Сложность в майнинге: что это такое

Майнинг — процесс расчета криптографических ключей подписи блоков в блокчейне. Для защиты записей транзакций, хранящихся в открытом реестре они компонуются в блоки, каждый из которых имеет свою уникальную криптоподпись. Она формируется из предыдущего хеша, данных о проведенных транзакциях в текущем блоке и случайного числа. Алгоритм расчета требует большой вычислительной мощности для расчета хешей. Этим занимаются компьютеры майнеров, которые получают за это вознаграждение за счет эмиссии новых монет.

Схема функционирования блокчейна Bitcoin.

Особенность алгоритма SHA-256, лежащего в основе биткоина — дефляционная модель. Это означает, что объем эмиссии монет ограничен. Для Bitcoin это 21 миллион монет, а последняя монета должна появиться в 2040 году. Для форков BTC этот показатель другой, но метод его достижения тот же: уменьшение эмиссии и, соответственно, вознаграждения за блок.

Трудоемкость добычи других монет также повышается. Добывать Ethereum, общий выпуск которого не ограничен, также становится все сложнее. Это связано с годовым ограничением на появление новых монет в количестве 18 миллионов.

Увеличение сложности (трудности) майнинга позволяет сдерживать пользователей, не позволяя им получать монеты в неограниченных количествах.

Сложность добычи криптовалюты измеряется в хешах в секунду (H/s). Эта характеристика демонстрирует, насколько трудно производить новые математические расчеты для вычисления подписей блоков и получения вознаграждения. Работает это следующим образом…

Отношения между сложностью, целевым значением и временем блока

Среднее время блока поддерживается за счет изменения сложности. Чтобы понять, как это происходит, используем в качестве примера игру в кости.

Предположим, у нас есть два классических кубика и, как правило, устанавливаем, что игрок выигрывает (и, следовательно, получает вознаграждение), когда сумма, полученная в результате броска кубика, меньше или равна ранее установленному числу. Если выбрано очень большое число, например, 10, вероятность нахождения числа, меньшего или равного 10, будет очень высокой. В этом случае, чтобы проиграть, игрок должен набрать либо 6 плюс 5, либо двойную 6. Однако, если выбрано гораздо меньшее число, например, 4, броски, которые нужно сделать, чтобы получить результат, равный или меньше этого числа, должны быть намного больше.

Поскольку это число, называемое целевым значением, становится маленьким, сложность возрастает. Таким образом, сложность показывает изменение целевого значения от его первоначального значения.

Если игра регулировалась программным обеспечением и необходимо было установить фиксированное время расчета, цель была бы скорректирована таким образом, чтобы поддерживать среднее время выплаты, равное установленному системой.

Как узнать сложность майнинга: популярные ресурсы

Страницы сайтов, на которых можно узнать сложность майнинга различных криптовалют

Чтобы вычислить данный параметр, не нужно самому проводить сложные математические расчеты. Достаточно посетить один из этих сайтов:

1. bitinfocharts.com/ru/ — популярная платформа, предоставляющая основную информацию по криптовалютам: курс, капитализация, время между блоками, размер блоков и всего блокчейна и, конечно же, сложность. На сайте представлено больше десятка цифровых активов, по которым можно получить подробные сведения. Можно посмотреть график сложности майнинга интересующей монеты и оценить динамику его изменения по годам. Ресурс имеет интуитивно понятный интерфейс и русскоязычную локализацию, так что отечественные «шахтеры» разберутся в нём без особых проблем.
   
2. coinwarz.com/charts/difficulty-charts — перейдя по этой ссылке, вы увидите список из более чем полуторасотен криптовалют. Выбрав одну из них, вы попадете на страницу, на которой будет показан график с изменениями данного параметра по дням. Чуть ниже прописаны цифровые значения сложности за последние 120 дней. Сайт тоже достаточно удобный, но подходит только для ознакомления со сложностью.
   

Текущие значения сложности популярных криптосетей

Ниже в таблице приведены показатели сложности майнинга 7 самых популярных криптовалют. Информация взята с сайта bitinfocharts.com/ru/ 16 октября 2018 года:

Криптовалюты	Сложность майнинга (H/s)
Биткоин	7,454,968,648,263
Биткоин Кэш	522,156,315,567
Эфириум	3,194,593,581,702,792
Лайткоин	9,002,208
Дэш	63,287,971
Монеро	67,071,995,030
Эфириум Классик	198,500,216,265,058

Методы изменения сложности по мере развития сети

Коррекция может производиться двумя способами:

• Через фиксированное количество блоков, например, в Bitcoin и Litecoin это происходит после каждых 2016 блоков. При этом новое значение подбирается таким образом, чтобы время поиска нового хеша оставалось неизменным.

Пересчет идет индивидуально для каждой фермы или пула, поэтому на каждом добывающем узле разные текущие значения. График сложности майнинга криптовалют при этом показывает только средний диапазон.

• Учитывается суммарная мощность сети майнинга в хешрейтах (H/s). Увеличение H/s означает, что к добыче подключились дополнительные участники и нужно повышать сложность. H/s падает – время поиска блока увеличилась и сложность снижается.

Такой подход, в отличие от предыдущего, менее справедлив к небольшим фермам, ведь добавление больших вычислительных мощностей повышает уровень для всех.

Когда все монеты получены на этапе создания валюты (премайнинг), например Ripple, понятие «сложности добычи» теряет смысл, и такой график существовать не может.

Почему постоянно растет сложность майнинга

Разработчики биткоина определили, что закрытие блока и эмиссия вознаграждения должны производиться через каждые 10 минут. И этот показатель должен оставаться неизменным, независимо от количества майнеров, занятых в вычислении хешей, и производительности их оборудоавания. По мере роста вычислительных мощностей растет сложность добычи криптовалют. Поэтому в сети биткоин пересчет трудности происходит через каждые 2016 блоков. Если на их закрытие уходит менее 14 дней, вычисление хешей становится более трудоемким. Алгоритмы других альткоинов также предусматривают усложнение расчетов при росте скорости добычи.

В результате с ростом количества фермеров и мощности ферм растут требования к железу. И касается это каждой из криптовалют.

Повышение сложности майнинга происходит после того, как скорость добычи начнет превышать запланированную. Если же майнеры не справляются, задача по подбору хешей упрощается, что позволяет сети сохранить скорость проведения транзакций. Степень повышения требований зависит от соотношения реального и запланированного времени на добычу криптомонет. Если реальная скорость обгоняет запланированную на 5%, то и расчеты усложняются на 5%.

График усложненения добычи Bitcoin за несколько лет.

Криптовалюта с низкой сложностью начинает менять этот показатель сразу после того, как начнет расти ее популярность. Большее количество ферм ускорит добычу, что приведет к увеличению трудоемкости расчетов. В результате эмиссия держится в заранее установленных рамках.

Что влияет на сложность добычи монет

На сложность сети влияют два главных фактора:

• хешрейт сети — суммарная производительность майнингового оборудования, занятого добычей монет;
• время, затраченное на расчет хешей предыдущей группы блоков.

Эти параметры находятся в тесной взаимосвязи.

Рост хешрейта сигнализирует о присоединении к сети новых участников или увеличении скорости работы их оборудования. Соответственно, нахождение подписей блоков занимает меньше времени, чем в период, когда производительность была ниже. Отсюда можно вывести два правила:

большое количество майнеров и высоких хешрейт ускоряют добычи и становятся причиной затруднения расчетов;

низкий хешрейт и небольшой интерес майнеров замедляют поиски хешей для подписей блоков, что определяет уменьшение трудоемкости вычислений на следующем этапе.

Алгоритм использует сложные формулы, которые определяют требуемый уровень затрат вычислительных мощностей при майнинге. Зато упрощенное математическое обоснование выглядит просто и основано на расчете времени раскрытия блока:

t=D/H, где:

t — время расчета хеша блока;

D — установленная сложность майнинга,

H — общий хешрейт сети.

Базовая величина показателя равна 1. Таким образом, при планового времени закрытия блока в 10 секунд можно достичь при хешрейте 0,1 H/s.

Если к добыче присоединятся новые пользователи, увеличив хешрейт дл 1 kH/s, то для сохранения скорости закрытия блока придется увеличить сложность до 10000. В этом случае время составит все те же (10000/1000=)10 секунд.

Связь трудоемкости вычислений с хешрейтом обоснована математически. Алгоритм приводит ее к величине, при которой скорость закрытия блоков будет оставаться на уровне номинальной. Хешрейт сети — главное, от чего зависит сложность.

В результате трудоемкость вычислений является динамической величиной, которая колеблется вместе с изменениями суммарной мощности (хешрейта) оборудования майнеров. Растет хешрейт — растет сложность. и наоборот. Чем более популярна монета, тем больше майнеров включаются в работу, поднимая общий хешрейт.

Подпись блока (хэш), удовлетворяющая критериям — или сложность майнинга

Итак, именно количество нулей, с которого должна начинаться подпись согласно требованиям блокчейна, определяет насколько сложным для майнеров будет её нахождение (сколько в среднем требуется мощности хэширования или времени). В этом и заключается сложность майнинга. Чем больше требуется нулей, тем сложнее найти подходящую подпись (= более высокая сложность). Но что же определяет сложность майнинга?

Ограничение майнинга bitcoin

Майнеры, чтобы составить конкуренцию коллегам, регулярно наращивают свой потенциал в оборудовании. Но согласно алгоритму, заданному Сатоши Накамото, количество распределяемых цифровых монет должно быть примерно равным на единицу времени. По этой причине платежная система автоматически ограничивает прибыль майнеров. Запрет на добычу токенов вызвал бы нарушение всей экосистемы, характеристика сложности позволяет сохранить стабильность Биткоин-вычислений.

Зачем нужна сложность в майнинге?

Здесь можно выделить 3 ключевых аспекта:

1. Контроль эмиссии. Этот момент мы рассмотрели выше. Благодаря сложности, криптомонеты не появляются раньше (или позже) запланированного срока.
   
2. Ценность цифрового актива. Здесь уже поинтереснее. Дело в том, что не все криптовалюты имеют ограниченную эмиссию. Тот же Эфириум может быть выпущен в любом количестве (по крайней мере, пока). Да и время между блоками в этой сети просто мизерное (порядка 14 секунд по состоянию на 16.10.2018). Однако повышение сложности может придать цифровому активу более высокую ценность на рынке, что положительно скажется на его курсе.
   
3. Развитие вычислительных технологий. Рост сложности стимулирует появление нового оборудования, применяемого в майнинге. В частности, выпускаются новые видеокарты и асики с высоким хэшрейтом, которые обеспечивают пользователю солидную ежемесячную прибыль. Тут все работает по простой закономерности: чем выше мощность оборудования конкретного человека, тем больше его роль в добыче блока и, следовательно, тем больший процент от общего вознаграждения он получает.
   

Конечно же, на развитие любой криптовалюты (из тех, что подлежат майнингу) влияет не только сложность. Свою роль играет популярность, поддержка инвесторов, признание на государственном уровне. Но всего этого не будет без активных участников, поддерживающих работоспособность криптосети, а для них именно сложность является самым главным показателем, ведь от неё зависит рентабельность самого процесса майнинга. Если данный параметр вырастет слишком сильно, понизится роль конкретного «шахтера» в добыче блока, а вместе с ней — и его вознаграждение.

На что влияет сложность майнинга

Вот мы и разобрались что такое сложность майнинга и какие факторы оказывают на нее влияние. Теперь стоит узнать, на что влияют изменения этого показателя.

Прежде всего, она сказывается на доходе фермера. В то время как хешрейт оборудования при работе с определенным алгоритмом остается неизменным, сложность меняется, уменьшая или увеличивая количество полученного вознаграждения. При ее росте на 20% на столько же упадет доход от участия в поисках хеша. Аналогично происходит и в обратной ситуации — падение сложности вызывает рост доходности на тот же процент. Проблема лишь в том, что криптомонеты становятся все популярнее, поэтому их начинает добывать все больше и больше людей, Соответственно, расчеты усложняются, а доходность падает.

Если рассматривать график сложности криптовалют, то мы увидим немного случаев, когда трудоемкость добычи снижалась на длительное время. Обычно она непрерывно растет, а доходность падает. Причем этот процесс необратим до тех пор, пока будет расти интерес к технологиям на основе блокчейна.

Казалось бы, в таких условиях добывать крипту быстро должно стать невыгодно. Однако это не так.

Растущая сложность добычи и уменьшение номинальных доходов в альткоинах компенсируется бурным ростом курса криптовалют. Например, при двукратном росте трудоемкости добычи биткоина, которая была зафиксирована осенью прошлого года, его курс по отношению к фиатным деньгам вырос более чем в 3 раза. В результате, несмотря на меньшее количество добываемых монет, реальная прибыль майнеров увеличилась.

Более того, рост популярности монеты автоматически приводит к увеличению рыночного спроса на нее. Желающих ее купить становится больше, а цена растет.

В этом случае популярность взвинчивает сложность добычи и курс к фиатным деньгам одновременно. И от того, какой из факторов превалирует, зависит направление изменения доходности криптодобычи.

Как сложность майнинга и хешрейт влияют на цену биткоина

Показатели сложности и хешрейта влияют на рентабельность майнинга, а, следовательно, и на цену биткоина. 

Сложность майнинга адаптируется к хешрейту — когда майнеры отключают оборудование, хешрейт снижается и тянет за собой сложность, и наоборот. 

Чаще всего по мере увеличения хешрейта растет и стоимость монеты. Но случались периоды, когда мощность сети продолжала увеличиваться, а цена ВТС снижалась или не росла, и наоборот. Например, в октябре 2020 года хешрейт сети Bitcoin обвалился, но на рынке был бычий тренд и цена биткоина не упала. Поэтому хешрейт и стоимость монеты хоть и взаимосвязаны, но показатели мощности нельзя использовать для точного прогноза цены, тем более в краткосрочной перспективе. 

В статье экономистов МГУ и ВШЭ Дина Фантаццини и Никиты Колодина в научном журнале Risk and Financial Management от 2020 года анализируется, как хешрейт влияет на цену ВТС. Исследователи пришли к выводам, что цена ВТС и, соответственно, доходность майнинга, приводят к росту хешрейта в течение от 1 до 6 недель, а вот снижение мощности сети далеко не всегда приводит к снижению цены. При этом ученые не рассматривали влияние халвингов (запланированного сокращения вознаграждения для майнеров вдвое).

Но почему всего лишь один блок в десять минут?!

Может вы сейчас и не осознаёте этого, но это действительно очень хороший вопрос. Лично мне потребовалось много времени, чтобы разобраться в этом, и, по всей видимости, я был не единственным.

Результаты поискового запроса о времени нахождения блока.

Но почему вообще должна увеличиваться сложность майнинга? Ведь для обработки того же количества транзакций потребуется больше электроэнергии. Почему бы просто не снизить сложность майнинга и не ускорить тем самым темпы нахождения новых блоков? Это также привело бы к тому, что Биткойн-транзакции обрабатывались бы намного быстрее.

Результаты поискового запроса: «почему только 1 блок в 10 минут?»

В течение длительного времени этот вопрос никак давал покоя моей голове, пока однажды кто-то на Reddit, наконец-то, не предложил ответ. Оказалось, что это было единоличным решением Сатоши Накамото (изобретатель Биткойна), чтобы скорость производства блоков поддерживалась на стабильном уровне и составляла в среднем 1 блок раз в 10 минут, по той причине, что блокчейну понадобится приблизительно 10 минут для распространения последнего блока (блоков) по всем узлам сети во всём мире,  чтобы блокчейн оставался должным образом синхронизированным. Если блоки создаются более быстрыми темпами, то некоторые узлы на другой стороне земного шара, возможно, не смогут достаточно быстро и своевременно включить данные последних транзакций в свои копии блокчейна. Это, в свою очередь, может привести к тому, что узлы больше не будут корректно синхронизированы. Последствием такой рассинхронизации узлов сети может стать появление так называемых «orphan» блоков (или разветвлений цепочки), которые представляют из себя «сиротские» блоки или блоки, исключённые из основной цепочки блокчейна. Возникновения таких блоков блокчейн должен по возможности избегать, чтобы оставаться безопасным. Несомненно, такой ответ кажется довольно простым, но он имеет смысл.

Как и где можно рассчитать прибыль от майнинга?

На помощь могут прийти специальные калькуляторы доходности майнинга: зная хешрейт своего оборудования, можно рассчитать потенциальную прибыль за определенный период. Впрочем, учитывая динамичность хешрейта, такие подсчеты нельзя считать абсолютно точными. По этой причине рекомендуется брать данные из нескольких источников и вычислять среднее значение.

Например, можно воспользоваться сервисами которые мы представили в материале «Калькуляторы прибыльности майнинга», или обратиться к соответствующим ресурсам на сайтах Cryptocompare (доступны данные по нескольким криптовалютам, включая BTC, ETH, ZEC, XMR, LTC и DASH) или Nicehash.

Как осуществляется расчет сложности?

Для расчета сложности майнинга используется следующая формула:

difficulty = difficulty_1_target / current_target

• где difficulty – сложность, а target – 256-битное число.
• Difficulty_1_target может принимать различные значения. Обычно это хеш, 32 первых бита которого являются 0, остальную часть составляют цифры и буквы (это также называется pdiff или pool difficulty).

Эта формула может оказаться непростой для понимания, поэтому для контроля сложности можно использовать специальные ресурсы, на которых представлены соответствующие графики, включая:

• Bitcoinwisdom,
•  Coinwarz (множественный выбор),
•  Blockchain.com,
•  Bitcoincity,
•  Etherscan (для ETH).

Оценивать сложность майнинга рекомендуется одновременно из нескольких источников, поскольку индикатор имеет динамический характер и данное значение со временем может меняться.

Влияние хешрейта на добычу

Положительное изменение данного показателя происходит в момент увеличения вычислительной мощности сети. Из-за этого уменьшается время, требуемое на открытие блоков. Ранее мы выяснили, что уменьшение времени негативно сказывается на сложности майнинга.

Сам по себе хешрейт отображает общую вычислительную мощность подключенного к сети оборудования. Стоит учитывать, что невозможно увеличить хешрейт используемого оборудования. Это приводит к необходимости замены техники в случае падения дохода.

Для визуализации параметра принято использовать такие обозначения: х/сек, Кх/сек, Мх/сек, Гх/сек. Можно выделить несколько показателей, от которых так или иначе зависит хешрейт:

• востребованность добываемой криптовалюты приводит к тому, что большее количество пользователей направляет ресурсы на добычу, увеличивая хешрейт;
• характеристики применяемого для майнинга железа и энергопотребление;
• алгоритмы, на которых основывается добыча.

Как размер мемпула сказывается на росте комиссий

Мемпул — еще один показатель сети Bitcoin, на который стоит обращать внимание держателям монет и майнерам.

Мемпул биткоина — это все транзакции, которые ждут подтверждения в сети. Каждая новая транзакция после проведения попадает в мемпул и ждет, пока майнеры добавят ее в блок. 

В среднем время от проведения транзакции до ее появления в мемпуле составляет около 10 минут. Но когда сеть загружена, количество транзакций в очереди растет, а время их подтверждения увеличивается. В особо загруженные периоды на подтверждение транзакции может уходить до нескольких часов и даже дней. Поэтому если транзакция долго не завершается, говорят что она «зависла в мемпуле». 

У каждого блока собственный мемпул, а его емкость можно регулировать. Стандартный мемпул весит 1 Мбайт. Но он может быть меньше или больше в зависимости от количества транзакций. Например, за последний год размер мемпула колебался от 0.2 Мбайт до 111 Мбайт. 

Вот как это отражается на скорости подтверждения транзакций. Операции, попавшие в первый Мбайт, будут подтверждены примерно в течение 10 минут, во второй — в течение 20 минут и так далее, то есть время подтверждения транзакций увеличивается с каждым Мбайтом. За последний месяц размер мемпула колебался от 0.25 Мбайт до 67.8 Мбайт. 

Перед проведением транзакции любой держатель монеты может проверить уровень загруженности мемпула, например, на сайте blockchain.com. 

Размер мемпула сети Bitcoin за последний месяц. Источн и к

Если мемпул слишком загружен, а ждать целый день не хочется, транзакцию можно подвинуть в очереди, увеличив комиссию майнера. Чем выше комиссия, тем быстрее обрабатывается транзакция. Поэтому когда сеть перегружена, транзакции ниже минимальной комиссии просто не проходят. Если у пользователя небольшая транзакция, ему выгоднее воспользоваться решениями второго уровня, например, Lightning Network — они проходят в обход мемпула. 

График изменения средней комиссии в сети Bitcoin в долларах в течение года. Источник

Хорошо, а что если увеличить размер блока?

Да, это довольно широко обсуждаемая тема. Если увеличивается размер блока, независимо от сложности, то в блок будет помещаться больше транзакций, следовательно, больше транзакций будет обрабатываться в заданный период времени. Хотя это и может выглядеть, как решение, но на самом деле таковым не является. Есть несколько аргументов против увеличения размера блока, один из которых заключается в том, что более длительное время распространения блоков между узлами приведёт к более высокой скорости появления «сиротских» блоков. По существу, это компромисс между масштабируемостью и безопасностью, однако, это только временное решение, ценой которого будет целостность сети.

Как родился миф о постоянно растущей сложности. Халвинг

Все криптовалюты начались с Bitcoin. Количество биткоинов, которые должны быть выпущены, равно 21 миллиону. Вознаграждение майнера за найденный блок постоянно уменьшается. Такой процесс называется халвингом, от английского «Half» — «половина». Каждые 210 000 блоков — примерно 4 года — в сети Bitcoin происходит халвинг, вознаграждение за 1 блок уменьшается в 2 раза.

Сегодня майнеры получают 12,5 BTC за блок. Следующий халвинг ожидается в 2020 году, вознаграждение за блок снизится до 6,25 BTC. Соответственно сейчас в день генерируется 1800 новых биткоинов, а в 2020 году будет лишь 900 новых биткоинов ежедневно. Еще через 4 года вознаграждение опять уменьшится.

Если предположить, что хешрейт сети постоянный, то со временем одно и то же оборудование для майнинга будет приносить всё меньше и меньше монет. Это утверждение верно. Однако такое изменения происходят не постепенно, а скачками — примерно раз в 4 года. Халвинг никаким образом не затрагивает сложность криптовалютной сети. Сложность не меняется, просто монет в блоке становится меньше.

Надеемся, теперь вы стали экспертами в майнинге. Ещё нет? Тогда читайте статьи о добыче монет из нашей Криптовалютной Библии, а потом заходите в наш Телеграм-чат обсуждать материал. Пообщаемся!

Где можно посмотреть сложность

Трудоемкость вычислений хешей постоянно вычисляется для всех криптовалют, майнинг которых актуален. Для получения информации о текущей сложности добычи можно использовать сайты-агрегаторы, которые собирают данные в режиме «real time» или официальные сайты криптомонет.

Проблем в том, что реальный хешрейт отличается высокой динамикой. Соответственно, точность данных в таблицах невысока. Узнать более точные цифры можно, используя текущие сведения из нескольких источников.

Для российских фермеров полезен адаптированный под русский язык ресурс bitinfocharts.com. Продвинутым пользователям, хорошо знакомых с официальной англоязычной терминологией, лучше использовать более точные аналитические сводки сайта coinwarz.com и подобных ресурсов.

Эти и подобные сайты отображают суточную динамику показателей сложности майнинга. Колебания по биткоинам меняются на величину до 15% в сутки, по эфириуму — до 4%. Такие перепады интереса объясняются высокой волатильностью криптовалютного рынка как такового.

Если вы потратите время на мониторинг показателями, то сможете лично убедиться в наличии пары закономерностей:

• вовлечение в процесс большого числа пользователей усложняет добычу;
• рост и падение сложности прямо зависят от колебания рыночного курса, который меняет показатели востребованности монеты.

От чего зависит хешрейт?

Исключительно от популярности. Чем больше майнеров в системе, чем выше будет показатель хешрейта.

Что определяет сложность майнинга?

Сложность майнинга в сети автоматически корректируется каждые две недели в зависимости от скорости нахождения новых блоков. Совокупная мощность хэширования сети увеличивается, когда всё большее количество майнеров присоединяется к ней для майнинга биткойнов. Следовательно, можно предположить, что в этом случае сеть в целом будет находить подходящие подписи быстрее, а это означает, что блоки в блокчейн будут добавляться также быстрее.

Вот вам пример:

• Предположим, что все майнеры в данном примере имеют одинаковую вычислительную мощность (хэшрейт/hash rate). В среднем на поиск удовлетворяющего требованиям хэша у майнера уходит 1 час. Таким образом, один майнер находит один подходящий хэш в час, но десять майнеров найдут уже десять отвечающих критериям хэшей за это же время. Итак, скорость нахождения блока для одного майнера составляет 1 блок в час, но для десяти майнеров она уже будет равняться 10 блокам в час, что существенно быстрее!

В блокчейне Биткойна каждые две недели производится корректировка сложности майнинга, таким образом, чтобы суммарная мощность хэширования сети в среднем производила 1 блок каждые 10 минут. Если к блокчейну биткойна присоединится много майнеров и суммарная мощность хэширования возрастёт, то скорость нахождения блока может увеличиться с 1 блока за 10 минут до 9 минут на 1 блок. Спустя некоторое время это также вызовет рост сложности майнинга, так что даже с этой дополнительной мощностью хэширования скорость производства блоков будет сохранять устойчивый темп в 1 блок за 10 минут. То же самое относится и к противоположному сценарию, когда майнеры прекращают майнинг на блокчейне и совокупная скорость хэширования понижается, сложность майнинга также уменьшается. Главный вопрос состоит в том – почему же 1 блок каждые 10 минут?

Алгоритм изменения сложности у Ethereum

Изменение сложности в сети Эфириума и во всех других эфироподобных монетах происходит каждый блок.

Если время нахождения блока находится в диапазоне от 10 до 19 секунд, сложность сети не изменится. Если на поиск блока уходит меньше 10 секунд, сложность вырастет. Если процесс длится больше 19 секунд, сложность сети упадёт. Изменение сложности пропорционально отклонению от заданного диапазона.

Посмотрите на график изменения сложности Эфириума. График плавный, потому что сложность изменяется постоянно, то есть каждый блок.

Сложность сети Ethereum. Источник: Ethescan

Среднее время в сети Ethereum равно среднему значению в промежутке от 10 до 19, а именно 14,5 секунды.

На сложность сети Ethereum также влияет так называемая “бомба сложности”, которая была активирована на блоке под номером 200 000. Чем больше номер блока, тем сложнее добывать Ethereum. Поэтому об этой криптовалюте как раз можно сказать, что сложность её майнинга постоянно растет. Однако этот рост довольно незначительный, более того, разработчики Ethereum уже несколько раз изменяли время блока и своё отношение к “бомбе сложности”, поэтому на данный момент не стоит принимать её в расчет.

Актуальная информация

Для получения сводки о текущем уровне сложности вводится команда getDifficulty в программный интерфейс майнингового устройства. Для дальнейшего изучения вопроса или предварительного ознакомления чаще всего используются следующие ресурсы:

• Bitinfocharts.com — платформа, предоставляющая информацию за весь период существования Bitcoin, начиная с 2009 года по настоящее время. Доступно масштабирование отдельных участков графика для изучения деталей, а также дополнительные инструменты;
• Blockchain.info — основной ресурс получения информации, построенный по принципу «ничего лишнего». Как и в предыдущем случае, график масштабируется, история просматривается с момента генерации первого блока Сатоши Накамото. Этого достаточно для большинства пользователей, но отсутствие дополнительных инструментов — скорее недостаток.

Вертикальная шкала на графиках означает уровень сложности, горизонтальная — время.

Сложность майнинга разных криптовалют

Популярность той или иной криптовалюты приводит к увеличению майнеров, занимающихся ее добычей. Это приводит к тому, что, при имеющейся постоянной вычислительной мощности, майнинг монет даже с одинаковыми алгоритмами приносит разное количество заработанных монет.

Исходя из этого, иногда выгоднее майнить монеты, не имеющие большой ценности, но в большем количестве. Это в итоге может принести большую выгоду, чем майнинг дорогой монеты, но в малом количестве. Естественно, при этом нужно учитывать текущую стоимость криптовалюты и возможные колебания ее цены.

Рассмотрим короткую информацию о изменении сложности майнинга основных монет, добывающихся майнерами:

CoinТекущая скорость сетиПериод пересчета сложности, блоковУвеличение сложности сети за год, разВознагр. за блок, монетВремя нахожд. блокаТекущая прибыл. майнинга, дол. США

Bitcoin (BTC)	53.47 Ehash/s	2016	7	12,5	10 минут	0.23 за 1 THash/s
Ether (ETH)	255.2 Thash/s	1	1,3 (2,28 при учете сложности на момент хардфорка Byzantium)	3	15 секунд	0.017 за 1 MHash/s
Ether Classic (ETC)	15.723 Thash/s	1	2,2	4	14 секунд	0.016 за 1 MHash/s
Dash (DASH)	1.855 Phash/s	1	18	3,35	2,5 минуты	0.093 за 1 GHash/s
Litecoin (LTC)	230,3 Thash/s	2016	9	25	2,5 минуты	3.29 за 1 GHash/s
ZCash (ZEC)	1.376 Ghash/s	1	4,9	12,5	2,5 минуты	0.61 за 1 KHash/s

Анализ таблицы демонстрирует рост сложности майнинга всех основных монет на величину от 1,3 до 18 раз, хотя стоимость некоторых из них за этот период упала в разы.

Итак — сложность нахождения блока

Давайте подведём итог — сложность нахождения блока основана на общей мощности хэширования сети и корректируется каждые две недели, чтобы поддерживать стабильный темп создания новых блоков, составляющий 1 блок в 10 минут. Это даёт сети время для синхронизации и обновления реестра блокчейна в глобальном масштабе и имеет решающее значение для обеспечения безопасности реестра («блоки-сироты» снижают уровень безопасности сети, поскольку они могут стать недействительными, даже после того, как их достоверность была подтверждена).

Чем больше майнеров присоединится к сети, тем больше совокупной вычислительной мощности будет расходоваться на нахождение удовлетворяющих критериям подписей, и тем быстрее блоки будут добавляться в блокчейн, если сложность решения блоков не будет изменена. Следовательно, сложность повышается, когда увеличивается суммарная мощность хэширования, и наоборот, при уменьшении сложности, мощность хэширования также снижается. Как можно видеть ниже, совокупная мощность хэширования (хэшрейт) на данный момент составляет 51 миллиард GH/s. Чем выше хэшрейт, тем выше сложность блока.

Date — Дата

Difficulty — Сложность

Change — Изменение

Hash rate — хэшрейт

Как проиллюстрировано ниже, блок 100 (ещё в 2009 году) требовал подписи, которая начиналась только с восьми последовательных нулей, в то время как последний блок на момент написания этой статьи (блок 542865) нуждался в подписи, которая начиналась как минимум с 18 нулей, следующих друг за другом. Количество нулей — это то, что отражает уровень сложности. Поиск выходных данных с таким количеством последовательных нулей требует либо гораздо большего времени, либо гораздо большей мощности хэширования. И на сегодняшний день сложность нахождения блока намного выше, по той простой причине, что в блокчейне Биткойна расходуется значительно большая мощность хэширования (из-за возросшего числа майнеров).

Сложность блока 100 составляла 8 последовательных нулей.

Сложность блока 542864 составляла 18 последовательных нулей.

Как вы можете видеть, совокупная мощность хэширования на блокчейне Биткойна в 2018 году во много-много раз больше, чем в 2009 году. Небольшое примечание: график ниже показывает только постоянно увеличивающуюся сложность добычи биткойнов до марта 2018 года, но она снижается с октября 2018 года, когда майнеры были вынуждены прекратить добычу, потому что их операционные расходы начали превышать прибыль от майнинга, поскольку цены на биткойны быстро падали.

Сложность майнинга Биткойна возросла существенным образом с момента его появления на свет, потому что с тех пор к сети присоединилось больше майнеров (возросла мощность хэширования).

Где найти сложность майнинга. Сложность добычи топ-10 криптовалют.

Сложность майнинга – это динамический показатель, который периодически пересчитывается. С увеличением вычислительной мощности оборудования, занятого в майнинге, растет и сложность. Актуальную информацию о состоянии сложности майнинга критовалюты лучше всего искать на официальных сайтах валют. Однако это бывает трудно. Ссылки на статистические данные о майнинге даже на официальных сайтах иногда сложно отыскать. Для упрощения процесса созданы сайты-агрегаторы статистической информации обо всех криптовалютах. Они собирают, обрабатывают и публикуют актуальные данные не только о сложности майнинга, но и еще несколько десятков показателей: цена, капитализация, хешрейт, прибыльность, количество транзакции и так далее.

Актуальную информацию о более чем 100 криптовалютах можно найти на сайтах:

• https://www.coinwarz.com/charts/difficulty-charts
• https://bitinfocharts.com/ru/

Приведем прямые ссылки на данные о сложности майнинга ТОП-10 криптовалют по капитализации:

Название криптовалютыКапитализация (12.11.2017Ссылка на график сложности*

Bitcoin	$102 337 870 442	https://blockchain.info/ru/charts/difficulty https://bitinfocharts.com/ru/comparison/difficulty-btc-nmc.html https://www.coinwarz.com/difficulty-charts/bitcoin-difficulty-chart
Bitcoin Cash	$29 402 898 569	https://bitinfocharts.com/ru/comparison/bitcoin%20cash-difficulty.html https://www.coinwarz.com/difficulty-charts/bitcoincash-difficulty-chart
Ethereum	$28 727 632 599	https://bitinfocharts.com/ru/comparison/ethereum-difficulty.html https://www.coinwarz.com/difficulty-charts/ethereum-difficulty-chart
Ripple	$7 559 040 243	Майнинг недоступен**
Litecoin	$3 143 298 761	https://bitinfocharts.com/ru/comparison/litecoin-difficulty.html https://www.coinwarz.com/difficulty-charts/litecoin-difficulty-chart
Dash	$2 603 868 832	https://bitinfocharts.com/ru/comparison/dash-difficulty.html https://www.coinwarz.com/difficulty-charts/dash-difficulty-chart
Ethereum Classic	$1 867 386 337	https://bitinfocharts.com/ru/comparison/ethereum%20classic-difficulty.html https://www.coinwarz.com/difficulty-charts/ethereum-classic-difficulty-chart
Monero	$1 745 200 256	https://bitinfocharts.com/ru/comparison/monero-difficulty.html https://www.coinwarz.com/difficulty-charts/monero-difficulty-chart
NEO	$1 703 832 000	Майнинг недоступен**
NEM	$1 595 538 000	Майнинг недоступен**

* Нужно учитывать, что сложность майнинга меняется с течением времени, поэтому разные сайты могут выдавать разные данные о сложности. Иногда разница достигает 10-20% по валюте на двух разных агрегаторах. Если вы ищите показатель сложности майнинга не просто для удовлетворения любопытства, а для использования в практических целях, то ориентируйтесь на средние цифры. Например, если строите прогноз изменения сложности майнинга в будущем на основе исторической динамики, то разумнее брать данные за последние полгода-год, а не две-четыре недели.

** Ряд криптовалют невозможно майнить в традиционном смысле. Одни используют POS-майнинг, при котором на монеты, лежащие в кошельке, периодически начисляются проценты. Для POS-майнинга не нужно покупать специализированное оборудование и тратить деньги на электричество. Другие криптовалюты (например, Ripple) уже полностью добыты и только перераспределяются между владельцами.