Криптовалюты и майнинг

Материал из Энциклопедия IFCG
Перейти к:навигация, поиск
Логотип Bitcoin.png

В настоящее время растет популярность криптовалют или, как их еще называют, цифровых (виртуальных) валют: Bitcoin, Litecoin, Ethereum и многих других. За последние годы они значительно выросли в цене по отношению к обычным валютам. Так, с момента своего появления Bitcoin подорожал с нескольких центов до более чем 4000$[1]. Причина такого внимания к криптовалютам кроется в их значительном отличии от традиционных валют, например, рублей и долларов.

Основная особенность криптовалют - децентрализованность, т.е. отсутствие какого-либо внутреннего или внешнего администратора. Для совершения транзакций не нужны ни банки, ни какие-либо государственные или другие контролирующие органы. Криптовалюта свободна от налогов и многих ограничений, присущих обычной валюте. Кроме того, информация обо всех транзакциях публична и доступна любому пользователю сети.

В то же время при подобном уровне открытости криптовалюты анонимны: не существует способа узнать, какой человек или организация осуществила ту или иную транзакцию или кому принадлежит конкретный кошелек. Также ввиду децентрализованности криптовалюту нельзя подделать - для этого необходимо убедить более половины участников сети, что подделка не является таковой, что довольно затруднительно, учитывая численность пользователей, и практически в данный момент неосуществимо.

Учитывая все положительные стороны, криптовалюты часто используют и для преступной деятельности и отмывания денег, т.к. они обеспечивают полную анонимность участников транзакций, что вызывает опасения у контролирующих органов различных государств и относительную неготовность внести их в правовое поле. Несмотря на это, правительства различных стран (в том числе и России) разрабатывают законодательные проекты с целью ввода в оборот различных криптовалют, а также проводит обучение специалистов для дальнейшей работы с ними.

Технологии

Блокчейн

Цифровая валюта основана на технологии блокчейн.

Блокчейн (от англ. BlockChain) - блоки транзакций, объединенные в непрерывную цепочку, где каждый последующий блок криптографически связан с предыдущим.

Блок состоит из транзакций и служебной информации, включая криптографическую ссылку (хэш) на предыдущий блок в цепочке. Транзакция в цифровой валюте считается подтвержденной только после того, как содержащий ее блок добавлен в цепочку.

Добавление нового блока в цепочку - вычислительно дорогостоящая операция: необходимо подобрать такое значение служебного поля, чтобы цифровой отпечаток (хэш) блока удовлетворял определенным требованиям (например, начинался с заданного количества нулей). Требования (сложность) могут меняться, чтобы адаптироваться к текущей вычислительной мощности сети: так с сети Bitcoin сложность подбирается так, чтобы новый блок добавлялся в цепочку в среднем раз в 10 минут. В этом состоит принцип Доказательства выполнения работы - даже обладая огромными ресурсами злоумышленник не сможет заменить (подделать) блоки в цепочке.

Технология блокчейн может использовать не только для создания криптовалют. Очень перспективными считаются возможности создания распределенных реестров, которые обычно ведут государственные структуры или уполномоченные организации (например, реестры прав на собственность, реестры акционеров), а также заключения «умных контрактов».

Криптография

Как очевидно из названия, принципы функционирования криптовалют базируются на криптографии (шифровании).

Из криптографических алгоритмов цифровые валюты задействуют прежде всего хэш-функции. Кроме того, для работы с криптовалютой необходим кошелек, который обычно представляют собой пару открытый-закрытый ключ, созданную с помощью одного из асимметричных криптографических алгоритмов (например, в случае Bitcoin - ECDSA). При этом отпечаток открытого ключа является адресом кошелька - счетом, который участвует в транзакциях. Закрытый ключ позволяет управлять им.

В разных криптовалютах используются различные алгоритмы. В Dash, например, используется сразу 11 алгоритмов хеширования.

Основные криптовалюты

Сейчас существует более 700 различных криптовалют[2]. Однако немногие из них широко известны и массово используются.

Основой для большинства из них послужил Bitcoin, который появился в 2008 году в рамках одноименной платежной системы. Так как биткойн стоит довольно дорого (более 4000$), для удобства пользуются дробными значениями - вплоть до 10−8 BTC, которые называют «сатоши», в честь создателя этой криптовалюты Сатоси Накамото. Еще одна особенность этой валюты в том, что число монет, которые можно создать, ограничено. По задумке разработчика, в 2140 году будет выпущена последняя, 21-миллионная монета, после чего число монет будет только уменьшаться.

Litecoin - «легкая монета», основан на исходном коде Bitcoin и во многом похож на него, но в то же время получил ряд улучшений. Так, в системе форка решена проблема масштабирования, присущая Bitcoin (в определенный момент в сети Bitcoin возможно было произвести максимум 7 транзакций в секунду). В системе Litecoin блоки генерируются за меньшее время, что уменьшает время для подтверждение каждой транзакции.

Также популярна платформа для создания децентрализованных онлайн-сервисов на базе технологии блокчейн со своей криптовалютой - Эфириумом (Ethereum) или просто Эфиром, которая была внедрена в 2015 году. Технология Ethereum позволяет не только обмениваться криптовалютой, но и дает возможность регистрации «умных» сделок с любыми активами на основе распределенной базы контрактов, не прибегая к традиционным юридическим процедурам. Эта возможность является конкурентной по отношению к существующей системе регистрации сделок через банки.

Добыча

Получить криптовалюту можно напрямую от людей уже имеющих ее, а также обменять на обычные деньги на «биржах цифровых валют», таких как Mt.Gox[3], BTC-e[4], Cex.io, Coinbase и др. Помимо прямого обмена виртуальные монеты можно добывать самостоятельно (майнить).

Майнинг заключается в подборе параметров для добавления нового блока в цепочку. Он происходит по принципу конкурса, при котором большое количество участников сети подбирают необходимые параметры. Участник, который первым сгенерировал требуемый хэш, получает определенное количество валюты.

Майнить можно не только самостоятельно, но и объединяться с другими людьми в группы - пулы. Пул позволяет увеличить шанс на подбор правильного хеша из-за того, что вероятность удачи определяется отношением вычислительной мощности, сосредоточенной у майнера, к общей мощности в сети. В настоящее время около 60% вычислительной мощности сосредоточено у 4 китайских пулов: F2Pool, AntPool, BTC China и BW pool.

Существует также такое понятие, как облачный майнинг - владельцы крупных вычислительных центров предоставляют свои мощности в аренду.

Оборудование

Видеокарты

Для самостоятельной добычи криптовалюты обычно выбирают видеокарты. Плюс такого решения не только в том, что видеокарты производительны и позволяют получить достаточно высокий хэшрейт (количество генераций хэшей в секунду, которое обычно измеряется в мегахешах/сек), но и существует возможность легко продать их, если криптовалюты перестанут приносить прибыль.

Для майнинга видеокарты подходят лучше, чем центральные процессоры из-за особенностей архитектуры. Видеокарты изначально разрабатывались для обработки видеозадач, которая предполагает выполнение большого количества однотипных инструкций. Для её решения необходимо большое количество вычислительных блоков (ALU), причем их сложность невысока, в отличие от блоков центрального процессора, задачи которого гораздо разнообразнее, и структурная сложность соответственно сложнее. Таким образом, на ограниченном по площади кристалле видеопроцессора (GPU) можно разместить гораздо больше вычислительных блоков, чем на кристалле центрального процессора (CPU), что позволяет видеокарте лучше справляться с хешированием. Начиная с 2013 года, GPU практически полностью вытеснили CPU из процесса майнинга.

Фермы видеокарт

Одновременно можно использовать сразу несколько видеокарт (обычно 6 - 8), установленных на одну материнскую плату - такая конструкция получила название "Ферма для майнинга". Для её работы также требуется подключение жесткого диска небольшого объема. Ферма позволяет использовать большое количество видеокарт, не прибегая к использованию дополнительных устройств и даже корпуса, которые всегда установлены в обычных персональных компьютерах, но не требуются для майнинга. Ограничивает число видеокарт только число доступных PCI-слотов на материнской плате и необходимость отвода большого количества тепла (тепловыделение фермы из 8 видеокарт находится на уровне 2 кВт)

FPGA

Альтернативой видеокартам служат FPGA-платы (программируемые пользователем вентильные матрицы, ППВМ) - полупроводниковое микросхемы, которые сконфигурированы разработчиками именно для майнинга. Они похожи по производительности, но потребляют гораздо меньше электричества. Большинство из них подключается к обычному компьютеру через USB. Обычно такие устройства потребляют около 100 Вт. Особого распространения они не получили, т.к. были вытеснены ASIC-майнерами, которые появились чуть позднее.

ASIC

ASIC Bitcoin майнер Antminer S9

Специализированные интегральные микросхемы (ASIC) для майнинга добывают только одну криптовалюту, но гораздо быстрее других устройств. На их основе созданы ASIC-майнеры, единственный недостаток которых это высокая стоимость. Однако именно они тысячами используются на «фабриках биткойнов» - крупных вычислительных центрах по добыче криптовалют, ввиду хорошей энергоэффективности и высокой вычислительной мощности. Основной интерес биткойн-майнеров в данный момент сосредоточен именно на них.

Производительность современных ASIC-майнеров зависит от того, для майнинга какой криптовалюты они используются. Для Bitcoin, например, она находится на уровне генерации нескольких триллионов хешей в секунду (до 13.5 ТХ/с на AntMiner S9 при потребляемой мощности 1450 Ватт). Для сравнения, одна из самых производительных видеокарт - NVIDIA 1080 Ti - имеет хешрейт на уровне 980 МХ/c - 980 миллионов хешей в секунду при потребляемой мощности 250 Вт[5], что почти в 14 тысяч раз меньше, чем у AntMiner S9.

Центральные процессоры еще сильнее отстают в такой задаче: один из самых производительных CPU на 2017 год - INTEL Core i7-7700k - обеспечивает 68 МХ/с, что более чем в 200 тысяч раз меньше, чем у вышеупомянутого ASIC-майнера.

Оборудование Стоимость, руб Потребляемая мощность, Вт Вычислительная мощность, МХ/с Энергоэффективность, МХ/Вт
Процессор Intel Core i7-7700k 24 000 120 68 0,56
Процессор AMD Ryzen 7 1700x [4] 24 000 95 273 2,87
Видеокарта Nvidia GTX750Ti [5] 6 000 60 128 2,1
Видеокарта AMD RX480 [6] 18 000 150 750 5
Видеокарта Nvidia GTX1080Ti [7] 56 000 250 980 11,92
FPGA BFL The Single [8] 60 000 80 1 500 18,75
ASIC Antminer S7 30 000 1 210 4 730 000 3 909
ASIC Antminer S9 [9] 120 000 1 400 13 500 000 9 642

Прибыльность майнинга

Потенциальная прибыльность майнинга зависит от вида криптовалюты и используемого оборудования. Основные затраты при майнинге - это собственно инвестиции в оборудование и затраты на электроэнергию. Рассчитать прибыльность майнинга можно с помощью различных онлайн-калькуляторов[6].

Вышеупомянутый ASIC-майнер AntMiner S9 обеспечивает хешрейт 13.5 ТХ/с и потребляет около 1450 Вт при стоимости в 140 тыс. руб. Ферма из десяти таких майнеров будет стоить 1.4 милл. рублей и потреблять в месяц 10440 кВт, за что в Москве придется заплатить 56167,2 рублей. В месяц на такой ферме будет добыто 1.14456 BTC[7], что эквивалентно 278 701,5 рублей по текущему курсу. Такая ASIC-ферма BTC начнет приносить первую прибыль через 9 месяцев работы (табл. 1), однако из-за постоянно увеличивающейся сложности сети прибыльный период продлится недолго и почти полностью остановится через 9 месяцев. Использование менее производительных и более дешевых устройств, например, AntMiner S7, может быть и вовсе убыточно, за исключением периода из нескольких месяцев, пока сложность сети не перестанет быть для этого майнера слишком высокой. Кроме того, если планируется участие в пуле, то придется заплатить определенный процент в виде комиссии.

Таким образом, ASIC-майнинг BTC выгоден только на высокопроизводительных майнерах в большом количестве. Однако, существует огромное количество других криптовалют с меньшей сложностью сети, майнинг которых может быть выгоден с меньшей производительностью или на менее дорогих устройствах (например, для майнинга Litecoin более выгодно использовать видеокарты, т.к. критичным является объем памяти).

Таблица 1

Прибыльность майнинга BTC с использованием ASIC-майнера AntMiner S9

Месяц Сложность (прогноз) Изменение сложности Доход, BTC Доход минус расходы, RUR ROI
2017 сентябрь 922724699726 + 7 % 1.1446 -1 173 460 19.4 %
2017 октябрь 987315428706.82 + 7 % 1.0697 -965 415 36.2 %
2017 ноябрь 1056427508716.3 + 7 % 0.9997087267 -774 655 50.6 %
2017 декабрь 1130377434326.44 + 7 % 0.9343072212 -600 049 63.1 %
2018 январь 1209503854729.29 + 7 % 0,8731843189 -440 541 73.8 %
2018 февраль 1294169124560.34 + 7 % 0.8160601111 -295 142 83.0 %
2018 март 1384760963279.56 + 7 % 0.7626730011 -162 929 90.9 %
2018 апрель 1481694230709.13 + 7 % 0.7127785057 -43 041 97.7 %
2018 май 1585412826858.77 + 7 % 0.661481361 65 330 103 %
2018 июнь 1696391724738.88 + 7 % 0.6225683515 162 937 108 %
2018 июль 1815139145470.6 + 7 % 0.5818395809 250 483 112 %
2018 август 1942198885653.54 + 7 % 0.5437753092 328 628 116 %
2018 сентябрь 2078152807649.29 + 7 % 0.5082012236 397 986 119 %
2018 октябрь 2223623504184.74 + 7 % 0.4749544146 459 133 121 %
2018 ноябрь 2379277149477.67 + 7 % 0.4438826304 512 604 123 %
2018 декабрь 2545826549941.11 + 7 % 0.4148435798 558 903 124 %
2019 январь 2724034408436.99 + 7 % 0.3877042802 598 498 125 %
2019 февраль 2914716817027.58 + 7 % 0.3623404488 631 829 126 %
2019 март 3118746994219.51 + 7 % 0.3386359335 659 305 127 %
2019 апрель 3337059283814.88 + 7 % 0.3164821808 681 308 127 %
2019 май 3570653433681.92 + 7 % 0.2957777391 698 198 127 %
2019 июнь 3820599174039.65 + 7 % 0.2764277935 710 308 127 %
2019 июль 4088041116222.43 + 7 % 0.2583437323 717 952 127 %
2019 август 4374203994358 + 7 % 0.2414427404 721 421 126 %
Итоговый доход от майнинга составит: 14.0463 721 421 126 %

Таблица 2

Прибыльность майнинга BTC с использованием ASIC-майнера AntMiner S7

Месяц Сложность (прогноз) Изменение сложности Доход, BTC Доход минус расходы, RUR ROI
2017 сентябрь 922724699726 + 7 % 0.3973280924 -200 571 32.9 %
2017 октябрь 987315428706.82 + 7 % 0.371336658 -155 722 54.9 %
2017 ноябрь 1056427508716.3 + 7 % 0.3470417437 -116 874 70.2 %
2017 декабрь 1130377434326.44 + 7 % 0.3243380782 -83 633 81.0 %
2018 январь 1209503854729.29 + 7 % 0.3031196993 -55 63 88.6 %
2018 февраль 1294169124560.34 + 7 % 0.2832894386 -32 531 93.9 %
2018 март 1384760963279.56 + 7 % 0.2647564847 -14 007 97.6 %
2018 апрель 1481694230709.13 + 7 % 0.2474359670 239 100 %
2018 май 1585412826858.77 + 7 % 0.2312485673 10 486 102 %
2018 июнь 1696391724738.88 + 7 % 0.2161201563 16 997 102 %
2018 июль 1815139145470.6 + 7 % 0.2019814545 20 016 103 %
2018 август 1942198885653.54 + 7 % 0.1887677145 19 771 102 %
2018 сентябрь 2078152807649.29 + 7 % 0.1764184248 16 475 102 %
2018 октябрь 2223623504184.74 + 7 % 0.1648770325 10 329 101 %
2018 ноябрь 2379277149477.67 + 7 % 0.1540906846 1 519 100 %
2018 декабрь 2545826549941.11 + 7 % 0.1440099856 - 9 781 99.0 %
2019 январь 2724034408436.99 + 7 % 0.1345887716 - 23 408 97.8 %
2019 февраль 2914716817027.58 + 7 % 0.1257838987 - 39 210 96.4 %
2019 март 3118746994219.51 + 7 % 0.1175550455 - 57 045 95.0 %
2019 апрель 3337059283814.88 + 7 % 0.1098645285 - 76 779 93.5 %
2019 май 3570653433681.92 + 7 % 0.1026771294 - 98 288 92.0 %
2019 июнь 3820599174039.65 + 7 % 0.0959599340 - 121 457 90.5 %
2019 июль 4088041116222.43 + 7 % 0.0896821813 - 146 176 89.0 %
2019 август 4374203994358 + 7 % 0.0838151228 - 172 344 87.5 %
Итоговый доход от майнинга составит: 4.8761 - 172 344 87.5 %

Ввоз оборудования для майнинга

Сейчас в России спрос на видеокарты сильно превышает предложение, на фоне чего образовался дефицит видеоадаптеров. Кроме того, за последние несколько месяцев цены на них заметно поднялись. Это привело к увеличению поставок видеокарт, а также майнинг-ферм и ASIC-манеров из-за границы. Однако многие импортеры столкнулись с проблемами при таможенном оформлении данных товаров.

Как указано выше, криптовалюты функционируют на основе определенных шифровальных алгоритмов, поэтому оборудование для майнинга попадает в раздел 2.19 Приложения № 2 к Решению Коллегии ЕЭК от 21 апреля 2015 г. № 30 (Шифровальные (криптографические) средства), и для ввоза которых необходимо оформление разрешительного документа - лицензии, заключения или нотификации.

По своим техническим характеристикам оборудование для майнинга попадает под нотификацию (хотя при ввозе товара для собственных нужд можно также оформить заключение ФСБ). Многие производители видеокарт, такие как MSI, Asus, Gigabyte, уже зарегистрировали нотификации на современные видеокарты. На ASIC-майнеры зарегистрированных нотификаций практически нет.

При ввозе майнеров физическими лицами, включая их пересылку в международных почтовых отправлениях, следует иметь в виду недавнее распоряжение ФТС, в соответствии с которым на оборудование для майнинга, ввозимое в качестве товаров для личного пользования, требуется наличие зарегистрированной нотификации - таможня ввела за этим усиленный контроль.

Для ввоза ферм для майнинга криптовалют также потребуется оформить Декларацию о соответствии Техническому регламенту Таможенного союза «Электромагнитная совместимость технических средств»[8]. Если в комплект к ферме для майнинга входит блок питания, то документ нужно будет подготовить также и по Техническому регламенту «О безопасности низковольтного оборудования»[9]. По желанию заявителя на фермы также возможно оформление Добровольного Сертификата соответствия в системе ГОСТ Р.

Для ввоза видеокарт и интегральных микросхем обязательная сертификация не потребуется. При необходимости импортер может оформить Отказное письмо.

Существуют конфигурации оборудования для майнинга, имеющие в своем составе радиоэлектронные модули для передачи данных (Wi-Fi/Bluetooth). Такие майнеры являются РЭС, и таможня может запросить у импортера подтверждение того, что их характеристики соответствуют разрешенным к ввозу на территорию России. В этом случае потребуется оформить Заключение Радиочастотного центра/Отказное письмо Роскомнадзора[10].

Позиция государства

Учитывая особенности криптовалюты - децентрализованность, анонимность, открытость - контролирующие органы различных государств (прежде всего финансовые институты, например, ЦБ РФ) не готовы ввести их в правовое поле. Именно поэтому трудно предугадать текущую позицию правительства по данному вопросу, а также позицию государственных органов, выдающих разрешения на ввоз товаров для майнинга.

С другой стороны, по своим техническим характеристикам оборудование для майнинга полностью соответствует разрешенным к ввозу и вывозу товарам, при правильной формулировке характеристик товаров получить разрешительные документы на данный тип товара не является проблемой.

Примечания

  1. Курс биткойн
  2. Список криптовалют
  3. Биржа Mt.Gox прекратила существование в 2014г.
  4. Биржа BTC-e заблокирована властями США
  5. http://cryptomining-blog.com/tag/gtx-1080-ti-hashrate
  6. Калькуляторы прибыльности майнинга: [1] [2] [3]
  7. В среднем. Награда за добавленный блок сейчас составляет 12.5 BTC, указанная сумма говорит о том, что данная ферма ожидаемо подтвердит один блок за 10 месяцев работы. Т.е. доход не является гарантированным, ферма может проработать и несколько лет, не добыв ничего.
  8. «Электромагнитная совместимость технических средств»
  9. «О безопасности низковольтного оборудования»
  10. Необходимости оформления лицензии нет, т.к. Wi-Fi и Bluetooth в абсолютном большинстве случаев попадают в исключения из лицензирования.

См. также

Ссылки