ビットコインマイナーはどのような役割を果たしますか

学べること

中央の仲介者なしで機能する通貨システムを提供するために、ビットコインは「ファイナリティ」で取引を決済する必要があります。トランザクションのロールバックや再実行はできません。

フル ノード - このセクションの前の記事で紹介した - は、トランザクションが有効であることを保証します。アドレスに関連付けられた未使用資金 (UTXO) を使用できることを証明する正しいデジタル署名を提示していること。

しかし、それらのトランザクションはブロックチェーン内で確認され、二重支出が発生していないことを確認する必要があり、それがマイナーの役割です。彼らはそのサービスに対して報酬をもらっているということは、新しいビットコインを発行する機能も果たしているということです。

マイナーとトランザクションの確認

ビットコインブロックチェーンのブロックサイズは1MBに固定されており、1秒あたり平均7トランザクションしか対応できないため、未確認のトランザクションはMempoolと呼ばれるものに保管され、マイナーが引き継ぐのを待っています。

マイナーの機能は、Mempool を監視してこれらの未確認のトランザクションを待機し、それらを候補ブロックにパッケージ化することです。 10 分ごとに候補ブロックの 1 つが選択され、既存のブロックチェーンに追加され、そのブロック内のすべてのトランザクションが確認 (決済) されます。

マイナーはこの決済機能に対して、確認されたブロックごとに新しいビットコインで支払われます。最初のブロック (別名ジェネシス ブロック) は 2009 年 1 月 3 日に採掘され、報酬は 50BTC でした。

それ以来、約 10 分間隔で新しいブロックがネットワークに追加され、210,000 ブロックごとにマイナーは半分の報酬を受け取ります。これはおよそ 4 年の半減期に相当し、2140 年頃には 2,100 万ビットコインの供給上限に達することを意味します。

ビットコインの2021年のATH価格64,805ドルでは、6.25BTCの報酬率は、ブロックごと、10分ごとに支払われる42万ドル以上に相当します。

新しいブロックを確認するマイナーに与えられる BTC は、「コインベース報酬」としても知られています。この用語は、後に同じ名前の暗号通貨取引所によって主張されました。

マイナーと作業証明

ビットコインの価値がその通貨のデジタル希少性と二重支出を防ぐ方法によってもたらされることを考えると、マイニングプロセスは困難であり、誠実な行動を奨励するものでなければなりません。これは、Proof of Work (Pow) と呼ばれるものを通じて実現されます。

PoW では、マイナーは数学的パズルを解くことで、候補ブロックをネットワークにブロードキャストする権利を獲得するために互いに競うことが求められます。

フル ノードは、パズルの解決策を見つける難易度を 2,016 ブロックごとに自動的に調整します。これにより、必要な量の計算能力が確実に消費され、新しいブロックが 10 分ごとに作成され、最大供給量に合わせて発行が調整されます。

パズル自体は無意味ですが、そこに到達するために必要な作業は無意味ではありません。これはマイナーが不正行為をしていないことを証明し、単一のエンティティがすべてのブロックを発見できないようにすること、つまりすべてのビットコイン報酬を独り占めすること、またはトランザクションを削除することを保証します。 、システム全体が停止してしまいます。

したがって、PoW は、デジタルの希少性を維持し、無限に供給される法定通貨システムの現在の欠点を改善するプロセスに不可欠です。

ビットコインのマイニングパズル

計算パズルは、SHA256 と呼ばれるハッシュ アルゴリズムの形式です。これはビットコインに固有のものではなく、NSA によって開発された外部暗号化標準です。

ハッシュは、プライバシーとセキュリティを可能にするデジタル記録の一方向の一方向識別子です。これをランダム化エンジンと考えてください。パスワードなどの入力を行うと、アルゴリズムによって均一な長さのテキストと数字のランダムな文字列 (ハッシュ) が生成されます。入力の 1 文字を変更すると、異なるハッシュが得られ、ハッシュから遡ってパスワードを知ることはできませんが、一意の入力では常に同じハッシュ値が生成されます。

SHA256 - ビットコイン マイニングに使用 - 入力のサイズに関係なく、64 文字の長さのハッシュを生成します。各文字は 4 バイトのデータ 64*4=256 を表します。

ビットコイン マイニングは、Proof of Work を示すためにマイナーが完了するタスクが任意であるため、宝くじのようによく説明されます。これは、新しいブロックの生成とビットコインの発行を規制する賢い方法にすぎません。

ゲームの目的は、新しいブロックと前のブロックからの特定の詳細をハッシュし、ターゲットと呼ばれるもの以下の別の数値ハッシュ値を生成することです。宝くじに例えると、これが当選番号です。

ハッシュされたブロックの詳細は、バージョン番号、タイムスタンプ、前のブロックのハッシュ、マークル ルートと呼ばれるもののハッシュ、ノンスと呼ばれる乱数、およびターゲット ハッシュです。

256 ビットのアルゴリズムが生成できる潜在的な数値範囲を考慮すると、ターゲットを見つけるには多くの推測が必要になるため、マイナーはアルゴリズムをできるだけ頻繁に実行するだけです。

初期の頃、ビットコインは通常の家庭用コンピュータの GPU (グラフィックス プロセッシング ユニット) を使用してマイニングできました。この GPU は、もともと、特に PC ゲームにおけるグラフィックスのレンダリングを高速化するために設計されました。

現在、マイナーは、特定用途向け集積回路 (ASIC) を使用する、マイニング リグと呼ばれる特殊なハードウェアを使用しています。これらは、ビットコイン マイニングの中心となる数学的問題を解決するために最適化されたコンピューター プロセッサです。最も人気のあるものの 1 つは、Bitmain 製の Antman S19j Pro Miner 100 TH/s です。

マイニング施設は、財政的にサポートできる限り多くのリグを稼働させ、世界のどこかにいる別のマイナーがパズルを解く前にパズルを解決できるよう努めます。

ターゲットが見つかると、ブロックとそのトランザクションがブロックチェーンに追加され、すべてのフル ノードとマイナーと同期し、プロセスが再び開始されます。

上では、フル ノードがブロックの作成を調整するためにどのように調整されるかを強調しました。これは、集合的なマイニング能力の増加または減少を説明します。これは、参加するためのインセンティブ、つまりコインベースの報酬と手数料の価値を決定するため、ビットコインの価格に応じて論理的に変化します。

ビットコイン価格、既知の難易度、集合ハッシュレート、マイニング操作の実行コスト (エネルギー/冷却/オーバーヘッド) を使用して、参加の可能性を判断できます。

ハッシュ レートは、ビットコイン ネットワークの強さを表すものです。悪意のある攻撃者が、どのトランザクションが新しいブロックに追加され、コインを二重に使用するかを決定できるチャンスを得るには、集合ハッシュ レートの 51% を制御する必要があるためです。

また、ターゲットを見つけるためにマイニング装置が 24 時間 365 日稼働していることを考えると、ビットコイン マイニングが非常にエネルギーを大量に消費する理由も明らかです。総ハッシュ パワーが増加するにつれて、その作業は難しくなります。これにより、価格の好循環が生まれ、ハッシュレートが増加するにつれて価格も上昇する傾向があり、より多くのマイナーを惹きつけます。

誰でもビットコインマイナーになれるのでしょうか？

ここまで読んで、採掘リグを実行するプロセスに興奮しているのなら、ここで冷たい現実を目の当たりにしてください。ビットコイン マイニングは現在、専門企業となっており、世界のビットコイン マイニング センターのほとんどは、電力が安く豊富な地域の再生可能エネルギー源の近くに位置しています。

プロのマイナーはマシンをオーバークロックして、メーカーの推奨設定を超えるパフォーマンス レベルでマシンを実行します。これは、経験豊富なマイナーのみが試みるべきです。1 つの問題を解決すると別の問題が発生するため、プロセス中にマイナーが過熱しないように注意する必要があります。つまり、マイニング作業を冷却する必要があり、さらに多くのエネルギーが消費されます。

したがって、たまたま自分の水力発電ダムを所有しているか、大量のソーラーパネルを持っていない限り、趣味で GPU や ASIC を使用してビットコインを採掘して利益を得るのは難しいでしょう。

複数の ASIC がリンクされている場合でも、数週間、数か月、あるいはそれ以上にわたって苦労して新しいブロックを検出できない可能性があります。その間、電力要件を考慮し、発生する熱を軽減する必要があるため、高額な電気代がかかることになります。

この問題を解決し、できるだけ多くの人がマイニングをより利用しやすくするために、ビットコイナーはマイニング プールを作成しました。これには、マイナーのグループがハッシュパワー (集合的なコンピューター処理能力) を組み合わせて新しいブロックを一緒に検索することが必要になります。

プール内のマイナーがこのクエストに成功した場合、コインベースの報酬は、ハッシュパワーに比例してプールのすべてのメンバーに分配されます。

暗号通貨をマイニングすることに決めた場合は、リグを設置する適切な場所 (涼しく、通気性がよく、騒音の苦情を防ぐために十分に断熱または隔離された場所) を見つけ、ニーズに合わせて適切な ASIC を選択する必要があります。予算。それが完了し、マイニングギアが準備できたら、どのマイニングプールに参加するかを検討します。

たとえば、ハッシュ パワーの 5% をプールに提供し、プールが新しいブロックを検出した場合、報酬の 5% を受け取ることになります (プール手数料を除く) の金額は 0.3125 BTC になります。

簡単にお金が入るように聞こえますが、そんなに簡単なら誰もがやっているはずです。真実は、ビットコインマイニングから利益を得ることは非常に難しいということです。

競争が少ない他の暗号通貨のマイニングを検討することもできますが、それは報酬と比較する必要があります。

ビットコインマイニングプールの選択

マイニング プールの選択は、単純なロジックに帰着します。ハッシュパワーの観点からプールのサイズが大きいほど、ブロックがより定期的に見つかるようになります。これにより、安定した収益の流れが確保されます。

ただし、プールに供給するハッシュパワーの一部が小さいため、コインベースの報酬の取り分はごくわずかになります。より小さなプールに参加すると、より多くの報酬が得られますが、プールで発見されるブロックが少なくなるため、支払いの頻度は低くなります。

決定の指針となる、より技術的な考慮事項もいくつかあります。 DIY アプローチを採用する場合は、データを共有するためにプールに ping を送信する際の待ち時間が短く、高速なインターネット接続が必要です。

データの受信に遅延があると、次のブロックへの解決策を探すのに貴重な時間が無駄になる可能性があります。理想的には、ping を 200 ミリ秒未満で、できるだけゼロに近づける必要があります。

プールごとに料金が異なるため、これも考慮する必要があります。支払い頻度も確認してください。一部のプールは、予定された日にのみ支払われるか、ウォレットに最低額の BTC が蓄積された場合にのみ支払われます。

マイナーの報酬が配布されるまで保管するプールにも、ハッキングされたり資金が保持されたりしないように依存しているため、リスクが生じます。自分のウォレットに直接支払われるプールを選択することもできます。

最後に考慮すべきは、マイニングプールへの投資の機会費用です。関連するリスクを調整した場合、他の投資と同等またはそれ以上の収益率を得ることができますか?

ホスト型ビットコイン マイニング サービスの使用

より良いアプローチは、マイニング リグをホストするサービスを使用することです。機械と電気代はかかりますが、それ以外はすべて負担してもらえます。ダッシュボードから ROI を確認したり、損益分岐点を計算したりすることもできます。以下は Compass Mining の例です。

ビットコイン マイニング ホスティング サービスを使用するプロセスをまとめます (上記のツイートを参照)。

マイニングリグを購入します。これらは品薄であることに注意してください。コストは〜$9,000です

マイナーがホストされる場所を選択し、電気代を支払います - この例では月額 250 ドル

プールに接続して、ブロック報酬と取引手数料からの収益を監視します。ウォレットを設定して受け取れるようにする

マイナーはまた、ブロックチェーンに追加しようとするブロックに関連する各トランザクションの送信者によって支払われる手数料も獲得しますが、それらの価値はブロック報酬と比較すると無視できるほどです。

ブロックを集約されたトランザクション データとみなします。マイナーは各トランザクションの正確性を検証し、その努力に対してコインが与えられます。したがって、マイナーは決済と発行の二重の機能を提供します。