Что такое хэш в майнинге? Как он работает?
Как работает хэш
Основой любой криптовалюты является блокчейн, который представляет собой глобальную бухгалтерскую книгу, образованную объединением отдельных блоков данных транзакций.
Блокчейн содержит только надежные, проверенные транзакции и тем самым предотвращает мошеннические операции и двойные траты.
Зашифрованное значение представляет собой последовательность цифр и букв, которые совсем не похожи на исходные данные – это и называется хэшем. Майнинг криптовалюты проделывает работу с этим хэшем.
Хеширование требует обработку данных из блока через математическую функцию, что и приводит к выводу фиксированной длины. Использование фиксированной длины повышает безопасность, так как любой, кто пытается взломать хэш, не сможет определить длину, увидив длину вывода.
Решение хэша – это решение сложной математической задачи, которое начинается с данных, доступных в заголовке блока. Каждый заголовок блока содержит номер версии, временную метку, хэш, использованный в предыдущем блоке, хэш Merkle, одноразовый номер и целевой хэш.
Майнер сосредотачивается на одноразовом числе, строке чисел. Этот номер добавляется к хэшированному содержимому предыдущего блока, который затем сам хэшируется. В случае если новый хэш меньше или равен целевому хэшу, то он становится решением и майнер получает свое вознаграждение, а сам блок добавляется в цепочку блоков.
Способ проверки транзакций блокчейна образован на шифровании данных с использованием алгоритмического хеширования.
Решение хэша требует от майнера определить, какую строку использовать в качестве одноразового номера, что само по себе требует значительного количества проб и ошибок.
Это связано с тем, что одноразовый номер является случайной строкой. Вряд ли майнер удачно придумает правильный одноразовый номер с первой попытки, а это значит, что он потенциально может протестировать большое количество вариантов одноразового номера, прежде чем получить его правильное значение.
Пример хэша
Хэширование слова «Компьютер» будет той же длины, что и хеш фразы «Майнинг это круто». Функция, используемая для генерации хеша, является детерминированной, что означает, что она будет давать один и тот же результат каждый раз, когда используется один и тот же ввод.
Обработка хеш-функций, необходимых для шифрования новых блоков, требует значительной вычислительной мощности компьютера (майнинг фермы), что становится в наше время дорогостоящим занятием.
Чтобы привлечь как можно больше майнеров, сама сеть криптовалюты вознаграждает их как новыми токенами, так и монетами с комиссии за транзакцию.
Майнеры получают монеты только в том случае, если они первыми создали хэш, который отвечает требованиям, указанным в целевом хеше.
Как работает майнинг Bitcoin: самое простое объяснение
13 мая курс ВТС обвалился, когда Илон Маск объявил, что Tesla больше не принимает Bitcoin: мол, майнинг неэкологичен. Почему майнинг Bitcoin потребляет столько энергии — и как он вообще работает? Объясняем простым языком.
Каждые 10 минут — по загадке
Возможно, вы удивитесь, но в основе процесса майнинга биткоина лежит разгадывание загадок. Задачи задает система, а решают их майнеры — вернее, мощные вычислительные устройства.
Мы не будем вдаваться в подробности того, как устроены эти загадки: скажем лишь, что майнерам нужно найти число, удовлетворяющее определенным требованиям. Причем просто решить задачу, как уравнение, нельзя: нужно перебрать миллионы потенциальных решений и транслировать их другим майнерам, чтобы они проверили их на правильность.
Загадочный создатель Bitcoin Сатоши Накамото наладил систему таким образом, что решение криптографической задачи требует огромных вычислительных усилий, зато проверка на правильность совершается очень просто. Когда все майнеры в сети согласятся, что найденное число — правильное, новый блок присоединяется к сети — а система тут же выдает новую загадку. В среднем это происходит каждые 10 минут.
Данный алгоритм называется Proof-of-Work (PoW), то есть «доказательство работы». Понимать это можно так: транслируя потенциальные решения в сеть, майнер доказывает, что совершил вычислительную работу.
Тот, кто первым найдет заветное число — вернее, тот, чье решение первым признают правильным остальные, — получает в награду биткоины. В 2021 г. награда за блок составляет 6,25 ВТС.
Три загадочных слова: хешрейт, сложность и асики
Заработок майнера во многом зависит от производительности оборудования. Чем больше решений в секунду выдает машина, тем больше вероятность, что одно из них окажется правильным. Это количество потенциальных решений (хешей) за единицу времени называется хешрейт и отражает вычислительную мощность устройства. А хешрейт сети — это суммарная мощность всех одновременно работающих майнеров (кстати, майнер — это и машина, и человек, занимающийся майнингом).
На протяжении последних 10 лет хешрейт сети Bitcoin постепенно рос. Казалось бы: если все майнеры трудятся над одной и той же задачей, то с ростом их числа (т. е. суммарного хешрейта) нужно будет все меньше времени, чтобы найти решение. А вот и нет: сложность задач тоже повышается, так что в среднем на решение нужны все те же 10 минут. И наоборот: если много майнеров вдруг покинут сеть, сложность вскоре автоматически упадет.
На заре развития Bitcoin сложность была такой низкой, что майнить ВТС можно было на обычном компьютере. Теперь же для этого используются специальные устройства: ASIC, или Application Specific Integrated Circuit, что означает «интегральная схема особого назначения». Это микрочип, способный выполнять только один вид вычислений — зато крайне эффективно.
Проблема энергопотребления
Хешрейт современных «асиков» исчисляется в терахешах в секунду, то есть в триллионах хешей (решений). Для такой мощности эти устройства очень эффективны: один ASIC потребляет в разы меньше электричества, чем набор видеокарт (GPU) с таким же суммарным хешрейтом.
Проблему можно обозначить так: сеть Bitcoin хорошо защищена от атак и манипуляций потому, что все майнеры должны прийти к консенсусу и совершить работу. Однако тот факт, что все они соревнуются в решении одной задачи, приводит к гигантской затрате ресурсов.
В этом парадокс алгоритма Proof-of-Work, и майнинг Bitcoin останется затратным до тех пор, пока не будет намайнена последняя монета — предположительно в 2140 г.
Стоит ли игра свеч?
Напоследок затронем интереснейшую тему доходности майнинга. С точки зрения обычных пользователей, главная функция майнеров — подтверждать транзакции (за что они получают комиссию), объединять их в блоки и присоединять к цепочке.
11 месяцев, чтобы отбить первоначальную инвестицию — это много. Пожалуй, самый ценный вывод для обычного пользователя заключается в том, что майнинг — вовсе не легкий способ разбогатеть, каким его часто изображают. Напротив, это очень затратный вид деятельности, в котором профит никогда не гарантирован.
В качестве альтернативы майнингу ВТС на асиках часто предлагается майнинг других PoW-криптовалют на GPU (видеокартах). Действительно, сложность добычи таких монет, как Monero (XMR) или Ravencoin (RVN), во много раз ниже, чем у Bitcoin. Но не все так радужно с GPU-майнингом:
Информация о криптовалютах в интернете зачастую некорректна или слишком запутана. Чтобы пользователям было легче сделать первые шаги, портал MyFin и регулируемая криптобиржа FREE2EX запустили данную серию статей, которые помогут новичкам разобраться, где в криптоиндустрии правда, а где — просто громкие заявления. Не пропустите следующую публикацию!
Деятельность, связанная со сделками (операциями) с токенами, связана с высоким уровнем риска полной потери денежных средств и иных объектов гражданских прав (инвестиций), переданных в обмен на токены. Правовое регулирование сделок с токенами не имеет единообразного подхода, и последствия совершения таких сделок могут иметь разную правовую оценку в различных государствах.
Данная статья не является консультацией или руководством, а создана в качестве информационно-просветительского материала.
*Партнерский материал. ООО «Пиксель Интернет» УНП: 590995582
Что такое хэш в майнинге?
Биткоин сегодня занимает лидирующие позиции. Рейтинг у него самый высокий. Но для того, чтобы уверенно чувствовать себя в криптовалютах — надо понять основы блокчейна. Для этого мы сегодня поговорим про хэш в майнинге: что это, его функции и возможности.
Что такое майнинг простыми словами
В новостях Биткоина часто можно встретить высказывания, что майнерам удалось добыть некоторое число btc в течение определенного времени. Данную криптовалюту, как и другие добывают, при помощи определенных математических вычислений. Для вычислений применяют специальное оборудование.
Фактически это и есть майнинг, если сказать просто. В России, как и в других странах пользователи используют компьютеры для добычи монет, а потом через обменник выводят полученные Биткоины в фиатные деньги.
Любая криптовалютная биржа, сервис или обменник предлагают услугу по конвертации Биткоина в фиаты. Клиент может выбрать подходящий способ, чтоб вывести монету на карту банка, кошелек.
За счет майнинга функционирует система Биткоина – блокчейн. В своей основе имеет цепочку взаимосвязанных блоков, генерирующихся в ходе проведения вычислительной операции. Есть несколько способов майнинга.
Способы майнинга
Майнер может использовать свое оборудование, создавая ферму. Чем мощнее ферма, тем быстрее майнеру удается добыть определенное количество блоков. Даже на ПК возможно осуществить майнинг, но добыча Биткоина на нем бесполезна, так как потребует значительных расходов на электричество, мощности ПК не хватит. На домашнем компьютере добывают сейчас малоизвестные монеты.
Майнинг-пул
Майнеры объединяются в пулы – сообщества, с целью добывать Биткоин или другую известную криптовалюту. Полученную награду распределяют между участниками. Каждый пул использует свое оборудование, разнообразные схемы получения дохода.
Майнинг в облаке
Для такого типа добычи можно не использовать свой ПК, пользователь находит сервис в сети, арендует мощности, платит по тарифу, и начинает майнить. Вся полученная прибыль забирается. Сейчас многие майнеры, не имеющие возможности использовать мощное оборудование, используют такой способ.
В майнинге валют есть такой элемент, как хэш.
Хэш майнинга
Что из себя представляет хэш? Hash простыми словами означает строку символов, которая представляет и защищает данные в блокчейне криптовалюты. Цифровые данные существуют в виде строк двоичных чисел. В свою очередь хэш-функция использует математические алгоритмы для того, чтобы создавать новые строчки чисел в виде хэша.
Что такое хэш-функция, и зачем она нужна?
Хэш-функции в криптовалюте представляют собой компьютерные алгоритмы, создающие сам хэш. Хэш-функция осуществляет превращение информации транзакций в зашифрованные хэши, составляющие базовую основу блокчейна. Фактически хэш является новым состоянием блокчейна, который содержит в себе уже новую информацию о транзакциях.
Хэш-функцию используют к информации любого объема, а потом меняют на данные уже ограниченного объема, обеспечивая защиту, хранение, передачу данных. Когда обработка данных окончена, хэш становится ограниченным по размеру. Если вдруг хэш был подвергнут изменению, тогда нетрудно определить, что был осуществлен взлом или фальсификация.
Какова роль хэша в майнинге криптовалюты
Чтобы провести добычу блока майнерам необходимо осуществить хэширование блокчейна, к заголовкам блока, чтобы он стал меньше. Так как заголовки блоков содержат в себе строки информации, в том числе и детали переводов. При помощи ПО майнер использует хэш-функцию для того, чтобы поменять данные и создать хэш. Если целевой хэш достигается, блок добывается.
Потом он проверяется в блокчейне и майнер получает вознаграждение в виде криптовалюты. Но перед тем, как целевой хэш будет получен, необходимо множество попыток, поэтому и требуется вычислительное оборудование. Хэш обеспечивает безопасность всего блокчейна, в этом его основная функция.
Криптографическая функция хэша, применяемая в Биткоине функционирует на базе чрезвычайно сложной формулы, которую понимают только немногие. Она имеет несколько основных свойств.
Свойства функции
Чтобы блокчейн мог работать, ему необходимо обновление, и ведение актуальных записей каждой транзакции. Именно в моменты обновления данных блокчейн становится более уязвимым, и, чтобы исключить риски, используется криптографический код. Хэш блокчейна отличается наибольшей устойчивостью. У хэша блокчейна есть несколько алгоритмов шифрования.
Хэширование информации, которая получается при создании Биткоина, осуществляется с помощью алгоритма шифрования SHA-256. Все данные кодируют в 256-битный ключ. Алгоритм уникален тем, что с его помощью можно закодировать огромный объем информации. Если кто-то попытается изменить один символ исходного блока, тогда итоговый ключ полностью изменится. Так достигается защита от несанкционированного изменения.
Такой алгоритм чаще всего и используют в майнинге. Его степень надежности к взлому превосходит все остальные. Однако у него есть и недостатки. Если кто-то обладает огромными вычислительными мощностями, тогда он и получит большую часть монет. Кроме этого, использование алгоритма требует от майнеров владения мощного оборудования, что могут позволить себе далеко не все.
Пример хэша
К примеру, хэширование понятия «Компьютер» будет иметь такую же длину, как и хэш выражения «Майнить валюты – это классно». Поскольку у функции, которую применяют для того, чтобы генерировать хэш, есть свойство детерминированности, это значит то, что она выдаст всегда один и тот же результат, когда используют один и тот же ввод.
Примером криптографического хэша может быть такой вариант хэша — c73d08de890479518ed60cf670d17faa26a4a71f995c1dcc9781. Для вычисления криптографических хэшей используют множество программ, в том числе и такую как Hasher.
Подписывайтесь на Телеграм канал, чтобы всегда быть в курсе самых последних и горячих новостей @like_freedman
Что значит “хэш” в майнинге?
Рассмотрим, что такое хеш и хеш-мощность, почему важно знать эти понятия, и как они могут помочь в добыче криптовалюты.
Функция хэширования или хэш-функция (hash-function), или функция свертки –
это детерминированная функция, на вход которой подается строка битов произвольной длины, а выходом всегда является битовая строка фиксированной длины.
Хэш также называют «хеш-кодом», «хеш-суммой» и «сводкой сообщения».
Свойства хеш-функций
Хэш обеспечивает безопасность всего блокчейна, в этом его основная функция.
Криптографическая функция хэша, применяемая в майнинге функционирует на базе чрезвычайно сложной формулы, которую понимают только немногие. Она имеет несколько основных свойств, которые мы перечислим.
Но сначала обратимся еще к одному понятию:
Коллизия — это ситуация, когда хеш-функция преобразует более чем один массив входных данных в одинаковые сводки. Поскольку блок фиксированной длины, то он имеет ограниченное число возможных значений, а следовательно возможны повторы.
Теперь рассмотрим свойства хэш-функций:
Хеширование в блокчейне Биткоин
Биткоин работает на блокчейне и использует алгоритм хеширования SHA-256 (алгоритм криптографического хеширования 256). Данный алгоритм позволяет преобразовать любой объем информации в строку из 64 символов.
В случае с биткоином хеш-функции выполняют три основные задачи:
Процесс майнинга (биткоинов) осуществляется следующим образом:
Заключение: почему это важно?
Хеш-функцией обеспечивается высокий уровень безопасности криптовалюты. И хотя в теории ничто полностью не защищено от взломов, такой подход дает максимально высокий из доступных уровней сложности.
С помощью хеш-функции можно достигать высокого уровня безопасности систем.Также она позволяет хешировать пароли и шифровать другие данные.
Что такое майнинг, блокчейн и как это работает
В последние полтора месяца, из-за резкого роста курса некоторых криптовалют, стало выгодно майнить на видеокартах, что, к слову, и привело к резкому их подорожанию. Но вот что такое майнинг и как он работает — знают далеко не все, и об этом мы поговорим в этой статье.
Начнем с определения:
Майнинг (mining, добыча полезных ископаемых) — деятельность по поддержанию распределенной платформы и созданию новых блоков с возможностью получить вознаграждение в форме новых единиц и комиссионных сборов в различных криптовалютах.
Понятно то, что ничего не понятно. Распределенная платформа — это способ решения задач сразу на многих устройствах, объединенных параллельно. То есть, грубо говоря, в процессе майнинга происходит решение математической задачи, в результате которой можно получить за это деньги. Иными словами — производительность ПК переводится в деньги, а вы платите только за электричество и интернет.
Хэш и блокчейн — столпы майнинга
Но что это за задача? Для того, чтобы ответить на этот вопрос, сначала разберемся с тем, что такое хэш. Хэш, или хэш-функция — это алгоритм, который преобразует любые исходные данные, будь то файл, картинка или текст, в последовательность букв и цифр определенной длины. Причем делает это так, что разные исходные данные дают разный результат (в противном случае, если разные исходные данные дают одинаковый хэш, это называют коллизией — столкновением, и это, вообще говоря, уязвимость).
Для чего нам нужен хэш? Он нужен нам для того, чтобы, не имея на руках файлов, знать, одинаковые они или нет. Зачем это нам? Для понимания этого рассмотрим вторую важную составляющую майнинга — блокчейн.
Блокчейн (blockchain, цепочка блоков) — выстроенная по определённым правилам непрерывная последовательная цепочка криптографически связанных блоков, содержащих информацию.
Рассмотрим на примере, как работает блокчейн. Создаем файл и записываем в него фразу «Привет мир-1». Считаем его хэш-сумму по любому алгоритму — самый распространенный это sha256. Допустим, при этом мы получили строчку А (на самом деле она длиннее и разнообразнее эдак в 64 раза, но для наглядности упростим ситуацию). Теперь создаем второй файл, записываем в него фразу «Привет мир-2» и следующей строчкой пишем А. Сохраняем файл и считаем его хэш — он оказывается, допустим, B. Теперь создаем третий файл, записываем в него «Привет мир-3» и B, сохраняем, считаем хэш — он оказывается С, создаем новый файл, и так далее. Поздравляем сами себя с созданием простейшего блокчейна — все предыдущие файлы завязаны на самый первый, то есть все блоки — элементы одной цепочки. При этом самый первый блок называется Genesis Block (первичный блок), он рассматривается отдельно, так как у него отсутствует родительский блок.
Разумеется, возникает вопрос — а как проверить целостность сети, может быть 10001 блок был получен не из 10000, а из головы? Да очень просто — в каждом последующем файле записан кэш предыдущего. И так можно рекурсивно «спуститься» вплоть до самого первого блока. Если где-то кэш не совпадет — значит, в сеть были внесены изменения.
Теперь мы, наконец-то, можем перейти к описанию майнинга.
Принцип работы майнинга
Представим, что внутри самого первого файла написано не только «Привет мир-1», но и 00000. Считаем его хэш, и он, к примеру, начинается с 3f5da. Радостные, отправляем этот кэш и узнаем, что он не подходит. Но почему? Да все просто — хэш должен начинаться с нуля, а количество нулей в начале подбирается так, чтобы каждый блок биткойна появлялся раз в приблизительно 10 минут. Хм, скажете вы, ну давайте запишем в файл не 00000, а 00001 (да-да, самый простой перебор, ибо предсказать, какой получится хэш, мы не можем. А если вы сможете — получите Нобелевскую премию, серьезно). Считаем его хэш — и он начинается с 7b3fa8. Мда, и опять не нули в начале. Ладно, запишем в файле 00002. Опять не нули? Ставим 00003, и так далее. И вот так, перебирая, мы в конце концов получаем хэш, начинающийся с нужного числа нулей, с помощью этого хэша генерируем новый блок, и получаем за него деньги. Вот так просто и работает майнинг.
А в чем тогда разница между майнингом разных криптовалют? Да только в количестве данных в блоке, текущей сложностью, набором правил для хэша да самим алгоритмом хэширования.
Сразу же возникает вопрос — а можно как-то подделать эту цепь блоков и получить сразу много биткойнов? Конечно можно, вам для этого всего лишь нужно перемайнить ВСЕ блоки с самого начала образования цепи по своему алгоритму — как только у вас станет на один блок больше, чем у всех других майнеров — сеть автоматически примет ваши условия. Это так называемая «атака 51%», и она возможна лишь в теории: во-первых, для того, чтобы перемайнить почти 500 000 блоков биткойнов, потребуются просто гигантские вычислительные мощности и деньги, во-вторых — даже став «королем биткойнов», самый максимум, что вы сможете — это останавливать транзакции в сети, что денег вам точно не принесет (но вот обвалить курс, или, наоборот, поднять и сыграть на этом, будет можно. Но вряд ли человек, имеющий достаточные для создания такой сети деньги, будет этим заниматься — скорее всего он вложит их во что-то более выгодное).
Регуляция в сети биткойна
В сети биткойна разумеется есть регуляция: во-первых, это сложность: то есть сколько нулей должно быть в начале хэша. Она подбирается так, чтобы в неделю появлялось 2016 блоков — то есть 10 минут на блок. Соответственно, чем больше вычислительных мощностей участвует в майнинге — тем больше должна быть сложность, чтобы удерживать темп — а значит тем сложнее каждому найти нужную хэш-сумму. Второй ограничитель — это стоимость награды. В 2009 году за один блок давали 50 BTC, потом 25, а сейчас — всего 12.5.
Поэтому мы получаем сразу две проблемы для майнера: если самые первые блоки биткойнов без проблем рассчитывались на листке бумаги с калькулятором (нужно было найти хэш с всего одним нулем в начале), в начале 2010ых для этого требовался компьютер с мощный процессором, то теперь, даже имея хороший сервер, в одиночку найти нужный хэш практически нереально (за разумное время, конечно). Вторая проблема — даже если вы найдете такой блок, биткойнов вы получите в 4 раза меньше, чем 8 лет назад. И их стоимость может не окупить (вернее уже давно не окупает) затрат на электричество — а работать себе в убыток вряд ли кто-то будет. Но есть и плюс — если в начале биткойны стоили буквально десяток центов, то теперь их курс превышает 2000 долларов — правда, все равно сильно возросшая сложность привела к тому, чтобы майнить биткоины на домашнем ПК невыгодно.
Однако уже давно созданы специальные устройства — ASIC. Это интегральные схемы особого назначения, которая заточены под определенные действия (в данном случае — под майнинг), но потребляют при этом относительно немного энергии. И то, чтобы майнить на них было выгодно, создаются огромные фермы из них в Китае, в местах с дешевым электричеством — только так можно получить существенную прибыль.
Текущее состояние майнинга криптовалют
Возникает вопрос — почему вдруг люди порядка месяца назад массово бросились скупать видеокарты и делать фермы? Все просто — всегда курс может вырасти настолько, что становится выгодно майнить даже на видеокартах (процессоры для этого подходят хуже — майнинг отлично распараллеливается, и тут GPU с несколькими тысячами простых вычислительных блоков оказывается лучше, чем CPU с 4-8 мощными ядрами). Но тут важно понимать, что мало того, чтобы сейчас курс определенной криптовалюты был высок — нужно, чтобы он был высоким на протяжении по крайней мере того времени, пока вы не «отобъете» затраты на ферму. И в самом лучшем случае для эфириума это 3-4 месяца, а обычно это больше полугода. Увы — никто предсказать курс на такой длительный промежуток времени не может, поэтому домашний майнинг был и является рискованной затеей.
И самый последний вопрос — что делать тем, кто хотел купить себе видеокарту, а теперь, глядя на цены, понимает, что они им не по карману? Просто мониторить авито и прочие площадки продаж б/у комплектующих: время работает на вас, чем больше майнеров и мощностей — тем менее выгодным и тяжелым становится майнинг, и поэтому те, у кого были небольшие фермы, работающие на грани прибыли, уже стали их распродавать, и уже можно «урвать» 1080 Ti по старым ценам. Да, это будет б/у видеокарта, но стоит понимать, что она работала от силы 1-2 месяца при комфортных для нее условиях. И с учетом того, что гарантия на них обычно 2-3 года — волноваться не о чем.