Как биткоин был создан?
Иллюстрированное руководство по майнингу биткоина, блокчейнам и процессу “чеканки” самой популярной монеты криптовалюты.
У Биткойна было знаменательное начало года.
Менее чем через 2 месяца после первого преодоления барьера в 20 тысяч долларов цифровая валюта подорожала более чем вдвое, достигнув максимума в 48 297 долларов на этой неделе.
Каждый раз, когда биткойн объявляют мертвым, он, кажется, возвращается назад, поддерживаемый бычьими инвесторами, благоприятным законодательством и твитами технологических титанов.
На данный момент почти все слышали о биткоине. Но многие люди до сих пор не совсем понимают, как создается валюта.
Он не печатается, как наличные. Это не физический объект, как золотой слиток. Он не хранится на куске пластика, как дебетовая карта. Он просто существует где-то в огромном цифровом пространстве, пока его не выкопает в обращение так называемый биткойн-майнер.
В этом иллюстрированном руководстве мы рассмотрим следующее:
- Как создается биткоин (процесс, называемый майнингом)
- Как менялась экономика майнинга с течением времени
- Влияние этого процесса на энергопотребление
Цифровой шахтер
Чтобы объяснить все это, мы хотели бы познакомить вас с человеком по имени Вилли “Дикие глаза” Тиббс.
“Дикие глаза” сколотил состояние во время Калифорнийской золотой лихорадки в 1849 году. Теперь — 170 лет спустя — он вернулся из могилы для своего следующего разведывательного приключения.
Вилли слышал, что есть богатства, которые можно сделать в добыче новомодного цифрового ресурса под названием биткойн.
По его мнению, биткойн имеет несколько общих черт с золотом:
- Существует ограниченный запас: как диктует создатель биткойна, всего может быть только 21 миллион монет.
- Они должны быть добыты: Единственный способ выпустить новый биткойн в обращение - это усилия цифровых экскаваторов.
Вилли копают немного глубже и выясняют, что биткойн был создан на волне финансового кризиса в 2008 году неуловимым пионером (или группой пионеров) под псевдонимом Сатоши Накамото.
Миссия Накамото состояла в том, чтобы создать децентрализованную валютную систему, которая не была бы обязана посредникам. Среди его рекламируемых преимуществ:
- Это демократично: в отличие от бумажных денег, где единый центральный орган, такой как банк, управляет записью всех транзакций, биткойн чеканится, циркулирует и проверяется тысячами пользователей.
- Им труднее манипулировать: правительственные учреждения не могут вмешиваться, делая такие вещи, как увеличение объема или манипулирование процентными ставками.
- Это глобально: кто-то в Теннесси может мгновенно торговать биткоином с кем-то по всему миру в Токио по низкой цене.
Основой этой концепции является распределенная сеть, называемая блокчейн, где хранится запись всех биткойн-транзакций.
Теперь, для аргонавта старой школы, как Вилли, это немного сложно.
Чтобы помочь ему, давайте немного отступим назад и кратко объясним блокчейн, используя то, что он может понять: поезд.
Представьте себе, что блокчейн — это длинный поезд с вагонами, если хотите.
Этот поезд содержит публичную запись всех биткойн-транзакций. Каждый раз, когда сделка совершается через криптовалютную платформу, такую как Coinbase, детали транзакции кодируются и транслируются вместе с другими транзакциями обширной сети пользователей, называемых биткойн-майнерами.
Отсюда происходит следующий процесс:
- Майнеры соревнуются, чтобы добавить следующий вагон в поезд, связывая кучу транзакций в “блоки".
- Майнеры решают вычислительную задачу (называемую “доказательство работы”), которая присваивает блоку идентификационный код (хэш).
- “Выигрышный” блок распределяется и проверяется всеми другими майнерами в сети и добавляется в блокчейн.
Только один вагон может быть добавлен к поезду в любой момент времени, и каждый из них занимает в среднем ~10 минут, на то чтобы проверить и прицепить.
Эти биткойн-майнеры выполняют 2 основные функции:
- Они являются печатным станком биткойна: Добавление новых блоков в блокчейн - это единственный способ выпустить новый биткойн в обращение.
- Они являются аудиторами биткоина: через процесс майнинга они проверяют законность всех транзакций на блокчейне.
Решив уравнение первым и добавив следующий блок в цепочку, майнер получает вознаграждение в виде определенного количества биткоинов.
Когда майнинг биткоина только начался, награда составляла 50 биткоинов (BTC). Но вознаграждение сокращается вдвое каждый раз, когда в цепочку добавляются 210 тысяч новых блоков — или примерно каждые 4 года.
По состоянию на февраль 2021 года майнеры получают 6,25 биткоина за каждый новый блок, который они добывают, или ~294 тысячи долларов в зависимости от текущей рыночной стоимости. Они также получают возможность удерживать транзакционные сборы от сделок в этом блоке, которые в настоящее время составляют около 20 долларов за сделку.
Сегодня, по оценкам, в работе находится более 1 млн биткойн — майнеров, и все они конкурируют за добавление следующего блока в цепочку.
Вместе взятые, награды этих майнеров достигают $1Т в месяц.
Гонка вооружений в добыче биткойнов
Как уже упоминалось выше, биткоин-майнер должен решить вычислительную задачу, чтобы успешно добавить новый блок в блокчейн и получить свою награду.
Мы не будем вдаваться в подробности этой проблемы здесь.
Но проще говоря, майнер должен использовать компьютер, чтобы пробежать триллионы шестнадцатеричных комбинаций чисел, пока он не выплюнет приемлемый 64-символьный код. Это кодирование обеспечивает безопасность блокчейна.
Сложность этой проблемы регулируется пропорционально общей мощности майнинга сети: по мере того, как все больше биткойн-майнеров присоединяются к сети, чтобы конкурировать, проблема становится все труднее решаемой, что требует еще больших вычислительных мощностей.
Это привело к чему-то вроде гонки вооружений по добыче биткойнов.
Десять лет назад майнить биткойн можно было с помощью простого компьютерного процессора. Но по мере распространения майнинга люди стали использовать более мощные аппаратные средства, такие как графические процессоры (GPU), Программируемая пользователем вентильная матрица(FPGA) и специализированные ASIC-майнинговые машины.
Количество майнеров в сети — и случайный характер генерации чисел — превратили выигрыш блочного вознаграждения в лотерею.
Биткойн-майнеры должны взвешивать стоимость оборудования (и, что более важно, стоимость электроэнергии, необходимой для его запуска) против небольших шансов на победу на регулярной основе.
В большинстве случаев самостоятельная деятельность уже не является финансово жизнеспособной.
Скажем, Вилли купил старую ASIC-машину — скажем, Antminer s9 (~400 долларов на eBay) — и установил ее в своем подвале. Согласно калькуляторам майнинга биткойнов, ему, скорее всего, потребуется 225 лет, чтобы сгенерировать блок.
И пока он сидел и ждал, когда это произойдет, он тратил ~3,50 доллара в день (~1,3 тысячи долларов в год) на электричество только для одной машины.
По этой причине на сегодняшней сцене майнинга биткоинов доминируют 2 фракции:
- Майнинг-пулы: Группы отдельных майнеров, которые объединяют свои вычислительные мощности, а затем делят любые вознаграждения пропорционально, исходя из того, сколько вычислительных мощностей внес каждый человек
- Массивные майнинговые “фермы”, которые имеют тысячи машин, работающих 24/7
Около 66% мирового майнинга биткоинов сейчас происходит в Китае, где дешевое оборудование делает крупные операции более экономически целесообразными.
В Даляне — китайской столице биткойн — майнинга - одна только фабрика добывает 750 биткойнов в месяц, или $35,6 млн по текущему рыночному курсу. Для этого он использует более 3 тысяч ASIC-машин и тратит $1m+ в месяц на электроэнергию.
В среднем по всем типам операций один биткоин стоит от $5 тыс. до $8,5 тыс. Энергия составляет подавляющее большинство накладных расходов.
Ключ для многих операторов майнинга заключается в том, чтобы майнить там, где затраты на электроэнергию особенно дешевы — в таких местах, как Исландия, северная часть штата Нью-Йорк, небольшие города в штате Вашингтон и сельские районы Техаса.
Но потребление энергии - это не просто экономическое соображение, это одно из самых больших противоречий в практике майнинга биткойнов.
Энергопроблема
В совокупности биткойн-майнеры используют 121,4 тераватт-час (ТВтч) электроэнергии в год для поддержания своей работы.
Чтобы придать этому числу некоторый дополнительный контекст, этого достаточно, чтобы обеспечить энергией все население Аргентины (45 миллионов человек) в течение целого года.
Конечно, традиционные финансовые институты не намного лучше.
Было подсчитано, что мировые банки в совокупности потребляют не менее 100 ТВтч электроэнергии в год при факторинге филиалов, серверов, банкоматов и бумажной работы.
В конце концов, однако, мощность, используемая майнерами, станет спорным вопросом.
Примерно 18,6 млн (88,5%) из возможных 21 млн биткоинов уже были добыты. В текущем темпе окончательный биткоин, по прогнозам, будет добыт в 2140 году.
Большая часть золота, так сказать, была выхвачена из ручьев. Так что старине Вилли, возможно, лучше просто купить биткойн на открытом рынке.
