Добыча или майнинг биткоина – главный процесс, благодаря которому существует блокчейн. Этот процесс имеет несколько ключевых особенностей, заложенных программным кодом биткоина. Одной из таких особенностей является сложность сети биткоина, которая периодически меняется и зависит от общего объёма вычислительной мощностей сети. Майнеры по всему миру постоянно отслеживают сложность сети Bitcoin, ведь от этого, по сути, зависит себестоимость добычи и эффективность используемого оборудования. Но и для тех, кто учится, как торговать биткоином, информация о сложности будет не лишней.
Сложность майнинга, как ограничение эмиссии?
Майнинг, по своей сути – это раскрытие нового блока в цепочке блокчейна. Чтобы сгенерировать новый блок, необходимо специальное оборудование, которое проводит расчеты. За это майнеры и получают вознаграждение. Чем мощнее и продуктивнее оборудование используется, тем выше доход майнера, но таким образом нельзя сгенерировать бесконечное количество монет. Их эмиссия ограничена, это ограничение изначально заложено в исходном коде. Например, для криптовалюты биткоин максимально возможная эмиссия до 2140 года составляет 21 млн монет, но если майнеры усиленно начнут добывать биткоины, то их количество к указанному сроку превысит допустимое значение. Чтобы этого не произошло, необходимо контролировать эмиссию и управлять ею.
Майнинг ферма на ASIC
Сегодня майнинг находится на пике популярности. Разрабатывается новое, мощное оборудование, которое используется специально для добычи криптовалюты. Все больше пользователей интересуется криптовалютой и начинает ее добывать. Это приводит к неконтролируемому росту эмиссии. Чтобы не допустить это и осуществлять контроль над количеством выпущенных монет, разработчики используют сложность добычи. Открыть новый блок становится сложнее, для этого приходится затрачивать больше времени или использовать более мощное оборудование для осуществления вычислений.
Для криптовалюты биткоин установлено, что на открытие одного нового блока необходимо потратить 10 минут, независимо от количества пользователей, которые будут заняты в этом процессе. То есть добыча 2016 монет должна занимать 14 дней. Именно эти цифры и приняты за базовый показатель.
Алгоритм анализирует эмиссию за 14 дней, определяют отклонения от номинального показателя. Если было выпущено больше монет, чем планировалось, сложность майнинга повышается.
Сегодня такие ситуации встречаются все чаще, так как интерес к майнингу растет и все больше пользователей привлекается к добыче криптовалют. Соответственно разработчикам необходимо постоянно контролировать объемы эмиссии и в зависимости от этого, менять сложность майнинга. Объемы добычи непостоянные, они постоянно меняются, могут увеличиваться или снижаться. Для биткоина перерасчет осуществляется после добычи каждых 2016 монет. Если на этот процесс ушло меньше 14 дней, то происходит повышение сложности, если больше 14 дней – ее понижение. Таким образом разработчики могут корректировать эмиссию, чтобы она не выходила за рамки плановой.
Прогноз на 2021-2022 год
В ближайшее время не ожидается выхода на рынок устройств с принципиально более высокой вычислительной мощностью, поэтому глобальный пересчет хешрейта вряд ли возможен. Большинство устройств, основанных на этом алгоритме, быстро устаревает и начинает работать в минус.
Несколько эпизодов резкого падения курса биткоина делает майнинг менее популярным занятием. Из процесса, доступного каждому владельцу домашнего компьютера, добыча криптовалюты давно превратилась в сложный бизнес с достаточно высоким порогом вхождения. Сейчас это сеть крупных организаций, которые имеют доступ к относительно недорогой электроэнергии. Такие компании благодаря большому количеству устройств могут добывать много монет. Для одиночек добыча биткоина не является перспективным бизнесом, и в будущем ее доходность снизится еще больше. Но можно обратить внимание на менее дорогие монеты «второго плана», где порог вхождения ниже.
Как изменение сложности влияет на майнеров?
Повышение сложности обозначает, что для проведения вычислений необходимо больше времени. Соответственно за тот же период времени майнер заработает меньше монет. Хотя процесс может быть и обратным – если эмиссия недостаточна, разработчики снижают сложность майнинга и добыча криптовалюты проходит быстрее, а значит – майнер за тот же период времени заработает больше монет.
Изменение сложности позволяет разработчикам вносить корректировки в объемы эмиссии. Проводятся расчеты, которые показывают, насколько количество фактически выпущенных монет за единицу времени отличается от планового. В зависимости от этого и меняют сложность. То есть, если отклонение эмиссии составило 12%, то и сложность будет изменена также на 12%.
Что влияет на сложность?
Существует ряд факторов, которые прямо или косвенно влияют на сложность майнинга. Из них выделяются два основных:
- хешрейт сети – показывает общую мощность оборудования, которое используется для майнинга определенной криптовалюты;
- время на открытие предыдущего блока цепочки.
Эти показатели связаны между собой. Другими словами, при изменении одного из них меняется и другой. Повышение хешрейта свидетельствует о том, что увеличилось количество пользователей, занятых майнингом определенной криптовалюты. Это говорит о том, что суммарная мощность оборудования также выросла как и вычисления, а соответственно и генерация блоков, будет проходить значительно быстрее.
Это значит, что:
- с увеличением хешрейта добыча криптовалюты происходит быстрее, а значит – сложность будет увеличена;
- со снижением хешрейта добыча криптовалюты проходит медленнее, соответственно – сложность будет понижена.
Расчет сложности осуществляется с помощью специальных формул. В их основе лежит уравнение, которое показывает взаимосвязь между основными показателями.
В=С/Х,
где:
В – время, которое было потрачено на открытие блока цепочки;
С – сложность майнинга;
Х – хешрейт.
Базовая сложность равна единице. Если на открытие 1 блока необходимо 30 секунд, то расчетный показатель хешрейта должен составить 3Н. При такой цифре равенство сохранится при сложности 90.
Если же допустить, что увеличилось количество майнеров, и хешрейт вырос до 5, то необходимо для сохранения равенства менять сложность, чтобы время на генерацию очередного блока составило все тех же 30 секунд. В таком случае равенство будет сохранено, если сложность изменить до 200 Н/s.
Этот пример показывает, насколько время на добычу одной монеты и хешрейт связаны. Изменения любого из этих показателей обязательно спровоцирует изменение другого для сохранения равенства.
Но не для каждой криптовалюты установлена одинаковая сложность майнинга. Чем более привлекательна криптовалюта и перспективнее, тем больше майнеров отдают ей предпочтение, но здесь есть и другая сторона медали – как только начинает расти количество майнеров, а соответственно хешрейт, сразу же повышается сложность добычи.
Хешрейт динамичен и часто меняется, следом за ним повышается или понижается сложность добычи. Это уже устоявшиеся правила, так как разработчики должны контролировать эмиссию криптовалюты. Если за этим не следить, последствия могут быть самыми непредсказуемыми.
Итак — сложность нахождения блока
Давайте подведём итог — сложность нахождения блока основана на общей мощности хэширования сети и корректируется каждые две недели, чтобы поддерживать стабильный темп создания новых блоков, составляющий 1 блок в 10 минут. Это даёт сети время для синхронизации и обновления реестра блокчейна в глобальном масштабе и имеет решающее значение для обеспечения безопасности реестра («блоки-сироты» снижают уровень безопасности сети, поскольку они могут стать недействительными, даже после того, как их достоверность была подтверждена).
Чем больше майнеров присоединится к сети, тем больше совокупной вычислительной мощности будет расходоваться на нахождение удовлетворяющих критериям подписей, и тем быстрее блоки будут добавляться в блокчейн, если сложность решения блоков не будет изменена. Следовательно, сложность повышается, когда увеличивается суммарная мощность хэширования, и наоборот, при уменьшении сложности, мощность хэширования также снижается. Как можно видеть ниже, совокупная мощность хэширования (хэшрейт) на данный момент составляет 51 миллиард GH/s. Чем выше хэшрейт, тем выше сложность блока.
Date — Дата Difficulty — Сложность Change — Изменение Hash rate — хэшрейт
Как проиллюстрировано ниже, блок 100 (ещё в 2009 году) требовал подписи, которая начиналась только с восьми последовательных нулей, в то время как последний блок на момент написания этой статьи (блок 542865) нуждался в подписи, которая начиналась как минимум с 18 нулей, следующих друг за другом. Количество нулей — это то, что отражает уровень сложности. Поиск выходных данных с таким количеством последовательных нулей требует либо гораздо большего времени, либо гораздо большей мощности хэширования. И на сегодняшний день сложность нахождения блока намного выше, по той простой причине, что в блокчейне Биткойна расходуется значительно большая мощность хэширования (из-за возросшего числа майнеров).
Сложность блока 100 составляла 8 последовательных нулей.
Сложность блока 542864 составляла 18 последовательных нулей.
Как вы можете видеть, совокупная мощность хэширования на блокчейне Биткойна в 2022 году во много-много раз больше, чем в 2009 году. Небольшое примечание: график ниже показывает только постоянно увеличивающуюся сложность добычи биткойнов до марта 2022 года, но она снижается с октября 2018 года, когда майнеры были вынуждены прекратить добычу, потому что их операционные расходы начали превышать прибыль от майнинга, поскольку цены на биткойны быстро падали.
Сложность майнинга Биткойна возросла существенным образом с момента его появления на свет, потому что с тех пор к сети присоединилось больше майнеров (возросла мощность хэширования).
Почему для разных валют разная сложность майнинга?
Эмиссия и хешрейт у каждой криптовалюты разные, соответственно и сложность добычи тоже разнится, но пользователям проводить самостоятельно расчеты не нужно. Сегодня есть специальные ресурсы, которые публикуют важную информацию в разрезе криптовалют, в том числе показатели сложности майнинга для каждой. Расчет ведется в режиме реального времени, но и он не совсем точный, так как хешрейт быстро меняется, а за ними сложность. Опытные майнеры используют данные из нескольких источников. Они их анализируют, рассчитывают среднее значение, получая таким образом более точный результат.
Один из наиболее популярных тематических ресурсов среди майнеров – CoinWarz. Здесь можно найти массу полезной информации, в том числе уровень сложности в разрезе криптовалют.
Недостаток этого сайта – он не имеет русскоязычной версии, поэтому пользователи из стран СНГ отдают предпочтение другому ресурсу – Bitinfocharts. Если перейти на один из этих ресурсов и проанализировать сложность для некоторых криптовалют, станет понятно, что:
- у популярных криптовалют сложность более высокая, так как их добывает большее количество пользователей;
- на сложность влияет рыночная стоимость криптовалюты – чем она выше, тем выше и сложность добычи.
Что такое майнинг (он же хэширование) — освежим в памяти материал
Давайте быстренько снова пробежимся по этой теме. Если вы читали мою статью «Как работает майнинг и как обрабатываются транзакции», то уже знаете, что блок транзакций будет принят остальной частью сети только при условии, что у него имеется подпись (хэш), которая соответствует установленным требованиям (например, в блокчейне Биткойна подпись блока должна начинаться с определённого количества нулей). Для того, чтобы найти такую подпись, майнеры расходуют свои вычислительные мощности (мощности хэширования) на выполнение множества предопределённых операций над случайными числами до тех пор, пока они не найдут то необходимое число, которое и приведёт в итоге к некому числу на выходе, которое и будет подходить под заданные критерии. Поиск выходных данных в виде числа, которое начинается только с одного нуля, выполнить гораздо проще (и, как правило, чаще), чем поиск числового значения на выходе, которое бы начиналось с пяти последовательных нулей (это довольно редкое явление, таким образом, потребуется значительно большее количество времени, чтобы найти искомое число, которое и приведёт к таким данным на выходе).
Почему сложность добычи играет большую роль?
Для майнеров сложность – один из самых важных показателей. От нее напрямую зависит количество монет, которые пользователь сможет получить за определенный промежуток времени. Чем выше сложность, тем меньше монет, а при регулярном ее повышении рано или поздно наступит момент, когда имеющееся в наличии оборудование уже не сможет справляться с вычислениями и станет неэффективным. Изменение сложности и заработка находятся в равной пропорции. Это значит, что повышение сложности на 10% снижает заработок майнера также на 10% и наоборот. Динамика может быть разная, в некоторых случаях всего за месяц падение может составить 50% и более.
Майнинг ферма на видеокартах
Но существуют и другие факторы, которые немного нивелируют влияние сложности на доход – это курс криптовалюты. Если выросла сложность майнинга, значит – интерес к монете тоже вырос. Рост спроса обязательно влечет за собой рост котировок. Да, с повышением сложности пользователь за определенный промежуток времени сможет добыть меньше монет, но в фиатных деньгах их стоимость останется прежней или даже вырастет. Хотя многие эксперты утверждают, что связь между курсом и сложностью майнинга косвенная. Это значит, не стоит надеяться, что за счет роста курса будет сглажено негативное влияние от уменьшения количества добытых монет.
На котировки влияет большое количество факторов, которые не зависят от эмиссии. Поэтому и связь их со сложностью называют натянутой. Опытные майнеры не рассчитывают на компенсацию за счет роста курса, а предпочитают майнить несколько валют, диверсифицируя риски.
Естественное ограничение добычи bitcoin
Главное ограничение сети связано с техническим оборудованием, используемым для майнинга. Вначале пользователям хватало обычных компьютеров. Любой желающий мог заработать bitcoin, но их стоимость была слишком низкой. По мере роста популярности и курса криптовалюты к системе начали подключаться все больше новых пользователей. Это увеличило сложность: для добычи потребовались быстрые видеокарты. Росли расходы, но и прибыль.
Скачки не прекращались. Система постоянно набирала обороты, перейдя из разряда увлечений в полноценный бизнес. Для добычи начали применяться дорогостоящие технические средства: они были более энергоэффективные и производительны. Пользователи были разделены на несколько категорий: у одних имелись ресурсы для вложений (они начали применять модули ASIC, разработанные специально для майнинга биткоина), вторые стали объединяться в пулы для достижения каких-либо результатов.
Соотношение необходимой мощности, стоимости биткоина и доходов и является естественным ограничителем цепочки. Чем больше ресурсы, тем выше отдача – без вклада в систему ни один пользователь не получает необоснованный достаток.
