Як працює майнінг криптовалют

Цей посібник пояснює, що роблять криптомайнери і навіщо: як транзакції стають блоками, що таке хеш і nonce, як складність тримає блоки за графіком, звідки береться винагорода і чому більшість людей майнить у пулі. Приклад у всьому посібнику — Blocknet, тож кожне число справжнє, і його можна перевірити.

Що таке майнінг криптовалют?

Майнінг виконує дві функції одночасно. Він упорядковує транзакції, щоб усі погоджувалися, який платіж був першим, і випускає нові монети за фіксованим графіком, щоб нікому не доводилося довіряти їх створення. Bitcoin запровадив цю ідею 2008 року, і сьогодні її використовують багато монет, зокрема Blocknet. Деякі блокчейни, як-от Ethereum з 2022 року, натомість використовують доказ частки; порівняння є в статті Proof of Work проти Proof of Stake.

Що входить у блок?

Блок — це набір транзакцій плюс короткий заголовок, який його описує. Заголовок блоку Blocknet має сім полів:

Саме поле попереднього хешу утворює ланцюжок. Кожен блок вказує на попередній, тож зміна будь-якої старої транзакції змінила б відбиток цього блоку й розірвала б усі наступні ланки. Перша транзакція в кожному блоці — coinbase, яка виплачує винагороду майнеру, що знайшов блок.

Як майнер знаходить блок?

Хеш-функція перетворює будь-які вхідні дані на число фіксованої довжини, яке виглядає випадковим. Змініть один біт входу, і результат зміниться повністю. Розгляньте цей результат як величезне число: якщо воно менше за ціль або дорівнює їй, блок дійсний. Нижча ціль означає менше виграшних хешів, тож у середньому більше спроб.

У Blocknet кожна спроба — це один хеш Argon2id. 8-байтовий nonce слугує паролем, а решта заголовка — сіллю, і кожен хеш проходить через 2 GiB пам’яті, перш ніж видати 32-байтовий результат. Коли майнер знаходить хеш, що не перевищує ціль, він надсилає блок у мережу. Кожна нода повторює цей один хеш, щоб підтвердити його, і це лише крихітна частка роботи, витраченої на пошук.

Пояснення Argon2id розбирає кожен крок цього хешу і пояснює, чому йому потрібно стільки пам’яті.

Що таке складність майнінгу?

Складність — це число, яке задає ціль. У Blocknet ціль дорівнює (2^256 − 1), поділеному на складність, тобто складність приблизно дорівнює кількості хешів, яку вся мережа в середньому має обчислити, щоб знайти один блок.

Це дає швидкий спосіб оцінити мережу. Blocknet розрахований на один блок кожні 300 секунд, тож хешрейт мережі приблизно дорівнює складності ÷ 300. Наприклад, складність 6 000 000 означала б, що мережа обчислює близько 20 000 хешів за секунду.

Мережа підлаштовує складність, щоб тримати блоки за графіком, коли майнери приходять і йдуть:

• Bitcoin розрахований на десятихвилинні блоки й перераховує складність раз на 2 016 блоків, приблизно кожні два тижні.
• Blocknet розрахований на п’ятихвилинні блоки й перераховує складність після кожного блоку за допомогою LWMA, лінійно зваженого ковзного середнього. Він враховує останні 60 блоків і надає найбільшої ваги найновішим, тож швидко реагує на зміни хешрейту: усе вікно охоплює блоки приблизно за п’ять годин.

LWMA також обмежує, наскільки один нетиповий блок може вплинути на результат: час знаходження кожного блоку враховується як щонайменше 1 секунда й щонайбільше 1 800 секунд, тобто вшестеро більше за ціль. Якщо блоки знаходять частіше ніж раз на п’ять хвилин, складність зростає; якщо рідше, вона знижується.

Як майнери отримують оплату?

Кожен блок створює нові монети у своїй coinbase-транзакції. У Blocknet coinbase має рівно один вихід, вартість якого точно дорівнює винагороді за блок, і він виплачується на адресу, яку вибрав майнер. Генезис-блок не містив жодної транзакції, тож кожну монету в обігу намайнено.

Винагорода відповідає опублікованому графіку. У Blocknet вона почалася з 723,25 BNT за блок і плавно зменшується, знижуючись раз на 30-денний місяць із 8 640 блоків. Емісія сягає близько 100 мільйонів BNT через чотири роки, а відтоді кожен блок виплачує постійну хвостову винагороду (tail emission) у 2 BNT, тож майнерам завжди є що майнити.

Намайнені монети чекають 60 блоків, близько п’яти годин, перш ніж їх можна витратити. Ця пауза дає змогу будь-якому короткочасному розгалуженню ланцюжка врегулюватися, перш ніж нову винагороду можна буде витратити.

Чому більшість майнерів приєднуються до пулу?

Пул об’єднує хешрейт багатьох майнерів, тож група часто знаходить блоки, а потім розподіляє кожну винагороду відповідно до роботи, яку вніс кожен учасник. Самостійно невеликий майнер може чекати на цілий блок дні чи тижні; у пулі той самий хешрейт приносить стабільний потік менших виплат.

Арифметика показує чому. Blocknet створює 288 блоків на добу, тож ваша очікувана кількість блоків на добу в соло-майнінгу — 288 × (ваш хешрейт ÷ хешрейт мережі). Якщо ваш комп’ютер становить одну тисячну мережі, ви в середньому знаходите близько 0,29 блоку на добу, тобто один блок кожні три з половиною дні, хоча реальний проміжок відрізняється від блоку до блоку.

Пул вимірює вашу роботу шарами. Шара — це хеш, який відповідає легшій цілі, встановленій пулом для вашого з’єднання. Кожна шара зараховується до вашої частки винагороди, а шара, яка також відповідає повній цілі мережі, є справжнім блоком, і пул надсилає його в блокчейн. На bntpool.com:

• Складність шар підлаштовується для кожного з’єднання так, щоб було близько десяти шар кожні п’ять хвилин, тож і швидкі, і повільні комп’ютери регулярно звітують про роботу.
• Винагороди розподіляються за схемою PPLNS із шестигодинним вікном: винагорода за кожен блок іде шарам, надісланим за шість годин до його знаходження.
• Виплати починаються від 0,1 BNT, щойно над блоком з’явиться 60 блоків.

Якщо у вас є власна нода, ви також можете майнити соло й залишати собі кожен знайдений блок. Посібник з майнінгу описує обидва варіанти.

Що визначає швидкість майнінгу?

Хеш-функція визначає, яке обладнання справляється добре. SHA-256 у Bitcoin майже не потребує пам’яті, тож сьогодні більшу частину майнінгу Bitcoin виконують спеціалізовані чипи — ASIC. Blocknet обрав Argon2id, вимогливу до пам’яті функцію, розроблену так, щоб протистояти ASIC: кожен хеш заповнює 2 GiB ОЗП, тож обсяг і пропускна здатність пам’яті визначають вашу швидкість.

Це змінює розрахунок для звичайного комп’ютера:

• ОЗП визначає кількість потоків. Кожному потоку майнінгу потрібна власна область розміром 2 GiB, тож комп’ютер із 16 GB запускає близько шести-семи потоків, залишивши місце для системи.
• Пропускна здатність пам’яті визначає загальну швидкість. Кожен хеш записує близько 2 GiB і зчитує близько 2 GiB, тож комп’ютер, який швидше переміщує дані в пам’яті, завершує більше хешів за секунду.
• Майнити можуть і CPU, і GPU. У Windows і Linux seine майнить одночасно на CPU і на кожній карті NVIDIA, і хешрейт підсумовується.

Найкращий результат, виміряний із seine, — 49,4 H/s на сервері AMD EPYC Zen 5 (EPYC 9R45, 32 потоки), а MacBook Pro з Apple M4 Max досягає 30,9 H/s. Посібник з обладнання містить результати для кожного протестованого покоління, а посібник Майнінг на CPU у 2026 році пояснює, чому вимогливі до пам’яті монети підходять звичайним процесорам.

Хто стежить за чесністю ланцюжка?

Кожна нода перевіряє кожен блок: хеш відповідає цілі, транзакції дійсні, а винагорода точно правильна. Блок, який не проходить будь-якої перевірки, відхиляється, хоч би скільки роботи на нього витратили.

Коли два майнери знаходять блок майже одночасно, ланцюжок ненадовго розгалужується. Ноди Blocknet слідують за ланцюжком із найбільшою загальною роботою, тобто сумою складності всіх блоків, тож розгалуження зникає, щойно наступний блок з’являється на одній зі сторін. Саме тому гаманці рахують підтвердження: у Blocknet 10 підтверджень (близько 50 хвилин) вважаються безпечними, і жодна нода не реорганізує ланцюжок глибше ніж на 100 блоків.

Спробуйте на власному комп’ютері

Майнінг Blocknet — це три кроки: отримайте адресу, завантажте seine, запустіть його й залиште пул за замовчуванням, bntpool.com. seine сам підбирає кількість потоків, обчислювальне ядро CPU і розміщення в пам’яті під час майнінгу, тож перші шари ви побачите вже за кілька хвилин.