Зачем блокчейну нужны майнеры, а майнерам блокчейн?

Майнинг — единственный способ добычи криптовалют, чей блокчейн поддерживает алгоритм консенсуса PoW (Proof-of-Work), или доказательство выполнения работы. В данных сетях майнеры отвечают за подтверждение транзакций и добавление новых блоков в блокчейн, за что получают вознаграждение во внутренней криптовалюте сети. Так, например, в сети Bitcoin майнинг — это единственный способ добыть новую монету и добавить ее в оборот.

Основная суть в майнинг биткоин сводится к решению сложных вычислительных задач методом подбора единственного правильного хэша, который является криптографическим шифром. Для этого майнеры используют ноды со специальным программным обеспечением, цель которых — подобрать правильный хэш.

Хэш всегда уникальный, поэтому он находится подбором чисел, а это очень сложный и долгий процесс, который намеренно сделан ресурсоемким, чтобы количество блоков, найденных майнерами, оставалось постоянным. Конечно, разные криптовалюты используют разные модели вычислений, однако все они достаточно длительны по времени и сложны в решении.

Майнеры проверяют транзакции, закрывая блоки и открывая новые, за что получают награду в виде внутренней валюты блокчейна. Вдобавок к вознаграждению майнеры также получают сумму всех комиссий, которые пользователи сети платят им за подтверждение транзакций. Майнеры конкурируют друг с другом за этот приз. Чем больше у майнера вычислительной мощности, тем выше вероятность того, что именно ему или ей достанется возможность закрыть блок и получить за это награду.

Например, в блокчейне Bitcoin в самом начале работы сети за каждый новый блок майнеры получали 50 биткоинов. Но при запуске сети Bitcoin Сатоши Накамото задал такие условия, чтобы каждые 210,000 блоков награда уменьшалась в два раза. Более того, через каждые 2016 блоков меняется и сложность майнинга. Сеть Bitcoin устроена таким образом, чтобы уровень сложности майнинга соответствовал вычислительной мощности оборудования, позволяя майнерам находить верный хэш в течение 10 минут. Учитывая, что в сети Bitcoin новый блок генерируется каждые 10 минут, то в день добавляется 144 новых блока, а это значит, что каждые четыре года сеть генерирует те самые 210,000 блоков и награда майнеров уменьшается. Если с начала 2009 и до конца 2012 года майнеры получали 50 биткоинов, то с 2013 по 2016 год включительно размер вознаграждения составлял 25 биткоинов, а с 2016 и до 2020 года он будет равен 12.5 биткоина за закрытие блока. Данный процесс искусственного уменьшения добываемых монет позволяет исключить инфляцию и создать дефицит криптовалюты, что приводит к пропорциональному увеличению цены биткоина.
Способы майнинга

Поскольку вероятность получения награды равна соотношению вычислительной мощности майнера к вычислительной мощности всего блокчейна, то соло-майнинг в сетях популярных криптовалют в последние годы стал невыгодным. Так, если несколько лет назад для майнинга биткоина хватало мощности обычного ноутбука, то сегодня, для того чтобы получить существенную прибыль, необходимы вложения в покупку мощного оборудования. В связи с чем майнеры выбирают либо соло-майнинг посредством запуска майнинг-ферм, либо же участие в майнинг-пулах или облачном майнинге вместе с другими пользователями.
Майнинг-ферма

Майнинг-ферма — это высокопроизводительная нода или несколько нод, которые постоянно выполняют вычисления по подбору хеша. Данный вид майнинга имеет ключевое преимущество в виде стопроцентного вознаграждения. Однако для того, чтобы запустить ферму, приносящую реальный доход, необходимо приобрести дорогостоящее оборудование, цена которого растет вместе с популярностью криптовалют. А для поддержания его работоспособности нужно постоянное энергоснабжение.

Также стоит иметь в виду, что процесс майнинга со временем усложняется и на рынок постоянно выходят новые участники. Так, по данным Blockchain.info, декабрьский взлет цены биткоина увеличил майнинговый рынок на 40%, что привело к тому, что находить новый блок в сети Bitcoin стало на 51% сложнее.
Майнинг-пул

Чаще всего майнинг-пул представлен в виде сервера, который распределяет вычислительные задачи между участниками, чтобы разные майнеры не выполняли одни и те же вычисления. Майнинг-пулы позволяют майнерам объединять свои усилия для увеличения фактора удачи и более предсказуемого получения вознаграждения. Если пул находит верное решение, то выплаты майнерам рассчитываются исходя из объема отправленных пулу стандартных вариантов — блоков с хэшем. Таким образом, участники майнинг-пула получают лишь процент от суммы вознаграждения, часть которого также уходит владельцам пула. Но шансы получить вознаграждение у майнинг-пулов намного выше, чем у соло-майнеров.

В связи с этим сегодня 74.3% всей майнинговой энергии в сети Bitcoin сосредоточено в руках всего пяти пулов: BTC.com, AntPool, SlushPool, ViaBTC и BTC.top. Более того, по мнению многих экспертов, большая часть вычислительных мощностей в данной сети, порядка 80%, сконцентрировано в Китае, что потенциально может угрожать децентрализации крупных криптовалют, таких как биткоин.