Огромный ангар в северном шведском городе Буден, достаточно вместительный для размещения десятка вертолетов, теперь уставлен стойками с 45 тысячами специализированных вычислительных устройств (см. фото). Каждое из них постоянно обдувается мощными вентиляторами для защиты от перегрева во время решения сложных математических задач. Как ни странно, сами по себе найденные решения владельцам устройств не нужны, для них важен «побочный» продукт — биткойны, цифровые криптовалютные монеты.

economistБуденский ангар не уникален: у работающих в нем систем сотни тысяч аналогов по всему миру, потому что каждые десять минут счастливчик, решивший очередную задачу первым, получает 25 биткойнов, что в настоящее время составляет около 6900 долларов США. За шесть с лишним лет, отделяющих нас от дня, когда загадочный персонаж под псевдонимом Сатоши Накамото объявил о создании этой криптовалюты, Биткойн значительно окреп, и теперь его можно легко обменять на реальные деньги, пусть даже по очень изменчивому курсу (см. диаграмму). Хотя сумма биткойнов в обороте составляет лишь около 3,8 миллиарда долларов, что примерно вдвое превышает объем парагвайских гуарани, у биткойнов есть три полезных свойства: 1) их трудно добыть, 2) их легко проверить и 3) их поступление в систему ограничено.

С другой стороны, похвастать стабильностью Биткойн пока не может: немногим более года назад его курс был в четыре раза выше, чем сегодня. Однако затем крупнейшая криптовалютная биржа Mt Gox потерпела крах, и пузырь Биткойна лопнул. Многие критики сравнивают ажиотаж по поводу Биткойна  с «тюльпаноманией» 17 века и пророчат ему аналогичный финал. На первый взгляд, у них есть основания придерживаться таких взглядов: так, 5 января 2015 года приостановила работу очередная биткойн-биржа, Bitstamp, лишившаяся 19 тысяч биткойнов в результате хакерской атаки.

Как бы то ни было, все больше компаний, в том числе Time Inc и Microsoft, начинают принимать платежи в биткойнах, и какая бы судьба ни постигла Биткойн, лежащие в его основе идеи могут породить множество альтернативных криптовалют и создать основу для других перспективных технологий, таких как трансфер активов.

К тому времени, когда мистер Накамото объявил о своем изобретении, несколько цифровых валют, включая DigiCash и e-gold, уже почили с миром или были близки к этому. Однако создатель Биткойна выбрал иной путь: в то время как его предшественники пытались создать электронные эквиваленты банкнот и монет, биткойны существуют только как записи в гигантском электронном журнале транзакций — так называемом «блокчейне». Блокчейн содержит историю всех операций с биткойнами, а его копии хранятся на многих компьютерах по всему миру. Это означает, что, в отличие от традиционных денег и ранних цифровых валют, Биткойн не нуждается ни в доверенных посредниках для обработки денежных потоков, ни в «центробанке» для выпуска новых монет.

Устройства, которые раз за разом решают одну и ту же математическую задачу, вместе с тем также обрабатывают биткойн-транзакции и обновляют блокчейн. Каждые десять минут каждое устройство объединяет неподтвержденные транзакции в блок и использует его как входные данные криптографического алгоритма. Первое устройство, нашедшее решение задачи, объявляет его для всех остальных участников майнинг-сети, которые проверяют его правильность. Если большинство участников признают решение правильным, блок транзакций присоединяется к блокчейну и устройства переходят к следующему набору транзакций.

Если мошенник вздумает потратить биткойны дважды, для сокрытия следов преступления он должен будет перезаписать блокчейн, но для этого ему придется в одиночку получить контроль над половиной вычислительных ресурсов майнинг-сети. К счастью, такая «атака 51-го процента» очень дорога: по оценкам провайдера данных Coinometrics, для ее проведения потребовалось бы потратить на оборудование и электричество около 425 миллионов долларов.

Загадочный мистер Накамото спроектировал систему таким образом, чтобы все оставались честными. Например, успешные майнеры могут получить свою награду только после обработки следующих 99 блоков транзакций, благодаря чему в системе формируется постоянно обновляемый пул майнеров, заинтересованных в том, чтобы контролировать соблюдение правил всеми остальными участниками.

Награждение успешных майнеров биткойнами подтвердило свою эффективность в качестве способа выпуска новых монет в обращение. Операторы традиционных платежных систем зарабатывают на комиссии с транзакций, но эта бизнес-модель не подошла Биткойну на заре его эволюции из-за недостатка пользователей. Предполагается, однако, что по мере роста популярности Биткойна майнеры смогут получать приемлемую для себя комиссию за переводы, которая постепенно и станет их главным источником дохода. Другого выхода нет, потому что награда за решение математической задачи будет уменьшаться примерно каждые четыре года.

Несмотря на падение курса Биткойна — а в прошлом году он проиграл даже российскому рублю и украинской гривне — объединенная вычислительная мощность майнинг-сети по прежнему растет, и некоторые майнеры продолжают инвестировать средства в модернизацию оборудования, что делает майнинг одной из наиболее динамично развивающихся ИТ-отраслей.

Собственные деньги
money-fallВ ранние дни криптовалют большинство майнеров были энтузиастами и пытались добывать монеты на домашних компьютерах. Такова была либертарианская мечта мистера Накамото: деньги собственного изготовления без центральных регуляторов. Однако по мере роста ценности Биткойна майнинг становился все больше похож на обычный бизнес. Индивидуальные майнеры начали объединять свои вычислительные ресурсы и делить награду между собой. Сегодня почти весь майнинг осуществляется в таких «пулах».

По всему миру стартапы начали создавать специализированные устройства на основе так называемых «интегральных схем специального назначения» (ASIC). Оставив любителей не у дел, вскоре эти компании вступили в самую настоящую гонку цифровых вооружений. Как известно, согласно закону Мура, вычислительная мощность микропроцессоров удваивается примерно каждые полтора года, тогда как в случае ASIC для майнинга это происходит каждые полгода.

Облака также не остались без внимания майнеров, и вскоре после производителей ASIC появились компании, продающие облачные майнинговые ресурсы, которые измеряются в гигахэшах в секунду (Gh/s). Один гигахэш соответствует одному миллиарду попыток вычислить «хэш-функцию» — так по-научному называется математическая задача. Например, Genesis Mining предлагает 1000 Gh/s за 702 доллара, не считая расходов на электричество.

Учитывая специфическую природу бизнеса, можно было бы ожидать, что руководителями майнинговых компаний будут какие-нибудь технофрики, но это не так. Большинство из них живут не в Кремниевой Долине, а в местах вроде Швеции и Грузии, и ничем не отличаются от обычных людей. «Я не либертарианец, а бизнесмен», — так выразил свою позицию Сэм Коул (Sam Cole), фамилия которого представлена буквой «C» в названии компании KnCMiner, оператора майнинг-фермы в Будене и производителя устройств для майнинга.

Как и любое энергоемкое производство, майнинг биткойнов наиболее эффективен, если заниматься им в крупных масштабах в местах с дешевым и надежным энергоснабжением. Кроме того, для сокращения расходов на охлаждение желательно выбрать место с суровым климатом. Ангар KnCMiner полностью соответствует требованиям: он находится рядом с гидроэлектростанцией у полярного круга.

Сложность математических задач в биткойн-системе корректируется каждые две недели в соответствии с вычислительной мощностью майнинг-сети. Теоретически сложность может как расти, так и падать: рост предотвращает переполнение системы избыточными ресурсами устройств, претендующих на награду, а падение сложности поощряет майнеров не выходить из игры, если ресурсов в системе становится меньше. До сих пор, однако, сложность почти все время росла, увеличившись в 10 тысяч раз со дня появления первых ASIC в начале 2013 года. Из-за такого стремительного роста новые системы для майнинга, стоившие по несколько тысяч долларов, устарели за считанные месяцы.

Пока курс Биткойна рос, многие энтузиасты считали, что инвестировать в оборудование для майнинга выгоднее, чем просто купить биткойны и хранить их. Они даже были готовы платить внушительные суммы за устройства наперед — за месяцы до получения заказов. Авансовые платежи позволили KnCMiner и другим подобным компаниям встать на ноги без привлечения внешнего финансирования.

Длительное снижение курса Биткойна спутало все карты. Длинные очереди за оборудованием для майнинга рассосались. Спрос на аренду облачных майнинговых ресурсов стагнирует. Многие производители используют свое оборудование сами, продавая часть добытых биткойнов для покрытия расходов. Есть мнение, что именно поэтому курс Биткойна продолжает снижаться.

В кругах майнеров уже ведутся разговоры о том, при какой цене майнинг станет невыгодным, но мистер Коул невозмутим. Там, где остальные замечают только падение курса, он видит все еще не добытые биткойны и многих конкурентов, готовых покинуть бизнес. Недавно он привлек 14 миллионов долларов венчурных инвестиций с расчетом на захват большей доли рынка. Если другие майнеры действительно уйдут с рынка, сложность расчетов может упасть и добывать биткойны станет проще.

Возможно, то, что головокружительный рост годичной давности закончился, даже хорошо: если бы он продолжился, система вскоре достигла бы своих пределов. В своей текущей реализации протокол Биткойна позволяет обрабатывать лишь семь транзакций в секунду, что не идет ни в какое сравнение с традиционными платежными системами вроде Visa, которая поддерживает 10 тысяч транзакций в секунду.

Последствия для экологии
aggressive-miningСерьезная проблема с майнингом цифровых валют заключается в том, что он оказывает высокую нагрузку на экологию: на все эти математические операции требуется много электричества, которое далеко не всегда поступает из возобновляемых источников, как в Будене. Быстрое развитие ASIC-микросхем сделало майнинг более эффективным, но даже если бы во всем мире он выполнялся на современных объектах наподобие буденского ангара, суммарный расход энергии на майнинг составил бы 1,46 ТВт-ч в год, что сравнимо с потреблением энергии примерно 135 тысячами средних американских домохозяйств.

Другой повод для волнения в криптовалютных кругах более специфичен: по мере увеличения майнинг-пулов вполне реалистичным стал сценарий, в котором группа майнеров накопит достаточно ресурсов для проведения атаки 51 процента. В июне прошлого года пул GHash.IO всерьез напугал биткойн-сообщество, достигнув на короткое время этого уровня, прежде чем некоторые пользователи перешли в другие пулы.

Из-за сложности всей системы некоторые аналитики не исключают, что какой-либо из пулов может запустить атаку, обладая гораздо меньшей долей ресурсов. Дело в том, что никто не может точно сказать, насколько майнинг сконцентрирован уже сейчас. Примерно одна пятая часть майнинг-ресурсов классифицируется как «неизвестная», т. е. никто не знает, кому она принадлежит.

Высока вероятность того, что многие из этих неучтенных устройств работают в Китае, но даже если это не так, майнинг в Китае почти наверняка будет развиваться очень быстро. Сообщают, что во Внутренней Монголии благодаря обилию угля, крупным инвестициям в электростанции и слабому экологическому контролю майнеры создают гораздо более мощные центры обработки данных, чем на Западе. «Я всегда боялся, что майнинг будет сосредоточен в нескольких странах», — поделился своими тревогами Йифу Гуо (Yifu Guo), основатель компании Avalon, разрабатывающей микросхемы для майнинга. Он также опасается, что враждебное государство может захватить контроль над биткойн-системой. Другие участники сообщества волнуются, как бы Биткойн не стал монополией.

Сможет ли сообщество предотвратить такой итог, будет зависеть от того, выработают ли его участники меры по предотвращению чрезмерной концентрации майнинга. Возможно, сам успех Биткойна сможет защитить его: если на кон поставлены миллиарды, заинтересованные стороны обычно стараются сохранить статус-кво.

Как и Интернет, Биткойн пока регулируется по принципу «примерного согласия и работающего кода». Каждый может внести свое предложение по его улучшению на интернет-форумах. Если сообществу удастся прийти к общему согласию и решение подтвердит свою работоспособность, код Биткойна может быть обновлен одним из пяти его главных разработчиков.

Затем наступает время реальной проверки: примут ли изменения майнеры. Они «голосуют» за обновление ПО, устанавливая его на свои компьютеры. Обновление становится частью системы, только если его принимает подавляющее большинство. Пока что это не было проблемой, но майнеры все же могут воспротивиться любому будущему изменению, если оно будет угрожать их деньгам. Гэвин Андресен, один из пяти главных разработчиков Биткойна, считает, что этого удастся избежать. Если же майнеры все-таки заблокируют важное улучшение, разработчики смогут создать другую ветвь («форк») кода, т. е. новую валюту для части биткойн-сообщества.

Некоторые группы уже создали собственные криптовалюты. Многие из этих «альткойнов» являются криптовалютными аналогами грошовых акций фондового рынка. Однако в некоторых из них релизованы реальные инновации: например, создатели проектов Ripple и Stellar совсем отказались от майнинга в пользу других механизмов создания монет и обновления блокчейна, таких как голосование. Много разговоров в сообществе вызвали так называемые «сайдчейны» — новые блокчейны, прикрепленные к блокчейну Биткойна таким образом, что между ними и главной сетью можно перемещать валюту и другие активы. Эта технология открывает возможности для еще более смелых экспериментов.

Многие разработчики используют блокчейн так, как Сатоши Накамото наверняка даже не помышлял. Например, основатели проекта CoinSpark предлагают услуги по встраиванию в блокчейн любых активов, в том числе акций и облигаций, и нотариально заверенной передаче сообщений (путем встраивания сводки сообщения в биткойн-транзакцию).

К чему это может привести? К формированию созвездия связанных криптовалют и блокчейнов с самыми разнообразными способами применения: для хранения ценностей и обмена ими, для трансфера активов, проверки транзакций и т. д. Оригинальный Биткойн может стать в нем главной звездой, а может и погаснуть. Восстановится ли его курс после длительного падения — не имеет значения. Кем бы ни был мистер Накамото и где бы он ни проживал, он может гордиться тем, что вызвал мощную волну финансовых инноваций и основал одно из самых перспективных направлений развития информационных технологий.

http://bitnovosti.com/2015/01/10/magic-of-mining/