8,5 ТХ/с, то есть он вырос в 70 раз, если сравнивать с первоначальным параметром.

2016 год. Уже к апрелю сложность майнинга увеличилась до отметки 23,7 ТХ/с и продолжала расти. Это обуславливалось появлением более мощных видеокарт и повышением интереса к добыче виртуальной монеты. 1 октября показатель достиг 85 ТХ/с. К концу октября сложность превысила отметку в 100 ТХ/с, но в последующем произошел небольшой отскок. К концу года показатель находился на планке около 80 ТХ/с.

2017 год. Настоящий бум начался в 2017-м, когда все популярные коины показали невероятный рост курсовой цены. На этом фоне значительно возросла популярность майнинга, и увеличился общий интерес к виртуальной монете. Если в январе сложность находилась на уровне 90–110 ТХ/с, уже к концу июня она была 972 ТХ/с, то есть выросла в 10 раз. Но это было только начало. Пик сложности пришелся на середину октября, когда этот параметр достиг отметки в 3 PХ/с. В дальнейшем произошел резкий спад, и уже 21 октября сложность майнинга ETH составляла 1,47 РХ/с. Причиной такого обвала стало официальное объявление о завершении 1-го этапа Метрополис. Но впоследствии показатель взял свое, и до конца года на вырос до 1,91 РХ/с.

2018 год. Одного взгляда на график сложности Эфириума достаточно, чтобы увидеть тенденцию роста популярности виртуальной монеты. После резкого скачка и временной коррекции в 2017 году, с начала 2018-го сложность снова пошла вверх. Уже в июле показатель превысил отметку в 3,5 РХ/с. В дальнейшем параметр менялся в небольших диапазонах и последнее время наблюдается снижение показателя. Сложность Эфириума на сегодня (17 сентября 2018 года) находится на отметке 3,129 РХ/с. Такое падение многие объясняют приближающимся переходом сети на алгоритм PoS, о котором упоминалось выше.

На что влияет изменение сложности сети Эфириума?

В процессе добычи криптовалюты майнеры обращают внимание на множество факторов — стоимость оборудования, курсовую цену добываемой криптовалюты и другие аспекты. Один из наиболее важных моментов — сложность криптосети Эфириум. От этого показателя зависит доход участника сети. К примеру, если указанный параметр повышается на 20 %, прибыль майнера падает на 20 %. Здесь имеет место почти линейная зависимость.

Кроме того, с ростом сложности возрастают и расходы майнера. Участник криптосети вынужден тратить больше денег на покупку оборудования. К примеру, сбор фермы на GPU при условии покупки 6–8 видеокарт обходится в сумму 5–8 тысяч долларов. Если покупать асик, о котором упоминалось выше (Bitmain Antminer E3), затраты будут ниже (около 1200 долларов). При сохранении текущей тенденции добыча виртуальной монеты ETH с помощью ферм на GPU будет бессмысленной. К слову, расчеты показывают, что окупаемость оборудования на видеокартах составляет несколько лет. Вот почему участники сети активно переходят на асики, а это, в свою очередь, влияет на сложность добычи виртуальных монет.

Где посмотреть сложность Ethereum?

Майнерам для анализа эффективности добычи ETH нужно держать под контролем уровень сложности. В этом помогают графики, которые легко найти в Интернете. Выделим несколько популярных сервисов, где можно посмотреть сложность Ethereum:

Cryptorate.ru/ethereum/ethereum.php — удобный сайт, где отражается информация об изменении сложности в конкретный период (задается пользователям). Здесь легко увеличить масштаб интересующего участка и проанализировать изменение сложности более подробно. Здесь же имеется возможность дискретного изменения масштаба отражения — за 1 день, 1 неделю, 1 месяц и так далее.

Bitinfocharts.com/ru/comparison/ethereum-difficulty.html — наиболее точный и наглядный график сложности сети Ethereum. На нем можно увидеть всю интересующую информацию, начиная с первого дня появления виртуальной монеты до текущего момента. Плюс сайта в том, что он позволяет сравнить показатель сложности ETH с этим же показателем для других коинов. Для этого достаточно активировать интересующие кнопки под рисунком.

Coinwarz.com/difficulty-charts/ethereum-difficulty-chart — ещё один график с наглядной структурой. Здесь все просто. Горизонтальная шкала отражает временной промежуток, а вертикальная — сложность сети Эфириума. При желании пользователь может изменить период отображения или увеличить масштаб. Для большего удобства под графиком приведена подробная расшифровка значений по датам.

Имея такие графики перед глазами, участнику сети проще проанализировать текущие тенденции на основании истории и сделать прогноз на будущее по дальнейшему изменению сложности виртуальной монеты.

При анализе сложности сети Эфириум рекомендуется учесть ряд моментов:

Параметр сложности периодически меняется с учетом изменения скорости добычи очередных блоков. Вот почему сведения на разных сайтах могут различаться.

Для получения более точного параметра лучше брать данные с различных источников и рассчитывать средний арифметический параметр.

В процессе анализа лучше изучать не только последние 1–2 дня, но и историю изменения за последние 2–3 месяца.

Прогноз сложности Эфириум на ближайшее время

Глядя, как растет сложность Ethereum, майнеры задумываются об актуальности добычи виртуальной монеты. Но, несмотря на заложенную «бомбу сложности», виртуальная монета остается одним из наиболее выгодных инструментов для добычи. Такую криптовалюту еще можно майнить с помощью видеокарт, но лучше применять более современное оборудование — асики. Использование Bitmain Antminer E3 позволяет заработать около 100 долларов в месяц. При этом общая окупаемость оборудования составит около года.

Однако ситуация может измениться после замены алгоритма майнинга. В процессе приближения к PoS сложность добычи может снижаться из-за постепенного перехода участников криптосети на другие виртуальные монеты. Этот шаг будет вынужденным, ведь после окончательного запуска PoS применение асиков или любого другого оборудования станет бесполезным. Прибыль участников сети будет зависеть от количества монет на счету, а не от производительности асика или GPU. Но пока этого не произошло, майнеры продолжают добывать виртуальные монеты в расчете на получение прибыли. Что будет дальше, зависит от команды разработчиков и их решения.

Источник