Время нахождения блока биткоина

Инструкция по добыче одного блока биткоина

Рассмотренное ранее определение термина «блокчейн» практично и емко повествует об основных характеристиках технологии. Вместе с тем мы знакомимся с идеями практического применения данной системы в реальных условиях, будь то бизнес или государственный аппарат.

Но чтобы лучше разбираться в нюансах майнинга криптовалют, необходимо рассмотреть блокчейн как структуру и изучить каждый отдельный его аспект: что такое блоки, откуда они берутся и как найти хотя бы один блок самостоятельно.

Что такое блок

Начнем с того, что блокчейн (Block — блок, chain — цепь) — это децентрализованная база данных, которая предназначена для хранения последовательных блоков с набором характеристик (версия, дата создания, информация о предыдущих действиях в сети). Аналоговым примером его структуры представляется бесконечно длинная металлическая цепь, в которой нельзя разорвать или поменять местами звенья.

Блоки, найденные майнерами, и есть те самые звенья. При создании блока в нем делается запись обо всех предыдущих действиях и транзакциях, затем он запечатывается и сохраняется в блокчейн на тысячах клиентских устройств в сети. Таким образом, мы не сможем отредактировать, удалить или переместить их. Только найти и добавить следующие. В этом и скрыта вся прелесть технологии.

Зачем искать блоки

Майнинг — это простейший перебор миллионов комбинаций кода, среди которых скрыто верное и уникальное значение (хэш) для каждого нового блока в сети. Поэтому, чтобы их находить, а, следовательно, подтверждать транзакции и поддерживать работу блокчейна монеты, необходимы постоянные и непрерывные вычисления.

Впрочем, разработчики пытаются оптимизировать алгоритмы добычи или вообще избавиться от классического майнинга и изменить способ подтверждения транзакций с помощью PoS системы. Ведь на поиск биткоинов уходит невероятное количество энергии. Если взять за среднее значение показатели мощности и энергопотребления ASIC-майнера Antminer S9, то на данный момент сеть биткоина потребляет около 5 ГВт электроэнергии в час.

Немного теории

Пока не будем вдаваться в числовые подробности, а разберемся с тем, как происходит добыча блоков. Перед майнером стоит задача решить математическую головоломку, чтобы быстрее всех разгадать ключ к блоку и вычислить подходящий криптографический код. С помощью сверхбыстрого (об этом мы еще поговорим) перебора комбинаций находится ключ nonce (number only used once), который откроет правильный хэш блока. Соответственно, чем быстрее сеть (так мы называем совокупность всех майнерских мощностей в сети монеты) решает такие задачи, тем быстрее находятся блоки. Так выглядит хэш блока биткоина:

Для справки: количество нулей bits в начале хэша регулируется автоматически для уравнивания сложности сети. Это необходимо, чтобы ограничить эмиссию монеты. Так как эмиссия биткоина ограничена объемом монет в 21 миллион, возникает необходимость регулировать и ограничивать количество добываемых блоков в сети. Это и есть сложность майнинга. Математический расчет показал, что последний биткоин будет добыт в 2140 году. Так, Сатоши Накамото, создатель биткоина, первым предложил внедрить алгоритм увеличения сложности поиска блока в сети. То есть чем больше майнеров присоединяются к добыче, тем сильнее система закручивает гайки.

Математическая задача

Возникает вопрос: если вычисления выполняются по инструкции, почему бы нам не попытаться найти блок вручную? Довольно простой алгоритм SHA256 можно повторить на бумаге, как это сделал в своем блоге американский энтузиаст-разработчик Кен Ширрифф.

Для криптографического перемешивания используются входные данные весом в 512 бит, которые впоследствии разделяются и образуют результат в 256 бит. Вычисление поделено на раунды, как на картинке ниже. Каждый такой раунд выполняется в 64 прохода.

После прохождения 64 кругов подбора на выходе получится уникальный код для шифрования свежего блока. Этот процесс довольно прост с точки зрения математических расчетов, но очень объемен и его практическое применение возможно лишь с учетом того, что каждый такой раунд будет выполняться молниеносно. Да, вручную такая задача решаема, но бессмысленна, ведь подсчет всего одного раунда будет длиться намного дольше, чем майнеры найдут валидный блок.

Так или иначе, каждый может попробовать себя в роли настоящего гения криптографии и найти блок биткоина на бумаге. Кен Ширрифф поделился знаниями и записал практическую часть процесса на видео.

Кратко разберем происходящее. Слова от A до H выписаны в столбик. Каждое из них записано в шестнадцатеричной системе, затем их переводят в двоичную. Итог maj находится под C, сдвиги и 0 записаны над шестнадцатеричным видом A. Функция выбора записывается под G, и, наконец, соответствующие сдвинутые версии E и значение после блока 1 идут над строкой с E. В нижнем правом углу выполняем сложение, результат которого необходим для вычисления следующих A и E. Справа сверху расположили новое значение A, а посередине — новое E.

Один раунд алгоритма вычисления блока выглядит следующим образом:

После таких круговых вычислений мы получаем заветный набор цифр и букв, который и будет настоящим блоком. Эти примеры могут показаться сущим пустяком для компьютерного интеллекта, но в случае с майнингом такое решение вполне оправдано отказоустойчивостью и энергоэффективностью оборудования.

Почему так сложно найти блок

Далеко позади остались времена, когда можно было майнить биткоин видеокартой и мощным процессором. Сложность сети возросла так сильно, что на поиск одного блока в сети требуется огромная вычислительная мощность, а награда за него и вовсе уменьшилась с 25 до 12.5 биткоина. А в 2009 году за блок отдавали целых 50 монет! К 2020 году ожидается очередное двукратное снижение награды. Несмотря на автоматическую подстройку сети, алгоритмы математических расчетов остаются прежними как для биткоина, так и для любой PoW (Proof of Work) монеты.

Рассмотрим сеть биткоина в цифрах. В качестве эталонных значений возьмем характеристики ASIC Antminer S9j для майнинга биткоина, который умеет обрабатывать около 15 терахэшей, то есть ровно 15,000,000,000,000 хэшей, в секунду. Получается, что такая небольшая «машинка» сможет посчитать пример из видео 15 триллионов раз в секунду! Это невероятно для человеческого мозга, но крайне мало для майнинга и сети биткоина.

Сегодня хэшрейт сети биткоина перешагнул отметку в 50,000,000,000 GH/s. А это уже цифра космических масштабов — 50,000,000,000,000,000,000 хэшей в секунду. Пятьдесят квинтиллионов! Для сравнения, диаметр Млечного Пути составляет почти квинтиллион километров. А до ближайшей галактики нам лететь 25 квинтиллионов километров.

Между прочим, в Китае уже начали тестирование новейшего суперкомпьютера Sunway, который сможет выполнять квинтиллион операций в секунду.

Источник

Сколько времени занимает добыча одного биткоина?

В качестве основы для своей безопасности биткоин (BTC) использует алгоритм консенсуса Proof-of-Work (PoW) . Это означает, что он, как и многие другие криптовалюты, имеет сеть криптовалютных майнеров, которые находят новые блоки и добавляют к ним ещё неподтверждённые транзакции.

Процесс нахождения одного блока, который занимает примерно 10 минут, также приводит к выпуску фиксированного количества новых биткоинов. В настоящее время эта цифра составляет 6,25 BTC за блок ; она уменьшается вдвое примерно каждые четыре года (при добыче 210 000 блоков), что снижает количество биткоинов, выпускаемое с каждым вновь добытым блоком.

Выпускаемый BTC предоставляется в качестве стимула для майнера (или группы майнеров, если работа ведётся в майнинговом пуле), добывшего блок.

Сколько времени нужно, чтобы добыть 1 BTC

Несмотря на то, что для нахождения каждого блока требуется 10 минут и успешно добывшему его майнеру даётся вознаграждение в размере 6,25 BTC, важно понимать, что в процессе нахождения блоков конкурирует по сути вся сеть биткоина.

Это означает, что успешно найти блок может только один майнер из всей сети майнинга, и, поскольку здесь работают десятки тысяч биткоин-майнеров, шансы добыть блок в одиночку довольно низкие.

По этой причине подавляющее большинство биткоин-майнеров работают вместе как часть майнинг -пула, комбинируя свой хешрейт, чтобы иметь больше шансов на нахождение блока. Затем, независимо от того, какой именно майнер из пула обнаруживает блок, награды распределяются равномерно по всему пулу.

Следовательно, майнер, который обеспечивает 1% от общего хешрейта пула, также получит 1% от начисляемых за блок вознаграждений.

В настоящее время F2Pool является крупнейшим пулом по доле хешрейта, обеспечивая около 26,73 Эх/с (экзахеш в сек) от общего хешрейта биткоина, равного 134,6 Эх/с. Доля хешрейта в 19,9% по существу означает, что около 19,9% от общего количества вновь выпущенных BTC добывается именно этим пулом, что эквивалентно цифре в 179,1 BTC в день (из 900 BTC, распределяемых в день по всем майнерам).

Отдельный майнер, который обеспечивает 1% хешрейта пула (

267 Пх/с (петахеш в сек)), будет зарабатывать примерно 1,79 BTC в день. Это означает, что при текущих уровнях сложности майнеру потребуется около 149,2 Пх/с хешрейта для добычи в среднем 1 BTC в день.

Ещё до конца нового десятилетия скорость выпуска биткоина и выхода на рынок новых монет снизится до 225 BTC в день. По сравнению с началом 2020 года, когда ежедневно создавалось 1800 биткоинов, это означает потерю примерно 90% нового предложения.

Для сравнения, это эквивалентно работе 2331 новейшего ASIC-майнера Antminer S17e со скоростью 64 Тх/с (терахеш в сек); эти устройства были выпущены в ноябре 2020 года. Такая конфигурация будет стоить где-то порядка $ 1,86 млн при средней стоимости единицы в $ 799 за шт. Их покупка может оказаться затруднительной, поскольку в настоящее время модель Antminer S17e распродана (по состоянию на декабрь 2020 года) и доступна только с наценкой у торговых посредников.

Для майнеров с более скромным бюджетом генерация вознаграждения в 1 BTC за работу с пулом при условии использования Antminer S19 Pro (устройства прежнего поколения, но повсеместно доступного) займёт в общей сложности 1356 дней, что эквивалентно генерации 0,00073 BTC в день, или около $ 17,52 по текущим ценам.

Чтобы рассчитать, сколько времени потребуется другой майнинговой установке для генерации 1 BTC в качестве вознаграждения, вы можете просто подставить её хешрейт в следующее уравнение: 1/(хешрейт (в Пх/с)) * 0,0066. Этот результат даст количество дней, необходимое для получения 1 BTC в качестве вознаграждения на текущих уровнях сложности.

Могут ли биткоин-майнеры работать в одиночку?

Несмотря на то, что большинство биткоин-майнеров, как правило, объединяют свои усилия в пулах, действовать можно и в одиночку.

В отличие от пулов для биткоин-майнинга, которые гарантируют хоть и меньшие, но регулярные выплаты, а также устраняют большинство рисков, связанных с майнингом BTC, соло-майнинг – это скорее азартная игра, но она может быть и более выгодной. Поскольку майнерам-одиночкам не нужно платить пулу какие-либо комиссии, общая прибыльность майнинга может быть немного выше, чем при работе с пулом. Особенно это справедливо для тех, кто занимается майнингом в промышленных масштабах.

По статистике, майнер-одиночка, который хочет генерировать 1 BTC в день, должен обеспечить чуть более 0,11% от общего хешрейта биткоина. Как мы уже упоминали, это эквивалентно примерно 149,2 Пх/с или совокупной производительности 2334 майнинговых устройств Antminer S17e. В среднем, такой майнинг добывает блок, приносящий вознаграждение в размере 6,26 BTC каждые 6,25 дней, что в среднем составляет тот самый 1 BTC в день.

Поскольку даже крупномасштабный майнинг, эксплуатирующий более 2000 устройств для майнинга, потребовал бы на нахождение одного блока почти неделю, майнеры, обладающие всего лишь несколькими устройствами, скорее всего, годами не находили бы ни одного блока, что в большинстве случаев сделало бы их деятельность бессмысленной.

Майнинг биткоина в 2020 году и в будущем

Ранее один из крупнейших по хешрейту пулов для майнинга биткоина – пул OKEx , в период с октября по ноябрь 2020 года продемонстрировал падение активности на 99,5%, что произошло после того, как биржа приостановила возможность вывода средств из-за невозможности связаться с одним из владельцев приватных ключей.

С тех пор хешрейт SHA256 пула OKex ощутимо восстановился, и в настоящее время он составляет 196,8 Пх/с, и там активно более чем 3400 майнеров, что более чем в десять раз превышает ноябрьские минимумы.

В связи с тем, что крупные институциональные инвесторы, такие как Grayscale, PayPal и Cash App, в настоящее время скупают более 100% всех недавно выпущенных биткоинов, а также увеличивают суммы BTC, зафиксированных в виде wrapped-токенов на других блокчейнах (таких как Ethereum и Tron), в 2020 году спрос на биткоины значительно вырос.

В результате с начала года цена биткоина поднялась более чем на 150%, достигнув новых рекордных значений на ряде платформ.

Про лучшие биткоин-краны 2020 года читать здесь .

Подписаться на все новости в Telegram здесь.

Источник

Что такое блок в Биткоине и криптовалюте? Время, награда и майнинг

Блоки- это файлы, в которых постоянно записываются данные, относящиеся к сети криптовалюты (к примеру, Биткоин). Блок записывает некоторые или все самые последние транзакции монеты, которые еще не вошли в какие- либо предыдущие блоки.

Таким образом, блок подобен странице книги учета или книге записей. Каждый раз, когда блок «завершается», он уступает место следующему блоку в блокчейне.

Таким образом, блок является постоянным хранилищем записей, которые, будучи однажды записаны, не могут быть изменены или удалены.

После того, как блок сформируется он организуются в линейную последовательность (также известную как блокчейн). Новые транзакции постоянно обрабатываются майнерами (если монета PoW – то есть майнится), или валидаторами (если монета PoS – то есть не майнится) в новые блоки, которые добавляются в конец цепочки блокчейна.

Ключевые моменты статьи:

• Блок можно рассматривать как звено в цепи. Он обладает частью или всеми записями предшествовавших ему сделок.
• Блокчейн — сеть состоит из миллионов блоков, которые находятся в постоянном состоянии потока.
• Блок практически невозможно взломать. Если бы это было возможно, то это имело бы тот же эффект, что и грабитель банка, потянувшийся через прилавок и взявший не только деньги, но и все банковские записи.
• Биткойн — майнеры могут решать сложные математические уравнения и получают награду BTC, за усилия по поиску решений – то есть проверки блока на подлинность.

Что такое блок?

Каждый блок содержит, помимо прочего, текущее время, запись некоторых или всех недавних транзакций и ссылку на блок, который шел непосредственно перед ним.

Он также содержит ответ на сложную для решения математическую головоломку, ответ на которую уникален для каждого блока. Новые блоки не могут быть переданы в сеть без правильного ответа.

Математическая задача в каждом блоке чрезвычайно сложна, но как только найдено правильное решение, остальной части сети очень легко подтвердить, что решение является правильным. Существует несколько допустимых решений для любого данного блока — для решения блока нужно найти только одно из решений.

Транзакции Биткоинов передаются в сеть отправителем, и все одноранговые узлы, пытающиеся решить блоки, собирают записи транзакций и добавляют их в блок, над которым они работают. Майнеры получают стимул включать транзакции в свои блоки из-за взимаемой комиссии за транзакции.

Поскольку каждый блок содержит ссылку на предыдущий блок, можно сказать, что совокупность всех существующих блоков образует цепочку. Однако в цепочке возможно временное разделение, например, если два майнера одновременно примут два разных допустимых решения для одного и того же блока, без ведома друг друга.

Одноранговая сеть предназначена для устранения этих расщеплений в течение короткого периода времени, так что выживает только одна ветвь цепочки.

Как работает блок

Рассмотрим на примере Биткоина. Биткоин-сеть имеет одну из самых больших активностей транзакций. Ведение записей об этих транзакциях помогает пользователям отслеживать, за что и кем они были оплачены. Транзакции, выполненные в течение заданного периода времени, записываются в файл, называемый блоком, который является основой блокчейн-сети.

Блок представляет собой «настоящее» и содержит информацию о своем прошлом и будущем. Каждый раз, когда блок завершается, он становится частью прошлого и уступает место новому блоку в блокчейне.

Завершенный блок — это постоянная запись транзакций в прошлом, а новые транзакции записываются в текущем блоке.

Таким образом, вся система работает в цикле, и данные постоянно сохраняются. Каждый блок содержит записи о некоторых или всех недавних транзакциях и ссылку на предшествующий блок, что, наряду с одноранговой системой проверки Биткоина, делает практически невозможным для пользователя подделать ранее записанные данные транзакций.

Майнинг Биткойнов

С каждым блоком связана математическая задача. Майнеры постоянно обрабатывают и регистрируют транзакции как часть процесса соревнования в каком-то виде гонки.

Они соревнуются «чтобы завершить текущий блок», чтобы получить в награду BTC. Когда майнер способен решить эту задачу, ответ передается другим узлам майнинга и проверяется. Каждый раз, когда майнер решает загадку, он получает награду — 12.93, которая делится между всеми майнерами-участниками сети.

Поскольку за решение каждого блока вознаграждаются майнеры совершенно новыми BTC, каждый блок также содержит запись о том, какие адреса или скрипты Биткойн имеют право на получение награды. Количество сгенерированных биткойнов на блок начинается с 50 и уменьшается вдвое каждые 210 000 блоков (около четырех лет) – этот процесс называется халвингом.

Первая запись в следующем блоке — это транзакция, которая присуждается победившему майнеру (сейчас майнеры объединяются в пулы, и награда делится между всеми участниками пула) в BTC. Именно сложность математической задачи регулирует скорость создания новых BTC, поскольку новые блоки не могут быть представлены в сеть без ответа. Исходя из того, что в среднем на решение этой проблемы уходит около 10 минут, примерно 12,5 новых BTC создаются каждые 10 минут.

Для примера, в Эфире каждые 13.46 секунд (время проверки 1 блока) создаются 2 монеты ETH.

Сравнение блока с банками

В качестве аналогии можно сравнить обычные банковские транзакции с транзакциями в сети Биткоин.

Блокчейн похож на запись банковских транзакций, тогда как блок может быть отдельным подтверждением транзакции, которую банкомат банка распечатывает после использования аппарата.

Внутри сети блокчейнов отдельные блоки создают «бухгалтерскую книгу», очень похожую на то, как банкомат или банк будут регистрировать ваши транзакции.

Однако блокчейн записывает цепочку через всех своих пользователей, а не через одного. Это похоже на банк, но блокчейн предлагает повышенный уровень конфиденциальности по сравнению с обычными банковскими учреждениями.

Общие вопросы о блоках

Ниже мы ответим на самые популярные, часто задаваемые вопросы касательно блоков в различных блокчейнах.

Какое максимальное количество блоков?

Максимального количества не существует, блоки просто продолжают добавляться в конец цепочки со средней скоростью:

Монета	Время блока
Bitcoin	10м 52с
Ethereum	13.42с
Bitcoin Cash	9м 46с
Litecoin	2 м 32 с
Tron	3c
BitcoinSV	9м 38с
Dash	2 м 38 с
Zcash	1 м 15 с
Ethereum Classic	13.15c

Что будет, когда все монеты одной криптовалюты будут сгенерированы?

Блоки служат для подтверждения того, что транзакции существовали в определенное время. Транзакции будут выполняться после того, как все монеты будут сгенерированы, поэтому блоки будут создаваться, пока люди торгуют этой криптовалютой.

Источник