За счет чего меняется сложность алгоритма Биткоин

Все криптовалюты объединяет то, что они работают на базе блокчейн технологий. На этом их сходство заканчивается. Монеты различаются по цене, скорости обработки транзакций, сложности вычислений, а также алгоритмам хэширования, которые лежат в их основе. Алгоритм биткоина называется SHA256. Он был разработан АНБ США и используется не только для вычисления хэшей блоков криптовалют. Рассмотрим, какова его функция в сети биткоина.

В традиционных платежных системах между сторонами всегда есть посредник. Его роль заключается в контроле сделки и предотвращении ситуации, когда одни и те же средства могут быть потрачены несколько раз. Посредник ведет историю всех операций, поэтому он всегда может сказать, сколько было потрачено и сколько средств на счету каждой стороны.

В блокчейн технологии эту функцию выполняет сервер временных меток. Сервер хэширует поступившие данные о движениях средств, фиксирует время и публикует хэш. Хэш содержит предыдущую метку. Временная метка доказывает, что данные, поступившие на обработку, действительно существовали в зафиксированный момент времени.

Независимо от того, какой алгоритм лежит в основе криптовалюты, блокчейн технология подразумевает уход от централизованного контроля. Сервер временных меток реализован децентрализованно. Вместо того, чтоб отправлять данные центральному серверу, участники отправляют узлам, которые их обрабатывают и сохраняют результаты работы в блокчейн в виде блоков. По алгоритму майнинга bitcoin новый блок выпускается через каждые 10 минут. Узлом может стать каждый, установивший на свой компьютер специальное ПО и загрузивший весь блокчейн.

Узел может отключаться от сети и какое-то время не работать. Когда он захочет вернуться, он просто загрузит обновившийся блокчейн и получит информацию, какие изменения произошли, пока его не было. Здесь же кроется причина бесперебойной работы такой системы. Если в традиционных системах центральный сервер может выйти из строя, и сеть встанет, функционирование блокчейна держится на множестве мелких серверов. Прекращение работы одного из них не повлияет на систему и алгоритм майнинга биткоинов.

Какой смысл участникам сети брать на себя функции сервера — спросите вы. Конечно же, эта работа оплачивается:

  1. Участники могут заниматься поиском новых монет. Этот процесс называется майнингом;
  2. За то, что транзакция попадет в блокчейн, они берут с ее отправителя комиссию.

Генерация биткоинов заключается в поиске нового блока, который будет добавлен в блокчейн. Блокчейн принимает не все блоки, а только те, хэши которых начинаются с нулевых битов. Ищется такой методом перебора. Кто найдет его первым, тот получит награду в 25 BTC.

Согласно алгоритму биткоина победитель формирует новый блок, и первая транзакция, которую он запишет, будет транзакцией создания. Она означает, что майнеру начисляется 12.5 BTC. Далее добавляются все остальные транзакции. Проверить, что блок действительно соответствует правилам, можно, вычислив один хэш.

Количество участников сети может меняться, но вы могли заметить, что время нахождения нового блока всегда остается неизменным. Сети удается соблюдать его за счет регулировки сложности вычислений хэша. Чем больше требуется нулевых битов в начале хэша, тем больше растет время вычислений.

Читайте также:  Как определить скорость для Биткоина

Эмиссия биткоинов ограничена, всего планируется выпустить их 21 млн. Ожидается, что последняя монета будет выпущена в 2140 году. Тогда майнеры станут не нужны, и заработок узлов будет зависеть только от комиссий за проведение платежей.

Алгоритм работы сети bitcoin выглядит следующим образом:

  1. Когда возникает потребность выполнить перевод средств, всем узлам рассылается новая транзакция;
  2. Каждый узел добавляет ее в свой блок;
  3. Узел начинает поиск хэша, удовлетворяющего условиям сети;
  4. При успешном нахождении такого хэша узел рассылает свой блок всем остальным узлам;
  5. Если транзакции в блоке не просрочены, узлы принимают его. Блок считается принятым, если узел начнет генерировать новый на основе его хэша.

Для того, чтоб делить и комбинировать платежи, в транзакциях предусмотрены входы и выходы. Обычно у транзакции минимум один вход от предыдущей и минимум два выхода. Один — для платежа, второй — на случай, если будет сдача. Входов и выходов может быть больше.

Часто можно услышать, что криптовалюты используются для взаиморасчетов между преступниками, потому что анонимны. Возникает вопрос, каким же образом достигается анонимность, если децентрализация предполагает, что история всех движений средств есть у всех участников сети. Факт оплаты доступен всем, но личные публичные ключи участников анонимны.

Дополнительной защитой для каждой транзакции может стать применение новой пары ключей. Существует риск, что при анализе входов и выходов других транзакций существует угроза получения всех операций пользователя.

Биткоин — самая первая криптовалюта в мире, а SHA256 достаточно стар. Есть алгоритмы, разработанные специально для криптовалют, но SHA256 существовал еще до появления биткоина и использовался в SSL, SSH, PGP и т.д. Он был разработан агентством национальной безопасности США в 2002 году. США законодательно разрешает его использование для защиты сведений, составляющих государственную тайну. Поэтому выбор этого алгоритма для биткоина не вызывает удивления.

SHA256 дробит входящую информацию по 512 бит или 64 байта, криптографически «смешивает» ее и выдает 256-битный хэш-код. Если разобрать его работу пошагово, он выполняет следующие операции:

  • «and» — побитовая операция «И»;
  • «shr» — перемещение значения на требуемое количество бит вправо;
  • «rots» — команда, аналогичная предыдущей, но с осуществлением циклического сдвига;
  • «||» (конкатенация) — операция соединения, чаще всего строк;
  • «xor» — исключающее «ИЛИ»;
  • «+» — сложение.

Каждый шаг достаточно примитивен, поэтому неудивительно, что для SHA256 быстро появились асики. ASIC — специальные устройства, разработанные для решения конкретной задачи. Они позволяют заниматься майнингом с производительностью, превышающей видеокарты и процессоры в несколько раз при меньших энергозатратах.

Засилье асиков вкупе с огромной сложностью вычислений по алгоритму биткоина убили смысл соло майнинга на обычных компьютерах. Асики негативно влияют на сеть, отбивая у участников желание заниматься майнингом. Узлами могут быть только крупные майнеры, способные купить дорогой асик, что ведет к централизации сети.

Разработчики новых криптовалют постарались защитить свои системы от асиков, используя более сложные методы добычи монет, чем алгоритм хэширования биткоина. В них заложена функция повышения сложности, используется запоминание промежуточных результатов. Поэтому для ряда монет производители до сих пор не могут изобрести подобные устройства, но майнинг биткоина имеет смысл только на дорогостоящих фермах, собранных из асиков.

Читайте также:  Биткоин можно ли отследить человека

По мере того, как споры вокруг проблемы масштабирования в системе Bitcoin набирают обороты, многие предлагают свои решения и видение того, как должна функционировать эта сеть. Перспектива появления новых ответвлений блокчейна Bitcoin натолкнуло некоторых разработчиков на мысль о необходимости изменить консенсусный механизм доказательства выполнения работы, который используется в настоящее время.

Тема масштабирования затмила даже появление криптовалютных биржевых фондов. Большая часть сообщества сейчас сосредоточена на обсуждении размера блоков и возможных изменений алгоритма. Категорические противники хардфорка периодически предлагают неоднозначные варианты разрешения сложившейся ситуации. Относительно недавно началось широкое обсуждение возможности изменения заложенного в Bitcoin алгоритма доказательства выполнения работы (PoW).


Высказывались противоречивые мнения. Многие участники сообщества считают, что консенсусный механизм PoW — эта то основание программного кода Bitcoin, которое не должно меняться ни при каких обстоятельствах. С другой стороны, многих пользователей беспокоит сложившаяся ситуация, при которой практически вся добыча монет в сети контролируется крупными вычислительными мощностями.

Сторонники изменения алгоритма призывают провести исследования, тестирование и, в конечном итоге, реализацию в сети Bitcoin алгоритма доказательства выполнения работы, который бы обеспечивал лучшую децентрализацию. Рост сети Bitcoin затрудняется наличием жадных майнеров, которые стремятся поддерживать комиссии на высоком уровне, даже добывая пустые блоки. Их не беспокоит, что это лишь усиливает заторы в сети. Изменение алгоритма нанесет удар по таким майнерам и откроет дверь для быстрого и простого масштабирования сети.

Многие участники сообщества сразу же резко высказались против изменений и даже угрожали их инициаторам судебными исками. Саму идею они считают крайне безответственной. «Если такое произойдет (а вероятность составляет не более 0.01%), мы наймем лучших адвокатов мира, чтобы преследовать тех, кто за это несет ответственность, где бы они ни находились», — заявил в Twitter один из них. «Bitcoin превратился в многомиллиардную индустрию с огромными инвестициями и социальной ответственностью. Мы будем защищать его, чего бы нам это ни стоило» .

Но в то время, как одни считают такой шаг рискованным, другие не сомневаются в его необходимости. Питер Тодд, один из разработчиков Bitcoin, так агитировал своих подписчиков в Twitter за новую инициативу: «Больше половины угроз для Bitcoin исходит от майнеров. Изучение возможности изменения алгоритма PoW — хороший резервный план действий» . Далее Тодд признал, что изменение консенсусного механизма сопряжено с рисками. «Делать это стоит, только если произойдет реальная атака» .

Многие сторонники Bitcoin высказывались категорически против идеи изменения PoW; другие считали, что она заслуживает изучения; а третьи утверждали, что иметь в запасе план на экстренный случай — совершенно необходимо. Хотя изменение PoW — сложная и противоречивая задача, по словам одного из разработчиков Bitcoin, она далеко не так противоречива, как увеличение размера блоков. Во всяком случае, она не преследует каких-то корыстных мотивов и не продвигает новое программное обеспечение, а касается лишь принципов достижения консенсуса.

Читайте также:  Могут ли заблокировать Биткоин кошелек

Разные мнения, высказываемые пользователями в форумах и социальных сетях, свидетельствуют о том, что это — очень чувствительная тема. Посмотрим, получит ли данная идея дальнейшее развитие.

Будьте в курсе всех важных событий United Traders — подписывайтесь на наш телеграм-канал

Как узнать, стоит ли добывать криптовалюту и насколько выгодным окажется это предприятие? Блог Bestinvestor.ru поможет разобраться в сложностях майнинга. Вы узнаете, как определяется трудоемкость этого процесса и почему добывать монеты со временем становится все тяжелее.

Каждый блок в blockchain считается корректным при одном условии: его хеш должен быть ниже установленного системой таргета. В свою очередь, сложность криптовалюты показывает, насколько трудно найти такой hash. Данный параметр имеется в алгоритме Bitcoin и всех его аналогов. Фактически он служит ограничителем количества добычи монет в единицу времени, не позволяя майнерам за короткий срок выработать весь фиксированный лимит эмиссии биткоинов или эфира.

Изменения этого показателя происходят нелинейно. Алгоритм меняет его динамически, исходя из данных о нахождении предыдущих 2016 блоков. Обработка каждого такого элемента должна занимать 10 минут. Если майнеры справляются с этой задачей быстрее, сложность криптовалюты повышается, медленнее — параметр сети difficulty снижается, и математическая задача, которую приходится решать компьютеру для составления информационного блока, становится проще.

Что влияет на эти изменения? Очевидно, что, чем больше вычислительных мощностей задействовано в поиске хеша, тем быстрее будут формироваться новые блоки цепи. Следовательно, сложность криптовалюты находится в прямой зависимости от количества майнеров и качества их оборудования.

Кроме того, алгоритмы со временем меняются. В частности, в 2016 году лимит вознаграждения майнеров уменьшился до 12,5 ВТС. В связи с этим произошел и скачкообразный рост сложности криптовалюты, поскольку количество добытчиков осталось прежним и даже немного увеличилось, а награда стала меньше.

Из вышесказанного можно сделать несколько выводов:

  • дальнейшее увеличение сложности добычи биткоина и других криптовалют неизбежно ровно до тех пор, пока майнеры не утратят к ним интерес и не начнут переключаться на более простые аналоги;
  • доходность по «старым» цифровым монетам неуклонно падает, а вместе с ней — и срок окупаемости вложений в оборудование, что ставит под вопрос выгоду таких предприятий;
  • нет смысла делать ставку на сложные, хотя и дорогие валюты. Логичнее узнать, где посмотреть difficulty различных виртуальных монет, и выбрать из них одновременно наиболее простую в добыче и перспективную в плане дальнейшего роста ее цены. Кстати, если такой процесс приобретет массовый характер, это приведет к снижению сложности старших криптовалют. Более того, он же будет стимулировать рост популярности и курса новых форков.

Читайте далее:

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...
Adblock detector