PoW Майнінг — що це, відмінності від PoS

PoW Майнінг — це принцип видобутку криптовалюта, що вимагає від користувача виконання обчислювальних операцій певної складності. За успішне вирішення поставленого завдання майнер отримує винагороду у вигляді певної кількості криптовалюта. Оскільки обчислення проводить спеціальне обладнання, дохід «шахтаря» безпосередньо залежить від потужності його апаратури.

PoW Майнінг: що це, історія появи, впровадження в кріптовалютние мережі

Абревіатура PoW розшифровується як Proof-of-Work — доказ виконаної роботи. Якщо говорити максимально просто, то це один з принципів криптографічного захисту мереж, що вимагає від людини виконання деякої тривалої операції з подальшою перевіркою її результатів. Особливістю протоколу PoW є асиметричність тимчасових витрат — на пошук рішення витрачається набагато більше часу, ніж на його перевірку. У пірінгових системах на основі алгоритму Proof-of-Work все працює за такими фундаментальним принципам:

1. Активний користувач (майнер) виконує корисну для мережі роботу, про яку докладніше ми поговоримо нижче.
2. За виконання роботи шахтар отримує винагороду.
3. Паралельно з цим система захищена від зловживання послугами (наприклад, від DoS-атак).

Цікаво, але ідея протоколу консенсусу PoW зародилася задовго до появи першої криптовалюта. Ще в 1993 році було запропоновано сформувати якийсь алгоритм, що вимагає обчислення складної, але посильної функції, що давало б доступ до конкретного ресурсу і при цьому оберігало його від зловживання. Вперше даний алгоритм вдалося застосувати на практиці в 1997 році, коли з ініціативи Адама Бека була запущена система Hashcash.

Проект Hashcash був орієнтований на електронну пошту. Мета його впровадження полягала в тому, щоб захистити платформу від спам-атак. Суть системи досить проста:

1. Відправник витрачає деякий час на обчислення кодованої позначки hashcash (вона вставляється в заголовок листа). Також частина часу витрачається на відправку повідомлення. Завдяки мітці hashcash, кожен заголовок стає унікальним.
2. Одержувач, використовуючи власні обчислювальні ресурси, підтверджує валідність позначки. Іншими словами, він перевіряє її на унікальність, і якщо вона підтверджується, значить відправник витратив час на обчислення і сам лист можна вважати корисним.

Система Hashcash поклала початок боротьби зі спамерами. Останні (для отримання вигоди) повинні відправляти величезна кількість листів з мінімальними тимчасовими витратами. Необхідність підбору унікальної мітки зробила такий процес ресурсоємних і невигідним. Більш того, з’явилися спеціальні фільтри, що відокремлюють корисні листи від спам-розсилок.

Незважаючи на те, що повністю вирішити проблему спамерів так і не вдалося, проект Hashcash став фундаментом для розвитку протоколу PoW, який був впроваджений в систему Bitcoin в 2009 році.

Як відомо, мережа біткоіни (як і інших криптовалюта) — це децентралізована платіжна система, що працює на основі технології блокчейн. Щоб платформа могла виконувати свої першочергові функції (переводити монети від одного користувача до іншого), ланцюжок блокчейн повинна систематично поповнюватися новими блоками транзакцій.

За генерацію блоків відповідають Майнер. Їх обладнання підбирає унікальний хеш нового елемента мережі (64-значне число). Дана операція здійснюється шляхом послідовного перебору, тому чим вище потужність обладнання, тим більше розрахунків воно може провести за заданий проміжок часу (наприклад, в мережі біткоіни на формування блоку йде близько 10 хвилин).

Після створення нового елемента блокчейна Майнер, що брали участь в процесі, отримують винагороду у вигляді певної кількості кріптомонет. Прибутковість «шахтаря» визначається його внеском в роботу. Для прикладу можна взяти той же біткоіни:

1. Припустимо, в генерації нового елемента мережі бере участь 4 Майнера.
2. Кожен з учасників має 25% потужності, необхідної для формування блоку.
3. Вже згадана нами група Майнер генерує новий блок за 10 хвилин і отримує за це винагороду (за станом на 24.12.2018 вона дорівнює 12,5 BTC).
4. Оскільки всі «шахтарі» дали однакову потужність, нагорода розподілиться між ними порівну: все отримають по 3,125 BTC.

Це досить грубий приклад, однак він дозволяє зрозуміти фундаментальну суть PoW-Майнінг. Більш того, стає зрозуміла роль «шахтарів»:

1. Вони генерують нові блоки транзакцій, постійно підтримуючи працездатність мережі.
2. Майнер забезпечують емісію криптовалюта, збільшуючи її обсяг на ринку.

Слід пам’ятати, що PoW — це протокол досягнення консенсусу, який може працювати на різних алгоритмах шифрування. Сьогодні на основі даного протоколу видобуваються такі цифрові активи:

1. Bitcoin і Bitcoin Cash на алгоритмі SHA-256.
2. Dogecoin і Litecoin на алгоритмі Scrypt.
3. Monero і Bytecoin на CryptoNote.
4. Dash на алгоритмі X11.
5. Ethereum Classic на Ethash.

Окремо варто сказати про те, що поки на основі протоколу PoW видобувається і звичайний Ефіріум. Однак в 2019 році повинен відбутися перехід платформи на PoS, що змінить принцип Майнінг цього популярного активу.

Як здійснюється PoW Майнінг?

Видобуток криптовалюта таким шляхом вимагає виконання кількох кроків:

1. Вибираємо цифровий актив. Від цього будуть залежати наші подальші дії. При виборі монети слід враховувати загальний хешрейт (потужність) мережі і складність Майнінг (обидва параметри можна подивитися на майданчику bitinfocharts.com/ru/). Ці характеристики дозволять зрозуміти, яке приблизно обладнання вам доведеться купувати для отримання нормального доходу. Також варто проаналізувати поточну ситуацію з криптовалюта, почитати прогнози по ній і оцінити перспективи на найближчі роки.
2. Готуємо приміщення для апаратури. Ще до покупки устаткування необхідно створити оптимальні умови для його функціонування. Приміщення для Майнінг має добре провітрюватися (особливо в літню пору). При потребі потрібно закупити додаткові прилади для охолодження (вентилятори або кондиціонери).
3. Закуповуємо обладнання. Всього у вас два варіанти: покупка одного або декількох Асіка або збірка ферми з відеокарт. У першому випадку потрібно купувати Майнер, що спеціалізуються на видобутку цікавить вас активу. Наприклад, біткоіни Майні на таких моделях, як Antminer S11, S15 або T15. Для видобутку активів на алгоритмі Scrypt підійде INNOSILICON A6. При виборі Асіка слід орієнтуватися на хешрейт моделі і на її потужність (щоб зрозуміти, скільки електроенергії буде споживати апарат). На відкритих сьогодні можна добувати такі монети, як Ethereum Classic, Zcash. Бажано збирати ферму як мінімум з 6 плат. Для цього підійдуть моделі Nvidia GTX 1060 і краще або плати AMD RX 480/580. Пам’ятайте, що додатково доведеться витратитися на материнську плату, процесор, оперативну пам’ять і блок живлення. Сьогодні на збірку більш-менш продуктивною ферми потрібно витратити близько 3 000 доларів.
4. Викачуємо програму для Майнінг. До ваших послуг такі додатки, як CG Miner (для біткоіни), Miner Gate (для біткоіни, Лайткоіна, Ефіру, монери, Даш і декількох інших популярних активів), Claymore’s Dual Miner (для одночасної видобутку Ефіру і однією з 4-х додаткових валют — Pascal, Decred, Lbry або Siacoin).
5. Реєструємося на пулі. Можна вибрати класичні майданчики, які об’єднують потужності декількох Майнер (pool.btc.com, antpool.com, f2pool.com). Крім того, в мережі є ресурси, що надають можливість зайнятися соло-Майнінг (2miners.com/ru, solopool.org).

   6. Заводимо гаманець для зберігання видобутої монети. Можна вибирати спеціалізовані сховища (наприклад, Bitcoin або Litecoin Core), а можна віддати перевагу мультивалютних гаманцям (Jaxx, Exodus). Також доступні онлайнові гаманці (coin.space, blockchain.com), апаратні сховища (Ledger Nano S) або паперові носії.

6. Проводимо розрахунок прибутковості Майнінг, щоб зрозуміти, скільки приблизно грошей буде приносити обладнання щомісяця. При розрахунках бажано враховувати витрати на електроенергію (визначаються за поточним тарифом). Крім того, підрахунок прибутковості дозволить зрозуміти, як швидко ви вийдете в плюс (тобто, окупите обладнання). Сьогодні найзручніше розраховувати прибутковість на платформі nicehash.com/profitability-calculator. Але врахуйте, що дані будуть змінюватися, так як складність Майнінг майже завжди періодично зростає.
7. Налаштовуємо програму для PoW Майнінг і запускаємо видобуток. Інтенсивність роботи обладнання буде залежати від того, на що ви розраховуєте. Якщо вам потрібен стабільний щомісячний дохід, Асіка і ферми повинні добувати монети цілодобово. Для накопичення монет на перспективу досить періодичного використання апаратури (наприклад, залишати її на ніч).
8. Після отримання виплати на пулі переводимо монети на гаманець. Так ви убезпечите свої коін на той випадок, якщо платформа раптом перестане працювати. Надалі ви можете розпоряджатися монетами на свій розсуд: обмінювати їх на фіатние гроші (наприклад, через сервіс bestchange.ru) або заводити на кріптобіржу (Exmo, Livecoin) з метою отримання доходу від трейдингу.

Майнінг на протоколах PoW і PoS: в чому відмінності

У глобальному плані ПОВ Майнінг відрізняється від сел видобутку критерієм, що визначає прибутковість:

1. На протоколі Proof-of-Work прибутковість безпосередньо залежить від потужності обчислювального обладнання.
2. При використанні протоколу Proof-of-Stake прибуток буде залежати від кількості монет, що зберігаються в гаманці конкретного користувача.

Однак є і ряд інших параметрів, що відрізняють ці алгоритми, причому в більш виграшній ситуації виявляються майданчики, які сповідують концепцію PoS. Судіть самі:

1. Для початку PoW Майнінг потрібно витрачатися на дорогу апаратуру, облаштовувати для неї приміщення. Вхід в PoS Майнінг доступніший. На даному протоколі сьогодні працюють валюти, які тільки розвиваються і коштують не дуже дорого. Тому людині потрібно виділяти набагато менше грошей для інвестування.
2. Цілодобова робота обладнання призводить до намотування дорогоцінних кіловат енергії, за які треба щомісяця платити. Такі витрати помітно зменшують підсумкову прибуток PoW видобутку. При Майнінг на PoS досить просто тримати комп’ютер включеним, при цьому він буде працювати на мінімальній потужності, так що витрат на електрику як таких тут немає.
3. Майнінг по протоколу Proof-of-work несе в собі набагато більші фінансові ризики. Ви можете витратитися на обладнання, а видобувається криптовалюта знеціниться. У випадку з відеокартами все ще не так страшно; якщо плати в хорошому стані, їх можна перепродати. А ось Асіка вже нікуди не дінеш, тому ваші тисячі доларів просто пропадуть. Майнінг на Proof-of-Stake спочатку вимагає менших фінансових витрат, тому навіть якщо актив впаде, наслідки для «шахтаря» будуть не настільки плачевними.

У той же час не можна забувати про такий момент, як шахрайство. Зловмисникам набагато легше реалізувати свої схеми з валютами, що видобуваються на PoS. Припустимо:

1. Шахраї запускають ICO і обіцяють вигідні умови співпраці.
2. Проводять первинний продаж монет.
3. Отримують дохід від реалізації емітованих коинов.
4. Після отримання необхідного прибутку припиняють підтримку платформи або зовсім не запускають її.

Як наслідок, інвестори виявляються з нікому не потрібними монетами, і гроші відлітають на вітер.

З коін, що видобуваються на PoW, так не вийде. Потрібно підібрати оптимальний алгоритм шифрування, наділити систему функціональними родзинками, розробити ПО для майданчика, залучити нових користувачів, які будуть не закуповувати, а Майн кріптоактів. Навіть якщо в перспективі на проекті вийде заробити і потім «злити» його, організатору доведеться витратити багато часу і самому вкластися в майданчик. Самі розумієте, зловмисникам це невигідно. Їм набагато простіше зірвати куш за короткий термін і зникнути. Звідси випливає висновок, що нові проекти на ПОВ все-таки більш безпечні.

Системні проблеми PoW-Майнінг

Головною вадою розглянутого протоколу є ймовірність «Атаки 51%». Суть в тому, що якщо одна людина або група користувачів сконцентрують у себе більше половини хешрейта мережі, вони зможуть підтверджувати тільки свої блоки, повністю ігноруючи елементи, створювані іншими учасниками. Таким чином, власники контрольної потужності будуть забирати собі всі емітовані Коін і отримають можливість блокувати транзакції. Більш того, зловмисники можуть переписати історію створення елементів блокчейна. Як наслідок, їх ланцюжок наздожене і пережене початковий блокчейн і стане валидной. Це призведе до втрати монет, що зберігаються в гаманцях тисяч людей.

Не можна не сказати про те, що в мережах, що функціонують на PoW, велика ймовірність проведення подвійного витрачання — повторної передачі одних і тих же коинов. Цей тип атаки має 2 типу:

1. Гонка. Зловмисник здійснює переклад X, оплачуючи придбання товару. Одночасно він переводить ці ж монети на інший свій рахунок (транзакція Y). Якщо реалізатор відвантажує товар до підтвердження переказу, він йде на величезний ризик, так як з імовірністю в 50% підтвердження отримає транзакція Y.
2. Атака Фінні — ще більш цікавий варіант шахрайства. Зловмисник знаходить блок зі своєю транзакцією Y. Після знаходження потрібного елемента він відразу відправляє переклад X, після чого набуває товар. Реалізатор чекає підтвердження переказу X, а потім відвантажує куплений у нього продукт. Якщо в даний момент з’являється 2 блоки (з перекладами X і Y), створюється розвилка. «Шахтарям» доводиться вибирати, який елемент мережі брати для продовження ланцюга блокчейн. Якщо атакуючий має досить обчислювальної потужності, він може підвищити ймовірність вибору блоку з транзакцією Y. Як наслідок, спочатку підтверджений переказ не буде стовідсотково дійсним.

З усіх вад найбільш вірогідним є проведення атаки 51% (з урахуванням того, скільки потужностей сьогодні зосереджено в Китаї). Хитрощі з подвійним витрачанням, по суті, може здійснити 1 людина, але навряд чи той, у кого вистачає грошей на дорогу апаратуру, буде розмінюватися на дані шахрайські схеми (тим більше не маючи стовідсоткової гарантії успіху).

Плюси і мінуси PoW Майнінг

Взявши до уваги все вищевикладене, можна виділити такі сильні і слабкі сторони розглянутого протоколу:

Як видно, PoW Майнінг — це дуже прибутковий метод видобутку кріптоактівов (з урахуванням їх сьогоднішньої ціни), але підходить він далеко не всім, так як вимагає серйозних грошових вливань. Більш того, протокол не позбавлений інших вад, які змушують потенційних кріптопользователей віддавати перевагу більш дешевим і перспективних монет на PoS. Але навіть сьогодні на основі даної технології видобувають недорогі коін, здатні вистрілити в майбутньому (наприклад, Ефіріум Класик), тому PoW Майнінг все ще можна використовувати як спосіб накопичення на перспективу. Головне — правильно вибрати перспективну криптовалюта.

Відео про перспективи PoW і PoS Майнінг: