Эра криптовалюты

Я уже описал в предыдущей главе, как Сатоши сгенерировал первичный блок – genesis block – и еще 13 последующих блоков в первый день работы своей системы. Процесс генерации блоков получил название майнинг (от англ. mining – добыча). Наградой майнеру – человеку, производящему на своем оборудовании вычисления, – становятся новые монеты, а также комиссии за транзакции, включенные в этот блок. Если транзакций нет – то и дополнительного вознаграждения с комиссий тоже нет. В первое время награда составляла 50 монет за каждый найденный блок. Легко посчитать, что Сатоши заработал 700 монет за несколько часов работы простого процессора. Однако в силу невысокой сложности вычислений и отсутствия какого-либо признания технологии в массах стоимость этих монет была близка к нулю. Последующие несколько месяцев генерация шла вяло, и сложность майнинга не росла до декабря 2009-го, когда в канун нового 2010 года на блоке № 32256 произошел пересчет сложности, и вместо единицы этот показатель составил 1,18 хеша в секунду. Теперь каждый добытый биткоин становится ценнее. Пересчет сложности происходит каждые 2016 блоков, следовательно, за первый календарный год майнинга прошло 16 циклов без пересчета сложности, было сгенерировано более 1 600 000 биткоинов из 21 000 000 возможных, что составило около 8 % всей возможной эмиссии. Но уже через полгода, благодаря распространению информации в сети Интернет, на блоке № 68544 сложность скакнула в 4 раза – с 45,39 до 181,54 хеша/сек. Несложно посчитать, что уже за первое полугодие 2010 года было добыто больше монет, чем за весь предшествующий год. И с тех пор сложность вычислений, а следовательно, количество вычислительной мощности, которое необходимо для генерации нового блока, только растет. Очень редко этот показатель снижается – например, в период уполовинивания награды за блок или выхода очередного форка (ответвления блокчейна) биткоина. Майнинг – это непрерывный поиск решения усложняющейся задачи. В реальной жизни можно провести параллель с математической олимпиадой с призами за решенную задачу, где всем участникам раздали одинаковые задачи, а после их решения одним из участников немного усложнили условия, а затем еще и еще. Возможно, участникам сначала выдают счеты, затем калькуляторы, потом маломощные компьютеры, потом суперкомпьютеры… Чем больше вычислительных ресурсов вы используете, тем больше решаете задач и зарабатываете. И в процессе вычисления блоков биткоина реализовался подобный сценарий. Все производили вычисления на процессорах, пока некто с псевдонимом ArtForz не написал специализированное программное обеспечение, позволявшее использовать графические ускорители (видеокарты) в параллельных вычислениях и в несколько раз эффективнее вычислять хеш-функции для генерации блоков биткоина. Собрав несколько видеокарт в один вычислительный модуль, была реализована первая «ферма» на видеокартах, и в небольшой промежуток времени один человек смог кратковременно завладеть 25 % вычислительных мощностей сети Биткоин. Речь идет о середине 2010 года, но уже в 2011 году использование видеокарт стало более массовым, как и выбор программного обеспечения, появившегося в публичном доступе. Здесь затронут один важный момент – понятие «атаки 51», когда майнер или группа майнеров, владеющих 51 % мощности сети, могут игнорировать решения других 49 % майнеров и выстраивать свою цепочку, отвергая ненужные варианты блоков. Такая группа может очень долго иметь повышенный уровень генерации, но своими действиями также может навредить всей системе, скомпрометировав ее и оттолкнув честных участников.

В это время биткоин уже обрел некоторую реальную стоимость, и усилия по внедрению новых аппаратных и программных решений окупались в сравнительно небольшой срок. И вот уже в июне 2011-го на рынок вышли майнеры на основе FPGA (ПЛИС) – вычислительных чипов, которые могли быть запрограммированы пользователями под конкретные задачи. Правильная архитектура и ПО позволили добиться намного более высокой производительности. Но и у этой технологии был век недолог. Компания Butterfly Labs (BFL), достигшая хороших показателей в разработке и внедрении (а следовательно и продажах) FPGA-майнеров, уже через год, в июне 2012-го, начала прием предзаказов на ASIC-майнер на микрочипах специального назначения, сконструированных и оптимизированных только для целей вычисления хеш-функций алгоритма SHA-256, на котором, собственно, и работает биткоин. Не все прошло гладко, и не растерялись конкуренты в лице ASICMINER и Avalon, бросившие силы на разработку своих микросхем. Сейчас добывать биткоин можно только на последних поколениях ASIC-майнеров, которые демонстрируют низкое потребление электроэнергии при приемлемой стоимости в $ за 1 Th/s вычислительной мощности.