Особенность майнинга Ethereum: алгоритмы, сложность, оборудование

Ethereum – это не простая криптовалюта, прежде всего это многофункциональная децентрализованная платформа, которая произвела революцию в области IT. Оживление цифрового рынка в 2016-17 годах вызвала именно популяризация проекта Ethereum, который уверенно захватил второе место во всех криптовалютных рейтингах и сегодня остается на этом месте с показателем капитализации в $72 112 227 153.

Майнинг  – это процесс, при котором появляются новые криптомонеты. Любой желающий может принять в этом свое участие, чтобы пополнить кошелек популярными во всем мире цифровыми активами.

Но почему многие люди предпочитают вкладывать деньги в майнинговое оборудование, а не просто купить нужное количество Эфира на бирже? Ответ лежит в анализе стоимости монеты: если в начале 2017 года ETH стоил всего $10, то сегодня его покупают по $726, то есть чтобы купить 10 ETH в мае 2018 года, нужно потратить более 7 тысяч долларов.

Но сколько же денег нужно вложить в оборудование, чтобы получить такое количество монет посредством майнинга? Давайте разбираться.

Что такое майнинг Эфира

Майнинг Ethereum построен на алгоритме хеширования Ethash, который шифрует структурированные данные крайнего блока сети, используя одноразовый код – Nonce. Случайное число Nonce имеет двоичный разряд и определяет уникальное значение функции хэширования. Для каждого блока сети блокчейна Ethereum задается свое це­ле­вое зна­че­ние хэша, которое должны подтвердить майнеры, найдя подходящий параметр Nonce меньше некоторого заданного числа Target.

В основе метода криптографического шифрования лежит принцип создания такой хэш-функции, которая делает невозможным случайное угадывание значения Nonce. Его определение возможно только путем циклической подстановки значений и последовательного перебора всех возможных решений, пока не определиться нужный вариант. Числовой параметр Nonce записывается в заголовок каждого нового блока.

Найденное число Nonce служит «до­ка­за­тель­ством выполненной ра­бо­ты» майнера, которое определяется и проверяется алгоритмом защиты распределенной системы Proof-of-Work. Поэтому, чем мощнее и правильнее подобраны вычислительные мощности, тем быстрее компьютер майнера найдет число Nonce и получит свое вознаграждение (на данный момент это 5 монет ETH). Цикл по­вто­ря­ет­ся каж­дые 15 се­кунд.

Значение числа  Target – это настраиваемый параметр, который назначает сеть, в зависимости от количества ее участников (майнеров) для поддержания необходимой сложности. Если  блок системы Ethereum завтра будет генерироваться не за 15 секунд, а за 10, то значение числа  Target будет откорректировано в меньшую сторону, чтобы времени на поиск параметра Nonce требовалось больше и блок (block time) создавался не быстрее 15 секунд.

Вам не обязательно понимать все технические детали процесса. Чтобы проводить успешный майнинг Эфира, достаточно определиться с оптимальным оборудованием, которое будет получать задание через специальные приложения.

Какие мощности потребуются

Весьма хорошие результаты майнинга Ethereum дают графические процессоры – GPU (graphics processing unit). Основное предназначение GPU –  рендеринг 3D графики и визуальных эффектов. Он работает на низкой тактовой частоте и имеет несколько мультипроцессорных ядер на одном чипе.

Если центральный процессор компьютера (CPU) способен выполнить 1 или 2 потока вычислений на одно процессорное ядро, то графический процессор может легко провести несколько тысяч потоков на каждый процессорный элемент. Переключение между потоками в GPU происходит моментально – за 1 такт несколько потоков, тогда как для подобного действия на CPU нужны сотни тактов.

Основная работа графического процессора состоит в оперировании над большим количеством данных, поэтому его объем памяти достаточно велик и в нем присутствует огромное количество исполнительных блоков. GPU отлично под­хо­дят для исполнения хэ­ши­ро­ва­ния в сети Ethereum. Май­нинг ETH воз­мо­жен и на CPU, но использовать его лучше все равно совместно с видеокартами.

Еще один продуктивный вариант майнинга – использовать ASIC-устройства. Название ASIC (Асик) переводится с английского языка, как «интегральная схема специального назначения». Это особая микросхема, ориентированная конкретно на майнинг. Основная функция Асиков заключается в расшифровке алгоритмов, на основе которых функционирует блокчейн всех криптовалют. Алгоритмы могут быть разными:

• SHA-256 – для Bitcoin, Bitcoin Cash, Peercoin, и др.;
• X-11 – для Dash, Pura и другие;
• Ethash – используют в Ethereum, Ethereum Classic, Metaverse ETP, другие;
• Scrypt – для Litecoin, Dogecoin, Bitdeal ,B3Coin, др.;
• Equihash – реализован в Komodo, Zcash, др.;
• Blake(2b) – Siacoin, Decred.

Физически – это блоки с разъемами, в которых есть высокопроизводительные чиповые платы, платы памяти и охлаждающий элемент. Майнинг Ethereum на ASIC-устройствах считается менее энергозатратным и высокорентабельным.

Современные Асики для домашнего использования (а есть и профессиональные устройства) работают на блоке питания мощностью около 600 Вт. 1 Асик приравнивается к десяткам GPU по параметрам производительности, но они и стоят соответственно, а период окупаемости такого оборудования намного длиннее, чем у CPU- или GPU-майнинга.

Разновидности майнинга эфира

Конечно, привлекательнее всего заняться соло-майнингом: вы сами себе хозяин, сами решаете, какую монету будете добывать, как часто будет работать оборудование и все вознаграждение тоже достается только вам. Но, не все так радужно в самостоятельной добыче.

Число майнеров, которые присоединяются к процессу добычи Ethereum, растет с каждым днем, а значит, и сложность вычислений постоянно увеличивается. Участвуют в майнинге не только отдельные участники, а целые группы пользователей, которые объединяют свои мощности для совместного и максимально быстрого нахождения цифровой подписи. Все это создает огромную конкуренцию в сети и делает соло-майнинг не совсем рентабельным бизнесом.

Но если ваше финансовое положение (или наличие спонсоров) позволяет организовать мощную майнинговую ферму, которая будет работать только на вас, то это в корне меняет ваше положение. Конечно, затраты на электроэнергию будут значительные, но шансы нахождения уникального значения Nonce и получения 5 ETH за каждый подписанный блок тоже пропорционально увеличатся.

Самый популярный вариант майнинга, которые выбирают большинство пользователей, это коллективная добыча в пулах. Система воспринимает майнинговый пул, как одиночного участника, который способен производить сотни Гх/с  (гигахэшей в секунду). А на самом деле центральный сервер пула просто разделяет полученное задание на микрооперации, которые он переназначает своим участникам, и в результате совместных вычислений объединение майнеров быстрее и чаще находит заветное число и получает вознаграждения. Майнеры получают оплату чаще, чем при соло-майнинге, но более мелкими выплатами.

Вот основные преимущества и недостатки обоих режимов майнинга:

Как начать майнинг Ethereum

Основные шаги, которые вам придется пройти, чтобы подготовиться к майнингу, будут следующие:

Шаг 1 – выбор видеокарты (или ASIC).

Графический процессор (а лучше несколько) должен быть современным, не бюджетным, чем ближе к последним моделям, тем лучше. Он должен иметь достаточный объем памяти (не менее 2 Гб) и дополнительный внешний разъём для питания (без этого коннектора GPU будет получать требуемую мощность только из PCI-E разъёма).

Удобно, если карты имеют  райзеры, благодаря которым их можно удалить друг от друга для обеспечения лучшей вентилируемости.

Шаг 2 – выбор материнской платы (по необходимости).

В зависимости от того, какое количество видеокарт вы планируете использовать для майнинга, возможно вам потребуется приобрести подходящую материнскую плату. Ведь не каждая модель способна поддержать несколько GPU одновременно. Для майнинга существуют специальные материнские платы, поддерживающие от 5 до 16 видеокарт.

Шаг 3 – корпус фермы (по необходимости).

Если вы планируете создавать серьезную ферму для майнинга, то все купленное оборудование необходимо будет разместить в специальном корпусе или стойке.

Шаг 4  – операционная система.

Если вы используете ОС Windows, то она должна быть только X64 (то есть поддержка оперативной памяти более 4 ГБ). 32-разрядная Windows  не справится. Минимальные параметры – это 4 ГБ оперативной памяти и 2 ГБ памяти под видеокарту.

Шаг 5 – выбор криптовалюты для майнинга.

Этот шаг пропускаем, так как мы уже определились – добывать будем Эфир (ETH).

Шаг 6 – мощность.

В этом параметре ограничений нет, тут чем больше, тем лучше, но минимальный хешрейт майнинга для Ethereum должен быть 10 MH/s. Проверить этот показатель по какой-то таблице нет возможности, потому как на него влияют несколько парламентов:

• производитель ASIC или видеокарты;
• слот, через который техника подсоединяется к материнской плате;
• алгоритм, который использует система.

Шаг 7 – интернет.

Весь процесс майнинга происходит онлайн, поэтому нужно, чтобы ваше интернет-соединение было надежным и стабильным. Скорость особо не важна, достаточно иметь непрерывную передачу в пределах  2-3 мегабит/секунду.

Шаг 8 – монитор.

Компьютерная точка для майнинга – это не просто серверная, для управления процессом майнинга монитор (или его эмулятор) будет необходим.

Как выбрать пул для майнинга Эфира

При выборе сервиса для коллективного майнинга, обращайте внимание на следующие показатели:

• комиссия пула – в среднем 1-2% от всей прибыли владельцы пула забирают себе;
• мощность пула – чем больше воркеров учувствует в расшифровке одного блока, тем оперативнее он будет подписан, и каждый участник получит свое вознаграждение.
• статистические и аналитические инструменты – удобно и спокойно, когда сервис предлагает актуальную информацию, относительно совместной мощности пула, его популярности, количества добытых блоков, средний размер, лимиты и т.д.;
• частота выплаты – каждый пул имеет свои правила, касательно перечислений вознаграждения. Во многих случаях частота выплат зависит от доли вашего участия: если вы участвуете фермой на 6 видеокартах, то можете получать выплаты каждый день, а менее значимые участники смогут получать свою часть раз в неделю;

• минимальный лимит вывода – порог определяется не только самим сервисом пула, но и платежной системой или биржей, на которой зарегистрирован кошелек;
• репутация пула – обязательно познакомьтесь с отзывами людей, которые уже имели опыт майнинга в данном пуле.

Взвешенно и избирательно подходите к выбору майнингового пула, ведь свои мощности вы будете использовать сразу же после регистрации, и нужно быть уверенным, что результат такого участия принесет прибыль.

Вот несколько вариантов, которые пользователи считают удобными и надежными:

• org – первый и официальный пул для майнинга Ethereum;
• Nanopool – довольно крупное объединение майнеров ETH;
• 2Miners – имеет 260 участников и мощность в 80 Гхеш/с.

Программы для майнинга по алгоритму Ethash

Майнинг криптовалюты осуществляется с помощью специальной программы. Если вы будете участвовать в коллективном майнинге, то вам нужно будет установить ту программу, которую предлагает конкретный сервис. Для соло-майнинга вы можете выбрать программу самостоятельно, главное, чтобы она поддерживала алгоритм Ethash.

• NiceHashMiner – программа-майнер, которая настраивается сама. Умеет работать как с GPU, так и с CPU. Автоматическая настройка – очень положительный момент для начинающих майнеров.
• Claymore’s Dual Miner – программа-майнер 2-кратного повышения доходности с видеокарты. Не меняя хешрейта ethash-криптовалюты, она способна использовать дополнительный процесс вычислений. Настройка программы не простая, она выполняется из командной строки и требует определенных знаний и умений.
• CudaMiner – сложная программа для майнинга Эфириума на картах NVIDIA. Удобной графической оболочки у нее нет, все действия выполняются из командной строки.
• CGminer – высокопроизводительная программа со встроенной функцией разгона GPU. работает только в DOS, графического интерфейса нет.

Облачный майнинг

Одно время было написано довольно много ознакомительных статей относительно облачного майнинга, который предоставляет возможность зарабатывать криптомонеты на арендованном оборудовании дата-центров.

Но, как показала практика, инвесторы в таком майнинге разочаровались, так как прибыльность у них очень низкая, а в некоторых предложениях даже отрицательная. Поэтому посвящать раздел этому вида майнинга мы не будем.

Прибыльности майнинга Эфира

Собрав всю информацию о необходимом оборудовании, и прислушавшись к советам опытных майнеров, вы можете создать свою первую собственную ферму для добычи Эфира или попробовать поучаствовать в популярным пуле для майнинга.

Чтобы понять, сколько прибыли принесет вам такая деятельность, хотелось бы предварительно получить хоть какой-то объективный расчет. И сделать это можно с помощью специальных сайтов-калькуляторов.

На странице такого ресурса вы сможете внести всю информацию о своем оборудовании, ценах на электричество вашего региона, стоимость оборудования и получить программный расчет окупаемости и прибыльности вашего майнинга. То, насколько точно и правдиво вы внесете информацию, повлияет на объективность и реальность результата.

Вот несколько интересных ресурсов для просчета доходности майнинга Ethereum:

https://eth.pp.ua/ru/calc/;
https://bitcoincloudmining.center/calculator-mayninga/ETH;

https://in-trend.biz/mayning/efirium/.

Вы можете использовать расчеты нескольких калькуляторов и затем сравнить их результаты. Не пугайтесь большого количества запрашиваемой информации, если какие-либо данные вы не можете найти на корпусе оборудования, их можно поискать на сайте производителя по указанной модели. Многие поля программа заполняет автоматически.

Сложность добычи Эфириума

Изменение сложность добычи ETH диктует, заложенный в основе сети Ethereum, алгоритм доказательства выполнения работы PoW. Ниже мы приводим график изменения этого показателя за последний месяц:

Начиналась сложность майнинга с показателя 0,121 TH/с (лето 2015 года). Два года он плавно и постепенно повышался и к январю 2017 года находился на отметке около 100 TH/с. Весной того же года сложность майнинга уже измерялась в 342 TH/с, а летом показатель достиг 1 PH/с. Именно тогда майнинг Ethereum перестал был простой задачей и стал требовать усиленных и высокопроизводительных мощностей.

Заключение

Увеличение сложности создает неудобства не только для майнеров сети, разработчики платформы тоже понимают, что если большей части участников этот процесс станет не под силу, то работоспособность сети будет под угрозой.

Поэтому они уже заявили о том, что платформа Ethereum  будет перестроена и в недалеком будущем полностью перейдет на более экологичный алгоритм Proof of Stake (PoS ). План перехода к PoS не имеет конкретной детализации, но разрабатываются технологии постепенного перехода: сначала одна из 100 транзакций будет проверяться через PoS, а со временем это число будет увеличиваться, и находится под тщательным контролем разработчиков.

Пока Ethereum еще работает с PoW, поэтому в 2018 году майнить Ethereum придется по-прежнему, используя мощные и производительные графические процессоры или Асики.