Що всередині блоку: заголовок, висота, розмір і субсидія

Дві частини, і хешується лише одна

Блок має заголовок і тіло. Тіло це транзакції, і воно може займати кілька сотень байтів або кілька мегабайтів залежно від того, наскільки завантажений блокчейн. Заголовок це зведення блоку фіксованого розміру, і в більшості блокчейнів він займає рівно 80 байтів.

Майнінг хешує заголовок і більше нічого. Це найкорисніший факт у цій статті, бо він пояснює те, що інакше здається неможливим: майнер перебирає мільярди варіантів за секунду, і він не зміг би цього робити, якби кожна спроба означала повторне хешування блоку, повного транзакцій. Так не відбувається. Він повторно хешує 80 байтів.

Шість полів заголовка

Заголовок містить версію, хеш попереднього блоку, корінь Меркла, мітку часу, біти складності та nonce. Кожне поле має свою причину, і два з них виконують більшу частину роботи.

Хеш попереднього блоку робить блокчейн ланцюжком. Кожен заголовок називає попередній, тож переписування старого блоку змінило б його хеш, а це зламало б наступний заголовок, і наступний, аж до вершини. У цьому одному полі весь аргумент безпеки доказу роботи.

Корінь Меркла це один хеш, що підсумовує всі транзакції в тілі. Змініть одну транзакцію, навіть на один байт, і корінь Меркла зміниться, отже зміниться заголовок, отже кожен хеш, перебраний досі, втрачає цінність. Так 80 байтів можуть чесно представляти блок будь-якого розміру.

Біти складності це ціль, нижче якої має опинитися хеш, у стислому вигляді. Мітка часу приблизно показує, коли блок створено, і їй дозволено бути неточною. Nonce це поле, яке майнер може вільно змінювати, і саме воно взагалі робить пошук можливим.

Nonce закінчується, і це нормально

Nonce це невеликий лічильник, і сучасний майнер вичерпує всі його можливі значення майже миттєво. Це схоже на глухий кут, але ним не є, бо nonce лише найзручніше поле для зміни, а не єдине.

Коли він закінчується, майнер змінює щось інше, що входить у заголовок. Мітка часу може зсунутися. Coinbase-транзакцію можна трохи змінити, а це змінює корінь Меркла і дає зовсім новий заголовок для пошуку. На пулі саме для цього потрібен extranonce: він дає пулу змогу видати кожному майнеру іншу стартову точку, щоб жодні двоє не перебирали ті самі числа.

Висота це позиція, а не поле

Висота блоку це кількість блоків перед ним. Генезис-блок має висоту нуль, наступний один, і так далі. Це число ви бачите поруч з кожним записом на сторінці блоків пулу і в будь-якому оглядачі.

Варто знати, що висота насправді не зберігається в заголовку. Її виводять з того, де блок стоїть у ланцюжку. У більшості сучасних блокчейнів висоту також записують у coinbase-транзакцію; це правило додали пізніше, щоб два блоки на різних висотах ніколи не могли збігатися байт у байт, але авторитетна відповідь на питання, на якій висоті блок, як і раніше, його позиція.

Тому висота природний спосіб говорити про підтвердження. Транзакція, похована на шість блоків углиб, це та, висота блоку якої на шість нижча за вершину, і кожен наступний блок робить її переписування ще дорожчим.

Розмір це тіло, і саме воно заповнюється

Розмір блоку це по суті розмір тіла, бо заголовок поруч з ним мізерний. Коли кажуть, що в блокчейні є ліміт розміру блоку, мають на увазі, скільки транзакцій може поміститися, а не заголовок.

Повний і порожній блок потребують рівно однакової роботи майнінгу. Складність визначає, наскільки важко знайти блок; розмір визначає, скільки блок несе. Вони не пов'язані, і плутанина між ними джерело багатьох хибних уявлень про комісії.

А от на ринок комісій розмір впливає. Коли транзакцій, що хочуть потрапити в блок, більше, ніж поміщається, першими потрапляють ті, що пропонують вищу комісію, і загальна сума комісій у блоці зростає. Це безпосередньо впливає на те, скільки платить блок.

Coinbase-транзакція і субсидія

Перша транзакція в кожному блоці особлива. У неї немає відправника, вона створює монети з нічого і виплачує їх тому, хто створив блок. Вона називається coinbase-транзакцією і не має жодного стосунку до однойменної біржі.

Виплачує вона субсидію плюс комісії всіх інших транзакцій у блоці. Субсидія це новоемітована частина, яку задає графік емісії блокчейну і яка в більшості монет з часом зменшується. Комісії це те, що користувачі додали до своїх транзакцій, щоб їх включили. Разом вони становлять нагороду за блок.

На пулі coinbase виплачує пулу, який потім розподіляє нагороду між усіма, хто вніс шари в цей раунд. Це не обхідний шлях: саме так пул може заплатити багатьом людям за нагороду, яка надходить одним неподільним платежем.

Чому все це важливо, поки ви майните

Коли зрозуміла будова блоку, стають очевидними три речі, і всі три трапляються постійно.

• Чому новий блок миттєво знецінює вашу роботу. Поле хешу попереднього блоку змінилося, тож заголовка, який ви перебирали, більше не існує. Усе, що ви надішлете для нього після цього, буде застарілою шарою, і жодна швидкість цього не виправить.
• Чому пул так часто надсилає вам нову роботу. Кожна нова транзакція, яку пул хоче включити, змінює корінь Меркла, а свіжіший шаблон несе більше комісій, тобто більшу нагороду за ті самі витрати.
• Чому розмір блоку ніколи не з'являється в оцінці заробітку. Те, скільки ви заробляєте, визначають складність, субсидія та комісії, а не те, скільки байтів було в тілі.

Сторінка блоків цього пулу показує висоту, нагороду і час знаходження, тобто корисну частину всього вищенаведеного, стиснуту в один рядок. Оглядач покаже решту, включно з coinbase-транзакцією, яка її виплатила.