Що таке майнінг біткойнів?

Механізм видобутку криптовалюти є основою більшості блокчейн мереж, а рударі відіграють ключову роль у забезпеченні функціонування та безпеки цих мереж. Вони виконують обчислювальну роботу, необхідну для підтвердження транзакцій та їх додавання до блокчейну. Рударі отримують нові токени криптовалюти в обмін на свою роботу, процес відомий як винагорода за блок.

Робота майнерів ґрунтується на алгоритмі консенсусу, що називається Доказ роботи (PoW). Цей алгоритм потребує від майнерів вирішувати складні математичні головоломки, щоб додавати нові блоки до блокчейну. Складність цих головоломок залежить від кількості майнерів, що беруть участь в мережі, та їх загальної обчислювальної потужності (відомої як хешрейт), яка є загальним хешрейтом мережі.

Джерело: https://www.businessinsider.com/personal-finance/investing/bitcoin-mining

Що таке складність майнінгу?

Складність майнінгу біткойнів вимірює роботу та складність, необхідні майнерам для виконання своїх обчислювальних завдань, безпосередньо впливаючи на витрати та винагороди за майнінг.

У мережі Біткойну майнінг передбачає вирішення складних математичних задач для підтвердження транзакцій та додавання нових блоків до блокчейну. При збільшенні кількості майнерів складність майнінгу поступово зростає. Щоб забезпечити генерацію нових блоків приблизно раз на 10 хвилин, система Біткойн автоматично коригує складність кожні два тижні. Ця корекція є важливою для забезпечення стабільної роботи мережі.

Складність майнінгу відображає, наскільки легко чи важко майнерам розв'язувати математичні задачі за допомогою механізму Proof of Work (PoW). Зі збільшенням обчислювальної потужності майнерів система ускладнює підтримку стабільності швидкості генерації блоків.

Коригування складності майнінгу базується на цільовому значенні (Target), де майнерам потрібно знайти дійсне хеш-значення, нижче цієї мети. Чим менше цільове значення, тим вища складність, а це означає, що майнерам потрібно виконати більше обчислень, щоб досягти мети. Коли хешрейт мережі збільшується, цільове значення зменшується, збільшуючи складність майнінгу.

Цей механізм є критичним для збереження балансу швидкості генерації блоків. Блоки генеруються занадто швидко, якщо майнінг занадто простий, що потенційно призводить до нестабільності мережі. З іншого боку, якщо складність занадто висока, генерація блоків сповільнюється, що призводить до затримок у підтвердженні транзакцій.

Джерело: https://www.coinwarz.com/майнінг/біткойн/складність-графік (Січень 27, 2025)

Механізм коригування складності майнінгу

Складність майнінгу біткойну контролюється шляхом налаштування "цільового значення". Майнерам потрібно обчислити хеш-значення, яке відповідає конкретним умовам, що визначаються цільовим значенням. Розмір цільового значення безпосередньо впливає на складність майнінгу. Коли обчислювальна потужність майнерів зростає, а швидкість майнінгу прискорюється, система зменшує цільове значення, щоб підтримувати середній час генерації блоку в 10 хвилин, тим самим збільшуючи складність.

На прикладі коригування складності майнінгу біткойнів у 2018 році хешрейт мережі значно зріс, що призвело до зростання швидкості генерації блоків. Щоб підтримувати швидкість генерації блоку на рівні одного блоку кожні 10 хвилин, система Bitcoin скоригувала цільове значення, щоб змусити майнерів робити більше обчислень, тим самим підвищуючи складність.

Для забезпечення стабільної роботи мережі Біткойн протокол Біткойн відрегульовує складність майнінгу кожні 2 016 блоків (приблизно два тижні). Основною метою цього налаштування є підтримання середнього часу генерації блоку приблизно 10 хвилин. Конкретний метод налаштування є наступним:

Якщо фактичний час генерації 2 016 блоків становить менше 20 160 хвилин (тобто 14 днів), це вказує на збільшення хешрейту мережі. Потім система підвищить складність майнінгу, щоб уповільнити швидкість генерації блоків.

Крім того, протокол передбачає, що діапазон коригування складності для одного екземпляру не може перевищувати +300% або -75%, щоб уникнути чрезмерних мережевих коливань в екстремальних умовах та забезпечити стабільну роботу системи.

Джерело: https://www.coinwarz.com/mining/біткойн/складність-майнінгу-графік (Січень 27, 2025)

Фактори, які впливають на складність майнінгу

Складність майнінгу біткойну впливається різними чинниками: збільшення хеш-швидкості мережі та оновлення майнінгового обладнання підвищують складність, тоді як виходи майнерів або застаріле обладнання знижують її. Коливання цін на біткойн привертають майнерів, що призводить до змін у складності. Витрати на майнінг, час блокування мережі та регуляторна політика впливають на участь майнерів та обчислювальну потужність. Поведінка майнерів, такі як зміни стратегій майнінгових пулів, можуть тимчасово впливати на складність. Крім того, події зменшення винагороди за блок та ринкові цикли впливають на прибутки майнерів та рівень участі.

Нижче наведено більш детальне дослідження факторів, які впливають на складність майнінгу біткойнів:

1. Швидкість хеш-мережі

Мережева хеш-швидкість відноситься до загальної обчислювальної потужності, яку надають всі майнери. Хеш-швидкість мережі Біткойн змінюється, коли майнери збільшують або зменшують свою участь, що безпосередньо впливає на корекції складності майнінгу.

Збільшений хеш-швидкість майнера: Коли приєднуються більше майнерів, або кожен майнер оновлює обладнання на більш потужне, загальна хеш-швидкість мережі збільшується. Більше майнерів означає більше обчислювальних спроб і вищу обчислювальну потужність, що дозволяє майнерам знаходити дійсні значення хешу швидше. Система Біткоїн автоматично підвищує складність майнінгу, щоб забезпечити середній час генерації блоку в 10 хвилин.

Зменшення хеш-швидкості майнера: Якщо майнери виходять через застаріле обладнання, високі витрати на електроенергію або зниження ціни на Біткойн, хеш-швидкість мережі зменшується. Для вирішення цієї проблеми мережа Біткойн зменшує складність майнінгу, дозволяючи залишковим майнерам продовжувати виробляти нові блоки зі стабільними інтервалами.

Ефективність обладнання для майнінгу: ефективне обладнання для майнінгу (наприклад, майнери ASIC) має набагато більшу обчислювальну потужність порівняно з традиційними графічними процесорами. У міру того, як ці нові машини набувають широкого поширення, хешрейт швидко зростає, підвищуючи складність майнінгу.

Джерело: https://www.coinwarz.com/mining/bitcoin/hashrate-chart (27 січня 2025)

2. Оновлення обладнання для майнінгу

Технологічний прогрес обладнання для майнінгу безпосередньо впливає на ефективність майнінгу, особливо на оновлення майнерів ASIC, що значно підвищує хешрейт майнінгу Біткойн.

ASIC-майнери: Майнери ASIC (Application-Specific Integrated Circuit) розроблені спеціально для майнінгу біткойнів. Вони пропонують у кілька разів більшу обчислювальну потужність, ніж звичайні комп'ютери та графічні процесори. У міру розгортання сильніших ASIC-майнерів хешрейт майнерів зростає, підвищуючи загальний хешрейт мережі Bitcoin. Мережа реагує, регулюючи складність майнінгу, щоб збалансувати швидкість генерації блоків.

Старе обладнання: З часом старе обладнання для майнінгу втрачає свою обчислювальну потужність, яка може більше не відповідати поточним вимогам щодо швидкості хеш-таргету в мережі. В результаті майнери можуть замінити своє обладнання або припинити майнінг, зменшуючи хеш-таргет мережі та спонукаючи до коригування складності майнінгу для підтримки стабільного часу генерації блоків.

Технологічні інновації: Інновації в гірничодобувному обладнанні роблять його більш енергоефективним і швидким, що призводить до підвищення ефективності виробництва та підвищення складності видобутку. Зі зниженням вартості обладнання та підвищенням енергоефективності все більше майнерів готові приєднатися, підвищуючи хешрейт і продовжуючи підвищувати складність.

Джерело: https://www.coinwarz.com/майнінг/біткойн/обладнання (27 січня 2025)

3. Ціна біткойну

Ціна Біткойн безпосередньо впливає на очікування прибутку майнерів, що впливає на те, чи продовжують вони майнінг, і впливає на хешрейт мережі Біткойн та складність майнінгу.

Зростання ціни: Коли ціни на біткойн зростають, прибуток майнерів зростає. Бачачи високий прибуток, майнери, швидше за все, будуть інвестувати в більше обладнання, тим самим збільшуючи хешрейт мережі. У цьому випадку складність майнінгу відповідно зросте. Протокол Bitcoin коригує цільове значення для генерації нового блоку кожні 10 хвилин.

Зниження ціни: Коли ціни на біткойн падають, прибуток майнерів зменшується, а майнери, які використовують неефективне обладнання, можуть зазнати збитків. Деякі майнери залишають мережу Bitcoin, знижуючи загальний хешрейт мережі та зменшуючи складність майнінгу. Система Bitcoin знижує складність, допомагаючи майнерам, що залишилися, підтримувати стабільну швидкість генерації блоків.

Волатильність ринку: коливання ціни біткойна також впливають на поведінку майнерів. На ринку, що швидко зростає, майнери, як правило, збільшують інвестиції, щоб отримати прибуток, тоді як на ведмежому ринку майнери часто зменшують свої інвестиції або виходять, що призводить до коливань хешрейту та викликає коригування складності.

Джерело: https://www.gate.io/trade/BTC_USDT(27 січня 2025) \

4. Витрати на майнінг

Витрати на видобуток корисних копалин в основному складаються з амортизації обладнання, споживання електроенергії та роботи гірничодобувних об'єктів. Прибутковість майнерів тісно пов'язана з цими витратами, і зміни в цих витратах можуть вплинути на участь майнерів, що згодом вплине на хешрейт і складність.

Витрати на електроенергію: Електроенергія є однією з найбільших витрат у майнінгу. Якщо ціни на електроенергію зростають, то зростають експлуатаційні витрати майнерів. Особливо для майнерів, які покладаються на дешеву електроенергію, зростання цін на електроенергію може зробити майнінг нерентабельним, що призведе до виходу деяких майнерів з ринку та зниження хешрейту мережі. Система Bitcoin регулює складність, щоб допомогти майнерам, що залишилися.

Амортизація обладнання: Гірниче обладнання має термін служби, і з часом амортизація обладнання призводить до зниження ефективності. Гірники можуть вийти або замінити своє обладнання, якщо воно застаріло і витрати на обслуговування зростають. Ця зміна впливає на загальний хешрейт і впливає на складність майнінгу.

Витрати на експлуатацію гірничого обладнання: Операційні управлінські витрати, витрати на працю та витрати на інфраструктуру гірничих об'єктів впливають на загальну прибутковість гірників. Якщо ці витрати зростають, особливо в регіонах з високими витратами на електроенергію, гірники можуть розглянути можливість виходу з гри або зменшення інвестицій, що вплине на хешрейт.

Джерело: https://en.macromicro.me/charts/29435/bitcoin-production-total-cost(27 січня 2025)

5. Час блокування мережі

Система Bitcoin регулює складність майнінгу кожні 2 016 блоків (приблизно кожні два тижні). Час блокування мережі визначає стабільність біткойна та безпеку блокчейну.

Короткий час блоку: Якщо фактичний час для генерації 2 016 блоків коротший, ніж 14 днів, це вказує на збільшення хеш-швидкості, що призводить до прискорення генерації блоків. Система Біткойн збільшує складність майнінгу, щоб уповільнити генерацію блоків і забезпечити, що блок генерується кожні 10 хвилин.

Довгий час блоку: Якщо фактичний час блоку перевищує 14 днів, це свідчить про зниження хеш-швидкості, сповільнення генерації блоків, що робить майнінг більш складним. Система Біткойн зменшує складність майнінгу, щоб допомогти залишковим майнерам зберегти стабільну швидкість генерації блоків.

Джерело: https://www.coinwarz.com/mining/bitcoin/difficulty-chart (27 січня 2025)

6. Політика та регулювання

Політика та нормативно-правове середовище впливають на регіони роботи майнерів, доступ до ресурсів та прибутковість, що згодом впливає на складність Bitcoin.

Підтримуюча політика: Наприклад, у деяких країнах (наприклад, у Казахстані та США) уряд підтримує майнінг біткойнів, а електроенергія дешевша. Майнери заохочуються, майнінгова активність зростає, що підвищує хешрейт мережі та складність майнінгу.

Обмежувальні політики: Наприклад, заборона на майнінг біткоїну в Китаї у 2021 році призвела до виходу багатьох майнерів з ринку, що спричинило стрімке зниження хешрейту. В цьому випадку складність мережі також зменшується, щоб пристосуватися до нового рівня хешрейту, допомагаючи залишившимся майнерам зберігати стабільний прибуток.

Джерело: https://river.com/learn/bitcoin-mining-taxes-regulation/#the-implications-of-bitcoin-mining-taxes-and-regulation

7. Поведінка шахтаря

Дії шахтарів та коригування стратегії можуть впливати на розподіл хеш-швидкості, що в свою чергу впливає на складність майнінгу.

Централізація пулу майнінгу: В даний час більшість майнерів Біткойн приєднуються до пулів майнінгу для підвищення ефективності майнінгу. Якщо певні пули майнінгу домінують у хеш-швидкості, це може призвести до централізації хеш-швидкості мережі, що може загрожувати безпеці мережі. Розподіл хеш-швидкості пулів майнінгу значно впливає на коригування складності майнінгу.

Стратегії пулу майнінгу: Спосіб роботи майнінгових пулів, зміни в механізмах винагороди та конкуренція між пулами можуть впливати на розподіл хеш-швидкості, що в свою чергу впливає на коригування складності майнінгу Bitcoin.

Джерело: https://miningpoolstats.stream/bitcoin (Січень 27, 2025)

8. Цикли ринку

Цикли ринку біткойну (бикові та ведмежі ринки) впливають на поведінку майнерів, впливаючи на складність майнінгу.

Биковий ринок: Коли ціна Біткойну зростає, прибутки майнерів збільшуються, і багато майнерів збільшують свої інвестиції, додаючи більше обладнання для майнінгу, підвищуючи хешшвидкість мережі. Щоб зберегти ціль генерувати один блок кожні 10 хвилин, Біткойн автоматично підвищує складність майнінгу.

Ведмежий ринок: Коли ціна біткойна падає, прибуток майнерів зменшується, особливо для майнерів зі старим обладнанням, які можуть піти з ринку через високі витрати. Це призводить до зниження хешрейту і, як наслідок, знижує складність майнінгу.

Події зменшення: Кожні чотири роки подія зменшення зменшує винагороди за блоки Bitcoin, зменшуючи прямі винагороди для майнерів. Деякі майнери з меншими маржами прибутку можуть вийти, що вплине на хешрейт мережі та складність майнінгу.

Джерело: https://www.coingecko.com/en/coins/bitcoin/bitcoin-halving (27 січня 2025)

Висновок

Адаптація складності майнінгу Bitcoin - це ключовий механізм у його екосистемі, який забезпечує безпеку та стабільність мережі Bitcoin. Динамічно налаштовуючи складність, Bitcoin може адаптуватися до змін у хешрейті та зберігати стабільний час блоку. Розуміння цього механізму допомагає майнерам оптимізувати свої стратегії майнінгу та надає інвесторам більш всебічне розуміння операцій на ринку Bitcoin.

З розвитком технологій та змінами на ринку складність майнінгу біткоїну продовжуватиме еволюціонувати. Незалежно від того, чи ви майнер чи звичайний інвестор, важливо уважно стежити за цим показником, щоб краще розуміти динамічні зміни в екосистемі біткоїну.