Майнинг

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Стойка с блоками майнинга Ares256 в дата-центре компании HashCoins OÜ

Майнинг, также добыча (от англ. mining — добыча полезных ископаемых) — деятельность по поддержанию распределенной платформы и созданию новых блоков с возможностью получить вознаграждение в форме эмитированной валюты и комиссионных сборов в различных криптовалютах, в частности в Биткойн. Производимые вычисления требуются для обеспечения защиты от повторного расходования одних и тех же единиц валюты, а связь майнинга с эмиссией стимулирует людей расходовать свои вычислительные мощности и поддерживать работу сетей.

Принцип работы[править | править вики-текст]

Суть майнинга заключается в подборе такого значения Nonce, которая позволит получить хеш, содержащий определённое количество нулей в начале этого хеша.

Количество нулей в хеше выбирается таким образом, чтобы каждый блок появлялся на свет приблизительно раз в 6-10 минут.

Выглядит это примерно так:

"Hello, world!0" => 1312af178c253f84028d480a6adc1e25e81caa44c749ec81976192e2ec934c64
"Hello, world!1" => e9afc424b79e4f6ab42d99c81156d3a17228d6e1eef4139be78e948a9332a7d8
"Hello, world!2" => ae37343a357a8297591625e7134cbea22f5928be8ca2a32aa475cf05fd4266b7
...
"Hello, world!4248" => 6e110d98b388e77e9c6f042ac6b497cec46660deef75a55ebc7cfdf65cc0b965
"Hello, world!4249" => c004190b822f1669cac8dc37e761cb73652e7832fb814565702245cf26ebb9e6
"Hello, world!4250" => 0000c3af42fc31103f1fdc0151fa747ff87349a4714df7cc52ea464e12dcd4e9

Майнинг биткойнов[править | править вики-текст]

Система Биткойн предусматривает только одну возможность для дополнительной эмиссии — новые биткойны получает в качестве вознаграждения тот, кто сгенерировал очередной блок. Полученное вознаграждение за блоки можно использовать после получения 120 подтверждений (то есть, сеть разрешает тратить вознаграждение примерно через 20 часов).

Вероятность получения награды соло-майнером в произвольный десятиминутный период приблизительно равна соотношению его вычислительной мощности к вычислительной мощности всей сети. И если это соотношение очень маленькое, то вероятность получения награды даже за длительный промежуток времени также будет низкой. Желающие получить возможно большее вознаграждение стремились задействовать как можно бо́льшие вычислительные мощности. В первых версиях клиента была кнопка «сгенерировать новые биткойны»[1].

Особенность задачи майнинга позволяла применить максимальное распараллеливание вычислений. В силу специфики строения, для этого хорошо подошли графические процессоры (GPU) с небольшой дополнительной программой[2] (в сотни раз производительнее CPU[3]) и платы с FPGA (производительность сравнима с видеокартами, но превосходят их по энергоэффективности). После этого используемый в стандартном клиенте майнинг при помощи центрального процессора оказался нецелесообразным из-за слишком малой вероятности получить вознаграждение, и кнопку убрали. Затем начался выпуск специализированных процессоров (ASIC), выполняющих исключительно вычисление хешей для сети Биткойн, более производительных и энергоэффективных, чем GPU и FPGA, и тем более CPU. Примерно с 2012[4]—2013 года майнинг распространённых криптовалют на чем-либо кроме специализированных чипов, в том числе на видеокартах стал невыгодным — стоимость потребляемой электроэнергии превышает средний результат. Например, к началу 2015 года сложность майнинга наиболее известной криптовалюты Bitcoin выросла в 10 тысяч раз[5].

Десятки стартапов разрабатывали собственные реализации ASIC-майнеров, при этом новые, более производительные поколения чипов могли выходить каждые полгода (обычно плотность размещения транзисторов в логических схемах удваивается за 2 года)[5].

С переходом майнинга на ASIC стали появляться компании, занимающиеся майнингом в промышленных масштабах, размещающие крупные установки майнинга в местах с дешевым электричеством и, иногда, не слишком высокой температурой окружающего воздуха, в частности во Внутренней Монголии (Китай)[5]. Некоторые из подобных компаний позиционируют себя в качестве «облачных», продавая часть своих ресурсов в аренду[5], хотя среди подобных предложений, по свидетельству директора Genesis Mining, высок уровень мошенничества (некоторые продавцы вообще не обладали майнинговыми мощностями)[6].

На начало 2015 года общее потребление электричества мировыми майнерами Биткоин оценивалась как минимум в 1,46 ТВт·ч ежегодно (при условии использования всеми наиболее энергоэффективных ASIC)[5], что соответствует средней мощности в 160 МВт.

Пулы[править | править вики-текст]

Для уменьшения влияния фактора удачи и более равномерного и предсказуемого получения биткойнов майнеры используют специализированные веб-службы — пулы[7] (от англ. pool — общий фонд). Пользователи предоставляют пулу свои вычислительные мощности. Особенность задачи позволяет применить максимальное распараллеливание вычислений, когда каждый участник ищет свой вариант решения без увязки его результатов с решениями других. Часто выплаты майнеру рассчитываются исходя из отправленных им пулу шар (shares) (блоков с хешем, который подошёл бы при сложности равной единице). В среднем нужно 232 операций хеширования для нахождения одной шары[8]. Для нахождения блока в среднем требуется количество шар, равное текущей сложности.

В свою очередь, пул, осуществляя соло-майнинг, распределяет полученные им биткойны между пользователями, в соответствии с установленными владельцем пула правилами. Существуют 3 основных вида начисления наград[9]:

  • Proportional — После нахождения пулом блока награда делится пропорционально вкладу каждого участника.
  • PPS — Вознаграждается каждая присланная шара. Оценивается как текущее вознаграждение за блок, деленные на текущую сложность.
  • Score — Оценочная система вознаграждения шар, алгоритм определяется организатором пула.

У этих типов начисления есть следующие популярные варианты:

  • SMPPS — Аналогично PPS, но пул никогда не передаёт пользователям больше, чем реально получил сам. Разница между реальным получением награды пулом и вознаграждением шары в PPS, если таковая есть, компенсируется постепенно.
  • ESMPPS — Аналогично SMPPS, но уравнивает приоритеты вознаграждения постоянным и новым участникам пула.
  • RSMPPS — Аналогично SMPPS, но первыми в очереди на вознаграждение ставятся новые пользователи.
  • PPLNS — Аналогично Proportional, но деление награды осуществляется пропорционально вкладу в последние сложность присланных на пул шар, умноженному на N, где N обычно равно 2.

По состоянию на 2016 год большинство крупных пулов майнинга Bitcoin находятся в КНР: по состоянию на март 2016 года более половины мощности сети разделена между тремя крупными китайскими пулами[10][11] [12][13][14], четвертое место занимает пул компании BitFury — одного из первых[15] производителей майнинговых чипов и основанной выходцами из постсоветского пространства[16].

Эмиссия[править | править вики-текст]

Количество биткойнов с течением времени (годы c 2009 по 2033)

Выпуск новых биткойнов децентрализован, не зависит от какого-либо регулирующего органа, объём эмиссии известен заранее (см. график количества биткойнов до 2033 года). Стандартную порцию новых биткойнов в качестве вознаграждения получает тот, кто добавил очередной блок в базу транзакций. Вероятность успеха пропорциональна доле задействованной вычислительной мощности в суммарной мощности сети Биткойн, но результат в конкретный момент носит случайный характер. После формирования каждых 210 000 блоков (приблизительно раз в 4 года) запрограммировано размер вознаграждения уменьшать вдвое[17], то есть его значение является убывающей геометрической прогрессией. Общий объём эмиссии биткойнов ограничен как сумма членов убывающей геометрической прогрессии и не превысит 21 миллион. На май 2014 года в обращении находилось 12,7 миллионов биткойнов[1].

Первоначально размер эмиссии при создании блока составлял 50 биткойнов. 28 ноября 2012 года произошло первое уменьшение эмиссионной награды с 50 до 25 биткойн[18]. Следующее уменьшение в два раза произошло 9 июля 2016 года. В 2131 году эмиссия будет остановлена вовсе (размер вознаграждения 50 → 25 → 12.5 → … → 0).[19][17] Формирование блоков продолжится и далее, но за них уже не будет начисляться вознаграждение новыми биткойнами. Предполагается, что постепенно основным источником вознаграждения за формирования новых блоков станут комиссионные сборы[20].

Полученное вознаграждение за блоки можно использовать после получения 120 подтверждений (то есть, система разрешает тратить вознаграждение примерно через 20 часов).

Размер вознаграждения, зачисляемого первой транзакцией, является суммой всех комиссий у транзакций, включённых в блок, и фиксированного значения.

Скрытый майнинг[править | править вики-текст]

Для генерации криптовалют, в частности биткойнов (до массового появления майнинга на ASIC — специализированных процессорах), было возможно скрытое использование чужих ресурсов, например запуск майнеров работниками на корпоративных серверах, или внедрение майнеров в состав нагрузки вирусов и троянов для получения прибыли от заражения компьютеров.

В июне 2011 года Symantec заявила, что майнинг может быть запущен на ботнетах. В отчёте за второй квартал 2011 года Лаборатория Касперского сообщила о троянском модуле, который занимался скрытым майнингом[21].

В апреле 2013 была зафиксирована крупная эпидемия вирусного распространения через текстовые сообщения в Skype троянских программ, цель которых поиск и кража файлов wallet.dat и скрытый майнинг на CPU[22][23].

При установке торрент-клиента μTorrent (версия 3.4.2 build 28913 и позднее) предлагается установить дополнительную программу EpicScale, которая позволяет использовать ресурсы компьютера во время простоя для распределённых вычислений. Представители μTorrent заверяют, что в настоящее время сеть EpicScale используется для майнинга криптовалюты (без уточнения названия), часть полученных средств идут на финансирование компании, часть — на благотворительность[24]. Согласно ряду публикаций, EpicScale майнит биткойны[25][26]. В других публикациях сообщается о майнинге Litecoin[27][28][29][30].

Неравенство между ранними и поздними майнерами[править | править вики-текст]

Правила эмиссии биткойнов дали больше преимуществ тем, кто занялся майнингом при небольшой совокупной мощности сети. Так, количество работы, необходимое для генерации блока, уже на 2013 год составляло более чем в полмиллиона раз больше, чем при запуске сети. При увеличении суммарной вычислительной мощности майнеров генерация становится более энерго- и аппаратнозатратной. Это сопровождается запланированным уменьшением размера награды за майнинг.

См. также[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

  1. 1 2 Сергей Козловский Никто не знает, но стоит дорого // Lenta.ru, 2013-04-03
  2. http://www.theregister.co.uk/2011/08/16/gpu_bitcoin_brute_forcing/ «the idea of GPGPU extremely attractive for the purpose of bitcoin mining»
  3. http://arstechnica.com/tech-policy/news/2011/08/symantec-spots-malware-that-uses-your-gpu-to-mine-bitcoins.ars «estimates that GPUs can compute hashes up to 750 times as quickly as a typical CPU.»
  4. http://www.economist.com/news/technology-quarterly/21590766-virtual-currency-it-mathematically-elegant-increasingly-popular-and-highly
  5. 1 2 3 4 5 The magic of mining (англ.), The Economist (Jan 10th 2015). Проверено 22 декабря 2015.
  6. US investigators are accusing a bitcoin entrepeneur of running a $20 million Ponzi scheme (англ.), Business Insider (Dec. 2, 2015). Проверено 22 декабря 2015. «Speaking to Business Insider earlier this year, Marco Streng — CEO of Genesis Mining, another cloud mining company — said that fraud was a problem within the industry. "Cloud mining has a major trust issue ... [fraudulent companies] don’t ever even own their own mining facilities.».
  7. Pooled Mining //Bitcoin wiki
  8. Reward systems //Bitcoin wiki
  9. Mining pool reward FAQ //Bitcoin wiki
  10. Bitcoin Hashrate Distribution - Blockchain.info
  11. Список крупнейших пулов для майнинга Bitcoin
  12. 帮助与支持 - 蚂蚁矿池
  13. F2Pool - 比特币矿池
  14. BTCC矿池 - 保护比特币网络
  15. Получены фотографии кристалла специализированного Bitcoin-процессора Bitfury / Блог компании Zeptobars / Хабрахабр
  16. CEO Bitfury: я верю в Bitcoin! – Bit•Новости
  17. 1 2 Bitcoin Clock, прогноз моментов изменения сложности и уменьшения вознаграждения
  18. Block 210000, Bitcoin Block Explorer
  19. [1]  (англ.)
  20. «Bitcoin: Peer-To-Peer Electronic Cash System» раздел № 6 «Incentive»
  21. Развитие информационных угроз во втором квартале 2011 // Лаборатория Касперского
  22. Троян в Skype использует компьютер жертвы для генерирования Bitcoin. Информационный портал по безопасности (8 апреля 2013). Проверено 18 декабря 2015.
  23. Skypemageddon by bitcoining, An avalanche in Skype // Dmitry Bestuzhev (Kaspersky Lab), 4 April 2013;
    Новый skype-троян превращает компьютер в раба, добывающего Bitcoin. Хабрахабр (7 апреля 2013). Проверено 18 декабря 2015. Архивировано из первоисточника 18 апреля 2013.
  24. What is Epic Scale?  (англ.)
  25. Последняя версия uTorrent поставляет биткоин-майнер
  26. http://thehackernews.com/2015/03/beware-torrent-silently-installing.html BEWARE! μTorrent Silently Installing Bitcoin Mining Software
  27. Shaun Nichols, Litecoin-mining code found in BitTorrent app, freeloaders hit the roof // The Register, 7 Mar 2015: «But it mostly mines Litecoin.»
  28. Russell Brandom, uTorrent’s latest update installs a cryptocurrency miner // The Verge, 2015-03-16: «uses the computer’s processor to mine a bitcoin variant called Litecoin»
  29. Chris Merriman, BitTorrent puts freeze on uTorrent bundleware after user fury // The Inquirer, Mar 09 2015: «However, it’s also mining litecoin digital currency for the owners»
  30. Popular torrent client can steal your CPU cycles to mine bitcoins Popular torrent client can steal your CPU cycles to mine bitcoins // Engadget, 2015-03-06 "use your computer as part of a bitcoin farm (Litecoin, to be exact) "

Ссылки[править | править вики-текст]