Майнінг біткоінiв і як він працює

Коли ви чуєте про " Майнінг " біткойнов, ви припускаєте, що монети будуть вириті з землі. Але біткойн не фізичний, так чому ми називаємо це Майнінг ?

Тому що це схоже на видобуток золота в тому сенсі, що біткойни існують в проекті протоколу (так само, як золото існує під землею), але вони ще не були виведені на світло (так само, як золото ще не викопано). Протокол біткойнов передбачає, що в певний момент буде існувати 21 мільйон біткойнов, що роблять «шахтарі», майнери, так це виводить їх на світло, по кілька за раз.
Вони отримують це в якості нагороди за створення блоків перевірених транзакцій і включення їх в ланцюжок блоків.

Вершини

Повернемося трохи назад, давайте поговоримо про «вузлах». Вузол - це потужний комп'ютер, який запускає програмне забезпечення для біткойнів і допомагає підтримувати роботу біткойнів, беручи участь у передачі інформації. Будь-хто може запустити сайт, ви просто завантажуєте програмне забезпечення для біткойнів (безкоштовно) і залишаєте певний порт відкритим (недоліком є те, що він споживає енергію і місце для зберігання - мережа на момент написання займає близько 145 ГБ). Вузли поширюють біткойн-транзакції по мережі. Один вузол відправить інформацію кільком відомим йому вузлам, які передадуть інформацію на відомі їм вузли і т. Д. Таким чином, в результаті він досить швидко обходить всю мережу. Ларри Вильямс.

Деякі вузли є вузлами Майнінгу (зазвичай їх називають "Майнер"). Вони групують незавершені транзакції в блоки і додають їх в ланцюжок блоків. Як вони це роблять? Вирішуючи складну математичну головоломку, яка є частиною програми біткойнов, і включаючи відповідь в блоці. Головоломка, яка вимагає рішення, полягає в тому, щоб знайти число, яке в поєднанні з даними в блоці і передачею через хеш-функцію дає результат, який знаходиться в певному діапазоні. Це набагато складніше, ніж здається.

(Для любителів дрібниць це число називається "nonce", яке являє собою конкатенацію "числа, використаного один раз". У разі біткойнів, nonce - це ціле число від 0 до 4 294 967 296 ).

Рішення головоломки

Як вони знаходять цей номер? Вгадай навмання. Хеш-функція не дозволяє передбачити, яким буде результат. Таким чином, Майнер вгадують загадковий номер і застосовують хеш-функцію до комбінації цього вгаданого числа і даних в блоці. Отриманий хеш повинен починатися з заздалегідь встановленого числа нулів. Немає ніякого способу дізнатися, яке число буде працювати, тому що два послідовних цілих числа дадуть сильну різницю в результати. Більш того, може бути кілька одноразових номерів, які дають бажаний результат, або їх може не бути (в цьому випадку Майнер продовжуе намагатися, але з іншою конфігурацією блоку).

Перший майнер, який отримав отриманий хеш в межах бажаного діапазону, оголошує про свою перемогу решті частини мережі. Всі інші Майнер негайно припиняють роботу над цим блоком і починають намагатися з'ясувати загадковий номер для наступного. В якості нагороди за свою роботу переможеный майнер отримує новий біткойн.

Економіка

На  цей, на момент написання, винагорода становить 12,5 біткойнов, що на цей час становить майже 200 000 доларів.

Хоча це не така зручна угода, як здається. Є багато майнінгових вузлів, що борються за цю нагороду, і це питання удачі і обчислювальної потужності (чим більше вгаданих обчислень ви можете виконати, тим щасливіше ви будете).

Крім того, витрати на майнінг-вузол значні не тільки з-за необхідного потужного обладнання (якщо у вас більш швидкий процесор, ніж у ваших конкурентів, у вас більше шансів знайти правильне число, ніж раніше), але і з-за велику кількість електрики, яку споживають ці процесори.

І кількість біткойнів, присуджених в якості нагороди за рішення головоломки, буде зменшуватися. Зараз 12,5, але він ділиться навпіл кожні чотири роки або близько того (наступний очікується в 2020-21). Вартість біткойнів по відношенню до вартості електроенергії та обладнання може зрости протягом наступних декількох років, щоб частково компенсувати це скорочення, але це не точно.

трудність

Складність обчислення необхідну кількість нулів на початку рядка хешу) часто коригується, так що обробка блоку займає в середньому близько 10 хвилин.

Чому 10 хвилин? Це кількість часу, який, на думку розробників біткойнів, необхідно для постійного і спадаючого потоку нових монет, поки не буде досягнуто максимальну кількість в 21 мільйон (очікується деякий час у 2140 році).
Якщо ви будете робить це так далеко, то вітаємо! 
Про систему ще багато чого можна пояснити, але, принаймні, тепер у вас є уявлення про загальні риси геніального програмування і концепції. Вперше у нас є система, яка дозволяє здійснювати зручну цифрову передачу децентралізованим, надійним і захищеним від несанкціонованого доступу способом. 
Наслідки можуть бути величезними.