Что внутри блока: заголовок, высота, размер и субсидия

Из чего состоит блок?

У блока две части: заголовок и тело. Майнинг хеширует только заголовок.

• Тело содержит транзакции. Оно может занимать несколько сотен байт или несколько мегабайт, в зависимости от загрузки сети.
• Заголовок это фиксированная сводка блока. В большинстве сетей он занимает ровно 80 байт.
• Майнинг хеширует заголовок и больше ничего.

Последний пункт самый полезный факт в этой статье. Майнер перебирает миллиарды вариантов в секунду. Он не справился бы, если бы для каждой попытки приходилось заново хешировать блок, полный транзакций. Заново он хеширует только 80 байт.

Какие шесть полей есть в заголовке?

В заголовке шесть полей. У каждого своя задача, и два из них делают почти всю работу.

• Версия.
• Хеш предыдущего блока.
• Корень Меркла, один хеш, который сводит воедино все транзакции.
• Метка времени.
• Биты сложности.
• Nonce, счётчик, который майнер может менять.

Хеш предыдущего блока и превращает блоки в цепочку. Каждый заголовок указывает на блок перед ним. Если переписать старый блок, изменится его хеш. Это сломает следующий заголовок, и следующий за ним, и так до самой вершины цепочки. Это одно поле и есть весь довод в пользу безопасности доказательства работы.

Корень Меркла сводит воедино все транзакции в теле. Измените одну транзакцию хотя бы на один байт, и корень Меркла изменится. Тогда изменится заголовок, и все перебранные до этого хеши потеряют смысл. Поэтому 80 байт могут честно представлять блок любого размера.

Биты сложности это цель, ниже которой должен оказаться хеш, в компактной записи. Метка времени показывает примерно, когда блок был создан, и может быть неточной. Nonce это поле, которое майнер может свободно менять. Именно эта свобода и делает перебор возможным.

Что происходит, когда nonce заканчивается?

Nonce это маленький счётчик. Современный майнер перебирает все его значения почти мгновенно. Это не тупик. Nonce просто проще всего изменить, но он никогда не единственный вариант.

Когда nonce заканчивается, майнер меняет что-то другое, что входит в заголовок.

• Метка времени может сдвинуться.
• Coinbase-транзакцию (первую транзакцию в блоке, о ней ниже) можно слегка изменить. Это меняет корень Меркла и даёт совершенно новый заголовок для перебора.

В пуле для этого и нужен extra nonce. Пул даёт каждому майнеру свою начальную точку. Поэтому никакие два майнера не перебирают одни и те же числа.

Что такое высота блока?

Высота блока это число блоков, которые были до него. Генезис-блок, самый первый, имеет высоту ноль. Следующий имеет высоту один, и так далее. Это число стоит рядом с каждой записью на странице блоков пула и в любом обозревателе.

На самом деле высота не хранится в заголовке. Она следует 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 совпадали байт в байт. Но окончательный ответ на вопрос о высоте блока всё равно его позиция.

Высотой также естественно считать подтверждения. Транзакция, погребённая на глубине шести блоков, лежит в блоке на шесть ниже вершины. Каждый следующий блок делает её переписывание дороже.

Что измеряет размер блока?

Размер блока это по сути размер тела. Заголовок рядом с ним ничтожно мал. Лимит размера блока определяет, сколько транзакций поместится, а не размер заголовка.

Полный и пустой блок требуют ровно одинаковой работы майнинга. Сложность решает, насколько трудно найти блок. Размер решает, сколько блок несёт. Эти две вещи не связаны, и путаница между ними порождает много неверных представлений о комиссиях.

Но размер влияет на рынок комиссий. Когда транзакций больше, чем помещается, первыми попадают те, что предлагают более высокую комиссию. Общая сумма комиссий в блоке растёт, и это напрямую увеличивает выплату за блок.

Что такое coinbase-транзакция?

Первая транзакция в каждом блоке особенная. У неё нет отправителя. Она создаёт монеты из ничего и выплачивает их тому, кто создал блок.

Её называют coinbase-транзакцией. С одноимённой биржей она никак не связана.

Она выплачивает награду за блок, которая состоит из двух частей.

• Субсидия, то есть новые выпущенные монеты. Её задаёт график эмиссии сети, и у большинства монет она со временем уменьшается.
• Комиссии всех остальных транзакций в блоке. Пользователи добавляют их, чтобы их транзакции попали в блок.

В пуле coinbase платит пулу. Затем пул делит награду между всеми, кто отправлял шары в этом раунде. Это не обходной путь. Только так пул может заплатить многим людям из награды, которая приходит одним неделимым платежом.

Почему это важно, пока вы майните?

Когда устройство блока понятно, становятся очевидны три вещи. Все три встречаются постоянно.

• Новый блок мгновенно обесценивает вашу работу. Хеш предыдущего блока изменился, поэтому заголовка, который вы перебирали, больше нет. Всё, что вы отправите для него после этого, будет устаревшей шарой, и никакая скорость этого не исправит.
• Пул часто присылает вам новую работу. Каждая новая транзакция, которую пул хочет включить, меняет корень Меркла. Более свежая работа несёт больше комиссий, то есть больше награды за те же усилия.
• Размер блока никогда не входит в оценку дохода. Ваш доход зависит от сложности, субсидии и комиссий. Он не зависит от байтов в теле.

Страница блоков пула показывает высоту каждого блока, его награду и время находки. Эта строка и есть полезная часть всего сказанного выше. Обозреватель покажет остальное, включая coinbase-транзакцию, которая оплатила блок.