Алгоритм майнинга, или алгоритм хеширования необходим для расшифровки данных в криптовалютной сети и определения их достоверности. Разработкой алгоритмов занимаются специалисты-криптографы. Схема основана на обработке «хэша» – это число, зашифрованное из строки содержимого. Невозможно зашифровать две строки таким образом, чтобы получился одинаковый хэш.
Основная идея майнинга Биткоина заключается в том, что майнеры заключают некоторую группу свежих транзакций в единый блок, а потом множество раз выполняют вычислительную операцию хеширования, пока кто-то из них не обнаружит нужное число. После этого транзакции можно считать подтвержденными.
Алгоритм майнинга криптовалют: что это и зачем нужен
В криптографии существует понятие хэш-функции, она отвечает за зашифровку данных, которые впоследствии расшифровывает алгоритм майнинга криптовалют. Хэш-функция устроена так, что нет «легкого пути» получить нужный результат – можно только раз за разом подбирать значения, пока не найдется одно работающее.
В Биткоине успешным хэшем считается тот, который начинается с определенного числа нулей. Сложность нахождения растет экспоненциально. На текущий момент в числе должно быть 17 нулей подряд, чтобы оно было признано подходящим. Таким образом, только один из 1.4×1020 чисел приведет к успешному результату. Найти хэш даже труднее, чем одну песчинку из всех существующих на Земле.
Посмотрите видео, которое объясняет, что такое алгоритм хеширования (включите субтитры и перевод на русский):
Как объединить Бинанс пул и NiceHash
Опытным майнерам хорошо известна платформа NiceHash, предоставляющая брокерские услуги по продаже хэш мощностей. С ее помощью можно покупать и продавать хэшрейт своего оборудования для добычи криптовалют. Особенность платформы и в том, что она позволяет добывать криптовалюту на Бинанс Пул без покупки аппаратуры в виде графических процессоров или АСИКов.
Суть сотрудничества состоит в том, что клиенты NiceHash соединяются с майнерами и выбирают, куда направить вычислительную мощность. Они могут использовать ее для добычи криптовалюту с помощью Бинанс Пул. Такая возможность позволяет получать доход, а само направление привлекает низкими комиссиями и наличием способа выплат FPPS с более высоким доходом.
Общий алгоритм такой:
- Создайте аккаунта на Binance Pool — pool.binance.com/ru.
- Сделайте учетную запись на Найсхэш по ссылке nicehash.com/my/register.
- Введите кошелек Биткоин на NiceHash.
- Купите доступный контракт.
- Разместите ордер на NiceHash.
- Настройте прокси и объедините две платформы.
Для настройки Бинанс Пул сделайте следующее
- Установите прокси для SHA-256 — stratum+tcp://sha256.poolbinance.com:8888 или stratum+tcp://bs.poolbinance.com:3333. В качестве портов можно использовать 443, 1800, 3333 или 8888.
- Задайте нужные порты для ETHash — stratum+tcp://ethash.poolbinance.com:1800, а порты — 8888, 443, 3333, 25, 1800.
Для подключения NiceHash посмотрите настройку прокси и наименования рабочего. Установите эти данные с учетом данных пула Binance. Если вы не меняли пароль, нужно ввести 123456.
На следующем шаге настройте сложность с учетом хэшрейта, разместите и исполните ордер на покупку НайсХэш, а после проверьте соединение с Бинанс пулом. После этого убедитесь в правильности подключения к Binance Pool и обратите внимание на статистику по ссылке pool.binance.com/en/statistics.
Для удобства сведем особенности майнинга разных криптовалют на Бинансе в одну таблицу.
| Криптовалюта | Хэшрейт | Комиссия | Способ расчета | Расчетное время | Время выплат | Доход | Адреса для майнинга |
| Биткоин, Биткоин Кэш | 20,76 EH/s | 2,5% | FPPS | 3.00-3.00 | 5.00-13.00 | 1 ТХ/с — 0,0000052 BTC или 0,00057 BTH | stratum+tcp://bs.poolbinance.com:3333 stratum+tcp://sha256.poolbinance.com:8888 |
| Эфириум | 17,04 ТХ/с | 0,5% | PPS+. | 1 МХ/с — 0,00001521 ЕТН | stratum+tcp://ethash.poolbinance.com:1800, stratum+tcp://ethash.poolbinance.com:25 | ||
| Лайткоин, Догикоин | 330,9 TH/s | 3% | PPS, PPLNS | 1 ГХ/с — 0,02 Лайткоина или 51,6 Догикоина | stratum+tcp://ltc.poolbinance.com:3333, stratum+tcp://ltc.poolbinance.com:443 |
Алгоритм майнинга топовых криптовалют
Список популярных и перспективных криптовалют, доступных для майнинга, и их алгоритмы хеширования:
| Криптовалюта | Тикер | Алгоритм |
| Bitcoin | BTC | SHA256 |
| Ethereum | ETH | Ethash |
| XRP | XRP | XRP Ledger Consensus Protocol |
| Litecoin | LTC | Scrypt |
| Bitcoin Cash | BCH | SHA256 |
| EOS | EOS | DPoS |
| Bitcoin SV | BSV | SHA256 |
| Cardano | ADA | DPoS |
| TRON | TRX | DPoS |
| Monero | XMR | CryptoNight |
| Dash | DASH | X11 |
| Cosmos | ATOM | PoS |
| NEO | NEO | PoS |
| Tezos | XTZ | DPoS |
| Ethereum Classic | ETC | Ethash |
| NEM | XEM | Proof-Of-Bible-Hash (POBH) |
| Ontology | ONT | PoS |
| Zcash | ZEC | Equihash |
| Bitcoin Gold | BTG | Equihash |
| Ravencoin | RVN | X16R |
| Beam | BEAM | Equihash |
| Grin | GRIN | Cuckoo Cycle |
| Waves | WAVES | PoS |
| Harmony | ONE | PoS |
| Libra Facebook | LIBRA | LibraBFT |
| Algorand | ALGO | PoS |
| Elrond | ERD | PoS |
| Decred | DCR | Blake (14r) |
Как работает майнинг
Для внесения в блокчейн информации о транзакциях, которых напомним очень-очень много, необходимо постоянно создавать новые блоки, структурные единицы блокчейна. Майнинг и является процессом формирования этих блоков. Добытчики со всех уголков мира с помощью процессоров и видеокарт осуществляют сложные математические вычисления, подтверждая транзакции, записывая блоки и получая за это вознаграждение в виде криптовалют. Майнинг — единственный разумный и безопасный способ эмиссии биткоина. И чем сложнее способ добычи криптовалюты, тем выше её ценность и курс относительно реальных денег.
Основные алгоритмы майнинга криптовалют
Рассмотрим наиболее распространенные на сегодняшний день алгоритмы майнинга.
SHA-256
Сокращение SHA расшифровывается как «безопасный расчет хеша». Этот вычислительный метод обеспечивает неизменность информации в криптографическом наборе данных. Информация зашифрована или закодирована, поэтому находится в безопасности, и получить доступ могут только те люди, у которых есть код.
В 2001 году американское Агентство Национальной Безопасности разработало алгоритм SHA-2. SHA-256 – его разновидность. Название обусловлено тем, что он работает с числами размером 256 бит. Иными словами, конкретный бит данных кодируется и трансформируется в код из 256 фрагментов. Время обработки кода в SHA-256 занимает 6-10 минут.
Scrypt
В алгоритме хеширования Scrypt используется сразу 11 логических протоколов для подтверждения работы (PoW). Самое крупное преимущество применения Scrypt – эффективность, так как с ним оборудование потребляет на 30% меньше мощности и требует меньше охлаждения.
Многоуровневое вычисление начинается с загрузки информации с помощью хеш-процесса SHA-256. В это время рассчитывается анализ структуры связей, без которого невозможно завершение хеширования. Если сравнивать с SHA-256, то Scrypt потребляет меньше энергии, но значительно больше памяти. Также в Scrypt существует возможность уменьшить размер хеша, из-за чего вычисление осуществляется быстрее.
Ethash
Ethash был разработан специально для Ethereum с целью снизить уязвимость перед ASIC-майнерами. Алгоритм основан на интеллектуальном анализе данных. Ранее Эфир применял алгоритм под названием Dagger-Hashimoto, а Ethash по сути его обновленная и улучшенная версия.
Был сделан сильный упор на защиту от ASIC, однако это помогло ненадолго – интерес производителей асиков к Эфириуму возрос, и вскоре такие устройства все же были выпущены на рынок, что вызвало возмущения в сообществе. Было предложено даже «банить» слишком мощные устройства, подключенные к сети.
X11
Алгоритм X11 был разработан в 2014 году и также как Ethash был нужен для противодействия асик-майнерам и сохранения конкурентоспособности владельцев видеокарт и процессоров. X11 работает одновременно с 11 разными хеш-функциями. Сначала первая функция создает хеш, затем передает эстафету второй и так далее.
Все одиннадцать алгоритмов, входящих в состав X11, были введены в работу Национальным институтом стандартов и технологий США, чтобы разработать новую функцию SHA-3 с повышенной безопасностью по сравнению с предшественниками. Кандидатов было 64, конкурс прошли только 11.
CryptoNight
CryptoNight – алгоритм майнинга, предназначенный для применения на обыкновенных процессорах. Изначально алгоритм закодирован в базе кода CryptoNote. Cryptonight берет информацию объемом 2 Мб, извлекает базовые данные, смешивает их с последовательными и дает на выходе идеальный результат.
Основным преимуществом протокола считается возможность дополнительного микширования. Транзакции таким образом становятся более конфиденциальными. CryptoNight используют многие криптовалюты, из которых наиболее известна Monero.
Equihash
Этот алгоритм майнинга криптовалют представляет собой асимметричную систему Proof-of-Work, ориентированную главным образом на память. Количество работы, которую может произвести устройство при работе с этим алгоритмом, определяется в основном количеством оперативной памяти, которым оно оснащено.
Алгоритм Equihash называют устойчивым к ASIC-майнерам. Память – дорогостоящий вычислительный ресурс, и поэтому ее оптимизация на асик-чипе будет дорогостоящим и невыгодным для пользователя процессом. В результате процесс майнинга на ASIC станет менее эффективным и мощным.
Decred
Криптовалюта Decred использует гибридный механизм консенсуса, сочетающий в себе принципы PoS и PoW. Такая система гарантирует, что развитие проекта на может зависеть от контроля сильных заинтересованных групп, а также в блокчейн на могут вноситься изменения без согласия сообщества.
PoW в Decred подразумевает вознаграждение в 30 монет за добытый блок, которые разделяются между майнерами, голосующими и фондом развития проекта. Далее голосующие могут отдавать свои голоса за или против предлагаемых корректировок в цепи. За то, что они защищают сеть хранением своих ставок, им отдается 30% дохода с каждого сформированного блока.
Quark
Quark – алгоритм майнинга криптовалют, базирующийся на хэш-функции с девятью уровнями шифрования. Алгоритм не требует большого количества ОЗУ, а также содержит в себе встроенную защиту от хакерских атак высокого уровня (64 бит). Отличается малым потреблением энергии. Quark разработали в 2013 году и внедрили в него шесть функций для шифрования: Grostl, Blake, Keccak и т.д.
Алгоритм Quark используется в механизмах консенсуса PoS и PoW, чтобы поддержание рабочего состояния криптовалютной системы было более определенным и безопасным. По сравнению со SHA-256, используемым в Биткоин, Quark обладает устойчивостью к возникновению SPOF (единой точки отказа), из-за которой может выйти из строя вся система.
X15
X15 основан на X11, только вместо применения 11 функций хеширования в нем используется 15. За счет такого хода существенно повышается устойчивость к хакерским атакам. Если хакер взломает одну из пятнадцати функций, то разработчики тотчас же усовершенствуют ее, чтобы система продолжала оставаться в безопасности. Злоумышленнику, желающему взломать всю систему, необходимо будет поочередно пройти через все 15 функций, и сделать это быстро.
SHA-2
Безопасный алгоритм хэширования, на основе которого разработано не менее десяти усовершенствованный вариантов, в том числе SHA-256. Все хэш-функции, применяемые в семействе, основаны на структуре Меркла-Дамгора.
Суть заключается в том, что исходная информация разделяется на блоки после дополнения, а затем каждый из блоков делится на шестнадцать слов. Далее каждый блок сообщения пропускается через цикл, состоящий из 80 или 64 раундов перемешивается. На каждом этапе два слова трансформируются, а функция этой трансформации задается остальными 14-ю словами.
Cuckoo Cycle
Cuckoo Cycle – один из самых перспективных на сегодняшний день алгоритмов, устойчивых к ASIC. Изначально был изобретен для защиты от спама в электронной почте. Однако архитектура оказалась вполне подходящей для добычи криптовалют на графических процессорах. Сфокусирован в основном на использовании памяти, поэтому требует значительно меньше вычислительной энергии, чем другие PoW-алгоритмы. Следовательно, снижаются и затраты на охлаждение.
Виды блокчейна
Выделяют четыре наиболее распространенных вида blockchain:
- Открытый (public blockchain) — полностью децентрализованная сеть с открытыми цепочками блоков, где данные находятся в открытом доступе для всех пользователей. Из-за отсутствия ограничений на доступ любой участник может просматривать, читать и записывать данные в цепочке блоков. Ни один конкретный участник не контролирует данные в открытой цепочке блоков.
- Закрытый или приватный (private blockchain) — блокчейн, в котором присутствуют ограничения на прямой доступ к данным реестра. Такая сеть может быть как децентрализованной, так и централизованной, где в качестве основного валидатора выступает конкретный субъект.
- Инклюзивный(permissionless blockchain) — децентрализованная платформа с отсутствием центральной власти. В ней действует полностью свободный доступ на идентификацию личности обработчиков транзакций. Подобный тип сети крайне уязвим перед различными хакерскими атаками. Для того чтобы предотвратить нежелательные ситуации, можно использовать различные механизмы достижения консенсуса (Proof-of-Work, Proof-of-Stake и другие).
- Сайдчейны (sidechains — боковая цепь) — это метод, позволяющий интегрировать финансовые блокчейны в единую взаимосвязанную среду, а также объединить их с общедоступными блокчейнами. Суть работы сайдчейнов заключается в использовании дополнительных технологий blockchain для проведения транзакций с целью обеспечения перевода средств с одного блокчейна на другой по фиксированному или детерминированному курсу.
На сегодня многие цифровые валюты используют данный алгоритм, среди них:
- Ethereum (ETH);
- Ethereum Classic (ETC);
- Musicoin (MUSIC);
- Ellaism (ELLA);
- Metaverse (ETP);
- Expanse (EXP);
- и другие.
Другие алгоритмы
Также встречаются следующие виды алгоритмов майнинга криптовалют:
- SHA-3 (Keccak). Протокол основывается на конструкции Sponge. Чтобы получить хэш, берется исходная информация, после чего дополняется до длины, кратной R. К сообщению добавляется байт, некоторое число нулей и завершающий байт, обладающий значением 0x Затем, для получения нужного числа, к полученным данным неоднократно применяется хеш-функция.
- Blake. Состоит из трех основных компонентов – внутренней структуры, гарантирующей защиту от коллизий, режима итерации, противодействующего внешним атакам, и алгоритма сжатия. В результате получается тщательно проанализированная безопасная функция.
- Lyra2RE. Был разработан как замена устаревшего Scrypt-N algo для криптовалюты Vertcoin. Основная цель – снижение энергопотребления в процессе добычи токенов. Алгоритм успешно сменился в середине 2014 года.
ASIC и добыча BCH
Рис. 1. Вследствие разделения классического Биткоина появилась новая криптовалюта – Биткоин кэш.
Биткоин кэш (bcc) работает на алгоритме SHA-256, имея при этом сложность сети на очень высоком уровне, практически как у оригинального биткоина. Майнинг bitcoin cash на видеокарте (GPU) или на процессоре (CPU) не так выгоден, как, например, добыча этой монеты на майнерах ASIC (application-specific integrated) – интегральных схемах, созданных специально для майнинга компанией Bitmain. Актуальные на сегодня модели – Antminer S7, Antminer D3, Antminer S9. В отличие от видеокарт или компьютеров, они не решают никаких других задач, кроме добычи криптовалюты.
Времена, когда Bitcoin добывали на стационарных компьютерах и ноутбуках, ушли в прошлое более пяти лет назад. Единственная видеокарта, которую сегодня еще рекомендуют для майнинга bitcoin cash специалисты – видеокарта с высоким хешрейтом AsRock H110 Pro BTC. Она разрабатывалась конкретно для использования графических объектов, объединенных в группу.
Вместе с АСИКами поставляется и программное обеспечение, поэтому майнеру не придется заниматься его поисками, а достаточно просто подсоединить и настроить АСИК в соответствии с инструкцией.
Иногда к АСИКам прилагается и персональный кошелек. Однако всегда есть возможность самостоятельно найти и применить наиболее подходящие программы для майнинга, которых в Интернете великое множество. Для того чтобы сориентироваться, какой АСИК приобрести, можно использовать калькуляторы для майнинга.
Рис. 2. Калькулятор криптовалют. Источник: Официальный сайт Asic Trade.
Услуга совершенно бесплатна и на подобных сайтах, достаточно ввести конкретную модель (как ASIC, так и GPU) и указать свои тарифы за электричество. В результате программа выдаст примерное количество монет, которое есть шанс получить на данном оборудовании.
Какие валюты майнить на алгоритме sha256?
Дабы определить ценность данного алгоритма, необходимо обратиться к криптоанализу. Это дисциплина находит методы расшифровки информации без применения специализированного ключа.
Первые исследования SHA-256 на присутствие уязвимостей начали осуществляться специалистами с 2003 года. На тот момент ошибок в протоколе обнаружено не было.
Однако, уже в середине 2008 года группа экспертов из Индии смогла отыскать коллизии для 22 итераций архитектур семейства SHA. Через несколько месяцев был предложен способ разработки коллизий для усеченного варианта протокола, а затем и для 31 итерации хеширования непосредственного самого SHA-256.
Валюты, которые возможно майнить на данном алгоритме: Bitcoin, Bitcoin Cash, NameCoin, EmerCoin, Peercoin, ATB и Ghost.
Пулы для майнинга
Частично сократить затраты на оборудование позволяет возможность объединиться с другими участниками в Пул (Pool). Чем больше добытчиков в 1 в одном сервере, тем быстрее производятся расчёты по заданному системному алгоритму. Единственным недостатком такого способа майнинга является необходимость делиться монетами с коллегами по пулу. Есть одно интересное условие: для избежания монополизации, общая мощность пула не может превышать 51% от всего объема пользователей внутренней сети криптовалюты. Среди популярных пул-сервисов отметим: MinerGate, ZPool, BitClub Network. Тут есть где развернуться. Работают в автоматическом режиме на специальном программном обеспечении. Хотите вступить в ряды? Будьте готовы разобраться в англоязычном интерфейсе, а также раскошелиться на членский или комиссионный взнос, который необходим для техобслуживания и аренды серверных мощностей.
О доходах майнеров и курсе биткоина
С одной стороны, майнер получает вознаграждение за сам факт подбора — получение такого значения хэша, который наилучшим образом подходит для данного математического алгоритма. С другой стороны, он получает комиссию от всех участников трансакций. Это и есть вознаграждение от самой сети.
Вознаграждение от сети генерируется по определенному алгоритму и в определенном объеме. Причем это вознаграждение с развитием сети блокчейна регулярно уменьшается ровно в два раза — этот процесс называется халвинг, от английского half («половина»). То есть каждый раз вознаграждение майнера снижается и снижается. Это приводит к тому, что стоимость расчетов для самого добытчика криптовалюты возрастает, так как для проведения этих расчетов ему требуется все более производительные компьютеры, которые стоят все дороже, а также требуется все больше электроэнергии, без которой эти расчеты невозможны. Рентабельность работы майнеров существенно зависит от этих параметров.
В течение последнего года мы видели существенный скачок цены на криптовалюту, который доходил аж до $60 000 за биткоин. Сейчас курс снизился до уровня около $40 000, но все равно это очень много, потому что еще год назад уровень $10 000 — 11 000 считался достаточно высоким, а перед этим он колебался еще ниже. Соответственно, в зависимости от того курса, который на рынке имеет биткоин, рентабельность работы майнеров и интерес к их работе существенно изменяется. Сейчас — после последней коррекции курса от $60 000 до $40 000 — в некоторых странах работа майнера становится практически нерентабельной. Это те страны, где электричество стоит достаточно дорого и расходы на поддержание работы майнинговых ферм высоки.
Ведь что такое майнинговая ферма? Это совокупность высокопроизводительных компьютеров, специально сконструированных для проведения таких расчетов, которые позволяют максимально быстро вычислять правильный хэш. Для этого выпускаются специальные процессоры и компьютеры, которые носят название ASIC. Они позволяют максимально быстро проводить те вычисления, за которые майнер получает вознаграждение. К сожалению, сейчас требования к этим компьютерам существенно выросли, а значит, для того, чтобы поддерживать эту работу на уровне рентабельности, оставаться одиночным майнером практически невозможно. Именно поэтому весь майнинг объединяется в пулы.
Что касается курса биткоина, то здесь вычислительные мощности играют менее значимую роль, чем спекулятивные игры участников рынка. Понятно, что блокчейн-структура, то есть информационная структура, в которой хранится вся информация о трансакциях с биткоинами, вряд ли сможет существовать, если работа майнеров будет убыточной. Поэтому вряд ли себестоимость расчетов будет ниже, чем стоимость компьютеров, рабочей силы, которая обслуживает эти компьютеры, и стоимость электричества, которая необходима для проведения расчетов. По современным оценкам, такая нижняя граница проходит на уровне $8000 — 10 000 за биткоин.
Однако это оценочная характеристика. А вот то, что реальная цена биткоина сейчас колеблется от $30 000 до 40 000, — это заслуга исключительно спекулянтов, которые на рынке стараются играть либо на повышение, либо на понижение, для того чтобы заработать большой субъективный доход, вовлекая в оборот существенное количество так называемых инвесторов, которые на самом деле являются спекулянтами. Сегодня балом правят крупные участники. А учитывая, что в последний год на рынок вышли корпоративные участники с очень большими капиталами, то, соответственно, они могут очень сильно влиять на рынок, на котировки и благодаря этому зарабатывать очень высокий спекулятивный доход.
