Очевидно, чем больше людей участвует в системе криптовалют, тем более стабильными они становятся, так как невероятно сложно работать лучше и быстрее остальных членов группы. Если в системе криптовалют есть только десять человек, то такая система довольно хрупкая. Но представьте, что у вас есть миллионы людей, как в случае с Биткоином. И эта система очень мощная. Время от времени в группах возникают разногласия. Это может произойти, когда два майнера находят блок одновременно.

Брошенный (или потерянный, orphan block) блок представляет собой ДЕЙСТВИТЕЛЬНЫЙ (валидный) блок, который был создан, когда другой майнер обнаружил еще один ДЕЙСТВИТЕЛЬНЫЙ блок в то же самое время.

В системе имеется элегантное решение этой проблемы. Она запрограммирована так, что каждый майнер выполняет работу в самой длинной части блокчейна, так как очевидно, что это цепочка, в которую была помещена самая большая работа. Если два майнера находят блок одновременно, то для них существует две части блокчейна, которые имеют одинаковую длину. Поэтому майнеры разделились на две группы на короткой части блока и совершают майнинг на разных его концах. Одна группа, скорее всего, победит, сначала найдя следующий блок и снова получив самую длинную цепочку. Затем все майнеры переходят к этой цепочке, а оставшийся блок становится так называемым брошенным блоком. Такие потерянные блоки не являются большой проблемой, потому что большинство транзакций в этом блоке также будут включены в другой блок, а если нет – то все равно будут в одном из следующих подтверждений. Вот почему рекомендуется увидеть что-то действительно подтвержденное после нескольких блоков/ подтверждений.

Во всей сети криптовалюты миллионы компьютеров несколько триллионов раз в секунду пробуют найти решение для блока. Поскольку нахождение кем-то правильного значения nonce завязано на теории вероятности, то можно сделать математические предсказания, когда это произойдет. Например, алгоритм Биткоина адаптирует сложность майнинга (сложность сборки блока) каждые 2016 блоков к окну времени, где для решения блока требуется всего около 10 минут (= 600 секунд). Поскольку количество мощности хеширования растет экспоненциально, то и сложность майнинга также возрастает. Различные криптовалюты используют разные уровни сложности майнинга, и это отличает их одну от другой. В системе Биткоина майнеры создают блоки (пазлы), которые выглядят определенным образом. Они должны найти число nonce, полученный хеш блока начинается с определенного количества нулей. Чем больше нулей, тем сложнее майнить.

По сути, сложность майнинга подстаивается под значения хешрейта сети.

Хешрейт (Hash rate) – это количество попыток за секунду для поиска правильного значения nonce для формирования блока, то есть показатель количества операций хеширования, которые майнер способен выполнить за определенный промежуток времени.

Для сравнения, у человека хешрейт составляет около 0,00003 х/с (хешей в секунду). Если вы попробуете майнить вручную (собирая пазл), то понадобится около 9–10 часов для нахождения одного nonce (выбирая один кусочек пазла, чтобы его закончить). В системе Биткоин общее количество попыток сформировать блок и есть общий хешрейт сети. Это число выросло в миллионы триллионов в секунду (= терахеши). Вы можете в реальном времени следить за этим ростом: https://www.blockchain.com/charts/hash-rate. Это безумно большие цифры: 10 000 000 000 000 000 000 000 хешей в секунду. Сравните это с мощностью человека 0,00003… Вероятность нахождения блока рассчитывается как ваш хешрейт, деленный на общий хешрейт сети. Чем более популярна криптовалюта, тем больше майнеров присоединяются, чтобы попробовать свои шансы на добычу. Вот почему мощность хеширования будет возрастать со временем по экспоненте.

Изначально Сатоши (человек или группа, придумавшая Биткоин), скорее всего, майнил биткоины на персональном компьютере в одиночестве. Ему принадлежало 100 % хешрейта. Со временем присоединились другие майнеры, разделившие хешрейт и, следовательно, вознаграждение. Чем более привлекательным становился майнинг, тем лучше и специализированнее стали компьютеры, которые использовались для добычи. Сегодня обычные компьютеры больше не могут использоваться для таких мощных вычислений, требуются машины, заточенные под майнинг. Вот приблизительный обзор оборудования для майнинга:

1. Майнинг на процессоре (CPU). Процессор на вашем обычном ПК или ноутбуке будет иметь хешрейт 1–3 миллиона в секунду, в зависимости от того, сколько в нем мегагерц. Кажется, что много, но если вы подсчитаете шансы на выигрыш в текущем общем хешрейте, то поймете, что потратите больше денег на электроэнергию для запуска компьютера, чем выиграете от вознаграждения. Даже если бы электричество было бесплатным, вы «загнали» бы свой компьютер, прежде чем получили бы какой-либо значимый доход.

2. Майнинг на видеокарте (GPU). Использование графического процессора намного эффективнее при решении хешей, если рассматривать затраты времени и электроэнергии. Например, у многих карт Radeons хешрейт составляет 30–50 миллионов в секунду. Это примерно в 20 раз эффективнее обычного процессора. Это связано с тем, что процессор должен иметь возможность делать много других вещей, в то время как ваш графический процессор заточен под одну задачу.

3. ASIC-майнинг («асик», Application-specific Integrated Circuit – интегральная схема, которая разработана под определенную задачу). ASIC – это компьютеры, которые выполняют только хеширование, быстрее, чем любой другой компьютер. Это все, что они делают. Если они не могут хешировать Биткоин, выбросите такой компьютер. Задумайтесь: существуют компании, инвестирующие миллионы в заводы, которые не производят ничего, кроме машин ASIC для майнинга. Это их бизнес-модель, и она огромна. Например, компания Bitmain, выпускающая оборудование Antminer и владеющая производством большинства оборудования для майнинга биткоинов, вероятно, является компанией стоимостью в миллиард долларов. Компьютеры ASIC могут выполнять несколько гига-, а иногда и терахешей в секунду. Гига означает миллиард, тера – триллион. Это невообразимо большие числа. Такие блокчейн-платформы, как Эфириум и многие другие, пытаются сохранить майнинг в рамках GPU-майнинга, чтобы не создавалось специализированное оборудование, а децентрализация оставалась сильной.

Для среднестатистического человека в майнинге мало смысла. С учетом затрат на оборудование и электроэнергию вознаграждение за блок и транзакционные сборы чаще всего не покрывает расходы. Очевидно, что большинство производителей оборудования для майнинга или провайдеры облачного майнинга (компании, в которых вы платите другим, чтобы они за вас майнили) хотят, чтобы вы присоединились к добыче криптовалют, и пытаются сделать свои расчеты очень выгодными для вас, в то время как на самом деле они в лучшем случае не позволят выйти в минус. Учитывая экспоненциальное увеличение сложности почти на всех платформах, куда я когда-либо заглядывал, больше смысла имеет вкладываться в монеты, чем в майнинг. Например, майнинг на процессоре может принести вам несколько долларов в год. В год, Карл! На графическом процессоре – около 50 долларов. Майнинг на «Асике» – несколько сотен долларов в год. Но вам нужно принимать во внимание затраты на электроэнергию и оборудование. Все эти цифры являются примерными и на практике уменьшаются настолько, насколько выше общий хешрейт.