Дмитрий Приходько - Криптовалюта. Учебное пособие по работе с цифровыми активами

Почти все криптовалюты, в том числе и Bitcoin поддерживаются майнерами. Но есть так называемые «не добываемые монеты», например, монетка Ripple (XRP). Она не подтверждает свои транзакции майнингом, а рыночная цена актива зависит от ценности проекта, что является негативом для лиц, предпочитающих иметь дела только с «добываемыми» монетами.

Оборудование, предназначенное для майнинга криптовалюты. Фермы могут быть различными по размеру, виду и мощности. Обычный системный блок персонального компьютера, четыре видеокарты с блоком питания и огромный ангар со стеллажами ASIC – это всё фермы.

Производительность ферм разнится в зависимости от оснащения, но все они характеризуются высоким потреблением электроэнергии и большим тепловыделением, поэтому нуждаются в охлаждении. Устройства, на которых криптовалюта майнится в промышленных масштабах, размещаются в местах с дешёвым электричеством и холодным климатом с целью продления срока жизни оборудования.

В контексте криптовалют, алгоритмы консенсуса являются решающим элементом каждой blockchain сети, поскольку они отвечают за поддержание целостности и безопасности этих распределенных систем.

Алгоритм консенсуса – это механизм, с помощью которого сеть достигает консенсуса. Публичные (децентрализованные) blockchain цепочки построены как распределенные системы, и поскольку они не полагаются на центральный сервер, распределенные узлы должны согласовывать валидацию (подтверждение) транзакции между собой.

Именно здесь вступают в силу алгоритмы консенсуса. Они уверяют, что соблюдаются правила протокола, и гарантируют, что все транзакции происходят доверенным способом, и отсутствует возможность двойной траты монет. Очень часто путают понятие алгоритм консенсуса и протокол сети. Хочу внести немного ясности.

Эти термины используются взаимозаменяемо, но это не одно и то же. Проще говоря, мы можем охарактеризовать протокол как первичные правила blockchain сети, а алгоритм консенсуса – механизм, с помощью которого они будут выполняться.

Существует несколько типов алгоритмов консенсуса. Наиболее распространенными являются Proof of Work и Proof of Stake. У каждого есть свои преимущества и недостатки, при попытке добиться баланса безопасности, с функциональностью и масштабируемостью.

Например, алгоритмом консенсуса сети, является то, что определяет в ней валидацию транзакций и блоков. Таким образом, Bitcoin и Ethereum являются протоколами, а Proof of Work и Proof of Stake являются их алгоритмами консенсуса. Теперь разберемся поподробнее с ними…

Proof of Work (PoW) – первый алгоритм консенсуса, который был создан. Он используется Bitcoin и многими другими криптовалютами. Алгоритм Proof of Work является основой майнинг процесса.

Внешний вид майнеров

Майнинг PoW включает в себя бесчисленные попытки хеширования, поэтому чем больше вычислительная мощность, тем больше попыток в секунду. Другими словами, майнер с высоким хешрейтом имеет больше шансов найти правильное решение для следующего блока.

Алгоритм консенсуса PoW обьединяет майнеров, которые подтверждают новые блоки транзакций и добавляют его в blockchаin цепочку, далее распределенные узлы сети достигают консенсуса и соглашаются с тем, что хеш блока, предоставленный майнером, является подтвержденным.

Алгоритм консенсуса Proof of Stake (PoS) разработан в 2011 году в качестве альтернативы PoW. Хотя PoS и PoW имеют похожие цели, но имеют некоторые кардинальные различия. В нескольких словах, алгоритм консенсуса Proof of Stake заменяет технологию майнинга PoW механизмом, в котором блоки проверяются в соответствии с долей монет участников в сети.

Валидатор транзакций вносит свои монетки в blockchаin, и количеством этих монет определяется его вес в сообществе майнеров, а не количеством его вычислительной мощности. Каждая система PoS может реализовать алгоритм по-разному, но в целом цепочка блоков обеспечивается псевдослучайным процессом отбора, который учитывает баланс монет узла сети и возраст монеты (как долго монеты заблокированы или находятся в доле), наряду с фактором рандомизации.

Вышеперечисленные протоколы консенсуса отнюдь не все, которые применяются на сегодняшний день. Попадаются и довольно экзотичные, которые мы рассмотрим в следущей главе книги.

Самый первый блок в цепочке blockchain. Точнее сказать это даже не первый, а нулевой блок. Любая криптовалюта начинает добываться с нулевого блока, то есть с генезис блока.

Любой компьютер, подключенный к сети blockchаin той или иной криптовалюты. Ноды децентрализованной сети контактируют посредством одно ранговой пиринговой сети для обмена информацией о блоках и транзакциях. Нода, в зависимости от ее типа, хранит только часть или все данные blockchain.

Полная нода – это компьютер, постоянно подключенный к сети blockchain и полностью синхронизированный с ней. Он хранит все данные распределенного реестра, начиная с генезис-блока.

Полные ноды не берут платы за обслуживание сети, загружают и валидируют (подтверждают) каждый блок с транзакциями, руководствуясь исключительно алгоритмом консенсуса и являются полностью независимыми. Полные ноды отфильтровывают противоречащие консенсусу блоки или отдельные транзакции.

Мастерноды – это специально настроенные полные ноды, разделяющие майнерам вознаграждение за обслуживание сети. Они с успехом используются для поддержания сети криптовалюты Dash. Так же они обеспечивают повышенную анонимность, поскольку информация о транзакциях не находится в общем доступе, а записывается только на мастернодах.

Сверхмощные серверные стойки с оборудованием

Процедура, выполняемая автоматически сетью. При отправке монет некоторое количество произвольно выбранных компьютеров подтверждают подлинность транзакции, после получения нескольких подтверждений транзакция считается действительной и более никто никогда не сможет утверждать, что такой транзакции не было.

Транзакции в blockchаin сети сохраняются навечно в «открытой книге», называемой «public ledger». Все криптовалюты предоставляют приватность для пользователей, но данные о задействованных кошельках, суммах, датах платежей записываются в «открытой книге» и доступны к просмотру любым человеком, когда угодно. «Открытую книгу» можно в любой момент скачать к себе на компьютер и иметь под рукой записи о всех транзакциях в сети, когда-либо совершённых.