Майнинг-пулы. Разнообразие. Оплата за долю

Представим себе экономику для небольших майнеров. Скажем, вы частное лицо, которое потратило 6000 честно заработанных долларов на покупку новой блестящей стойки для майнинга. Предположим, что производительность его такова, что вы можете обнаруживать новый блок в среднем каждые 14 месяцев, а за каждый блок начисляется 6500 долларов (на начало 2015). Если провести амортизацию, окажется, что ожидаемая прибыль составит около 400 долларов в месяц, если учесть электричество и стоимость обслуживания.

Если каждый месяц вам будет приходить 400 долларов, вы будете вполне довольны, и тогда в покупке стойки будет смысл. Но помните, что майнинг — это случайный процесс. Вы не знаете, когда найдёте следующий блок. Это абсолютно хаотичный поиск, и блок можно найти когда угодно.

Разнообразие. Если посмотреть на распределение того, сколько блоков вы сможете найти за первый год, то можно увидеть, что разброс весьма велик, а ожидаемое количество найденных блоков — напротив, достаточно мало.

Это распределение Пуассона, и вероятность того, что вы вовсе не найдёте блоков за первый год, составляет более 40%. Для индивидуального майнера это может стать катастрофой. Вы потратили тысячи на оборудование, заплатили по огромным счетам за электроэнергию, а взамен не получили ничего.

Вероятность того, что вы найдёте всего один блок, составляет около 36% - а это значит, что вы едва будете сводить концы с концами, и то если электричество не слишком дорогое. Наконец, есть совсем небольшой шанс того, что вы найдёте два или более блоков, в каковом случае ваша прибыль будет вполне приличной.

Основная идея состоит в том, что если вопреки ожиданиям всё пойдёт хорошо — то есть, прибыль будет достаточной — разброс слишком велик, чтобы в итоге вы всё равно не получили ничего. Для маленького майнера этот процесс больше всего похож на рулетку.

Майнинг-пулы. Исторически, когда малые предприниматели встречаются с большим риском, они объединяются, чтобы снизить его. Так, фермеры могут собраться и решить, что если у кого-то из них сгорит амбар, то остальные поделятся с ним прибылью. Может ли такая система взаимного страхования работать и для майнеров?

Майнинг-пул и есть такая взаимная страховка. Группа майнеров объединяется, формирует пул, и все начинают пытаться найти блок с определённым получателем coinbase. Этот получатель называется менеджером пула. Так что в этом случае неважно, кто именно найдёт блок — вознаграждение получит менеджер, а затем распределит его среди участников в зависимости от того, как именно они работали. Конечно, какую-то часть денег он оставит себе за управление пулом.

Майнеры снижают разброс, присоединяясь к пулам, но откуда менеджер может знать, кто и сколько реально работал? Как он делит общую прибыль сообразно вкладу каждого? Очевидно, что он не станет просто верить всем на слово, поскольку всегда можно заявить, что делаешь больше, чем на самом деле.

Доли майнинга. У этой проблемы есть изящное решение. Майнеры могут на деле доказать свою производительность с помощью долей выхода или околовалидных блоков. Скажем, цель — это число, начинающееся на 67 нулей. Хэш должен быть меньше его, чтобы блок считался валидным. В процессе поиска этого блока майнеры будут находить блоки с огромным количеством нулей, но их не будет 67. Майнеры могут показывать эти околовалидные блоки, чтобы доказать, что они и правда работали. Доля может требовать, скажем, 40 или 50 нулей, в зависимости от того, на что расчитан пул.

Рис. 5.12: Доли майнинга. Майнеры постоянно пытаются найти блоки с хэшем ниже целевого. В процессе они обнаруживают другие блоки, чьи хэши содержат меньше нулей, но их слишком мало, чтобы доказать реальную работу. В этом числе бледно-зелёные строки показывают доли, а ярко-зелёные — хэш валидного блока

Периодически менеджер пула собирает транзакции и формирует из них блок. Менеджер вводит туда свой адрес в coinbase-транзакцию и отправляет блок всем участникам пула. Все участники работают над этим блоком и доказывают свою производительность, отправляя доли.

Когда член пула находит валидный блок, он отправляет его менеджеру, который и распределяет прибыль пропорционально объёму выполненной работы. Майнер, который непосредственно находит блок, не получает особого бонуса, так что если другой майнер сделал больше него, то ему заплатят больше. См. Рис. 5.13.

Рис. 5.13: Вознаграждение за майнинг. Три участника работают над одним блоком. Они получают вознаграждение пропорционально своей работе. Хотя валидный блок нашёл правый майнер, левый получит больше, так как выполнил больше работы. За само нахождение блока майнер не получает никакой премии

Есть несколько вариантов того, как именно менеджер пула рассчитывает вознаграждение для майнеров на основании поданных долей. Мы ознакомимся с двумя простейшими, хотя есть и другие — но именно на примере этих хорошо видны компромиссы в схемах вознаграждения.

Оплата за долю. В этой модели менеджер выплачивает плоскую комиссию за каждую долю сверх заданной сложности по блокам, над которыми работает пул. Майнеры могут посылать свои доли менеджеру сразу же, и получать деньги вне зависимости от нахождения блока.

В известном смысле эта модель оптимальна для майнеров. Они гарантированно получают деньги, находя долю. Менеджер берёт на себя весь риск, так как именно он выплачивает вознаграждение, даже если блок не найден. Конечно, из-за возросшего риска для этой модели, менеджер берёт более высокие комиссии.

Проблема этой модели в том, что майнеры не имеют никакого стимула посылать менеджеру валидные блоки — они могут их сбросить, получить при этом награду, и нанести убыток всему пулу. Злонамеренный менеджер пула может атаковать конкурирующий пул таким образом, чтобы тот вышел из бизнеса.

Пропорциональность. В пропорциональной модели объём доли зависит от того, был ли найден валидный блок. В этом случае, когда кто-то находит валидный блок, вознаграждение распределяется между участниками пропорционально их вкладу.

В этом случае майнеры несут некоторый риск, пропорциональный риску всего пула. Но если пул достаточно крупный, разброс вероятности нахождения блока будет сравнительно низким. Пропорциональные выплаты снижают риск и для менеджера пула, а также обходят проблему модели с выплатой по долям — майнеры имеют стимул отправлять валидные блоки, которые нашли, так как только в этом случае они получат вознаграждение. Пропорциональная модель требует больше работы от имени менеджеров, связанной с подтверждением, расчётами и распределением вознаграждений, чем в случае работы с выплатами по долям.

Майнинг-пулы впервые возникли в 2010 — в эпоху графических карт. Они быстро стали очень популярными по очевидной причине снижения риска для майнеров. Сейчас они стали весьма сильными. Есть много протоколов управления пулами, и даже высказывались предложения об их стандартизации в рамках самого биткоина.

Так же как и любой биткоин-протокол для р2р-сети, эти протоколы — код передачи сведений о блоке от менеджера к участникам пула, а также для отправки долей, которые те нашли, менеджеру. Некоторое оборудование действительно поддерживает такие протоколы на аппаратном уровне. Это заметно упрощает покупку аппаратуры для майнинга и присоединение к пулу. Вы просто втыкаете шнур в розетку, подключаете устройство к интернету, выбираете пул, и затем получаете от него инструкции, в результате чего конвертируете электричество в деньги.

51% майнинг-пулов. На начало 2015 большая часть майнеров находятся в пулах. Очень небольшое число работает независимо. В июне 2014 пул Ghash.io стал таким крупным, что занял больше 50% всей биткоин-сети. Разумеется, они предлагали майнерам такие условия, что те были рады присоединяться. Именно этого люди и боялись очень давно, и негативная реакция не заставила себя ждать. К августу доля Ghash слегка снизилась — частично намеренно. Однако, даже в этом случае два пула контролировали больше половины всей мощности сети.

В апреле 2015 ситуация стала совершенно иной. Вероятность того, что пул займёт 51% сети, всё ещё беспокоит сообщество, но уже гораздо меньше. Из-за новых майнеров и пулов, появляющихся на рынке, а также облегчения перехода майнеров от пула к пулу, доля разных пулов на рынке остаётся непостоянной. То, как ситуация будет развиваться в долгосрочной перспективе, покажет время.

Майнинг-пулы это хорошо? Преимущество майнинг-пулов состоит в том, что они делают майнинг более предсказуемым для участников и упрощают жизнь небольшим майнерам. Без них разброс вероятностей сделал бы процесс невыгодным.

Другой плюс пулов — более лёгкое обновление сети из-за того, что есть один менеджер, который собирает блоки. Обновление ПО менеджера влечёт за собой обновление ПО у всех участников.

Основной недостаток пулов — это, конечно, то, что они порождают централизацию. Вопрос о том, сколько реально власти находится в руках операторов крупных пулов, остаётся открытым. Конечно, теоретически майнер легко может уйти из пула, который считает слишком сильным, но как часто это происходит на деле, неизвестно.

Другой минус пулов — это то, что из-за них снижается количество людей, которые контролируют полностью валидирующие узлы (full node - полная нода — прим.пер). Раньше все майнеры независимо от размеров должны были управлять собственным полностью валидирующим узлом. Им нужно было хранить у себя весь блокчейн и подтверждать каждую транзакцию.

Теперь же большинство майнеров перекладывают эту обязанность на менеджера — а это одна из причин того, почему, как мы уже отмечали в главе 3, количество таких узлов в сети может на самом деле сокращаться. Если вас беспокоит уровень централизованности, возникающей из-за пулов, вы можете спросить: а можно ли переделать процесс майнинга таким образом, чтобы не были нужны эти пулы, и чтобы все майнили самостоятельно? На этот вопрос мы ответим в главе 8.