Що таке майнінг біткоїна і як він влаштований
Майнінг — один із перших способів участі в роботі децентралізованих мереж і отримання доходу на крипторинку. Багато з блокчейнів першого покоління використовували майнінг і пов’язаний з ним механізм досягнення консенсусу Proof-of-Work для забезпечення стабільності та безпеки мережі. Однак 2024 року майнінг поступився місцем стейкінгу, ставши відмінною рисою біткоїна і ще кількох порівняно невеликих проєктів на кшталт Kaspa.
У цій статті ми розберемо, як працює майнінг біткоїна, для яких цілей його використовують і яке обладнання потрібно, щоб стати майнером.
Навіщо потрібен майнінг біткоїна?
Майнінг — це центральний елемент алгоритму досягнення консенсусу на основі «доказу робіт» (Proof-of-Work або PoW), що забезпечує цілісність і захист даних децентралізованої мережі.
Суть майнінгу полягає в тому, що учасник мережі повинен виконати певну роботу у вигляді математичних обчислень, щоб сформувати новий блок транзакцій. Назва процесу пов’язана з тим, що натомість майнер отримує винагороду у вигляді криптовалюти, у певному сенсі «видобуває» її, вкладаючи в це власні ресурси.
Як працює майнінг
Майнінг — це процес обробки транзакцій з їх подальшим додаванням у пакети даних — блоки, які потім зберігаються в блокчейні. Під час майнінгу інформація про транзакції блоку перетворюється на спеціальний набір символів і букв — хеш, який гарантує її незмінність після запису. Ми докладніше розглядали значення хеша для блокчейна в рамках навчального курсу «Занурення в крипту».
Обчислення, необхідні для хешування транзакцій, проводять спеціальні вузли — майнери. Перший майнер, який розв’яже математичну задачу, стає творцем блоку і отримує нагороду в біткоїнах, розмір якої постійно скорочується під час процесу, який називається халвінгом.
При цьому ймовірність стати творцем блоку безпосередньо залежить від потужності обладнання майнера, що вносить змагальний характер у цей аспект роботи мережі. А витрати на електроенергію та обладнання, які несе майнер, є своєрідною гарантією його лояльності, оскільки тепер він не може включити в блок неправдиву транзакцію під страхом втрати винагороди і пов’язаних з цим збитків.
Таким чином майнінг лежить в основі безпеки та механізму емісії біткоїна — двох найважливіших переваг першої криптовалюти порівняно з конкурентами. Докладніше про місце майнінгу в загальній архітектурі біткоїна можна дізнатися в нашій оглядовій статті.
Чи законний майнінг?
Загалом майнінг є обчислювальним процесом, яким займаються спеціальні дата-центри, тому, як правило, цей вид діяльності є законним навіть у тих країнах, де криптовалюти не визнано платіжним засобом або на їхнє використання накладено регуляторні обмеження.
Однак з урахуванням високої конкуренції майнерів, обчислення, які вони проводять, вирізняються високою складністю і задіюють потужні та енергоємні пристрої (ASIC). Це може створювати складнощі для країн з дефіцитом електроенергії, що нерідко виливається в заборони або ліміти, які накладаються на майнінг урядами. З подібними проблемами зіткнулися майнери Косово і Анголи.
У деяких юрисдикціях обмеження майнінгу є частиною ширшої політики з регулювання криптовалюти. Так, повна заборона на видобуток біткоїна, накладена 2021 року владою Китаю, стала ще одним урядовим заходом для викорінення використання цифрових активів усередині країни. Подібних заходів у різні періоди вживали й інші країни на кшталт Непалу, Алжиру та Кувейту.
Інші країни практикують дозвільний підхід, запроваджуючи замість заборони регулювання майнінгу. Так, у Казахстані з 2023 року діє профільний закон про цифрові активи, що передбачає ліцензування діяльності майнерів. Схожі правила запроваджено для майнерів Узбекистану та низки інших юрисдикцій.
Як видобуток біткоїнів впливає на навколишнє середовище
Енергоємність майнінгу, а також висока тепловіддача обчислювального обладнання піднімає ще одну проблему — вплив першої криптовалюти на екологію. Ключовим аспектом тут є походження електроенергії, використовуваної майнерами.
Так, у 2022 році в штаті Нью-Йорк у США влада запровадила дворічне обмеження на майнінг із використанням неекологічних джерел енергії. А роком раніше компанія Tesla перестала приймати біткоїн як платіжний засіб, посилаючись на високу частку «брудної» енергії в майнінгу, зокрема, видобутої на вугільних електростанціях.
Дослідження 2020-2021 років, проведені ООН, виявили, що викопне паливо і, зокрема, вугілля становлять 45% у загальній структурі енергоспоживання майнінгу. Водночас за даними The Bitcoin ESG Forecast у 2024 році понад половину всієї споживаної майнерами електроенергії видобуто з екологічно чистих джерел.
Чималу роль у цьому процесі відіграє скорочення нагороди майнерів, що змушує розміщувати дата-центри поблизу джерел дешевої енергії, щоб знизити витрати на видобуток криптовалюти. Насамперед це передбачає використання відновлюваної або «зеленої» генерації, яка в багатьох країнах субсидується урядом і є більш доступною порівняно зі створеною за допомогою викопного палива.
Яке обладнання потрібне для майнінгу і скільки можна заробити у 2025 році
Ключові характеристики пристроїв для майнінгу — швидкість підбору хеша (хешрейт) і споживання електроенергії. Перша безпосередньо впливає на дохід майнера, друга — на витрати, пов’язані з обслуговуванням. Для визначення прибутковості різних пристроїв часто використовують спеціальні калькулятори.
Як уже згадувалося, складність майнінгу є динамічною і безпосередньо залежить від загальної потужності обладнання, підключеного до мережі, тому в різні періоди існування біткоїна майнери використовували для обчислень різні пристрої.
Майнінг за допомогою процесора
Спочатку майнери використовували для видобутку біткоїна процесори домашніх комп’ютерів. Однак зі зростанням конкуренції ефективність цього підходу падала, оскільки у відповідь на підвищення кількості майнерів система відповідала пропорційним зростанням складності обчислень.
Майнінг за допомогою відеокарти
Відеокарти стали наступним рішенням для майнінгу, оскільки архітектура графічних процесорів оптимізована для вирішення множинних невеликих завдань, які лежать в основі хешування. Спочатку це були відеокарти домашніх комп’ютерів, потім майнери почали створювати з них спеціальні ферми, для підвищення ефективності.
Майнінг за допомогою ASIC
Найактуальнішим методом майнінгу у 2024 році є використання ASIC — Application Specific Integrated Circuit. Це спеціальні обчислювальні пристрої, оптимізовані під алгоритм хешування тієї чи іншої криптовалюти, щоб забезпечити максимальну ефективність.
Виробництво ASIC поставлено на потік багатьма компаніями, серед яких Bitmain, Canaan, MicroBT та інші. Вони пропонують широкий модельний ряд пристроїв з різною потужністю та енергоспоживанням для створення домашніх або промислових майнінг-центрів. Серед найбільш популярних на момент написання рішень можна виділити:
- Antminer S21 Pro від виробника Bitmain, здатний досягти хешрейту в 234 терахешів на секунду (Th/s) за витрати в 3 510 Ватт на годину (W). Придбати продукт можна за $4 749;
- Whatsminer M66S 310T від MicroBT, що споживає 5 513 W. Хешрейт молодшої моделі дорівнює 270 Th/s, а старшої — 298 Th/s за ціною $8 699 і $9 499 відповідно;
- Avalon A1566 від Canaan вартістю $2 999. Порівняно бюджетна і малопотужна модель з 185 Th/s і енергоспоживанням у 3 420 W.
Однак навіть потужні ASIC в умовах високої конкуренції не можуть забезпечити майнерам достатній шанс на отримання нагороди, необхідний для компенсації витрат, тому більшість вузлів об’єднує свої потужності в майнінг-пулах. Ці організації розподіляють нагороду між усіма учасниками пропорційно до їхнього хешрейту і дають змогу усунути фактор непередбачуваності під час винагороди творців блоків.
Що буде коли всі біткоїни будуть видобуті?
Згідно з даними Coinmarketcap, на момент написання видобуто близько 19,8 млн BTC із доступних 21 млн.
Темпи емісії контролюються вже згадуваним механізмом халвінга і скорочуються в міру терміну роботи мережі. Так, спочатку за один видобутий блок майнер отримував винагороду в розмірі 50 BTC, у 2024 році, після кількох халвінгів, ця сума скоротилася до 3,125 BTC.
Через подальші скорочення, очікується, що останній біткоїн буде видобуто лише до 2140 року. Після цього субсидування винагороди майнерів припиниться і вони отримуватимуть дохід виключно за рахунок комісій за обробку транзакцій.
Саме ця кінцівка пропозиції, закладена в коді першої криптовалюти, дає змогу порівнювати її із золотом і використовувати як захисний, антиінфляційний актив.
Топ-3 найбільших майнера біткоїна
«Розмір» майнера визначається потужністю його обладнання, тому зазвичай для порівняння використовують показник TH/s або ЗН/s (кількість хешів, яку вузол може перебрати за одну секунду). А оскільки, як уже згадувалося, більшість майнерів об’єднуються в пули, то найбільшими гравцями в мережі біткоїна є саме ці організації.
Foundry Digital
Інституційний майнінг-пул зі США, заснований у 2019 році. Організація веде діяльність у різних сферах крипторинку, серед яких і стейкінг, однак основний фокус пов’язаний з видобутком біткоїна. На момент написання пул акумулює понад приблизно 30% від загального хешрейту мережі.
Antpool
Ранній китайський майнінг-пул, заснований у 2014 році виробником обладнання для видобутку криптовалют Bitmain. Пропонує видобуток 17 різних криптовалют, що працюють на основі Proof-of-Work. Приєднатися до пулу може будь-який власник обчислювального обладнання. Варто зазначити, що Antpool кілька разів займав домінуючі позиції на ринку, обходячи Foundry Digital.
ViaBTC
Заснований у 2016 році в Китаї, пул бере участь у видобутку понад 10 криптовалют. Частка в хешрейті біткоїна становить трохи більше 12%. Як і Antpool, ViaBTC є відкритим пулом до якого власники обладнання можуть приєднатися без обмежень.
Висновки
Майнінг — це один із базових елементів архітектури біткоїна та деяких інших криптовалют. За роки існування індустрії він еволюціонував зі спільноти ентузіастів у багатомільярдну індустрію, в яку інвестує величезна кількість користувачів, спраглих заробити, забезпечуючи безпеку і стабільність блокчейна.
На тлі зростання складності обчислень, майнінг створив низку проблем для цілих країн, ключовими з яких стали високе споживання електрики і негативний вплив на екологію. Однак статистичні показники свідчать про те, що скоординовані дії майнерів дадуть змогу подолати ці труднощі та створити сприятливі умови для розвитку індустрії.
