Ce este mineritul monedei digitale? Care este mecanismul de lucru?
rezumat
Miningul criptomonedelor verifică și auditează tranzacțiile pe blockchain, iar procesul implică și crearea de noi unități de monede digitale.
Munca efectuată de mineri necesită resurse de calcul enorme, deoarece este factorul care menține în siguranță rețeaua blockchain.
Ce este mineritul de criptomonede?
Mineritul de criptomonede asigură securitatea și descentralizarea criptomonedelor, cum ar fi Bitcoin, pe care se bazează mecanismul de consens Proof of Work (PoW). Este procesul prin care se verifică validitatea tranzacțiilor între utilizatori și se adaugă la registrele publice ale lanțului de blocuri. Prin urmare, mineritul este un element cheie care permite funcționarea Bitcoin fără a necesita o autoritate centrală.
Operațiunile de minerit sunt responsabile și pentru adăugarea de monede noi în rândul criptomonedelor existente disponibile pe piață. Cu toate acestea, mineritul de criptomonede urmează reguli care guvernează procesul de minerit și împiedică pe oricine să creeze monede noi în mod arbitrar. Aceste reguli sunt integrate în protocoalele de bază ale criptomonedelor și sunt implementate printr-o rețea completă care include mii de noduri.
Pentru a crea unități de criptomonede noi, minerii folosesc puterea lor de calcul pentru a rezolva enigme criptografice complexe. Minerul care rezolvă primul enigma are dreptul de a adăuga un nou bloc de tranzacții la lanțul de blocuri și de a-l difuza în rețea.
Cum funcționează mineritul de criptomonede
Atunci când se efectuează noi tranzacții pe lanțul de blocuri, acestea sunt trimise într-o piscină numită piscina de memorie. Funcția minerului este de a verifica validitatea acestor tranzacții suspendate și de a le organiza în blocuri.
Un bloc poate fi considerat o pagină din registrele lanțului de blocuri, în care sunt înregistrate mai multe tranzacții (pe lângă alte date). În special, nodul de minerit este responsabil de colectarea tranzacțiilor neconfirmate din piscina de memorie și de a le asambla într-un bloc candidat.
Minerul încearcă să transforme acest bloc candidat într-un bloc corect și confirmat. Pentru a face acest lucru, minerul trebuie să rezolve o problemă matematică complexă care necesită multe resurse de calcul. Cu toate acestea, cu fiecare bloc care este minat cu succes, minerul primește o recompensă a blocului formată din criptomonede noi, plus taxe de tranzacție. Să aruncăm o privire asupra modului în care funcționează:
Pasul întâi: Hashuirea tranzacțiilor
Primul pas pentru a mina un bloc este de a lua tranzacțiile suspendate din piscina de memorie și a le trimite, una câte una, folosind o funcție hash. De fiecare dată când se rulează una dintre date folosind o funcție hash, se generează un rezultat de dimensiune fixă cunoscut sub numele de valoare hash.
Valoarea hash a fiecărei tranzacții, în contextul mineritului, constă dintr-o serie de cifre și litere care acționează ca un identificator. Valoarea hash a tranzacției reprezintă toate informațiile incluse în acea tranzacție.
Pe lângă hash-ul fiecărei tranzacții și includerea acestora individual, minerul adaugă de asemenea o tranzacție personalizată prin care se trimite o recompensă a blocului către sine. Această tranzacție este cunoscută sub numele de tranzacție coinbase și este ceea ce creează monede complet noi. Această tranzacție este, în cele mai multe cazuri, prima tranzacție înregistrată într-un bloc nou și este urmată de toate tranzacțiile suspendate în așteptarea validării.
Pasul doi: Crearea unui arbore Merkle
După ce fiecare tranzacție este hash-uită, valorile hash-urilor sunt organizate într-un așa-numit arbore Merkle (cunoscut și sub numele de arbore hash). Arborele Merkle este creat prin organizarea valorilor hash ale tranzacției în perechi, apoi hash-uindu-le.
Apoi, rezultatele hash-urilor noi sunt organizate în perechi și sunt hash-uite din nou, iar procesul se repetă până când se generează o singură valoare hash. Valoarea hash finală este, de asemenea, cunoscută sub numele de valoare hash rădăcină (sau rădăcina arborelui Merkle) și este, pe scurt, valoarea hash care reprezintă toate valorile hash anterioare utilizate pentru a o genera.
Pasul trei: găsirea unei secțiuni corecte de stocare a blocului (valoarea hash a blocului)
Secțiunea de stocare a blocului joacă rolul de identificator pentru fiecare bloc în parte, ceea ce înseamnă că fiecare bloc are o valoare hash unică. Atunci când se creează un nou bloc, minerii combină valoarea hash a blocului anterior cu valoarea hash rădăcină a blocului candidat pentru a genera o nouă valoare hash a blocului. De asemenea, ei trebuie să adauge un număr aleatoriu cunoscut sub numele de simbol secret.
Astfel, atunci când minerul încearcă să valideze blocul său candidat, trebuie să adune valoarea hash rădăcină, valoarea hash a blocului anterior și simbolul secret și să le combine toate folosind o funcție hash. Scopul lor este să facă acest lucru în mod repetat pentru a genera o valoare hash corectă.
Valoarea hash rădăcină și valoarea hash a blocului anterior nu pot fi schimbate, așa că minerii trebuie să schimbe valoarea simbolului secret de mai multe ori până găsesc o valoare hash corectă. Rezultatul (valoarea hash a blocului) trebuie să fie mai mic decât o valoare țintă specificată de protocol pentru a fi considerat corect. În mineritul Bitcoin, valoarea hash a blocului trebuie să înceapă cu un număr specific de zerouri — aceasta este ceea ce se numește dificultatea mineritului.
Pasul patru: difuzarea blocului minerit
După cum am văzut anterior, minerii trebuie să hash-uiească secțiunea de stocare a blocului în mod repetat folosind valori diferite ale simbolului secret. Ei fac acest lucru până găsesc o valoare hash corectă a blocului, iar minerul care a găsit-o difuzează acest bloc pe rețea. Toate nodurile verifică dacă blocul și valoarea hash sunt corecte, iar dacă sunt, blocul nou este adăugat la copia sa a lanțului de blocuri.
Blocul candidat devine în această etapă un bloc confirmat, iar toți minerii trec la mineritul blocului următor. Toți minerii care nu au găsit o valoare hash corectă la timp își exclud blocul candidat și începe din nou cursa de minerit.
Ce se întâmplă dacă se minează două blocuri în același timp?
Uneori, doi mineri difuzează două blocuri valide în același timp și rețeaua ajunge să aibă în cele din urmă două blocuri concurente. Apoi, toți minerii încep să mineze următorul bloc în funcție de blocul pe care l-au obținut primii, ceea ce cauzează o împărțire temporară a rețelei în două versiuni diferite ale lanțului de blocuri.
Concurența dintre aceste două blocuri continuă până când se minează blocul următor pe oricare dintre ele. Atunci când se minează un nou bloc, blocul care l-a precedat este considerat câștigător. Blocul exclus este cunoscut sub numele de bloc abandonat sau bloc invalid, ceea ce îi determină pe toți minerii care au ales acest bloc să mineze din nou lanțul blocului câștigător.
Care este dificultatea mineritului?
Dificultatea mineritului este ajustată în mod regulat printr-un protocol care asigură o rată constantă de creare a noului bloc, ceea ce duce la emiterea de monede noi într-un model constant și previzibil. Dificultatea se ajustează în funcție de cantitatea de putere de calcul (rata hash) dedicată rețelei.
Astfel, de fiecare dată când minerii noi se alătură rețelei și concurența crește, dificultatea hash-ului crește — ceea ce împiedică scăderea timpului mediu al blocului. În schimb, dacă mulți mineri decid să părăsească rețeaua, dificultatea hash-ului va scădea, ceea ce face ca mineritul unui nou bloc să fie mai ușor. Aceste ajustări mențin stabilitatea timpului blocului, indiferent de puterea totală a hash-ului rețelei.
Tipuri de minerit de criptomonede
Există multe metode diferite de minerit de criptomonede. Echipamentele se schimbă iar procesul se modifică odată cu apariția de noi dispozitive și algoritmi de consens. Minerii folosesc de obicei unități de computer specializate pentru a rezolva ecuații criptografice complexe. Să aruncăm o privire asupra modului în care funcționează unele dintre cele mai comune metode de minerit.
Mineritul cu unități de procesare centrală
Mineritul cu unități de procesare centrală (CPU) implică utilizarea unei unități de procesare centrală dintr-unul dintre computere pentru a efectua funcțiile hash necesare din modelul Proof of Work. La începutul erei Bitcoin, costurile mineritului erau scăzute, iar barierele de intrare în lumea mineritului erau puține, iar o unitate de procesare centrală obișnuită putea face față dificultății mineritului, astfel că oricine putea încerca să mineze BTC și alte criptomonede.
Cu toate acestea, atunci când mai mulți oameni au început să mineze BTC și să crească rata hash a rețelei, mineritul profitabil a devenit mai greu. În plus, apariția echipamentelor de minerit specializate cu puterea de calcul mai mare a făcut ca mineritul cu unități de procesare centrală să devină practic imposibil. Astăzi, mineritul cu unități de procesare centrală nu mai este o opțiune viabilă, deoarece toți minerii folosesc echipamente specializate.
Mineritul cu unități de procesare grafică
Unitățile de procesare grafică (GPU) sunt concepute pentru a procesa o gamă largă de aplicații simultan. Cu toate acestea, aceste unități sunt utilizate de obicei pentru jocuri video sau pentru crearea graficelor, dar pot fi folosite și pentru minerit.
Unitățile de procesare grafică sunt relativ mai ieftine și mai flexibile decât un dispozitiv ASIC utilizat frecvent pentru minerit. Deși sunt folosite pentru a mina unele criptomonede alternative, eficiența lor depinde de dificultatea mineritului și de algoritm.
Mineritul cu circuit ASIC
Circuitul integrat specific aplicației (circuit ASIC) este proiectat să servească un scop specific, referindu-se în domeniul criptomonedelor la un dispozitiv specializat conceput pentru minerit. Mineritul cu circuit ASIC este cunoscut pentru eficiența sa extremă, dar este costisitor în același timp. Deoarece dispozitivele de minerit ASIC depășesc tehnologiile de minerit, costul unei unități este mult mai mare decât cel al unităților de procesare centrală sau al unităților de procesare grafică.
În plus, progresele continue în tehnologia circuitelor ASIC fac ca versiunile mai vechi să devină rapid neprofitabile, iar prin urmare, acestea trebuie înlocuite în mod regulat. Chiar și fără a lua în considerare costurile electrice, acest lucru face ca mineritul cu circuit ASIC să fie una dintre cele mai costisitoare metode de minerit.
Piscinele de minerit
Deoarece primul miner de succes a primit recompensa blocului, probabilitatea de a găsi valoarea hash corectă devine extrem de mică. Minerii care au o proporție mică din puterea de minerit au șanse foarte mici de a descoperi următorul bloc singuri. Piscinele de minerit oferă o soluție pentru această problemă.
Piscinele de minerit sunt grupuri de mineri care își combină resursele (puterea hash) împreună pentru a crește probabilitatea de a câștiga recompensele blocului. Când piscina găsește cu succes un bloc, minerii din piscină împărtășesc recompensa în funcție de cât de mult a contribuit fiecare.
Piscinele de minerit pot beneficia minerii individuali în ceea ce privește costurile echipamentelor și electricității, dar controlul lor asupra mineritului ridică îngrijorări cu privire la un atac de 51% asupra rețelei.
Ce este mineritul Bitcoin? Și cum funcționează?
Bitcoin este cel mai cunoscut și evident exemplu de criptomonedă minabilă, iar mineritul Bitcoin se bazează pe algoritmul de consens Proof of Work (PoW).
Proof of Work (PoW) este mecanismul de consens original al lanțului de blocuri creat de Satoshi Nakamoto și a fost prezentat în documentul tehnic al Bitcoin în 2008. Pe scurt, Proof of Work determină modul în care rețeaua lanțului de blocuri ajunge la un consens între diferiți participanți distribuiți fără o mediere externă, făcând acest lucru prin cererea de putere de calcul mare pentru a descuraja actorii rău intenționați.
După cum am văzut, minerii verifică validitatea tranzacțiilor pe rețeaua care folosește Proof of Work și sunt verificate de către anumiți mineri care concurează pentru a rezolva enigme criptografice complexe folosind echipamente de minerit specializate. Primul miner care găsește o soluție corectă poate difuza blocul său de tranzacții în lanțul de blocuri și primește recompensa blocului.
Cantitatea de criptomonede în recompensa blocului variază de la un lanț de blocuri la altul. De exemplu, minerii din lanțul de blocuri Bitcoin primeau o recompensă a blocului de 6.25 BTC până în martie 2023. Având în vedere mecanismul de halving al Bitcoin, cantitatea de BTC în recompensa blocului scade la jumătate la fiecare 210,000 de blocuri (aproximativ la fiecare patru ani).
Este mineritul de criptomonede profitabil în 2023?
Deși există posibilitatea de a câștiga bani prin mineritul de criptomonede, acesta necesită studii atente și gestionarea riscurilor, precum și efectuarea de cercetări. De asemenea, acest proces implică unele investiții și riscuri, cum ar fi costurile echipamentelor, volatilitatea prețurilor criptomonedelor și schimbările în protocoalele criptomonedelor. Pentru a reduce aceste riscuri, minerii participă la activități de gestionare a riscurilor și evaluare a costurilor potențiale, precum și a avantajelor mineritului înainte de a începe procesul.
Rentabilitatea mineritului de criptomonede depinde de mulți factori. Unul dintre acești factori este modificările prețurilor criptomonedelor. Atunci când prețurile criptomonedelor cresc, valoarea monedei locale utilizate pentru recompensele mineritului crește de asemenea. În schimb, nivelurile de rentabilitate pot scădea odată cu scăderea prețurilor.
Eficiența echipamentelor de minerit reprezintă de asemenea un factor important în determinarea rentabilității procesului de minerit. Un echipament de minerit poate fi costisitor, așadar minerii ar trebui să echilibreze costurile echipamentului cu recompensele care pot fi obținute. Un alt factor de luat în considerare sunt costurile electrice. Dacă aceste costuri sunt foarte mari, nivelurile de profit pot fi depășite, făcând mineritul neprofitabil.
În plus, echipamentele de minerit pot necesita unele îmbunătățiri relativ, deoarece acestea tind să devină rapid învechite. Performanța modelelor noi poate depăși echipamentele mai vechi în cazul în care minerii nu au bugetul pentru a-și dezvolta echipamentele, așa că, adesea, se vor lupta să-și mențină competitivitatea.
#În cele din urmă, există câteva schimbări la nivel de protocol. De exemplu, halving-ul Bitcoin poate afecta rentabilitatea mineritului, deoarece duce la reducerea recompenselor pentru mineritul blocurilor la jumătate. În plus, rețeaua Ethereum s-a mutat complet de la mecanismul de consens Proof of Work (PoW) la Proof of Stake (PoS) în septembrie 2022, contribuind astfel la faptul că procesul de minerit a devenit inutil.