Что такое майнинг? Глубокий анализ энергопотребления и механических проблем Bitcoin

Когда мы говорим о криптовалютном майнинге, многие сравнивают его с горнодобывающей отраслью в реальном мире — и там, и там нужно вкладывать огромные ресурсы, и там, и там ведётся поиск редких ресурсов. Но что такое майнинг биткоина? Он намного сложнее, чем традиционная добыча полезных ископаемых. Проще говоря, ответ на вопрос «что такое майнинг» представляет собой идеальное сочетание криптографии, теории игр и экономических стимулов.

Данные исследования, опубликованного Кембриджским университетом в 2021 году, шокируют: годовое потребление электроэнергии при майнинге биткоина составляет 134.89 тераватт-часов. Если рассматривать это как отдельную «экономику», то по расходу электроэнергии оно занимает 27-е место среди стран мира, что эквивалентно годовому потреблению электроэнергии всей Малайзии. Какие механизмы скрываются за этой цифрой?

Эволюция от домашнего компьютера до профессиональных майнеров: как менялось то, что такое майнинг

Чтобы понять, что такое майнинг, прежде всего нужно разобраться в базовом устройстве биткоина. В конце 2008 года Накамото опубликовал white paper «Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System», где предложил революционную идею — проверять и фиксировать транзакции не с одобрения центрального органа, а за счёт вычислительных возможностей компьютеров.

На раннем этапе появления биткоина сам Накамото разработал 50 биткоинов, используя всего один домашний компьютер. Тогда что такое майнинг? Это была просто простая CPU-вычислительная работа. Однако по мере того как всё больше людей приходили на этот рынок, ситуация изменилась радикально.

Количество предложения биткоина навсегда ограничено 2100万 монет, и именно это означает, что сложность майнинга неизбежно будет расти. Изначально майнеры получали награду 50 биткоинов за каждый найденный новый блок, но когда образуется 210000 блоков, эта награда уменьшается вдвое. Эта схема означает:

• Ранний период: одной компьютерной системе достаточно проработать день, чтобы добыть один биткоин
• Средний период: нужно, чтобы две компьютерные системы работали два дня
• Текущий этап: требуется постоянная работа сотен и тысяч единиц профессионального оборудования

Чтобы сохранять конкурентоспособность, майнерам приходится проводить технические апгрейды снова и снова. От самого раннего CPU-майнинга — к GPU (видеокартам), а затем к современным ASIC-профессиональным майнерам. Эти майнеры оснащены специально спроектированными майнинг-чипами, которые выполняют высокоскоростные вычисления за счёт «сжигания» видеокарт и процессоров. Вот почему то, что такое майнинг, по сути изменилось — из индивидуального занятия оно превратилось в гонку вооружений индустриального уровня.

Модель роста сложности: почему потребление электроэнергии при майнинге продолжает увеличиваться

Чтобы глубже понять это явление, нужно разобраться в механизме «adjustment сложности» биткоина. Система каждые 2016 блоков (примерно две недели) автоматически пересчитывает сложность майнинга, чтобы среднее время формирования нового блока составляло 10 минут. Когда в майнинг приходит больше майнеров и совокупный хэшрейт растёт, сложность увеличивается; когда майнеры уходят, сложность снижается.

На первый взгляд это выглядит справедливо, но на самом деле такой механизм создаёт жёсткую структуру стимулов. Суточное потребление электроэнергии одной майнинг-машины уже составляет около 35 градусов; одного дня работы майнинг-фермы среднего масштаба достаточно, чтобы обеспечить потребность в электроэнергии обычного человека на всю жизнь. Согласно прогнозам, к 2024 году годовое потребление электроэнергии на майнинг биткоина в отдельно взятом регионе может достигнуть 3.5 раза годовой выработки ГЭС «Три ущелья».

Почему потребление электроэнергии продолжает расти? Потому что владельцы майнинг-ферм сталкиваются с неизбежной реальностью: чтобы удерживать преимущество в конкуренции, нужно либо вкладывать больше средств в покупку электроэнергии и приобретать более передатое оборудование, либо постепенно «выпадать из игры». Это создаёт замкнутый цикл «гонки за стоимость электроэнергии». Самые прибыльные майнинг-фермы, как правило, концентрируются в регионах с минимальными затратами на электроэнергию — Китай в своё время занимал почти 70% доли в мировом майнинге биткоина; владельцы ферм осуществляли сезонный перенос, используя дешёвую гидроэлектроэнергию в сезон паводков и дешёвую угольную электроэнергию в сезон межени.

Размышление о восприятии ценности: от идеи децентрализации к рыночной реальности

Биткоин появился в 2008 году в период мирового финансового кризиса. На фоне того, что Федеральная резервная система запускала политику количественного смягчения, а доллар продолжал обесцениваться, Накамото предложил смелую задумку: защищать активы не механизмом доверия, а с помощью криптографии. Эти признаки — децентрализация и устойчивость к цензуре — изначально получили широкое признание в среде программистов.

На ранних этапах ценность биткоина была практически нулевой. Есть известный случай: один программист намайнил 1000 биткоинов и обменял их на две пиццы. Но со временем биткоин постепенно перешёл от узкотематического разговора в техническом сообществе к глобальному инвестиционному фокусу. К 2020 году ФРС снова провела масштабный «выпуск ликвидности»: доля выпущенной в тот год денежной массы в общем объёме выпуска долларов за все прошлые годы составила 21%, а цена биткоина вместе с этим резко выросла и однажды превысила 68000 долларов.

Однако, если рассматривать это с точки зрения экономики, практическая ценность биткоина имеет фундаментальные ограничения. Как валюта — это не потребность первой необходимости; как товар — ему не хватает внутренней опоры ценности; как инвестиционный инструмент — его волатильность значительно выше, чем у любых традиционных активов. Если исходить из трудовой теории стоимости, ценность биткоина должна быть признана «0» — потому что человеческому обществу не нужна такая вещь, а майнинг- труд нельзя измерить традиционными экономическими категориями.

Единственная ценность существования биткоина, вероятно, связана с его техническими характеристиками: децентрализация, анонимность, невозможность легко изменить. Но как раз эти свойства и стали причиной того, что в мире даркнета их начали злоупотреблять — они превратились в инструменты для отмывания денег, торговли наркотиками и перевода средств, полученных мошенническим путём. Текущий уровень цен в значительной степени отражает ожидания рынка и спекулятивные настроения, а не реальную экономическую ценность.

Глобальная волна регулирования: почему центральные банки хотят регламентировать виртуальные валюты

В последние годы усиливается регулирующее воздействие центральных банков по отношению к криптовалютам во всём мире. Наш центральный банк чётко повторил позицию политики по борьбе со спекуляциями с виртуальными валютами, и за этим стоят глубокие экономические и финансовые соображения.

С точки зрения энергетической безопасности: потребление электроэнергии при майнинге биткоина растёт по экспоненциальной траектории. Если позволить ему бесконтрольно разрастаться внутри страны, это неизбежно вытеснит другие отрасли из доступа к энергоснабжению и напрямую ударит по экономическому развитию. В Китае в периоды, когда он контролировал почти 70% мирового майнинга биткоина, владельцы майнинг-ферм перемещали мощности по стране в зависимости от стоимости электроэнергии — в сезон паводков и в сезон межени. Такой неупорядоченный расход ресурсов создаёт серьёзную угрозу энергетической структуре страны.

С точки зрения финансовых рисков: сценарии использования биткоина в значительной степени связаны с незаконной финансовой деятельностью. Его анонимный характер делает его естественным носителем для перемещения «чёрных денег». Борьба с цепочками распространения виртуальных валют по сути означает пресечение каналов работы незаконных средств, что тесно связано с государственной политикой по борьбе с мафией и отмыванием денег.

С точки зрения валютного суверенитета: возможно, это самое фундаментальное соображение. В эпоху нестабильности глобальной экономики разрешать виртуальным валютам неограниченное развитие — по сути значит бросать вызов финансовому суверенитету государства. В сентябре 2021 года небольшая страна в Центральной Америке — Сальвадор — включила биткоин в список законных платёжных средств, пытаясь провести смелый эксперимент. Однако последовавший «медвежий рынок» по биткоину принёс стране огромные убытки: по оценкам, потери превысили десятки миллионов долларов; некоторые аналитики также считают, что Сальвадор может стать первой страной, оказавшейся в финансовых трудностях из-за политики «торговли монетами» (спекуляции). Этот пример наглядно показывает: даже, казалось бы, небольшие колебания виртуальной валюты способны пошатнуть финансовую стабильность государства.

Что такое майнинг биткоина, какие у него есть риски и как его следует регулировать — это уже стало проблемой, к которой должны серьёзно относиться все участники мировой экономической системы. Государственная политика регулирования, опирающаяся на множество измерений — энергия, финансы, суверенитет и т.д., — направлена на предотвращение системных рисков и поддержание устойчивости экономического порядка.