Що таке шари (shares) у майнінгу

Зі зростанням крипторинку добувати цифрові валюти стає складніше. У 2022 році хешрейт мереж топових монет настільки високий, що одиночний майнінг навіть на потужному обладнанні не рентабельний щоб генерувати доходи від видобутку, гравці об’єднуються в пули. Сервіси роздають учасникам фрагменти завдання – шари. Пул оплачує валідну частку. Його учасники отримують дохід набагато частіше, ніж якби працювали у соло-режимі. Розуміння, що таке шари у майнінгу та як ділиться нагорода – головні питання для новачків. Ці знання допоможуть розібратися у видобутку криптовалют та вибрати відповідний пул.

Що означає шари (shares) у майнінгу

Блокчейн можна як сховище даних, у якому міститься інформація про всіх складових блоках. Система фіксує такі відомості про елементи:

• Назва блоку.
• Хеш попереднього елемента.
• Підпис для визначення блоку. Якщо змінити хоча б одну цифру, елемент стане недійсним.

Майнери отримують дані від сервера пулу чи вузлів інших учасників та обробляють їх. Для розрахунків використовуються спеціальні програми із розшифровкою хеш-функцій. Це непросте завдання – одиночний пристрій витратить на його вирішення багато часу. Тому пул передає кожному майнеру фрагмент із меншою складністю – шару. Система з’ясовує, чи є отримане значення одночасно повним рішенням. Так навіть слабке обладнання може знайти валідний хеш.

При активації майнінгу система періодично транслює повідомлення із кількістю знайдених фрагментів. У Ethereum це напис ETH share found. Вона лише говорить про успішне виконання частини роботи. В інших системах повідомлення має такий вигляд – Share accepted. Якщо потрібно визначити значення з п’ятнадцятьма нулями, знайдене рішення може бути числом з 3-5 релевантними знаками. Ці цифри, що залишилися, випадкові. Але одного разу на їхньому місці будуть ще 10-13 нулів. У цьому випадку шари стане хешем, і майданчик отримає криптовалюту.

Valid shares – доказ роботи майнера та справедливий спосіб розрахунку виплат для пулу. На його основі будується графік хешрейту, оцінюється частка участі обладнання, відзначаються періоди, коли майнер відсутній у мережі.

Навіщо потрібні шари

Облік shares у майнінгу дозволяє пулу справедливо розподілити нагороду між учасниками. Чим потужніший комп’ютер користувача, тим значніший внесок він вносить у видобуток нового блоку. Пул враховує всі фрагменти, які було прийнято під час перебування вірного хеша. Учасники одержують нагороду пропорційно результату роботи. Shares у майнінгу – спосіб визначення частки участі у вирішенні спільного завдання.

Є кілька видів куля:

• Valid shares (підтверджені) – пул зарахував роботу, учасник отримає винагороду.
• Запізніла — не брала участі у створенні блоку, тому пул її не прийняв і не оплачуватиме. У зв’язку з технічними проблемами (частіше через повільне з’єднання) комп’ютер не встигає надіслати фрагмент до закриття блоку. Тому важливо вибирати пул якомога ближче до місця розташування майнера, щоб пінг був мінімальним.
• Invalid shares (невалідна) – фрагменти з помилками. Вони з’являються через надмірний розгін відеокарти . Такі рішення не ухвалюються пулом.

Відмінності шару від хешу

У протоколі Bitcoin нові блоки створюються загалом протягом 10 хвилин, незалежно від кількості учасників. Складність розв’язання задачі регулюється автоматично та залежить від сукупної потужності мережі. Швидкість знаходження хеша можна збільшити, якщо використовувати нові комп’ютери або запросити велику кількість учасників. Одночасно скоротиться час на пошук правильного рішення. Система підвищує складність завдання відновлення інтервалу створення нового блоку.

Основна відмінність куль від хешу полягає в тому, що перша доводить роботу майнера. Другий підтверджує діяльність пулу. Валідний хеш – це доказ роботи учасника. Його не можна використовувати для обліку продуктивності майнінгового ресурсу. Соло-майнер на 1-3 відеокартах може шукати хеш протягом 1,5-2 років. У пулі результат досягається швидше, оскільки кожен учасник входить до розподіленої мережі.

Вклад майнера залежить від потужності обладнання та каналу зв’язку. Пул підраховує кількість фрагментів. «Хороші» передаються до блокчейну як рішення, «погані» — доказ роботи майнера для майданчика. Кожен пул встановлює складність завдань. Вона вибирається так, щоб не перевантажити сервери великим обсягом даних, і рішення майнерів були корисними для знаходження хешу. Наприклад, складність мережі CFX 748,7884 GH. Пул P2Pool встановлює свою складність куль на 20 GH. Деталі представлені у таблиці.

Як розподіляються винагороди

Одним із головних критеріїв при виборі пулу є спосіб виплати частки прибутку учасникам. На початку 2022 року існує понад 20 різних варіантів розподілу винагороди. Але основна кількість пулів використовує найпопулярніші методи.

PPLNS

На початку 2022 більшість сервісів використовують метод розрахунку виплат Pay Per Last N Shares. Винагорода обчислюється за останні N куля у майнінгу. Оплата надходить пропорційно до valid shares. Але за перші N рішень майнер отримує менше криптовалюти. Коефіцієнт зростає з кількістю прийнятих рішень. Для компенсації недоотриманого на початку роботи прибутку на платформах Pay Per Last N Shares криптовалюта продовжить нараховуватися після того, як майнер відключить обладнання зі зменшеним коефіцієнтом, і поступово зведеться до нуля.

PPLNS стимулює учасників працювати без перерв і повністю виключає хопінг (майнери залишають сервіс відразу після знаходження блоку та перемикаються на інший). Пул з PPLNS вигідний користувачам із потужним обладнанням (не менше 20 відеокарт або ASIC ). Метод PPLNS використовує пули Nanopool, AntPool та інші.

PROP

Один із найстаріших методів розподілу нагороди залишається найчеснішим по відношенню до майнерів. В 2022 він менш популярний, але продовжує використовуватися на деяких платформах. PROP (Proportional) розподіляє криптовалюту пропорційно числу прийнятих фрагментів у період пошуку рішення.

В останні роки стали з’являтися нечесні майнери (пул-хопери), які вступають у команду ближче до розрахункового часу знаходження хешу. Як тільки нагорода зарахувалася, вони виходять і перемикаються на наступну платформу. Тобто хопер може отримати прибуток від кількох знайдених блоків за час, який звичайний майнер витратить на пошук фрагмента. Тому PROP втратив популярність. Пули використовують способи, що захищають сумлінних майнерів. Така система винагород прийнята у Suprnova та BSOD.PW.

PPS

Pay Per Share – розрахунок за кожен фрагмент. Система оплачує total shares незалежно від того, чи було знайдено блок. Ціна рішення постійно змінюється. На неї впливають такі параметри:

• Складність мережі.
• Розмір винагороди.
• Час створення блоку.
• Власна потужність.

Цей спосіб вибирають майнери зі слабкішими комп’ютерами. PPS дозволяє отримувати невеликі виплати щодня. Ціна рішення – величина непостійна. Тому складно визначити, хто від такого способу виграє більше – майнер чи компанія.

Недолік методу – високі комісії. Компанія також забирає операційні збори для компенсації збитків від битих куль у майнінгу та тривалого пошуку блоку. Цим методом розподілу прибутку користуються:

• f2pool.
• Poolin.
• FlexPool.

Складність шару

Чим більша обчислювальна здатність сервісу, тим швидше він зможе генерувати нові монети. В ідеалі система з хешрейтом 2000 MH/s підтверджуватиме 40 блоків на день, а з 4000 MH/s – 80. Еталонні значення справедливі на великих проміжках часу, тому їх використовують для розрахунків. Одиниця виміру складності – хешрейт . Зазвичай, її позначають як PH (пентахеш), TH (терахеш) або GH (гігахеш).

1PH=1000TH=1000GH

Якщо складність завдання в 1000 PH менша за мережевий, то кожен тисячний фрагмент — валідний хеш. Наприклад, у блокчейні Ефіріуму вона дорівнює 3,12 PH. Якщо ферма виставить складність shares в 4 GH, то теоретично йому знадобиться 780 тис. фрагментів рішень, перш ніж знайдеться хеш.

На практиці це може бути 10 або 2 млн фрагментів. Але при незмінній складності завдань та блокчейну на великих відрізках (рік і більше) кількість фрагментів для пошуку валідного хешу буде прагнути до 780 тис. Сервіс у статистиці підраховує параметр удачі, щоб розуміти, наскільки йому щастить.

Взаємозв’язок між складністю шарута майнінгу

Основне завдання shares – збір статистики. Моніторинг даних дозволяє контролювати статус ферми (у роботі або офлайн) та обчислити частку пристрою у загальній потужності.

Складність пошуку встановлюється системою. Вона може бути будь-якою, незалежно від статусу мережі. Вибирається так, щоб сервер не перевантажився через великий обсяг даних, а майнерам було комфортно стежити за результатами роботи.

Запізнілі шари

Shares – доказ роботи майнера для пулу. Система нараховує криптовалюту учасникам за загальну кількість прийнятих куль. У деяких випадках блок вже знайдено, а воркер продовжує шукати частину рішення для нього. Таке явище називають stale share (запізнілою кулею). Це рішення, яке компанія одержує після валідації хешу. Воно відображається у рядку share found нарівні із прийнятими частинами хешу.

Запізнілі шари в майнінгу можуть з’являтися з наступних причин:

• Команда “відбій” не виконується. Помилка може бути з боку сервісу або у програмі long polling воркера. За статистикою, 0.5-1,5% шар учасника визнаються застарілими.
• Проблема в обладнанні майнера пінг низький, а сервіс має високі потужності.
• Система перевантажена – комп’ютер зависає і не встигає надіслати фрагмент.
• Несправний драйвер мережі — затримка викликана збоєм у програмному забезпеченні.
• Працює антивірусна програма – надсилання даних може бути заблоковано.
• Поганий контакт між компонентами ферми – один із елементів системи не підключений.

Щоб вирішити проблему, необхідно встановити причину її виникнення. У нормі майнер відправляє до системи приблизно 1% запізнілих рішень. Якщо це значення вище, потрібно вживати заходів. Є кілька варіантів вирішення проблеми запізнілих куля:

• Перевірити підключення до Інтернету або підключитися до іншої мережі.
• Перевстановити програмне забезпечення.
• Перепідключити обладнання.
• Перевірити роботу графічного процесора. Можливо, відеокарти дуже розігнані.

Stale shares – це проблема, що нерідко значно знижує прибуток воркера. Системи найчастіше блокують користувачів, яких надходить велика кількість invalid shares. Проблему потрібно вирішувати швидко, оскільки обладнання працює на збитки. Пристрій споживає енергію, яке власник оплачує рахунки за електрику, оренду приміщення, і навіть має амортизаційні витрати.

Безпека майнінгу

Деякі учасники можуть вирішити, що вигідніше відправити валідну кулю не в сервіс, а безпосередньо в блокчейн, і отримати не частку, а повну нагороду за блок. Проте заробити у такий спосіб не вийде. У кожному фрагменті зашифровані дані про шари. Тому він отримає нагороду незалежно від того, як валідний хеш потрапив до блокчейну.

Для роботи майнер не потрібна вся інформація, достатньо заголовка з хешами блоку. Але зібрати валідний код без сервісу не зможе. Однак нечесні майнери нашкодять сервісу, якщо не надішлють знайдене рішення. Атака утримування блоку збільшує для зловмисника можливість знайти валідний хеш. Вона може бути вигідна лише учасникам із високою потужністю обладнання. Проте нечесних майнерів легко вирахувати під час перегляду статистики.

Резюме

Куля – частина хеша або пазл, з якого складається рішення для створення нового блоку. Майнінг пули формують їх, щоб спростити пошук. Кожен учасник виконує частку завдання та відправляє рішення до системи. Сервіс оплачує лише підтверджені shares. В ідеалі, це 100% знайдених рішень. За фактом 1% shares є невалідними з різних причин.

Головна функція shares – справедливий розподіл прибутку між учасниками сервісу. Програма самостійно вибирає складність таких завдань, щоб регулювати навантаження на мережу та майнерів.