Понятие хешрейта
Все криптовалюты используют принцип блокчейн (непрерывной цепочки блоков — отсюда и название), согласно которому в каждом последующем блоке хранится информация о предыдущем. Именно такой подход обеспечивает сетям устойчивость и безопасность из-за невозможности вмешательства в цепочку извне.
Каждый блок представляет собой определенным образом упакованную порцию информации, например, о транзакции в сети. Важнейшей частью является уникальный заголовок. Он строго соответствует установленным в сети правилам и позволяет однозначно идентифицировать блок, то есть внести информацию в базу данных и затем при необходимости получить ее.
Заголовок формируется путем решения сложной криптографической задачи, в ходе которой заданный объем информации преобразуется в уникальный набор символов заданной длины. Такое преобразование называется хешированием, а полученный набор символов — хешем. В сети каждой из криптовалют используется определенный алгоритм хеширования, который и определяет правила вычисления хеша.
Задается в ней также и допустимый формат заголовка блока. Например, для сети биткойн он может иметь следующий вид:
0000000000000000002037646f063ea032548c4906a6a2b6e16d7ee90c8ba9bc
Чтобы найти заголовок, соответствующий заданным в сети условиям, нужно выполнить некоторое (достаточно большое) количество операций хеширования. Именно этим при майнинге криптовалют занимается оборудование пользователей. Количество таких операций в единицу времени может быть различным. Именно оно называется скоростью, чаще производительностью оборудования или хешрейтом.
Есть у хешрейта и другое значение, которое используется как характеристика сети в целом. Этот показатель отражает общее количество расчетов хешей в секунду, которое выполняет все включенное в сеть оборудование.
В чем измеряется хешрейт
Итак, хешрейт — это количество операций хеширования или расчета хешей, производимых оборудованием в единицу времени. За эталонную единицу времени принята 1 секунда, то есть измеряют хешрейт в хешах в секунду (h/s, H/s). Поскольку производительность современного оборудования высока, а блокчейн-сети практически всех криптовалют включают миллионы единиц оборудования, чаще оперируют кратными единицами:
| Единица измерения | Приставка | Количество нулей |
| kH/s | Кило | 3 (тысяча) |
| MH/s | Мега | 6 (миллион) |
| GH/s | Гига | 9 (миллиард) |
| TH/s | Тера | 12 (триллион) |
| PH/s | Пета | 15 (квадриллион) |
| EH/s | Экса | 18 (квинтиллион) |
| ZH/s | Зета | 21 (секстиллион) |
Те есть, когда говорят о kH/s, килохешах в секунду (сейчас уже практически не говорят, поскольку производительность оборудования оставила такие цифры далеко позади), имеют в виду, что производится несколько тысяч вычислений хешей в секунду. 2 EH/s означает, что в секунду вычисляется два квинтиллиона (2 с 18 нулями) хешей. Например, на 20 августа 2023 года текущий хешрейт сети биткойн составил 473,4 EH/s. Эта цифра хорошо иллюстрирует, какие вычислительные мощности задействованы в добыче первой криптовалюты.
Значение хешрейта для блокчейн-сетей
Хешрейт показывает, сколько операций хеширования выполняет оборудование (неважно, отдельного майнера или сети в целом) в единицу времени. Логично предполагать, что чем больше это значение, тем меньше время расчета правильного заголовка (нахождения блока) в блокчейн-сети.
С точки зрения майнера увеличение хешрейта равносильно повышению доходности. Действительно, чем чаще оборудование пользователя находит правильный (валидный) блок, тем чаще его владелец получает вознаграждение. В сети биткойн оно сейчас составляет 6,25 монет за блок. После следующего халвинга (снижения вдвое), который придется ориентировочно на апрель 2024 года оно уменьшится до 3,125 монет.
Поскольку частота получения вознаграждений напрямую связана с производительностью оборудования (хешрейтом), майнеры стремятся наращивать ее различными методами. Конечно, можно закупать тонны оборудования и получать приличный доход. Однако на этом пути есть несколько препятствий:
- Оборудование для майнинга дорого стоит, поэтому наращивать собственные мощности не так уж и просто.
- Сети настолько разрослись, а хешрейт их настолько высок, что отдельному пользователю вряд ли под силу собрать майнинговую ферму такой производительности, чтобы получить приемлемую (которая исчисляется не годами) вероятность нахождения блока.
- Если каждый пользователь нарастит вычислительную мощность своего оборудования, соответствующим образом вырастет и хешрейт всей сети, что практически не изменит ситуацию для отдельного майнера.
- Хороший вариант — увеличить производительность без изменения хешрейта сети. Именно так поступают майнеры, объединяющиеся в пулы. Общая вычислительная мощность такого объединения позволяет генерировать валидные блоки достаточно часто. При этом вознаграждение делится между участниками, принося им доход, который не нужно ожидать годами.
Хешрейт и сложность сети
Уменьшение времени, уходящего на добычу блока и выплату вознаграждения, с точки зрения сети не является безусловным плюсом. Наоборот, в сети биткойн, например, поддерживается примерно одинаковое время добычи очередного блока — порядка 10 минут. Чтобы реализовать такое ограничение, требуется некий противовес росту хешрейта. Таким противовесом стал рост сложности сети.
Сложностью сети принято называть среднее количество операций хеширования, необходимых для получения очередного валидного блока. Если этот показатель будет расти теми же темпами, что и хешрейт, скорость нахождения блока останется неизменной. Этот принцип используется в сетях всех криптовалют.
Регулирование сложности осуществляется путем изменения вида валидного блока. В сети биткойн, вид заголовка для которой приведен выше, сложность меняют корректировкой количества ведущих нулей в нем.
На заметку! Сложность сети определяют не по замерам хешрейта, а по времени, которое было затрачено на генерацию определенного количества предыдущих блоков. Так, в сети биткойн это количество составляет 2016. То есть пересчет ведется каждые 2016 блоков, а сложность устанавливается такой, чтобы на нахождение следующих 2016 потребовалось порядка двух недель.
Таким образом, для майнера хешрейт оказывается главным показателем. По нему он выбирает оборудование, которое принесет (с учетом затрат электроэнергии и комиссий) желаемую доходность. При этом производительность оборудования и есть его хешрейт, а при выборе учитывают его соотношение с общим хешрейтом сети и ее сложностью.
