Майнінг — єдиний спосіб видобутку криптовалют, чий блокчейн підтримує алгоритм консенсусу PoW (Proof-of-Work) або доказ виконання роботи. В даних мережах майнери відповідають за підтвердження транзакцій і додавання нових блоків в блокчейн, за що отримують винагороду у внутрішній криптовалюті мережі. Так, наприклад, в мережі Bitcoin, майнінг — це єдиний спосіб здобути нову монету і додати її в обіг.
Ключові принципи майнінгу
Основна суть майнінгу зводиться до вирішення складних обчислювальних задач методом підбору єдиного правильного хеша, який є криптографічним шифром. Для цього майнери використовують ноди зі спеціальним програмним забезпеченням, мета яких — підібрати правильний хеш.
Хеш завжди унікальний, тому він знаходиться підбором чисел, а це дуже складний і довгий процес, який навмисно зроблений ресурсоємним, щоб кількість блоків, знайдених майнерами, залишалося постійним. Звичайно, різні криптовалюти використовують різні моделі обчислень, однак усі вони досить тривалі за часом і складні в рішенні.
Майнери перевіряють транзакції, закриваючи блоки і відкриваючи нові, за що отримують винагороду у вигляді внутрішньої валюти блокчейна. Додатково до винагороди майнери також отримують суму всіх комісій, які користувачі мережі платять їм за підтвердження транзакцій. Майнери конкурують один з одним за цей приз. Чим більше у майнера обчислювальної потужності, тим вище ймовірність того, що саме йому або їй дістанеться можливість закрити блок і отримати за це нагороду.
Наприклад, в блокчейні Bitcoin в самому початку роботи мережі за кожен новий блок майнери отримували 50 BTC. Але при запуску мережі Bitcoin Сатоші Накамото поставив такі умови, щоб кожні 210,000 блоків нагорода зменшувалася в два рази. Більше того, через кожні 2016 блоків змінюється і складність майнінгу. Мережа Bitcoin влаштована таким чином, щоб рівень складності майнінгу відповідав обчислювальній потужності обладнання, дозволяючи майнерам знаходити вірний хеш протягом 10 хвилин. Враховуючи, що в мережі Bitcoin новий блок генерується кожні 10 хвилин, то в день додається 144 нових блоки, а це означає, що кожні чотири роки мережа генерує ті самі 210,000 блоків і нагорода майнерам зменшується. Якщо з початку 2009 і до кінця 2012 року майнери отримували 50 BTC, то з 2013 по 2016 рік включно розмір винагороди становив 25 BTC, а з 2016 і до 2020 року він буде дорівнює 12.5 BTC за закриття блоку. Даний процес штучного зменшення видобуваються монет дозволяє виключити інфляцію і створити дефіцит криптовалюти, що призводить до пропорційного збільшення ціни Біткойна.
Способи майнінгу
Оскільки ймовірність отримання нагороди дорівнює співвідношенню обчислювальної потужності майнера до обчислювальної потужності всього блокчейну, то соло-майнінг в мережах популярних криптовалют в останні роки став невигідним. Так, якщо кілька років тому для майнінгу Біткойна вистачало потужності звичайного ноутбука, то сьогодні, для того щоб отримати істотний прибуток, необхідні вкладення в покупку потужного обладнання. У зв’язку з чим майнери вибирають або соло-майнінг за допомогою запуску майнінг-ферм, або ж участь у майнінг-пулах або хмарному майнінгу разом з іншими користувачами.
Майнінг-ферма
Майнінг-ферма — це високопродуктивна нода або кілька нод, які постійно виконують обчислення по підбору хеш. Даний вид майнінгу має ключову перевагу у вигляді стовідсоткової винагороди. Однак для того, щоб запустити ферму, що приносить реальний дохід, необхідно придбати дороге обладнання, ціна якого зростає разом з популярністю криптовалют. А для підтримки його працездатності потрібно постійне енергопостачання.
Також варто мати на увазі, що процес майнінгу з часом ускладнюється і на ринок постійно виходять нові учасники. Так, за даними Blockchain.info, грудневий зліт ціни Біткойна збільшив майнінговий ринок на 40%, що призвело до того, що знаходити новий блок в мережі Bitcoin стало на 51% складніше.
Майнінг-пул
Найчастіше майнінг-пул представлений у вигляді сервера, який розподіляє обчислювальні задачі між учасниками, щоб різні майнери не виконували одні й ті ж обчислення. Майнінг-пули дозволяють майнерам об’єднувати свої зусилля для збільшення фактора успіху і більш передбачуваного отримання винагороди. Якщо пул знаходить правильне рішення, то виплати майнерам розраховуються виходячи з об’єму відправлених пулу стандартних варіантів — блоків з хешем. Таким чином, учасники майнінг-пулу отримують лише відсоток від суми винагороди, частина якої також йде власникам пулу. Але шанси отримати винагороду у майнінг-пулів набагато вище, ніж у соло-майнерів.
У зв’язку з цим сьогодні 74.3% всієї майнінгової енергії в мережі Bitcoin зосереджено в руках п’яти пулів: BTC.com, AntPool, SlushPool, ViaBTC і BTC.top. Більш того, на думку багатьох експертів, велика частина обчислювальних потужностей у даної мережі, близько 80%, сконцентровано в Китаї, що потенційно може загрожувати децентралізації великих криптовалют, таких як Біткойн.
Хмарний майнінг
Оскільки для успішного майнінгу необхідно потужне і дороге обладнання, яке також є дуже енерговитратним, на ринку представлено альтернативне рішення у вигляді хмарного майнінгу. Компанії, що володіють потужними data-центрами, надають обладнання, ресурси якого даються в оренду кінцевому споживачеві. В даному випадку майнеру не потрібно купувати обладнання, налаштування та підключення якого забезпечить компанія віддалено. Такі компанії, як Hashflare, Genesis Mining, Bit Miner і OxBtc, надають доступ до майнінгу ряду криптовалют відразу після укладання контракту і оплати послуг.
Хмарний майнінг є доступним і зручним способом отримати криптовалюти, що не вимагає придбання дорогого устаткування, а дохід майнера пропорційний потужності узятого в оренду устаткування. З недоліків варто відзначити імовірність того, що продавець контрактів хмарного майнінгу може бути недобросовісним, а сайт, що надає даний вид послуг, може бути схильний до хакерських атак. Також у користувачів немає контролю над комісією, яку вони отримують за майнінг, а незаплановані збитки змусять data-центр закладати в наступні контракти меншу віддачу коштів користувачам.
Уразливість майнінгу
Незважаючи на те, що майнінг став надзвичайно популярним способом пасивного заробітку криптовалют, цей процес несе в собі певні ризики як для користувачів, так і для блокчейнів, що підтримують алгоритм консенсусу PoW.
Підвищення складності майнінгу
Прибутковість майнінгу для кожного блокчейна різна і, як правило, у міру зростання популярності криптовалюти мережі вона знижується, при цьому сам процес майнінгу ускладнюється. Дана закономірність дозволяє блокчейнам контролювати швидкість емісії нових монет, що випускаються в ході майнінгу.
Для того щоб визначити, наскільки вигідно майнити ту чи іншу криптовалюту, в першу чергу, необхідно прорахувати складність майнінгу — ступінь складності пошуку хеша і створення нового блоку в даному блокчейні. Для обчислення складності використовується хешрейт — кількість хешей, яку може підібрати нода в секунду з одиницею виміру H/s (hashes per second). Чим вище хешрейт, тим вище складність майнінгу і тим менше криптовалют отримує майнер за кожну витрачену одиницю енергії. На рівень складності також впливає кількість майнерів, що виконують роботу. Іншими словами, чим більше в мережі майнерів, що використовують потужне обладнання, тим вища складність майнінгу.
У мережі Bitcoin складність майнінгу перераховується кожні 2016 блоків, тобто кожні два тижні. Так, за останні три місяці складність майнінгу Біткойна зросла на 37.79% — з 3,007,383,866,429 H/s до 4,940,704,885,521.83000000 H/s.
Волатильність криптовалют
Як показало різке зниження ціни Біткойна в лютому цього року, прибутковість майнінгу безпосередньо залежить від котирувань криптовалюти. Більш того, минулорічний зліт котирувань Біткойна збільшив майнінговий ринок на 40%, що призвело до того, що зросла складність обчислень, так і кількість споживаної енергії. У зв’язку з чим при лютневому ціновому рівні в $6048, тільки найбільші майнери змогли залишитися на плаву. Так, за даними аналітиків Morgan Stanley, навіть за умови використання дуже дешевої електроенергії ($0.03 кВт/год), майнінг Біткойна окупається тільки при вартості криптовалюти в $8600 і вище.
Енергетична неефективність
Майнінг — надзвичайно ресурсомісткий процес. За даними сервісу Power Compare,сукупна енергія, що витрачається на видобуток Біткойна в 2017 році, перевищила рівень енергоспоживання 159 країн по всьому світу. Більш того, якщо б Біткойн був окремою країною, то він посів 41 місце по споживанню електроенергії, використавши 67.91 ТВт за минулий рік.
Що стосується 2018 року, то за оцінкою нідерландського економіста Алекса де Вріса, до кінця року на майнінг одних тільки Біткойнів піде близько 0.5% світового виробництва електроенергії.
Загроза централізації обчислювальних потужностей
Інша проблема майнінгу, що відноситься до роботи блокчейну, — це загроза централізації обчислювальних потужностей в одних руках, або загроза атаки 51%. Це відбувається, коли у атакуючої сторони, в ролі якої може виступати порівняно невелика кількість майнерів, знаходиться «контрольний пакет» хешрейта, тобто обчислювальних потужностей.
Причиною даної загрози служить той факт, що майнери можуть знаходити вірні хеші одночасно, в разі чого в блокчейні відбувається розгалуження. Алгоритм PoW припускає, що майнери визнають вірною ту гілку, що має найбільшу кількість блоків, і проголосують за остаточне включення такої гілки в блокчейн. Таким чином, якщо майнер або пул майнерів контролює більше половини хешрейта, то у них з’являється можливість додавати свої версії блокчейну. Більш того, в разі атаки 51% нападаюча сторона може додавати нові блоки, маніпулювати двосторонними операціями і не підтверджувати нові транзакції. Також атака 51% може призвести до того, що недобросовісні майнери зможуть використовувати одну і ту ж монету кілька разів, відкликуючи вчинені з нею транзакції, що називається double-spending, або подвійною тратою. При цьому атакуюча сторона не може змінювати інформацію у вже доданих блоках і генерувати нові криптовалюти.
