استخراج بیت‌کوین چیست و چگونه کار می‌کند؟

فهرست مطالب

 

استخراج، فرایندی که در قلب چشم‌انداز ساتوشی ناکاموتو برای بیت‌کوین قرار دارد، چیزی که هم شبکه بلاک چین را ایمن می‌کند و هم به فعالان جامعه رمز ارز، انگیزه مشارکت می‌دهد. در این مقاله با مفهوم استخراج و چگونگی کارکرد آن بیشتر آشنا خواهید شد.

به طور خلاصه:

  • استخراج بیت‌کوین، فرآیند افزودن و تأیید بلوک‌های معاملات به بلاک چین بیت‌کوین است.
  • بیت‌کوین از سازوکار اجماع «اثبات کار» استفاده می‌کند که مستلزم تعهد از جانب استخراج‌کنندگان است.
  • استخراج‌کنندگان بر سر حل یک معمای رمزنگاری پیچیده رقابت می‌کنند و پاداش آن‌ها بیت‌کوین است.

استخراج بیت‌کوین فرآیندی است که طی آن بلاک‌های معاملات به بلاک چین عمومی اضافه و تأیید می‌شوند. همچنین فرایندی است که با آن بیت‌کوین جدید ساخته می‌شود. سازو کاری که یکپارچگی بلاک چین را تضمین کرده و انگیزه مشارکت در شبکه را نیز بیشتر می‌کند.

استخراج‌کنندگان برای افزودن بلاک‌های جدید به بلاک چین با هم رقابت می‌کنند. استخراج بیت‌کوین مستلزم یک تعهد اساسی از طرف استخراج‌کنندگان است؛ این کار هزینه و زمان بر بوده و برای کاربرد ارز رمزنگاری‌شده و اعتماد مردم به قانونی بودن آن ضروری است.

حالا با گذشت بیش از یک دهه از اختراع بیت‌کوین توسط ساتوشی ناکاماتو، اکثر مردم با استخراج آشنا هستند. اما این کار واقعاً به چه معناست و چگونه می‌توان بیت‌کوین استخراج کرد؟

استخراج بیت‌کوین

استخراج بیت‌کوین چیست؟

علی رغم معنای واقعی کلمه استخراج، استخراج بیت‌کوین مانند کندن زمین برای پیدا کردن طلا یا زغال سنگ نیست. این کار در واقع تأیید معاملات انجام شده توسط بیت‌کوین است. استخراج‌کنندگان آن دسته از افراد یا شرکت‌هایی هستند که شبکه بلاک چین را نگهداری و حسابرسی می‌کنند.

آن‌ها با تکمیل «بلوک» ترکانش‌های تأییدشده‌ای که به بلاک چین اضافه می‌شوند، این کار را انجام می‌دهند. هنگامی که استخراج‌کننده‌ای بلآکی را کامل می‌کند، به او بیت‌کوین پاداش داده می‌شود.

آیا می‌دانستید؟

تقریباً هر چهارسال یک بار پاداش استخراج بیت‌کوین نصف می‌شود. واقعه‌ای که به آن هاوینگ (Halving) یا «نصف شدن» می‌گویند. در ماه مه سال 2020 (آخرین هاوینگ انجام شده)، پاداش بلآک از 12.5 BTC در هر بلاک به 6.25 BTC کاهش یافت.

استخراج بیت‌کوین به ارزانی گذشته نیست، اما این دشواری مانع ماینینگ سرمایه‌گذاران نمی‌شود. پاداش بیت‌کوین انگیزه‌ای است که معاملات رمز ارزها را از طریق نظارت بر شبکه تأمین می‌کند. از آن جایی که این مسئولیت به گردن تعداد زیادی استخراج‌کننده بسیاری در سرتاسر دنیا است، بیت‌کوین یک رمز ارز غیر متمرکز به شمار می‌رود. به این معنا که بیت‌کوین برای قابل اعتماد بودن به هیچ مرجع مرکزی مانند دولت یا بانک وابسته نیست.

چرا بیت‌کوین به استخراج‌کننده نیاز دارد؟

استخراج در واقع فرآیندی برای بازرسی و تأیید معاملات بیت‌کوین و به منظور جلوگیری از مشکل «دوبار خرج کردن» است. دوبار خرج کردن زمانی اتفاق می‌افتد که مالک رمز ارز بخواهد یک کوین را دو بار خرج کند. در دنیای پول‌های فیزیکی شما نمی‌توانید با یک اسکناس 20 پوندی از یک مغازه خرید کنید و سپس به فروشگاه‌های دیگر رفته و با همان اسکناس 20 پوندی دوباره خرید کنید.

در دنیای ارزهای دیجیتال، این خطر وجود دارد که فردی که یک بیت‌کوین دارد از آن بیت‌کوین یک کپی گرفته و آن را به جای پول اصلی به خریداری دیگر بفرستد. در دنیای واقعی، صندوق‌دار برای اطمینان از جعلی نبودن اسکناس 20 پوندی به نوشته‌های آن نگاه می‌کند. در فضای رمز ارزها نیز، استخراج‌کنندگان این وظیفه را به عهده دارند. آن‌ها بررسی می‌کنند تا مطمئن شوند یک معامله دو بار انجام نشده باشد.

استخراج بیت‌کوین

فرایند استخراج بیت‌کوین

بیت‌کوین از سازوکار اجماع «اثبات کار» استفاده می‌کند.

فرایند استخراج بیت‌کوین بدین گونه عمل می‌کند:

  • کامپیوتر استخراج‌کننده که نود یا گره (node) نام دارد، تک تک معاملات بیت‌کوین را هر ۱۰ دقیقه در یک بلآک جمع‌آوری و بسته‌بندی می‌کند.
  • این نود با نودهای دیگر در شبکه بر سر حل یک مسئله پیچیده رمزنگاری‌شده رقابت می‌کند تا اولین کسی باشد که بلآک جدید را برای شبکه بلاک چین تایید می‌کند.
  • اولین استخراج‌کننده‌ای که مسئله را حل کند، موفقیت خود را به سراسر شبکه اعلام می‌کند.
  • آنگاه سایر نودها چک می‌کنند تا درستی راه‌حلشان را بررسی کنند. در صورت درست بودن، بلآک جدید به بلاک چین اضافه شده و کل فرایند دوباره تکرار می‌شود.
  • از آن جایی که استخراج‌کننده اولین کسی بوده که مسئله را حل کرده، بیت‌کوین پاداش خواهد گرفت.

سخت‌افزار استخراج بیت‌کوین تابع هش رمزگذاری‌شده را در سر تیتر بلاک اجرا می‌کند. معنای آن این است که هر استخراج‌کننده با معاملات تأیید نشده از حافظه نود (ممپول) «یک بلوک کاندید» ایجاد می‌کند.

ساختار بلاک در بلاک چین

در شبکه بیت کوین، هر بلاک دارای دو بخش اصلی است، بدنه بلاک که شامل تعدادی تراکنش است و هدر بلاک (Block Header) یا سربرگ، که شامل یک سری اطلاعات خلاصه در خصوص آن بلاک است.

اطلاعاتی که در هدر بلاک وجود دارند عبارتند از:

  • ورژن: این عدد ورژن بلاک یا نسخه‌ای از قوانینی است که این بلاک بر اساس آن قابل تایید است.
  • هش هدر بلاک قبلی: بلاک قبل از این بلاک در بلاک چین هم دارای یک هدر مخصوص به خود است که هش آن در هدر بلاک بعدی ثبت می‌شود.
  • هش ریشه مرکل تراکنش‌ها: به صورت خلاصه و ساده، می‌شود «هش مجموع تراکنش‌های موجود در این بلاک».
  • زمان: این عدد نشان‌دهنده دقیق زمانی است که در آن ماینر شروع به پیدا کردن هش بلاک کرده است.
  • nBits: نشان دهنده تارگت یا هدفی است که توسط شبکه مشخص شده و در صورتی که هشی که ماینر برای این بلاک پیدا می‌کند از این عدد کوچک‌تر باشد، بلاک استخراج شده تلقی می‌شود و ماینر به پاداشش می‌رسد.
  • نانس (nonce): یک عدد دلخواه است که توسط ماینر مدام عوض می‌شود و با عوض شدن آن هش هدر بلاک هم تغییر می‌کند، تا زمانی که این هش از Target یا هدف تعیین شده توسط شبکه مقدار کوچکتری داشته باشد و بلاک به اصطلاح استخراج شود. در بیت‌کوین، nonce یک عدد کامل بین 0 تا 4،294،967،296 است.

سپس این سرتیتر بلوک داخل تابع هش SHA256 قرار می‌گیرد. اگر تعداد حاصل از هش هدف فعلی (nBits) بیشتر باشد، استخراج‌کننده nonce را تغییر داده و دوباره امتحان می‌کند. استخراج‌کننده‌ها این کار را هزاران بار در دقیقه انجام می‌دهند تا به پاسخ مسئله دست یابند. این هدف دشوار یک عدد 256 بیتی است؛ برای اطمینان از اینکه استخراج بلوک حدود 10 دقیقه طول بکشد، این هدف بعد از ایجاد 2016 بلوک (تقریباً هر دو هفته) دوباره تنظیم می‌شود.

استخراج بیت‌کوین

وقتی تابع هش یک استخراج کننده خوش شانس نتیجه ای بیرون دهد که از هش هدف فعلی پایین‌تر باشد، پبدا کردن پاسخ مسئله را به سایر ماینرها اطلاع می‌دهد.  هر گره درستی پاسخ را بررسی می‌کند و سپس بلاکی که آن ماینر موفق به استخراج آن شده است، به زنجیره بلاک‌ها یا بلاک چین اضافه می‌گردد. استخراج‌کننده موفق نیز برنده پاداش استخراج بلاک جدید می‌شود. این معامله که از هیچ، بیت‌کوین جدیدی ایجاد می‌کند، «معامله بر مبنای کوین» شناخته شده و در بلاک کاندید گنجانده می‌شود.

این پاداش‌ها انگیزه مشارکت و ادامه روند را ایجاد می‌کنند. نرخ ایجاد کوین توسط کد استخراج تعیین می‌شود تا اطمینان حاصل شود که زمان لازم برای ایجاد یک بلاک توسط هر استخراج‌کننده به طور متوسط 10 دقیقه است. این کار برای محافظت از سیستم و تنظیم سختی شبکه انجام گرفته می‌شود.

هر بار که بیت‌کوین استخراج می‌شود، حل مسئله رمزنگاری‌شده سخت‌تر می‌شود، بدین معنا که استخراج‌کنندگان برای موفقیت در به دست آوردن پاداش بلاک ها به میزان هش بیشتری نیاز خواهند داشت. این بدان معنی است که برای بدست آوردن همان مقدار رمز ارز به قدرت محاسباتی بیشتری نیاز است.

نخستین استخراج‌کنندگان بیت‌کوین از سی پی یوی (CPU) کامپیوتر خود برای حل مسائل رمزنگاری‌شده استفاده می‌کردند. به زودی استخراج‌کنندگان دریافتند که واحدهای پردازش گرافیک (GPU) از CPU مؤثرتر بوده و این باعث ایجاد یک رقابت تسلیحاتی بر سر سخت‌افزارهای استخراج شد. اکنون استخراج‌کنندگان از سخت‌افزار اختصاصی معروف به ماینرهای ASIC (مدار مجتمع با کاربرد خاص) استفاده می‌کنند.

حمله ۵۱ درصدی

حل مسئله‌های رمزنگاری برای محافظت از شبکه بیت کوین در برابر حملات ضروری است. معکوس کردن معاملات در بلاک چین به 51 درصد از کل قدرت محاسبات شبکه نیاز دارد. این موضوع به کاربران اطمینان می‌دهد که هر حمله‌ای دشوار و بی معنی است چراکه مهاجم برای موفقیت لازم است بیش از هر کس دیگری سخت افزار استخراج داشته باشد.

آینده استخراج بیت‌کوین و سایر رمز ارزها

با پیشرفت استخراج بیت‌کوین، موانع ورود به این عرصه برای استخراج‌کنندگان افزایش یافته است. اکنون بیشتر استخراج‌ها را «استخرهایی» تشکیل شده از تعداد زیادی از استخراج کنندگان انجام می دهند که منابع خود را با هم ترکیب کرده و سعی می‌کنند از قدرت محاسباتی تجمعی خود برای کسب پاداش‌های بیتکوین استفاده کنند.

در سال 2020 بیشتر استخرهای استخراج در چین قرار داشتند، هرچند سلطه این کشور بر این صنعت در طی سال 2020 اندکی دچار لغزش شد. استخراج‌کنندگان به شدت تحت تأثیر قیمت برق قرار می‌گیرند، چرا که استخراج اثبات کار مقدار زیادی برق مصرف می‌کند. بسیاری از استخراج‌کنندگان برای استفاده بهینه از برق، به جاهایی که برق ارزان‌تر تر دارند نقل مکان می‌کنند.

آیا می‌دانستید؟

عرضه بیت‌کوین به 21 میلیون محدود شده است. وقتی تمام 21 میلیون BTC استخراج شدند، یعنب تقریباً در سال 2140، به استخراج‌کنندگان پاداش معاملات تعلق خواهد گرفت.

استخراج بیت‌کوین

مصرف انرژی در ماینینگ

اخیرا استخراج بیت‌کوین به دلیل مصرف زیاد انرژی مورد انتقاد قرار گرفته است، که این نرخ در سال 2020 حدود 8.4 گیگاوات یا 65.74 تراوات ساعت بود – بیش از تولید هفت نیروگاه هسته‌ای. برخی از طرفداران رمزارزها استدلال می‌کنند که این ارز به عنوان یک «واحد پول» انگیزه استفاده از انرژی مازاد برای استخراج را در افراد ایجاد می‌کند. در واقع، چندین نیروگاه در ایالات متحده آمریکا و ایران در حال حاضر از گاز طبیعی مازاد برای انجام عملیات استخراج بیت‌کوین در مقیاس بزرگ استفاده می‌کنند.

با این وجود انرژی‌های تجدیدپذیر تنها 39% از کل انرژی مصرفی استخراج‌کنندگان رمز ارز جهان را تشکیل می‌دهد. ماینرهای بیت‌کوین ردپای کربنی به مقیاس کشور دانمارک تولید می‌کنند.

برخی رمز ارزها، متأثر از این انتقاد، در حال تبدیل شدن از سازوکار توافق اثبات کار به سیستمی که به اثبات سهام (PoS) شناخته می‌شود، هستند.

رمز ارزهایی که از پروتکل اثبات سهام پیروی می‌کنند، به جای استخراج‌کننده به اعتبارسنج نیاز دارند. این اعتبارسنج‌ها متناسب با اعتبارسنجی که انجام می‌دهند، پاداش بلاک را دریافت می‌کنند. اتریوم، دومین رمز ارز بزرگ به لحاظ حجم بازار، با ارتقا به Ethereum 2.0 به مدل اثبات سهام روی آورده است.

اما بیت‌کوین به مدل توافق اثبات کار که آزمایش خود را پس داده پایبند است. مدلی که توسط ساتوشی ناکاموتو در گزارش اصلی بیت‌کوین بیش از ده سال پیش پشتیبانی شده است.

دارا پلتفرم استخراج بیت کوین است. دغدغه های مدیریت و تامین برق ماینرها را رها کنید و ماینینگ را به ما بسپارید.

دیدگاه‌ خود را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

قصد دارید بیت‌کوین استخراج کنید؟

در اسرع وقت برای مشاوره رایگان با شما تماس می‌گیریم

dara-logo-pop
قصد دارید بیتکوین استخراج کنید؟
در اسرع وقت برای مشاوره رایگان با شما تماس میگیریم.