Майнинг– это составная часть процесса добавления в блокчейн новых блоков, содержащих информацию о транзакциях.
Полные ноды собирают неподтвержденные транзакции из пула памяти, проверяют их и добавляют в блок-кандидат.
После этого майнеры попытаются преобразовать этот блок-кандидат в подтвержденный блок, но для этого им нужно найти решение сложной математической задачи путём хеширования данных по определённому алгоритму хеширования.
Поскольку награда за блок выдается первому успешному майнеру, вероятность найти правильный хеш крайне мала. У майнеров с небольшими вычислительными мощностями очень мало шансов самостоятельно найти следующий блок при Соло-майнинге. Для решения этой проблемы были созданы майнинг-пулы.
Майнинг-пулы – это группы майнеров, которые объединяют свои ресурсы (а именно мощность хеширования), чтобы увеличить вероятность получения вознаграждения за блок. Если пул успешно находит блок, майнеры распределяют вознаграждение поровну между всеми участниками пула в соответствии с их вкладом
Алгоритм консенсуса — это механизм, который обеспечивает достижение согласия между всеми участниками сети о текущем состоянии данных, даже если некоторые ноды выходят из строя. Другими словами, консенсус помогает получить согласия от всех участников сети, в отношении того, какие данные можно добавить в сеть.
Алгоритм Proof of Work, так называемый PoW (Доказательство выполнения работы) PoW — это алгоритм консенсуса, суть которого сводится к двум основным пунктам:
1. Необходимости выполнения определенной достаточно сложной и длительной задачи, которую выполняют майнеры;
Блок-кандидат имеет исходный хеш, который хешируется майнерами по алгоритму SHA-256, пока не будет найдено подходящее решение в виде итогового хеша.
Хеш — это произвольный набор букв и цифр, который создается при обработке данных через алгоритм хеширования SHA-256.
2. Возможности Полных нод быстро и легко проверить результат.
Когда известен итоговый хеш, Полные ноды осуществляют процесс проверки правильности выполненной задачи от итогового хеша к исходному. Этот происходит крайне быстро и не требует больших мощностей.
Если говорить простыми словами, механизм PoW обеспечивает способность ноды проверить, что майнер фактически выполнил расчеты. Данный процесс включает в себя попытку найти хеш заголовка блока, который будет по своему значению соответствовать текущему уровню сложности.
Так как Блокчейн – это способ хранения и обработки данных в сети, рассмотрим типы сетевых архитектур.
Централизованные сети строятся вокруг единого централизованного сервера/главного узла, который обрабатывает все основные данные и хранит информацию о пользователях, к которым могут получить доступ другие пользователи.
Отсюда клиентские узлы могут быть подключены к главному серверу и отправлять запросы данных вместо того, чтобы выполнять их напрямую.
Децентрализованная сеть распределяет рабочие нагрузки по обработке информации между несколькими устройствами вместо того, чтобы полагаться на один центральный сервер.
Каждое из этих отдельных устройств служит мини-центральным блоком, который независимо взаимодействует с другими узлами.
Распределенные сети состоят из равных, взаимосвязанных узлов, что означает, что владение данными и вычислительные ресурсы равномерно распределяются по всей сети.
Поскольку распределенные сети не имеют центрального сервера или отдельного набора главных узлов, бремя обработки данных перекладывается на всю сеть (майнеров), при этом всем пользователям предоставляется равный доступ к данным.
Блокчейн – это разновидность распределённой сети, база данных которой представляет собой цепочку последовательно связанных блоков, записанных на компьютерах, называемых «нодами».
Каждый блок состоит из множества записей о транзакциях и содержит уникальный код, называемый хешем. Он также содержит хэш предыдущего блока в цепочке.
То есть, блокчейн - это экосистема, которая может состоять из сотен, тысяч или десятков тысяч нод, которые запускают и синхронизируются с одной и той же копией базы данных. Это делает сеть стабильной и круглосуточно доступной.
После того, как запись добавлена в цепочку, ее невозможно изменить. Так обеспечивается прозрачность и безопасность всей экосистемы.
Нода (от лат. nodus — узел) — это компьютеры, подключенные к сети Bitcoin, на которых работает программное обеспечение Bitcoin для трансляции, проверки, обработки и хранения транзакций и блоков сети.
Существует три основных типа Bitcoin-нод:
Полная нода — это компьютер, подключенный к сети блокчейн 24/7 и полностью синхронизированный с ней. Полные ноды обслуживают сеть, загружают и валидируют каждый блок с транзакциями, руководствуясь алгоритмом консенсуса и являются полностью независимыми.
Майнеры организуют транзакции в блоки, которые затем предлагают сети Bitcoin. Если блок майнера добавляется в блокчейн, майнер получает вознаграждение за блок. Таким образом, майнеры способствуют поступлению в обращение только что созданных BTC – так происходит эмиссия.
Легкие ноды хранят урезанную версию блокчейна Bitcoin, подключаясь к полным нодам. Таким образом, легкие ноды позволяют проводить транзакции BTC на устройствах с низким энергопотреблением, таких как мобильные телефоны.
Как известно, майнинговое оборудование выделяет большое количество тепла. В среднем это 3500 Ватт у асиков. Утилизация этого тепла - такая же проблема как и шум работы асика. Все, кто имеют опыт в майнинге понимают, что максимальная рентабельность достигается за счёт полезного использования тепла. Именно по этой причине сейчас так популярно отопление майнингом. Вместо затрат на отопление, майнер зарабатывает на обогреве своего помещения, то есть асики работают на бесплатной розетке в отопительный период.
В моём случае майнинговое отопление максимально выгодно: объект коммерческий, с розеткой 7 р/кВт, отопление электрическое, газа нет вообще, на объекте постоянно люди.
Большинство асиков сейчас имеют воздушное охлаждение. Самый простой способ обогрева помещения на воздухе – это шумобоксы. Однако с ними есть 2 существенные проблемы: 1. Шум всё-таки есть; 2. Габариты шумобокса съедают полезное пространство.
Когда появляется необходимость отапливать жилое помещение асиками, но хочется сделать всё без иммерсии и водоблоков, то можно сделать всё достаточно просто, недорого, и вполне эффективно.
Исходные данные в данном примере: 1. Обогреваемое помещение на 1 этаже, площадь примерно 35 м2; 2. Цокольный этаж под этим помещением. Неотапливаемый; 3. Между этими помещениями, в полу 1 этажа, уже заложены 2 полипропиленовые трубы 20 диаметра; 4. 2 асика Antminer S9i.
Идея следующая. Асики располагаются на цокольном этаже, в утеплённом коробе из ЭППС (Пеноплекс 50мм). В этом же коробе устанавливаем внутренний блок кондиционера и вихревой водяной насос мощностью 350 Вт. В жилом помещении 1 этажа, на стену монтируется другой внутренний блок кондиционера. Оба блока и насос обвязываются ПП трубой.
Блок кондиционера в отапливаемом помещении
Принцип работы: асики в утеплённом коробе установлены таким образом, чтобы весь тёплый воздух от асиков сначала проходил через блок кондёра, а потом возвращался обратно в асики уже охлаждённый. Во время работы системы, на обоих блоках от кондиционеров включены вентиляторы, а насос гоняет воду между ними. Нижний блок передаёт тепло от асиков воде, а верхний блок сбрасывает это тепло в жилое помещение.
Короб для асиков с блоком кондиционера
Вихревой насос для циркуляции
Таким образом, в жилом помещении тихо и тепло. На цокольном этаже слышен шум работы асиков и насоса, но за пределами цоколя шума не слышно. Учитывая, что объект в любом случае отапливается электричеством, данная система обеспечила работу асиков на фактически бесплатной розетке, а после окупаемости всей системы, отопление станет бесплатным.
Короб на цокольном этаже в сборе
Результаты в цифрах: 1. Температура в помещении: +23 (на улице около -15); 2. На выходе из асиков: +40, на входе: +30; 3. Потребление двух асиков: 3 кВт. 4. За один год окупились затраты на асик и на сопутствующее оборудование. Сейчас уже все работает в чистый +.
Сейчас объект готовится для установки асиков с водяным охлаждением, общая мощность будет 11 кВт, чего будет достаточно для обогрева всего 1го этажа. Дополнительно от воздушных асиков будет реализован нагрев воды для ГВС.
UPD:
Расширенный расчет доходности:
Октябрь 2021 (установка системы): Стоимость блоков кондиционера, насоса и обвязки: 15 000р Стоимость асиков S9i: 40 000 х 2 = 80 000р Потребление асиков: 1,4 + 1,4 = 2,8 кВт Потребление насоса и вентиляторов: 0,5 кВт Мощность хэширования: 15 + 15 = 30 Тх Сложность сети Биткоин на 05.10.2021: 19893045048575 Сложность сети Биткоин на 31.03.2022: 28587155782195 Цена Биткоина на 08.10.2021: 3 955 041 р Цена Биткоина на 01.04.2022: 3 932 237 р Добыча с двух асиков на 08.10.2021: 0,00543 Биткоина. 0,00543 х 3955041 = 21 475р Добыча с двух асиков на 01.04.2022: 0,00378 Биткоина. 0,00378 х 3932237 = 14 863р Усредняем доходность за отопительный период 2021-2022гг и получаем 17 500р/месяц Стоимость электроэнергии: 7 р/кВт*ч (усреднённо, т.к. тариф плавает в небольших пределах)
Необходимость в отоплении: с октября по апрель в объеме от 3 до 5 кВт, в зависимости от месяца. Затраты на отопление: от 15 120р (3 х 7 х 24 х 30) до 25 200р (5 х 7 х 24 х 30) ежемесячно.
Итого: за 6 месяцев отопительного периода асики принесли 105 000р. Затраты на асики и систему составили 95 000р. Необходимо так же учесть, что асики куплены еще в августе, и 2 месяца работали на розетке 3 р/кВт. То есть уже зарабатывали до установки в систему. При этом асики вырабатывали тепла на 3 кВт, чем снизили потребность в отоплении на эту же мощность.
Вывод: система окупилась полностью за один отопительный сезон.
