при этом, стоимость добычи = стоимость оборудования + эксплуатационные расходы (электричество, охлаждение и т. д.)
Награда за майнинг, которую получает майнер, состоит из вознаграждения за блок и транзакционных сборов.
Майнер должен сравнить это с общими расходами, а именно стоимостью оборудования и электроэнергии.
Но для этого простого уравнения есть некоторые сложности.
Во-первых, стоимость оборудования является фиксированной стоимостью, тогда как стоимость электроэнергии представляет собой переменную стоимость, которая может изменяться с течением времени.
Еще одна сложность заключается в том, что вознаграждение, получаемое майнерами, зависит от скорости, с которой они находят блоки, что зависит не столько от мощности их оборудования, как от соотношения их хэш-мощности к общей глобальной хэш-мощности.
Третья сложность состоит в том, что затраты, которые несет майнер, обычно выражаются в долларах или какой-то другой традиционной валюте, но их вознаграждение выражено в биткойне.
Таким образом, это уравнение имеет скрытую зависимость от обменного курса Биткойна в любой момент времени.
И, наконец, до сих пор мы предполагали, что майнер заинтересован честно следовать протоколу.
Но майнер может выбрать какую-то другую стратегию добычи биткойнов, а не пытаться продлить самую длинную действующую ветвь.
Таким образом, это уравнение не отражает все нюансы различных стратегий, которые может использовать майнер.
На самом деле анализ того, имеет ли смысл добыча, сложная проблема теории игр, на которую нелегко ответить.
На данный момент мы получили довольно хорошее представление о том, как биткойн достигает децентрализации.
Теперь соединим все это вместе, чтобы получить лучшее понимание.
Начнем с идентификаторов.
Как мы узнали, для участия в протоколе биткойнов нет реальных идентификаторов.
Любой пользователь может создать пару псевдонимных ключей в любой момент, любое их количество.
Когда Алиса хочет заплатить Бобу за биткойны, в протоколе биткойнов не указано, как Алиса узнает адрес Боба.
Принимая эти пары псевдонимных ключей как идентификаторы, транзакции это сообщения, которые передаются в одноранговую сеть Bitcoin и которые являются инструкциями по передаче монет с одного адреса на другой.
Биткойны это только транзакционные выходы, и мы обсудим это более подробно далее.
Биткойн не имеет фиксированных номиналов, так как доллары США, и, в частности, нет специального обозначения «1 биткойн».
Биткойны это только транзакционные выходы, и при текущих правилах они могут иметь произвольное значение с 8 десятичными знаками после запятой.
Наименьшее возможное значение 0.000 000 01 BTC (биткойны), которое называется 1 Satoshi.
Целью одноранговой сети Bitcoin является распространение всех новых транзакций и новых блоков на все одноранговые узлы Bitcoin.
Но сеть крайне несовершенна и делает попытки ретрансляции этой информации с максимальной эффективностью.
Безопасность системы не основывается на совершенстве одноранговой сети.
Вместо этого безопасность основывается на цепочки блоков и консенсусного протокола.
Когда мы говорим, что транзакция включена в цепочку блоков, мы имеем в виду, что транзакция получила многочисленные подтверждения.
Нет фиксированного числа, сколько требуется подтверждений, прежде чем мы достаточно убедимся о включении транзакции, но шесть подтверждений это обычная практика.
Чем больше подтверждений, полученных транзакцией, тем больше вы уверены, что эта транзакция является частью консенсусной цепи.
Также существуют сиротские блоки или блоки, которые не включаются в консенсусную цепочку.
Существует множество причин, которые могут привести к появлению сиротских блоков.
Блок может содержать недопустимую транзакцию или попытку двойной траты.
Это также может быть просто результатом латентности сети.
То есть, два майнера могут просто найти новые блоки всего за несколько секунд друг от друга.
Поэтому оба этих блока будут транслироваться почти одновременно в сеть, и один из них неизбежно останется сиротой.
Наконец, мы рассмотрели хэш головоломку и добычу.
Майнеры это специальные типы узлов, которые решают конкурировать в игре по созданию новых блоков.
Они вознаграждаются за это новыми биткойнами (как вознаграждение за новый блок) и существующими биткойнами (как транзакционные сборы).
Далее, тонкий, но важный момент: скажем, что Алиса и Боб два разных майнера, и у Алисы в 100 раз больше вычислительной мощности, чем у Боба.
Это не означает, что Алиса будет всегда выигрывать гонку против Боба, чтобы найти следующий блок.
Вместо этого Алиса и Боб имеют коэффициент вероятности нахождения следующего блока в пропорции 100 к 1.
В долгосрочной перспективе Боб найдет в среднем один процент от числа блоков, которые находит Алиса.
Мы ожидаем, что майнеры, как правило, будут находиться где-то близко в экономическом равновесии, в том смысле, что расходы, которые они берут на себя в отношении оборудования и электроэнергии, будут примерно компенсироваться получаемым ими вознаграждениями.
Потому что, если майнер будет постоянно в убытке, он, вероятно, прекратит добычу.
С другой стороны, если добыча очень выгодна при типичных расходах на оборудование и электроэнергию, тогда в сеть войдет больше оборудования для майнинга.
Тогда увеличенная скорость хэширования приведет к увеличению сложности, и ожидаемая награда каждого майнера упадет.
Понятие распределенного консенсуса пронизывает Биткойн довольно глубоко.
В традиционной валюте консенсус работает в определенной мере.
В частности, существует консенсусный процесс, который определяет обменный курс валюты.
Это, также, верно и в биткойне.
Здесь нам также нужен консенсус относительно ценности биткойна.
Но в Биткойне, кроме того, нам нужен консенсус относительно состояния книги или реестра, который утверждает цепочки блоков.
Другими словами, даже подсчет того, как много биткойнов у вас есть, подчиняется консенсусу.
Когда мы говорим, что Алисе принадлежит определенная сумма или количество биткойнов, мы фактически имеем в виду, что одноранговая сеть Bitcoin, согласно записи в блокчейне, считает, что общему количеству всех адресов Алисы принадлежит данное число биткойнов.
Это и есть природа биткойна.
Владение биткойнами это не что иное, согласие других узлов с тем, что данная сторона владеет этими биткойнами.
И наконец, нам нужен консенсус относительно правил системы, потому что изредка правила системы должны меняться.
Существует два типа изменений в правилах биткойнов, известные как мягкий форк и жесткий форк.
Мы рассмотрим форки позже.
Еще одна тонкая концепция это процесс начальной загрузки.
В Биткойне существует сложное взаимодействие между тремя различными идеями: безопасность цепочки блоков, здоровье экосистемы майнинга и стоимость валюты.
Мы, очевидно, хотим, чтобы блок-цепочка была безопасной для Биткойна, чтобы биткойн был жизнеспособной валютой.
Мы, очевидно, хотим, чтобы блок-цепочка была безопасной для Биткойна, чтобы биткойн был жизнеспособной валютой.
И чтобы блокчейн был безопасным, злоумышленник не должен нарушать консенсусный процесс.
Это, в свою очередь, означает, что противник не может создать много узлов для майнинга и забрать себе более 50 % создания новых блоков.
Необходимым условием безопасности биткойна является наличие здоровой экосистемы майнинга, состоящей, в основном, из честных, следующих протоколу узлов.
Но когда большое количество майнеров будет вкладывать много вычислительной мощности в решение головоломки с хэшем?
Они будут делать это только в том случае, если обменный курс биткойна довольно высокий, потому что вознаграждения, которые они получают, выражены в биткойнах, тогда как их расходы в долларах.
Таким образом, чем больше ценность валюты повышается, тем больше стимулов у этих майнеров будет.
Теперь, что обеспечивает высокую и стабильную стоимость валюты?
Это может произойти только в том случае, если пользователи в целом доверяют безопасности цепочки блоков.
Если они посчитают, что сеть может быть захвачена в любой момент злоумышленником, тогда биткойн не будет иметь ценности в качестве валюты.
Таким образом, у вас есть взаимозависимость между безопасностью цепочки блоков, здоровой экосистемой майнинга и обменным курсом.
Из-за цикличности этой трехсторонней зависимости существование каждой из этих вещей основано на существовании других.
Когда Биткойн был впервые создан, ни одно из этих трех свойств не существовало.
Не было никаких майнеров, кроме Накамото, который сам запускал программное обеспечение для майнинга.
Биткойн не имел большой ценности в качестве валюты.
И цепочка блоков была, по сути, небезопасной, потому что не было много майнеров, и кто-то мог легко перегрузить этот процесс.
Нет простого объяснения тому, как Биткойн перешел от неимения ни одного из этих свойств, чтобы иметь все три из них.
Внимание средств массовой информации было частью истории чем больше людей слышат о Биткойне, тем больше они будут заинтересованы в майнинге.
И чем больше они будут заинтересованы в майнинге, тем больше уверенности у людей будет в безопасности цепочки блоков, потому что в настоящее время продолжается большой майнинг и т. д. по кругу.
Кстати, каждый новый Altcoin, который хочет добиться успеха, также должен как-то решать эту проблему самораскрутки.
Наконец, давайте рассмотрим, что произойдет, если консенсус потерпит неудачу, и появится 51-процентный злоумышленник, который будет контролировать 51 % или более мощности майнинга в сети Bitcoin.
Мы рассмотрим несколько возможных атак и посмотрим, какие из них действительно могут быть выполнены таким злоумышленником.
Прежде всего, может ли этот злоумышленник украсть монеты из существующего адреса?
Как вы, возможно, догадались, ответ отрицательный, потому что кража из существующего адреса невозможна, если вы не взломаете криптографию.
Недостаточно подорвать консенсусный процесс.
Предположим, что 51-процентный злоумышленник создает недопустимый блок, который содержит недопустимую транзакцию, которая представляет кражу биткойнов из существующего адреса, который злоумышленник не контролирует, и передает эти биткойны на свой собственный адрес.
Нападавший может притворяться, что это действительная транзакция и продолжать строить блокчейн на основе этого блока.
Злоумышленник может даже добиться успеха в создании самой длинной ветки.
Но другие честные узлы просто не будут принимать этот блок с недопустимой транзакцией и будут майнить на основе последнего действительного блока, который они обнаружили в сети.