Что внутри блока: заголовок, высота, размер и субсидия

Две части, и хешируется только одна

У блока есть заголовок и тело. Тело это транзакции, и оно может весить от нескольких сотен байт до нескольких мегабайт в зависимости от загрузки сети. Заголовок это фиксированная сводка блока, и в большинстве сетей он занимает ровно 80 байт.

Майнинг хеширует заголовок и больше ничего. Это самый полезный факт в статье, потому что он объясняет то, что иначе кажется невозможным: майнер перебирает миллиарды вариантов в секунду и не смог бы этого делать, если бы каждая попытка требовала заново хешировать блок, полный транзакций. Этого не требуется. Заново хешируются 80 байт.

Шесть полей заголовка

Заголовок содержит версию, хеш предыдущего блока, корень Меркла, метку времени, биты сложности и nonce. Каждое поле нужно для чего-то, а два из них выполняют основную работу.

Хеш предыдущего блока и делает из блоков цепочку. Каждый заголовок называет предыдущий, поэтому переписывание старого блока изменило бы его хеш, что сломало бы следующий заголовок, и следующий за ним, и так до самой вершины. В этом одном поле весь довод о безопасности доказательства работы.

Корень Меркла это один хеш, который сводит воедино все транзакции тела. Измените одну транзакцию хотя бы на один байт, и корень Меркла изменится, значит изменится заголовок, значит все уже перебранные хеши ничего не стоят. Вот как 80 байт могут честно представлять блок любого размера.

Биты сложности это цель, ниже которой должен оказаться хеш, в компактной записи. Метка времени примерно указывает, когда блок был создан, и ей разрешено быть приблизительной. Nonce это поле, которое майнер может свободно менять, и именно оно вообще делает поиск возможным.

Nonce заканчивается, и это нормально

Nonce это небольшой счётчик, и современный майнер перебирает все его значения почти мгновенно. Звучит как тупик, но это не так, потому что nonce лишь самое удобное, что можно менять, а вовсе не единственное.

Когда он заканчивается, майнер меняет что-то другое, что входит в заголовок. Может сдвинуться метка времени. Можно немного изменить coinbase-транзакцию, а это меняет корень Меркла и даёт совершенно новый заголовок для перебора. В пуле именно для этого и нужен extranonce: он позволяет пулу выдать каждому майнеру свою начальную точку, чтобы никакие двое не перебирали одни и те же числа.

Высота это позиция, а не поле

Высота блока это количество блоков до него. Генезис-блок имеет высоту ноль, следующий один и так далее. Это число вы видите рядом с каждой записью на странице блоков пула и в любом обозревателе.

Стоит знать, что высота на самом деле не хранится в заголовке. Она выводится из того, где блок стоит в цепочке. В большинстве современных сетей высота также записывается в coinbase-транзакцию: это правило добавили позже, чтобы два блока на разной высоте никогда не могли совпасть байт в байт. Но авторитетный ответ на вопрос о высоте блока по-прежнему его позиция.

Поэтому через высоту естественно говорить и о подтверждениях. Транзакция, похороненная на глубине шести блоков, находится в блоке, высота которого на шесть меньше вершины, и каждый следующий блок делает её переписывание ещё дороже.

Размер это тело, и именно оно заполняется

Размер блока по сути равен размеру тела, потому что заголовок рядом с ним ничтожен. Когда говорят о лимите размера блока в сети, имеют в виду, сколько транзакций в него помещается, а не заголовок.

Полный и пустой блок требуют ровно одинаковой работы майнинга. Сложность определяет, насколько трудно найти блок; размер определяет, сколько блок несёт. Они не связаны, и путаница между ними порождает много неверных представлений о комиссиях.

На что размер действительно влияет, так это на рынок комиссий. Когда транзакций, желающих попасть в блок, больше, чем помещается, первыми попадают те, что предлагают более высокую комиссию, и общая сумма комиссий в блоке растёт. Это напрямую идёт в то, что платит блок.

Coinbase-транзакция и субсидия

Первая транзакция в каждом блоке особенная. У неё нет отправителя, она создаёт монеты из ничего и выплачивает их тому, кто создал блок. Она называется coinbase-транзакцией и не имеет никакого отношения к одноимённой бирже.

Она выплачивает субсидию блока плюс комиссии всех остальных транзакций в блоке. Субсидия это новая эмиссия, заданная графиком эмиссии сети и у большинства монет со временем уменьшающаяся. Комиссии это то, что пользователи приложили к своим транзакциям, чтобы их включили. Вместе они составляют награду за блок.

В пуле coinbase платит пулу, а тот распределяет награду между всеми, кто внёс шары в этот раунд. Это не обходной путь: именно так пул может платить многим людям за награду, которая приходит одним неделимым платежом.

Почему это важно, пока вы майните

Когда понятно, как устроен блок, становятся очевидными три вещи, и все три встречаются постоянно.

• Почему новый блок мгновенно обесценивает вашу работу. Поле хеша предыдущего блока изменилось, поэтому заголовка, который вы перебирали, больше не существует. Всё, что вы отправите для него после этого, будет устаревшей шарой, и никакая скорость этого не исправит.
• Почему пул так часто присылает новую работу. Каждая новая транзакция, которую пул хочет включить, меняет корень Меркла, а более свежий шаблон несёт больше комиссий, то есть больше награды за те же усилия.
• Почему размер блока никогда не входит в оценку дохода. Ваш доход определяется сложностью, субсидией и комиссиями, а не тем, сколько байт было в теле.

Страница «Блоки» этого пула показывает высоту, награду и время нахождения блока, то есть полезную часть всего сказанного, сжатую в одну строку. Обозреватель покажет вам остальное, включая coinbase-транзакцию, которая выплатила награду.