Чем занимаются майнеры на самом деле

09.04.2018

У тех, кто не вникал в особенности блокчейна, из-за публикаций в СМИ может сложиться мнение, что главное в Биткоине — это его цена в долларах. Об этом пишут все и все делают прогнозы. За этой дымовой завесой трудно увидеть суть технологии.

Большим достижением разработчиков Биткоина стала практическая реализация обеспечения доверия к результату операции обоими ее участниками, которые не доверяют действиям друг друга.

Чтобы проще это объяснить, возьмем пример, когда продавец и покупатель, которые не знакомы друг с другом, совершают удаленную сделку через интернет. У них нет оснований верить друг другу. Чтобы быть уверенными, что товар будет оплачен, они привлекают в качестве гарантов третьи лица, например, банк. Работа с таким посредником повлечет за собой дополнительные затраты времени (открытие счета и т.п.) и средств (банковские комиссии достаточно высоки).

Блокчейн Биткоина предлагает готовую систему без посредников. Все построено так, что совершая сделку и получив ее подтверждение, вы гарантированно знаете, что не окажетесь обманутыми.

Этот результат основан на таких отраслях математики, как криптография и теория игр, а также четком распределении функций между участниками сети.

Кто такие майнеры

Пользователи сети, на которых возложена особая роль — ведение реестра операций пользователей, называются майнерами.

Это добровольное занятие, требующее вычислительных ресурсов и, следовательно, вложения денег. Чтобы заниматься майнингом, необходимо приобрести оборудование и установить программное обеспечение. Для компенсации расходов  и поддержания лояльности сети технология предусматривает вознаграждение за эту работу.

Как работает майнинг

Биткоин разработан как платежная система, поэтому все операции, совершаемые в сети, являются действиями по переводу денег от одного участника другому. Используя специальную программу (криптовалютный кошелек), пользователь отправляет нужную сумму своему контрагенту. Информация об этом выкладывается в сеть.

Специальное программное обеспечение для майнинга находит такие сообщения и проверяет, достаточно ли средств на счету отправителя. Если все в порядке, транзакция помечается как правильная и ставится в очередь на запись в реестр (блочную цепь). Если средств недостаточно, транзакция отвергается.

Когда в очереди оказывается достаточное количество транзакций, они группируются в блок, который должен быть записан в блокчейн (реестр операций). За запись блока сетью выделяется вознаграждение. Сейчас оно равно 12,5 BTC.

В сети Биткоин работает много майнеров и все желают получить награду. Чтобы определить того, кто ее получит, между ними проводится соревнование. Оно заключается в том, что нужно быстрее всех решить математическую задачу, состоящую в переборе больших чисел.

Задачи, стоящие перед майнерами

Технология работает таким образом, что выполняя главную функцию, майнеры решают еще несколько очень важных задач:

  • О проверке правильности транзакций было написано выше.
  • Майнеры генерируют новые биткоины. Примерно раз в 10 минут они записывают блок в блокчейн. Одновременно с этой записью на счет майнера поступает 12,5 BTC, которых раньше не было в обращении.
  • Майнеры защищают стабильность сети. Стратегия выполнения ими своей роли основана на том, что им выгодно это делать; они препятствуют возникновению хаоса. На это нацелено несколько аспектов — трудоемкость задачи, высокие материальные затраты на приобретение оборудования, вознаграждение за поддержку действительных блоков, регулируемое сложностью задания время на запись блока.
  • Они гарантируют, что все записанные в блокчейн данные соответствуют действительности. Эта гарантия заложена в протокол сети и называется она Proof-of-Work (доказательство выполненной работы). Именно им является решение трудной математической задачи, о которой говорилось выше.
  • Майнеры используют определенные правила, чтобы защитить сеть от внутренних атак злоумышленников. Самые известные из них — “двойная трата” и “51% мощности”.
  • Майнеры предотвращают ветвление блокчейна, когда два (или более) из них, не зная друг о друге, пытаются одновременно записать действительный блок. Возникает разветвление, которое может привести к непредсказуемым последствиям. Поэтому майнеры придерживаются правила записывать новые блоки в самую длинную ветвь. Таким образом, она становится действительной, а другая признается ошибочной. Транзакции из ее блоков вновь попадают в очередь и будут записаны в действительные блоки позже.
  • Еще одним достоинством их работы, правда косвенным, является “гонка вооружений” производства оборудования. Так как майнинг — это конкурентная и доходная деятельность, то большие средства направляются на разработку оборудования: новые виды интегральных схем, способы охлаждения, снижение  шума вентиляторов (подшипники, аэродинамика лопастей), снижение расхода электроэнергии и др. Например, одному из производителей майнинговых ASIC-процессоров удалось в 2 раза снизить размер чипа — с 16 нанометров до 8 нм. Полученное решение открывает дорогу к дальнейшей минимизации элементной базы для компьютерных технологий.

В завершение хотелось бы сказать несколько слов об энергопотреблении при майнинге. Оно сейчас значительное, но финтех — это новая отрасль и не все у нее пока еще работает эффективно. Вспомните, сколько энергии когда-то требовали электрические лампы. А сейчас, с появлением светодиодных приборов, при том же уровне освещенности, расход электроэнергии снизился почти в 10 раз. Если блокчейну удастся выполнить свою функцию и устранить многих посредников, то вы увидите, сколько мощностей может высвободиться. Просто нужно немного подождать.