Урок № 4. Биткоин и зачем он нужен? Майнинг биткоинов. Алгоритм хэширования SHA-256

Содержание

В любом банке возможна такая ситуация, когда перевод может быть заблокирован и для решения вопроса может потребоваться ждать нескольких дней.

Но такая ситуация возможна только в банках, в блокчейнах такого нет.

Bitcoin (Биткоин) - это…

1) Это блокчейн, который поддерживается более 1 млн. майнерами со всего мира.

2) Это цифровая форма денег, представленная в виде криптовалюты (цифровая валюта в блокчейне).

Биткоин – это, по сути, запись в программе. Эта запись и сама программа поддерживается и признается миллионами майнеров по всему миру. А ценность биткоина признана многими государствами и сообществами.

Краткое обозначение (тикер) - BTC.

История появления биткоина

• 31 октября 2008 года никому не известный человек под псевдонимом Сатоши Накамото опубликовал статью «Биткойн: P2P электронные деньги». В этой статье он описал технологию биткоина. Никому не известно, кто такой Сатоши Накамото, возможно, это не один человек, а группа людей.

• 3 января 2009 года был сгенерирован первый блок в цепочке блокчейна. В этот момент были намайнены первые 50 BTC. Сейчас это более 1 млн. долларов, но в то время биткоин стоил очень дешево и им расплачивались за пиццу.

На данный момент (2022 год) в большинстве стран мира вы не можете обналичить Биткоин официально через банки, т.е. получить доллары в банке, но есть исключения - Сальвадор, ЦАР, ОАЭ. Биткоин не имеет выражения в виде банкнот и монет, обналичить его можно, лишь обменяв на другую валюту (например, доллар). При этом, через обменники (не через банк) можно обменять биткоин на доллары.

Всего может быть добыто 20,999,999.9769 BTC (ни больше, ни меньше), что произойдет примерно к 2140 году.

Криптовалюта Bitcoin размещена только в блокчейне Биткоина. А размещение BTC в других блокчейнах - это его клоны (также называемые “обернутые” или “wrapped” BTC). Например, биткоин в блокчейне Binance будет называться BTCB, это не сам биткоин, а его клон. Это не говорит о том, что он должен стоить больше или меньше, но определенные опасения на этот счет есть. Поэтому если вы захотите приобрести криптовалюту, то лучше ее приобретать и хранить в том блокчейне, где эта криптовалюта выпущена. Биткоин лучше всего хранить в блокчейне Биткоина, криптовалюту Эфир (ETH) - в блокчейне Эфириум, и так далее.

Плюсы биткоина (как блокчейна и криптовалюты):

• Самый децентрализованный блокчейн (более 1 млн. майнеров). Такого количества майнеров нет ни у одной другой криптовалюты.
• Блокчейн не зависит от банков, правительств и любой организации (сетью биткоина никто не управляет).
• Сеть нельзя приостановить или отключить, нельзя заморозить. Даже если 80% майнеров отключится от сети, она все равно будет поддерживаться оставшимися.
• Безопасность (никто не перепишет результаты транзакций). Блокчейн так устроен, что если транзакция подтверждена, то изменить эту информацию невозможно.
• Анонимность (раскрыть кому принадлежит транзакция и кошелек - очень сложно). Можно отследить, но это крайне сложно, обычный человек не сможет этого сделать.
• Нет утечки информации (как в банках). По сути в блокчейне биткоин вся информация открыта, но она анонимна, так как нет привязки к личности.
• Отсутствие ограничений в транзакциях (нет предела в BTC). Можно перевести любое количество биткоинов.
• Имеет всемирную ценность.
• Не подвержен инфляции (ограничение в 21 млн. биткоинов, больше не будет).
• Простой доступ для инвестирования. Любой человек может приобрести биткоины, и это просто (смотри наши уроки)
• Только вы контролируете свои биткоины (если доступ не потерян).
• Отсутствие территориальных ограничений. Вы можете управлять своими биткоинами из любой точки мира.
• В сети Биткоина нет выходных (как у банков), работа 24/7.

Минусы биткоина (как криптовалюты):

• Высокая волатильность (цена криптовалюты даже в течение 1-го дня может упасть / вырасти на 50% и более). Никто не знает, какая будет конкретно цена биткоина, это можно только предполагать.
• Манипулятивный актив - крупные владельцы биткоина определяют направление цены.
• В сети Биткоина комиссии высокие (в сравнении с другими блокчейнами). Но эти комиссии в сравнении с банковскими - все равно низкие.
• Биткоин является средством отмывания денег, полученных преступным путем. Эти лица используют специальные программы для «отбеливания» биткоина, и из-за этого доступ даже для «отбеленных» биткоинов на ликвидный рынок часто запрещен, т.е биржа и банки следят за кошельками, которые «отбеливали» биткоин.
• На момент создания этого материала, защита владельцев биткоина во многих странах отсутствует (законодательно вы не защищены, судебной защиты никакой нет), особенно в странах СНГ, хотя в некоторых других странах такая защита создана либо постепенно создается (Сальвадор, ЦАР, ОАЭ, Украина, США, Швейцария и другие).

Минусы биткоина (как блокчейна):

• Невозможно отменить транзакцию, тем более если она подтверждена хоть одним блоком.
• Сложность добычи. Из-за увеличения количества майнеров требуется всё больше мощности для добычи биткоина, а вознаграждения майнеров уменьшаются. Сейчас существует тенденция к тому, что майнеры объединяются, то есть создают из своих компьютеров некий пул с большой суммарной мощностью, чтобы добывать биткоин быстрее других. Протокол биткоина устроен так, что он с каждым разом усложняет задачу добычи биткоина, если мощность майнеров становится больше. В случае, если будет меньше мощности, протокол сам себя регулирует и упростит задачу добычи биткоина.
• Транзакции долгие в сети Биткоина (в сравнении с другими блокчейнами), транзакции исполняются быстро, но подтверждаются около 1 часа (6 подтверждений).
• В отсутствие управления сетью, блокчейн не подстраивается под новейшие технологии, хотя многие разработчики стараются создать смарт-контракты и внести доработки в сеть Биткоина, что не просто и требует одобрения большинства майнеров. У сети биткоина нет управления, которое бы занималось обновлением протокола
• Потенциальный, но маловероятный запрет криптовалюты всеми государствами. Это общий недостаток всех блокчейнов. Но на данный момент есть совсем обратная тенденция: некоторые государства постепенно принимают и узаконивают криптовалюту.
• Потенциальное, но маловероятное исчезновение приданной ценности. Биткоин имеет ценность, которая возникла путем ее придания и обнародования. Теоретически возможно, что она исчезнет, но для этого нужно, чтобы вообще все государства запретили биткоин, вероятность этого сводится к минимуму.
• Постоянно увеличивается вес сети Bitcoin. То есть это вес той программы, которую нужно установить себе на компьютер, чтобы подключиться к сети биткоин. В 2015 году размер блокчейна составлял 30 Гб. В 2018 году - 180-190 Гб. В 2021 году нужно 360-400 Гб свободного места на жестком диске (для Bitcoin Core).

Зачем нужен биткоин?

1. Средство инвестирования (для получения доходов)

2. Для перевода по миру за несколько минут

3. Покупка другой криптовалюты

4. Для накопления и хранения ограниченного в объеме актива (что похоже на золото)

5. Средство платежа (постепенное принятие государствами)

6. Для диверсификации активов

Майнинг биткоина

Майнер Биткоина - компьютер (человек), который через определенную программу подключается к сети Биткоина.

Майнинг Биткоина - процесс решения криптографической задачи (подбор хэша), по результату которого майнер получает вознаграждение в BTC.

Многие считают, что намайненные биткоины распределяются среди всех майнеров. На самом деле это не так. Биткоин получает только один майнер, который закрыл блок, а также он получает все комиссии за транзакции, которые были в этом блоке.

Данная криптографическая задача одинаковая для всех майнеров по всему миру. То есть каждый компьютер решает одну и ту же задачу.

Тот майнер, который решил задачу первым, закрывает блок и переходит к следующему (или переходит к следующей странице, если рассматривать блокчейн как книгу). А также получает все вознаграждения. Именно поэтому многие пользователи объединяют свои компьютеры в пулы, они объединяют свою мощность, чтобы первыми решить эту задачу.

Протокол Биткоина корректирует сложность майнинга так, чтобы поиск решения для нового блока занимал приблизительно десять минут. Если мощность добычи уменьшается, задача облегчается, если мощность добычи увеличивается, задача усложняется.

Вознаграждение майнеров:

1) Выпуск (эмиссия) новых биткоинов. Когда майнер решил задачу, он получает новые биткоины.

2) Комиссия за обработанные транзакции. Когда пользователь переводит средства, он платит комиссию за транзакцию. Именно ее и получает майнер, который закрыл блок.

Майнер, который закрыл блок (первый решил криптографическую задачу) получает новые биткоины и комиссию за все транзакции в этом блоке.

Новые сгенерированные монеты и общая комиссия за транзакции при закрытии блока майнером, создаются с помощью особого вида транзакции, называемой транзакцией coinbase.

Как правило, транзакция coinbase является первой транзакцией, добавляемой в блок, при этом новые монеты генерируются из ничего - из одного пустого ввода.

Если представить блокчейн в виде книги (см. изображение выше), то майнер, который закрыл 1121 блок, получает вознаграждение и комиссию за все транзакции в этом блоке. Эти средства перечисляются ему в рамках транзакции coinbase, которая является первой в следующим блоке - 1122-м.

Пример транзакции coinbase - https://blockchair.com/bitcoin/transaction/eba56fcfbe22348710f06eef46371583f05e4c2d84e56efa9b0470900cc11924

Согласно этой транзакции мы видим, что на кошелек был перевод 6.35758947 BTC, эта транзакция принадлежит блоку 748,245. Перейдем к блоку 748,245 и увидим следующее:

На блоке 748,245 видим, что сгенерировано 6.25 BTC, комиссия составила 0.10758947 BTC. Суммарно эти цифры дают 6.35758947 BTC, именно эта сумма и указана в транзакции coinbase.

На первых блоках майнеры получали по 50 BTC с 2009 года. Технология блокчейна биткоина (протокол) имеет функцию уполовинивания вознаграждения майнера - халвинг.

Халвинг биткоинов – это уменьшение вознаграждения майнера. У биткоина - уменьшение происсходит в 2 раза.

Первый халвинг произошел 28 ноября 2012 года, протокол сократил вознаграждение за блок с 50 BTC до 25 BTC. Второй халвинг состоялся 9 июля 2016, сокращение с 25 BTC до 12.5 BTC. Далее 11 мая 2020 - с 12,5 BTC до 6.25 BTC. Следующий халвинг будет в 2024 году (до 3,125 BTC)

Таким образом, халвинг происходит каждые 210 000 блоков, что примерно равно 4 годам.

Алгоритм хеширования SHA-256

Secure Hashing Algorithm 256 (в переводе, безопасный алгоритм хэширования) - преобразование входной информации любого объема в строку фиксированного размера.

Шифрование и хеширование - это разные понятия. При шифровании информацию есть возможность расшифровать, то есть имеется способ обратной дешифровки. При хэшировании информацию, преобразованную с помощью хеш-алгоритма, невозможно обратно воспроизвести.

При хешировании неважно, какой объем входной информации, поскольку независимо от длины текста она преобразовывается в строку хеша одной и той же длины. И неважно, пользователь вводить одну букву или целую статью – на выходе получится код установленной длины. Если информация отличается, то код будет содержать разные символы.

Алгоритм хеширования SHA-256 cоздан Министерством Обороны США. Он преобразовывает информацию в 256-битный код, состоящий из 64 букв или цифр, составленных случайным образом.

В 256 битах число возможных комбинаций приблизительно равно предполагаемому количеству атомов в видимой Вселенной.

Хэширование SHA 256 позволяет:

• защитить пароль или подлинность кода,
• защитить данные в блокчейне от взлома,
• защитить использование цифровых подписей,
• защитить сеть биткоина от взлома со стороны квантовых компьютеров, для вычисления которым также потребуется большое количество времени (на данный момент).

Майнинг биткоина

Для майнинга биткоина в основном приобретаются ASIC (Application-Specific Integrated Circuit) – это технологичный компьютер, который используется исключительно для майнинга. Биткоин-ASIC может майнить только биткоины.

Bitmain Antminer S19 XP:

• Алгоритм: SHA-256 (BTC)
• Хешрейт: 140 TH/s
• Текущая прибыль без вычета эл. энергии: 14$
• Потребляемая мощность: 3010 Вт
• Размеры: 570х316х430 мм
• Вес: 18 кг

Хэшрейт - эффективность и производительность майнинговой машины для вычисления хэша. Он определяет, насколько быстро работает оборудование для майнинга при попытке вычислить действительный хэш блока.

Чем выше хэшрейт, тем быстрее работает майнинговая машина и тем больше вероятность первым подобрать хеш и получить вознаграждение.

Многие майнеры объединяются в пулы, чтобы создать большую мощность для добычи биткоина. И если им удается первыми подобрать хеш и получить вознаграждение, то оно распределяется между всеми участниками пула.

Выгодно ли при текущей цене биткоина покупать оборудование и когда оно окупится?

Считаем окупаемость тут.

Из расчетов выше видно, что если использовать для майнинга Antminer S19 XP с хешрейтом 140 TH/s и при текущей цене биткоина, майнинг будет выгоден.

Путем подбора стоимости биткоина можно увидеть, что майнинг перестанет приносить прибыль при цене 9500$ за биткоин:

Но у большинства пользователей не самые современные машины, в среднем используются машины с хешрейтом 90 TH/s. И при таких показателях майнинг будет невыгоден при цене биткоина уже 15000$:

На данном сайте можно сравнить стоимость майнинга биткоина в той или иной стране: