マイニングは、ブロックチェーンと呼ばれるビットコイン（BTC）のパブリック元帳にトランザクションレコードを追加する有効なブロックを作成するプロセスです。いわゆる「二重支払い問題」を解決するため、ビットコインネットワークの重要なコンポーネントです。
二重支払いの問題は、取引の履歴に関するコンセンサスを見つける必要があるという問題を指します。ビットコインの所有権は、公開鍵暗号によって数学的に証明できますが、これは今日のテクノロジーでは破ることができません。ただし、暗号化だけでは、特定のコインが以前に他の誰かに送られたことがないことを保証することはできません。トランザクションの共有履歴を形成するには、たとえば、各トランザクションの作成時間に基づいて、合意された順序を設定する必要があります。ただし、外部入力は誰でも操作できるため、参加者はそのサードパーティを信頼する必要があります。
マイニング（および一般的にはブロックチェーン）は、経済的インセンティブを活用して、データを注文するための信頼できる信頼できない方法を提供します。トランザクションを注文するサードパーティは分散化されており、正しい動作に対して金銭的な報酬を受け取ります。それどころか、少なくとも大多数が正直である限り、いかなる不正行為も経済的資源の損失をもたらします。
ビットコインマイニングの場合、この結果は、リソースの特定のコミットメントで正しい順序でスタックされていることが数学的に証明できる一連のブロックを作成することによって達成されます。このプロセスは、暗号化ハッシュの数学的特性に依存します。これは、標準化された方法でデータをエンコードする方法です。
ハッシュは一方向の暗号化ツールです。つまり、結果が指定されたハッシュと一致するまですべての可能な組み合わせをテストしない限り、ハッシュを入力データに復号化することはほぼ不可能です。
これはビットコインマイナーが行うことです。「難易度」と呼ばれる条件を満たすものが見つかるまで、毎秒数兆のハッシュを循環します。難易度とハッシュはどちらもビットで表される非常に大きな数であるため、条件は単にハッシュが難易度よりも低いことを要求します。 2016年のビットコインブロックごとに（または約2週間）再調整して、マイニング中に新しい各ブロックを見つけるのにかかる時間を表す一定のブロック時間を維持することは困難です。
マイナーによって生成されたハッシュは、特定のブロックの識別子として使用され、ブロックヘッダーで見つかったデータで構成されます。ハッシュの最も重要なコンポーネントは、Merkleルート（そのブロック内のすべてのトランザクションの署名をカプセル化する別の集約ハッシュ）と、前のブロックの一意のハッシュです。
これは、ブロックの最も小さなコンポーネントでさえ、予想されるハッシュを著しく変更することを意味します—そして後続のすべてのブロックのハッシュも変更します。ノードは、この誤ったバージョンのブロックチェーンを即座に拒否し、ネットワークを改ざんから保護します。
難易度の要件を通じて、システムはビットコインマイナーが実際の作業を行うことを保証します—可能な組み合わせをハッシュするために費やされる時間と電力。これが、ビットコインのコンセンサスプロトコルが他のタイプのブロック作成メカニズムと区別するために「プルーフオブワーク」と呼ばれる理由です。ネットワークを攻撃するために、悪意のあるエンティティには、そのマイニングパワー全体を再作成する以外の方法はありません。ビットコインの場合、それは数十億ドルかかるでしょう。
ネットワークは、新しいブロックを生成するための報酬を提供するという形で、ビットコインマイナーによって実行された作業を認識します。報酬には2つのタイプがあります。各ブロックで作成された新しいビットコインと、ネットワーク上で取引するためにユーザーが支払う料金です。 2020年5月の時点で6.25BTCに達する、新しく採掘されたビットコインのブロック報酬は、鉱夫の収益の大部分です。この値は、約4年の固定間隔で半分になるようにプログラムされているため、最終的にはビットコインがマイニングされなくなり、取引手数料のみがネットワークのセキュリティを保証します。
2040年までに、ブロック報酬は0.2 BTC未満に減少し、2,100万ビットコインのうち80,000ビットコインだけが手に入るでしょう。最終的なBTCがゆっくりとマイニングされるため、2140以降にのみマイニングが効果的に終了します。
ブロック報酬は時間の経過とともに減少しますが、過去の半分はビットコイン価格の上昇によって十分に補償されています。これは将来の結果を保証するものではありませんが、ビットコインの採掘者は彼らの見通しについて比較的ある程度の確実性を享受しています。コミュニティは現在の採掘の取り決めを非常に支持しており、別の主要な採掘可能なコインであるイーサリアムのように段階的に廃止する予定はありません。適切な条件があれば、個々のビットコインマイナーはベンチャーが利益を上げると確信することができます。
鉱業は競争の激しいビジネスですが、それでも開始は比較的簡単です。ビットコインの初期には、愛好家は自分のコンピューターでいくつかのソフトウェアを起動するだけで、すぐに始めることができました。当時はもう昔のことですが、専用のビットコインマイナーを設定することは、最初に思われるほど難しくはありません。
最初に注意すべきことは、ビットコインをマイニングする場合、唯一の選択肢は、一般にASICと呼ばれる特定用途向け集積回路デバイスを購入することです。
これらのデバイスはビットコインのみをマイニングできますが、そのために非常に効率的です。実際、それらは非常に効率的であるため、2013年頃に導入されたため、他のすべてのタイプの計算マイニングデバイスはほぼ一夜にして時代遅れになりました。
一般的なCPU、GPU、またはより高度なFPGAを使用してマイニングする場合は、他のコインを調べる必要があります。これらのデバイスはビットコインをマイニングできますが、ペースが非常に遅いため、時間と電力の無駄になります。参考までに、ASICが登場する直前に入手できた最高のグラフィックカードであるAMD 7970は、1秒あたり8億回のハッシュを生成しました。今日の平均的なASICは、1秒あたり100兆のハッシュを生成します。これは、125,000倍の違いです。
1秒間に生成されるハッシュの数は、一般に「ハッシュレート」と呼ばれ、マイニングデバイスの重要なパフォーマンス測定値です。
3番目の測定値は、各デバイスの単価です。マイニングで返済するのに10年かかる場合、世界で最もエネルギー効率の高いASICを使用することは無意味です。
ビットコインにはASICメーカーのかなり活気のあるエコシステムがあり、これら3つのパラメーターが異なることがよくあります。より効率的であるがより高価なASICを製造するものもあれば、より安価な低性能のハードウェアを製造するものもあります。どのデバイスがニーズに最も適しているかを分析する前に、ビットコインマイニングからの利益に影響を与える他の要因を理解することが重要です。
不動産ビジネスと同様に、ビットコインマイニングは場所、場所、場所がすべてです。
世界の場所が異なれば、電気の平均価格も異なります。多くの先進国の住宅用電力は、多くの場合、鉱業が経済的に実行可能であるには高すぎる。電気料金は1キロワット時あたり0.15ドルから0.25ドルの範囲であることが多いため、住宅地でのビットコインマイニングは高額であり、一貫して利益を維持することはできません。
プロのビットコイン鉱山労働者は、電気が非常に安い地域で事業を行うことがよくあります。これらの一部には、中国の四川地域、アイスランド、ロシアのイルクーツク地域、および米国とカナダの一部の地域が含まれます。これらの地域には通常、水力発電ダムなどの何らかの形の安価な地域発電があります。
これらのビットコインマイナーが享受する価格は、多くの場合、KWhあたり0.06ドルを下回ります。これは通常、市場が低迷しているときでも利益を上げるのに十分な低さです。
一般的に、回復力のある運用を維持するには、0.10ドル未満の価格が推奨されます。採掘に適した場所を見つけることは、主に自分の状況によって決まります。発展途上国に住む人々は自分の家より先に行く必要はないかもしれませんが、先進国に住む人々は参入障壁が高い可能性があります。
ハードウェアの選択は別として、個々の鉱山労働者の利益と収益は、市況と他の鉱山労働者の存在に大きく依存します。強気市場では、ビットコインの価格が高騰する可能性があり、その結果、彼らが採掘するBTCはドルベースでより価値があります。
しかし、強気市場からのプラスの流入は、他のビットコインマイナーが利益の増加を見て、収益源を活用するためにより多くのデバイスを購入することによって相殺されます。その結果、個々のマイナーが以前よりも少ないBTCを生成するようになりました。最終的に、収益は、効率の悪い鉱山労働者が電気に費やすよりも収入が少なくなり始める平衡点に向かう傾向を生み出しました。これにより、デバイスがシャットダウンされ、他の人がより多くのビットコインを獲得できるようになります。
通常、これは瞬時には発生しません。 ASICはビットコイン価格の上昇を補うのに十分な速さで生産できない場合があるため、一定の遅れがあります。
クマの市場では、反対の原則が成り立ちます。鉱山労働者がデバイスをまとめてオフにし始めるまで、収益は落ち込みます。
競合を回避するために、既存のビットコインマイナーは、優位性を維持できる場所とハードウェアの優れた組み合わせを見つける必要があります。より効率的なハードウェアは年配の鉱山労働者の利益を完全に抑えることができるため、彼らは常に資本を維持し、再投資する必要があります。
AsicMinerValue、CryptoCompare、NicehashなどのWebサイトには、マイニングデバイスの収益性をすばやく確認できる計算機がいくつかあります。次の式を使用して手動で利益を見積もることもできます。
これは、これらの計算機の多くが使用する式であり、全体的なハッシュレートのシェアをネットワークの総発行額で割ったものをドルで表したものです。必要な入力値は、固定パラメーター（ビットコインのブロック時間は10分であるため、1時間に6ブロック、1日に144ブロックがマイニングされます）、またはBlockchain.comやCoinmetricsなどのデータWebサイトで見つけることができます。
利益を見つけるには、電気代も差し引く必要があります。キロワット時とキロワット時が同等であるため、これは、デバイスの電力使用量に1日24時間、キロワット時あたりの電気料金を掛けるだけの簡単なものになります。
以下は、現在市場に出回っている主要なASICとその回収期間、つまり、現在の収益でさえ投資が損益分岐点に達するまでにかかる時間を示す表です。ビットコインマイナーの利益は時間の経過とともに大きく変動し、1日を将来に外挿すると、不正確な結果につながる可能性があることに注意してください。それでも、各デバイスの相対的な有効性を理解することは有用な指標です。
表からわかるように、どのASICもKWhあたり0.20ドルの価格で利益を上げていません。相対的なパフォーマンスは、新世代のASICのそれぞれでほぼ同じですが、電力が安い場合は、古いモデルが魅力的な提案になる可能性があります。
たとえば、Canaan AvalonMiner 1066はエネルギー効率が低く、価格も非常に低いため、かなり古いモデルであるにもかかわらず、低電力価格帯でかなり競争力があります。前世代のASICであるBitmainS17 Proは、コストが低いためにその地位を維持していますが、基準電気料金が引き上げられるとすぐに魅力がなくなります。 MicroBTのデバイスは、マイニング全体で最もバランスの取れたパフォーマンスを備えているようです。
考慮すべき最後の問題の1つは、このテーブルが強気市場でコンパイルされたことです。 2020年の半分はまだ新鮮であり、ビットコインの発行量が少ないことで効果を相殺する可能性がありますが、利益は平均よりも高くなる可能性があります。
ASICを小売顧客に販売しているショップがいくつかありますが、一部のメーカーは直接購入も許可しています。一般的なグラフィックカードよりも調達が困難ですが、ASICを許容可能な価格で購入することは誰でも可能です。ショップや海外から出荷するメーカーから採掘設備を購入すると、多額の輸入会費が発生する可能性があることに注意してください。
メーカーまたはショップによっては、ASICは電源ユニットなしで提供される場合があり、その場合は別途購入する必要があります。一部のASICメーカーは独自のユニットを販売していますが、サーバーやゲーム用コンピューター用に構築されたPSUを使用することもできますが、特別な変更が必要になる可能性があります。
ASICはイーサネットケーブルを介してインターネットに接続する必要があり、ホームルーターと同様に、ローカルIPアドレスに接続することによってのみWebブラウザを介して構成できます。
続行する前に、選択したマイニングプールでアカウントを設定する必要があります。これにより、サーバーへの接続方法に関する詳細情報が提供されます。 ASICのWebパネルから、プールの接続エンドポイントとアカウント情報を挿入する必要があります。その後、マイナーは作業を開始し、ビットコインを生成します。
ハードウェアを他の人とプールすることで一定の利益を生み出すことができるため、確立されたプールを介してマイニングすることを強くお勧めします。デバイスがブロックを作成するための正しいハッシュを常に見つけるとは限りませんが、マイニングの貢献は報われます。
利益を上げないという経済的リスクに加えて、ASICなどの高出力デバイスの管理には技術的なリスクが伴います。
過熱による採掘設備のコンポーネントの焼損を防ぐために、適切な換気が必要です。鉱山労働者の電力消費量全体が熱として環境に放散され、1つのASICが自宅やオフィスで最も強力なアプライアンスになる可能性があります。
これは、ビットコインマイニングの際に電力網の限界を慎重に検討する必要があることも意味します。自宅の電力ネットワークは最大レベルの電力まで定格が定められており、各ソケットにも独自の定格があります。これらの制限を超えると、頻繁な停止または電気火災が発生する可能性があります。電気設備が採掘に安全かどうかを判断するには、専門家に相談してください。
マイニングデバイスを健康に保つには、ほこりやその他の環境要因に対する定期的なメンテナンスも必要です。障害は比較的まれですが、ASICは、適切なメンテナンスを行わないと、予想よりも早く稼働を停止する可能性があります。
単一のASICは失敗する可能性がありますが、その収益性に対する最大の脅威は、それらが時代遅れになることです。より効率的なマイナーは、最終的に古いデバイスを混雑させます。
2016年頃にリリースされたBitmainS9のような歴史的な世代の鉱山労働者は、電気料金の構成（ゼロを除く）で不採算になるまで約4年続きました。ただし、コンピューティングテクノロジーの進歩の速度は、ほとんど予測できません。