Как работает хешрейт: двигатель майнинга криптовалют

Термин «хешрейт» часто употребляется в криптоиндустрии, особенно когда речь идёт о майнинге или сетевой безопасности. Но что он на самом деле означает? Почему это важно? И как это влияет на всё: от прибыли от майнинга до безопасности самого Биткойна?

В этом руководстве рассматриваются технические аспекты, контекст и последствия хешрейта в криптовалюте.

Что такое хеш в блокчейне?

В основе технологии блокчейн лежит процесс, называемый хешированием. Хеш — это цифровой отпечаток — строка букв и цифр, которая представляет данные в формате фиксированной длины. Независимо от размера входных данных, выходные данные всегда имеют одинаковую длину.

Биткойн использует специальную криптографическую функцию SHA-256 для генерации хешей. Если изменить хотя бы один символ во входных данных, выходные данные будут совершенно другими. Вот что делает хеширование настолько мощным, быстрым, последовательным и безопасным.

В блокчейне хеши используются для:

• Защиты целостности транзакций
  
• Безопасного объединения блоков в цепочку
  
• Управления процессом майнинга
  

Вот как может выглядеть хэш SHA-256:
000000000000000000006b2eeb76f1a14b89b9e0c8c395df3e3a46e73ec9cf8e5

Это не просто случайная строка; это результат сложных вычислений за кулисами.

Что такое хэшрейт?

Хэшрейт показывает, сколько хешей машина может вычислить за секунду. Он отражает вычислительную мощность, используемую для майнинга и обеспечения безопасности блокчейна.

Измеряется в:

• H/s (хэши в секунду)
  
• kH/s (тысячи)
  
• MH/s (миллионы)
  
• GH/s (миллиарды)
  
• TH/s (триллионы)
  
• PH/s (квадриллионы)
  
• EH/s (квинтиллионы)
  

Чем выше скорость хеширования, тем больше догадок в секунду может сделать майнер. Вот что такое майнинг: игра в угадайку, чтобы найти правильный хеш для следующего блока.

Как работает майнинг: хешрейт в действии

Майнинг — это не просто решение сложной математической задачи вручную. Это запуск машин, которые перебирают ответ. Вот как это работает:

1. Сеть устанавливает целевое значение хеша.
   
2. Майнеры соревнуются в поиске числа (называемого nonce), которое при хешировании с другими данными блока дает хеш ниже этого целевого значения.
   
3. Это чисто метод проб и ошибок. Каждую секунду делаются миллиарды догадок.
   
4. Первый майнер, достигший цели, получает право добавить блок и получить вознаграждение.
   

Награда включает в себя:

• Субсидию блока (вновь отчеканенные монеты)
  
• Все комиссии за транзакции с этого блока
  

В Биткойне это происходит примерно каждые 10 минут. Больше вычислительной мощности = больше шансов на победу.

Скорость хеширования и сложность сети

Если слишком много майнеров наводнят сеть мощными машинами, блоки будут находиться слишком быстро. Чтобы избежать этого, блокчейн использует корректировку сложности.

• Биткойн пересчитывает сложность майнинга каждые 2016 блоков (примерно каждые 2 недели).
  
• Если блоки добываются слишком быстро, сложность увеличивается.
  
• Если блоки добываются слишком медленно, сложность уменьшается.
  

Это обеспечивает постоянство времени блоков и гарантирует, что награды не раздаются слишком быстро.

Скорость хеширования и сложность постоянно гоняются друг за другом, одна отражает реальную мощность майнеров, другая задает уровень сложности.

Оборудование для майнинга: не все машины одинаковы

Не каждый компьютер создан для майнинга. Вот краткий анализ:

• Процессоры: ваш средний процессор компьютера. Сегодня практически бесполезны для настоящего майнинга.
  
• Графические процессоры: Видеокарты. До сих пор используются для некоторых альткоинов. Мощные, но универсальные.
  
• ASIC: Интегральные схемы специального назначения. Они созданы только для одной задачи — майнинга определённого алгоритма, например, SHA-256 для биткоинов. Чрезвычайно эффективен, но дорог и не подлежит повторному использованию.
  

Пример:

• Antminer S19 Pro: 110 TH/s
  
• NVIDIA RTX 3080: ~100 MH/s для Ethereum (до слияния)
  

ASIC-майнеры доминируют в майнинге биткоинов. Видеокарты правили Ethereum, пока он не перешёл на Proof of Stake.

Можно ли увидеть хешрейт?

Не напрямую. Нельзя измерить хешрейт всей сети, как это делается с машиной. Вместо этого оценка производится на основе:

• Скорости добычи блоков
  
• Текущей сложности
  

Такие сайты, как BTC.com или CoinWarz, показывают хешрейт сети с использованием этих данных. Эти цифры колеблются из-за таких факторов, как:

• Падение цен (что выводит майнеров из сети)
  
• Изменение цен на электроэнергию
  
• Регулятивные меры (например, запрет на майнинг в Китае)
  

Тенденции хэшрейта могут указывать на уверенность или давление в сообществе майнеров.

Безопасность: почему хешрейт действительно важен

Хешрейт — это не только вознаграждение за майнинг; он также защищает блокчейн.

Высокий общий хешрейт делает сеть более устойчивой к атакам. В частности, он защищает от атаки 51 процента, когда кто-то получает контроль над большей частью вычислительной мощности и может:

• Отменять транзакции
  
• Двойная трата монет
  
• Цензурировать чужие транзакции
  

Для такой сети, как Bitcoin, огромный размер вычислительной мощности делает это финансово и логистически невозможно.

Но более мелкие Proof-of-Work монеты с низким хешрейтом могут стать целями. Вот почему децентрализация и распределение мощности майнинга так же важны, как и скорость.

Разные монеты, разные хешрейты

У каждого блокчейна своя настройка:

• Биткойн: SHA-256, очень высокий хешрейт, доминируют ASIC
  
• Лайткойн: использует Scrypt, все еще добывается, но хешрейт ниже скорость
  
• Monero: дружественный к процессору, ориентированный на конфиденциальность, использует RandomX
  
• Kaspa: привлекает внимание к высокоэффективному майнингу на GPU
  
• Ethereum (до слияния): используется Ethash, добывается на GPU
  
• Ethereum (после слияния): майнинг прекращен, Proof of Stake
  

Каждый алгоритм требует определенного оборудования, которое формирует экосистему вокруг него.

Экономика хэшрейта: прибыль и давление

Майнинг — это бизнес. Майнеры постоянно проводят анализ затрат и выгод:

• Сможет ли мое оборудование справиться со сложностью сети?
  
• Достаточно ли низки мои расходы на электроэнергию?
  
• Достаточно ли высока цена криптовалюты, чтобы оправдать необходимость оставаться онлайн?
  

Внезапный скачок цен на криптовалюту может привести к резкому росту хэшрейта, поскольку майнеры снова включат свои машины. Затяжной медвежий рынок приводит к противоположному результату.

Хешрейт становится живым показателем настроений майнеров. Когда майнеры считают, что сеть стоит инвестиций, они выделяют больше вычислительной мощности.

Хешрейт — это не просто технический жаргон. Он отражает реальные инвестиции, энергопотребление, аппаратные битвы и основу безопасности крупнейших блокчейнов.