Сложность майнинга, хешрейт, мемпул и комиссии в сети Bitcoin

Crypto Pizza

29 июля 2021

Время на прочтение 13 мин.

Содержание статьи:

Кратко о сути майнинга в сети Bitcoin
Что такое сложность майнинга
Что такое хешрейт
Как размер мемпула сказывается на росте комиссий
Как сложность майнинга и хешрейт влияют на цену биткоина
Влияние нынешнего падения хешрейта и сложности майнинга на цену ВТС

18 июля сложность майнинга в сети Bitcoin в четвертый раз подряд упала. В этот раз показатель снизился почти на 5%. Причем с середины мая он сократился почти вдвое и сейчас находится на отметках начала 2020 года — это крупнейшее падение сложности майнинга за всю историю первой криптовалюты. Хешрейт сети Bitcoin также сократился на 54% от своих пиковых значений, достигнутых в мае этого года. На фоне этого мы решили разобраться в ключевых показателях и составляющих сети Bitcoin и в том, как их изменения сказываются на цене первой криптовалюты.

Кратко о сути майнинга в сети Bitcoin

Ранее мы уже подробно рассмотрели, как устроен майнинг в сети Bitcoin. Напомним, что майнинг — это процесс добычи новых монет в сетях, работающих на алгоритме консенсуса Proof-of-Work (PoW). В PoW-сетях новые монеты создаются только через майнинг.

Как это происходит? Майнеры — это ноды блокчейн-сети, которые обрабатывают, проверяют и добавляют в блоки транзакции. Также майнеры хранят мемпул блокчейна — запись всех транзакций, которые надо добавить в блок. За это они получают вознаграждение в виде новых монет сети.

Чтобы подтвердить транзакции и добавить их в блок, майнеры решают специальные математические задачи — криптографические хеш-функции. Для решения таких задач надо перебирать все возможные варианты ответа, пока не подберется верный. Поэтому чем мощнее у майнера оборудование, тем больше шансов, что именно оно найдет решение задачи первым. Тот, кто найдет решение первым, получит вознаграждение. Майнинг — это лотерея, но чем мощнее вычислительное оборудование майнера, тем выше его шансы в ней выиграть.

Сложность и хешрейт — два важнейших показателя майнинга в сети Bitcoin. Рассмотрим их подробнее.

Что такое сложность майнинга

Сложность майнинга определяет, насколько сложно найти решение хеш-функции. Чем выше сложность, тем более мощным должно быть майнинговое оборудование. В то же время чем выше сложность майнинга, тем сильнее сеть защищена от DDoS-атак и атаки 51%, в рамках которой злоумышленники могут получить контроль над сетью.

Сложность майнинга — это переменная величина. Она изменяется каждые 2 016 блоков — в среднем раз в две недели — и зависит от времени, затраченного на генерацию предыдущих 2 016 блоков. Уровень сложности должен быть такой, чтобы подбор решения хеш-функции занимал примерно 10 минут. Если блок генерируется быстрее, сложность растет, если дольше — снижается. Регулировка сложности майнинга помогает контролировать темпы эмиссии новых биткоинов.

Чем больше в сети майнеров, тем выше сложность майнинга. Если майнеры отключаются от сети, то этот показатель снижается.

В то же время сложность майнинга определяет, как много оборудования должно быть подключено к сети и какова его оптимальная мощность. Чем выше сложность, тем выше затраты майнера, и, как следствие, тем дороже себестоимость добычи биткоина и выше цена безубыточности ВТС (стоимость, ниже которой майнеры продают монету в убыток).

Сложность майнинга измеряется в хешах. При запуске биткоина в 2009 году она составляла около 1 хеша — для добычи монет было достаточно простого ноутбука. Сейчас этот показатель уже измеряется триллионами хешей.

График сложности сети Bitcoin. Исто*чник*

Сама сложность майнинга зависит от:

хешрейта сети (мощности всего майнингового оборудования),
времени, затраченного на генерацию предыдущих блоков,
энергоэффективности майнингового оборудования.

Также сложность зависит от цены биткоина: чем дороже монета, тем больше майнеров хотят ее добывать и тем выше этот показатель.

Что такое хешрейт

Хешрейт — общая вычислительная мощность всего майнингового оборудования, подключенного к сети. Проще говоря, это скорость майнинга, поэтому его еще называют скоростью хеширования. Он отражает количество ресурсов, потраченных на поддержание работоспособности сети и добычу новых биткоинов.

Хешрейт измеряется в хешах в секунду и отражает, сколько вычислений в секунду может быть выполнено. Например, хешрейт сети в 1 EH/s означает, что в ней происходит 1 квинтиллион (18 нулей) вычислений хэш-функций каждую секунду. Примерно столько хешрейт биткоина составлял 5 лет назад.

Показатели хешрейта постоянно меняются. Они могут колебаться на несколько процентов в течение дня. Но эти колебания необязательно означают, что огромное количество майнеров присоединяется к сети или отключается от нее. Причина заключается в том, что хешрейт нельзя рассчитать точно и определить его в реальном времени: он оценивается на основе общедоступных данных о биткоине, включая показатели сложности сети. Поэтому когда говорят о показателях хешрейта, то имеют в виду недельную среднюю.

*График хешрейта сети Bitcoin.* *Источник*

Величина хешрейта зависит от мощности майнинговых устройств. Если хешрейт растет, значит, к сети подключаются новые майнеры — на генерацию блока понадобится меньше времени, сложность майнинга растет. Если хешрейт падает, майнеры отключаются — время нахождения блока увеличивается, сложность снижается.

Уровень хешрейта очень важен майнерам: он напрямую определяет прибыльность добычи ВТС. Чем выше хешрейт, тем ниже доходность каждого устройства. Также на доходность майнинга влияет стоимость электричества, мощность оборудования и цена самого биткоина.

Хешрейт — важный показатель для оценки безопасности сети Bitcoin. Чем он выше, тем труднее злоумышленникам проводить атаки.

Как размер мемпула сказывается на росте комиссий

Мемпул — еще один показатель сети Bitcoin, на который стоит обращать внимание держателям монет и майнерам.

Мемпул биткоина — это все транзакции, которые ждут подтверждения в сети. Каждая новая транзакция после проведения попадает в мемпул и ждет, пока майнеры добавят ее в блок.

В среднем время от проведения транзакции до ее появления в мемпуле составляет около 10 минут. Но когда сеть загружена, количество транзакций в очереди растет, а время их подтверждения увеличивается. В особо загруженные периоды на подтверждение транзакции может уходить до нескольких часов и даже дней. Поэтому если транзакция долго не завершается, говорят что она «зависла в мемпуле».

У каждого блока собственный мемпул, а его емкость можно регулировать. Стандартный мемпул весит 1 Мбайт. Но он может быть меньше или больше в зависимости от количества транзакций. Например, за последний год размер мемпула колебался от 0.2 Мбайт до 111 Мбайт.

Вот как это отражается на скорости подтверждения транзакций. Операции, попавшие в первый Мбайт, будут подтверждены примерно в течение 10 минут, во второй — в течение 20 минут и так далее, то есть время подтверждения транзакций увеличивается с каждым Мбайтом. За последний месяц размер мемпула колебался от 0.25 Мбайт до 67.8 Мбайт.

Перед проведением транзакции любой держатель монеты может проверить уровень загруженности мемпула, например, на сайте blockchain.com.

*Размер мемпула сети Bitcoin за последний месяц.* *Источн*ик

Если мемпул слишком загружен, а ждать целый день не хочется, транзакцию можно подвинуть в очереди, увеличив комиссию майнера. Чем выше комиссия, тем быстрее обрабатывается транзакция. Поэтому когда сеть перегружена, транзакции ниже минимальной комиссии просто не проходят. Если у пользователя небольшая транзакция, ему выгоднее воспользоваться решениями второго уровня, например, Lightning Network — они проходят в обход мемпула.

*График изменения средней комиссии в сети Bitcoin в долларах в течение года.* *Источник*

Как сложность майнинга и хешрейт влияют на цену биткоина

Показатели сложности и хешрейта влияют на рентабельность майнинга, а, следовательно, и на цену биткоина.

Сложность майнинга адаптируется к хешрейту — когда майнеры отключают оборудование, хешрейт снижается и тянет за собой сложность, и наоборот.

Чаще всего по мере увеличения хешрейта растет и стоимость монеты. Но случались периоды, когда мощность сети продолжала увеличиваться, а цена ВТС снижалась или не росла, и наоборот. Например, в октябре 2020 года хешрейт сети Bitcoin обвалился, но на рынке был бычий тренд и цена биткоина не упала. Поэтому хешрейт и стоимость монеты хоть и взаимосвязаны, но показатели мощности нельзя использовать для точного прогноза цены, тем более в краткосрочной перспективе.

В статье экономистов МГУ и ВШЭ Дина Фантаццини и Никиты Колодина в научном журнале Risk and Financial Management от 2020 года анализируется, как хешрейт влияет на цену ВТС. Исследователи пришли к выводам, что цена ВТС и, соответственно, доходность майнинга, приводят к росту хешрейта в течение от 1 до 6 недель, а вот снижение мощности сети далеко не всегда приводит к снижению цены. При этом ученые не рассматривали влияние халвингов (запланированного сокращения вознаграждения для майнеров вдвое).

Влияние нынешнего падения хешрейта и сложности майнинга на цену ВТС

В мае этого года хешрейт Bitcoin достиг своего максимума почти в 180 EH/s, а начале июля опустился до 84.7 EH/s — это минимум с августа 2019 года и рекордное падение мощности сети (на 54%). Сейчас хешрейт поднялся до 102.9 EH/s.

18 июля сложность майнинга упала почти на 5% — это четвертое снижение сложности подряд. В середине мая этого года сложность достигла своего исторического максимума в 25 трлн хешей. Сейчас она опустилась до 13.67 трлн — это является самым низким показателем с начала 2020 года. 3 июля сложность упала сразу на 28% — самое крупное падение за все время.

*Пять последних корректировок сложности майнинга биткоина.* *Источник*

Такое падение хешрейта и сложности майнинга обусловлено продолжающейся миграции майнеров из Китая, которое вызвано запретом майнинга в стране. Около 90% майнинговых компаний уже закрылись и переезжают в другие страны. Сейчас на Китай по-прежнему приходится около 46% всего хешрейта биткоина. Это на 20% меньше, чем в апреле. Думаем, дальнейшего снижения хешрейта из-за миграции майнеров ждать не стоит — этот фактор себя исчерпал.

В перспективе майнеры, которые сейчас подключены к сети Bitcoin, могут получить прибыль выше обычной. Впрочем, пока доходы майнеров по сравнению с маем снизились с $1.45 млрд до $0.693 млрд. Трудно предсказать, как долго продлится падение хешрейта. Вероятно, на завершение миграции майнеров и возвращение в сеть всего отключенного ныне оборудования уйдет от 6 до 15 месяцев.

При этом большинство китайских компаний, по всей видимости, переезжают в США. CNBC сообщает, что крупные американские майнинговые операторы уже подписывают контракты и заключают сделки с китайскими майнерами.

*График дохода биткоин-майнеров с начала года.* *Источник*

Падение цен на майнинговое оборудование стало еще одним следствием миграции майнеров из Китая. Цены на майнеры упали на 30–40%.

В целом сложность майнинга и хешрейт — важные показатели состояния сети Bitcoin. Но по большей части они лишь отражают общий тренд и состояние рынка биткоина, и нельзя сказать, что они влияют на него.

Возможно вы пропустили: