استخراج بیت کوین چیست؟

بیت‌ کوین به ‌عنوان اولین ارز دیجیتال دنیا، تحولی عظیم در فناوری‌های دیجیتال و سیستم‌های پرداخت ایجاد کرده است. علاوه بر خرید، استخراج بیت کوین یا ماینینگ بیت کوین، راهی دیگر برای به دست آوردن بیت‌کوین‌های جدید است. در این فرآیند، ماینرها با استفاده از توان پردازشی کامپیوتر، مسائل پیچیده ریاضی را حل کرده و به عنوان پاداش، بیت‌کوین دریافت می‌کنند.

استخراج بیت کوین نه تنها به تولید بیت‌ کوین‌های جدید کمک می‌کند، بلکه نقش مهمی در حفظ امنیت و غیرمتمرکز بودن شبکه بیت‌کوین دارد. ماینرها با رقابت برای حل مسائل، از کنترل شبکه توسط یک نهاد متمرکز جلوگیری می‌کنند.

استخراج بیت‌ کوین شامل افزودن سوابق تراکنش‌ها به یک دفتر کل است، که به این دفتر کل عمومی، بلاکچین گفته می‌شود. این دفتر کل تضمین می‌کند که هر معامله به درستی انجام شود و از دوباره خرج کردن بیت‌کوین جلوگیری می‌کند. ماینرها با تأیید معاملات و اضافه کردن بلاک‌های جدید، به امنیت شبکه کمک کرده و در ازای آن، به عنوان پاداش بیت‌کوین دریافت می‌کنند.

خرید ارز دیجیتال با ۱۰ هزار تومان!

تو صرافی ارزپلاس میتونی فقط با ۱۰ هزار تومان و با کارمزد صفر، بیش از ۷۰۰ ارز دیجیتال رو بخری!

شروع

این فرآیند پاداش‌دهی تا زمانی که ۲۱ میلیون بیت کوین وارد گردش شوند، ادامه خواهد داشت. پس از رسیدن به این تعداد، پاداش‌دهی بیت کوین متوقف می‌شود و استخراج‌کنندگان بیت کوین از طریق کارمزدهای پرداختی، پاداش دریافت می‌کنند.

فرآیند استخراج بیت کوین چگونه است؟

در اینجا مثالی ساده شده برای توضیح فرآیند ماینینگ بیت کوین (Bitcoin Mining) آورده شده است. فرض کنید که از دوستان خود می‌خواهید عددی بین ۱ تا ۱۰۰ را حدس بزنند. دوستان شما نیازی ندارند که دقیقاً عدد درست را حدس بزنند؛ آن‌ها فقط باید اولین کسی باشند که عددی کمتر یا مساوی با عدد شما حدس بزنند. اگر عدد شما ۱۹ باشد و یکی از دوستان عدد ۲۱، دیگری ۵۵ و دیگری ۸۳ را حدس بزند، همه آن‌ها بازنده هستند زیرا اعداد بزرگ‌تر از ۱۹ را حدس زده‌اند. با این حال آن‌ها می‌توانند دوباره حدس بزنند و حدس‌های بعدی ۱۶، ۴۱ و ۶۷ هستند. دوستی که ۱۶ را حدس زده برنده می‌شود زیرا او اولین کسی بود که عددی کمتر یا مساوی با ۱۹ را حدس زد.

در این مثال، عددی که شما انتخاب کردید، یعنی ۱۹، نمایانگر هدف هش است که شبکه بیت کوین برای یک بلوک ایجاد می‌کند و حدس‌های تصادفی دیگر همانند حدس‌های استخراج‌کنندگان است.

استخراج بیت کوین یا ماینینگ بیت کوین دقیقاً مانند همین مثال اما در مقیاس بسیار بزرگ‌تر است. این فرآیند از رمزنگاری، محاسبات توزیع‌شده و فناوری های نوین برای تأیید و ایمن‌سازی تراکنش‌ها استفاده می‌کند.

نرخ هش (Hash Rate) چیست؟

با در نظر گرفتن پیچیدگی‌های استخراج بیت کوین، انتخاب سخت‌افزار مناسب بسیار حائز اهمیت است. یکی از مهم‌ترین معیارها در انتخاب تجهیزات ماینینگ (Mining rig)، نرخ هش (Hash Rate) است. نرخ هش تعداد محاسباتی است که سخت‌‌افزار شما می‌تواند در هر ثانیه انجام دهد. این پارامتر بسیار مهم است زیرا هرچه نرخ هش بالاتر باشد، احتمال حل مسائل ریاضی مربوط به الگوریتم شبکه بیت کوین، تکمیل یک بلاک و دریافت پاداش بیشتر می‌شود.

ماینرها در استخراج بیت کوین به دنبال یک خروجی مشخص از تابع هش هستند. ورودی یکسان همیشه همان خروجی را تولید می‌کند، اما به دلیل طراحی تابع هش، این خروجی‌ها غیرقابل پیش‌بینی‌اند. بهترین روش برای یافتن یک خروجی خاص، آزمایش تعداد زیادی ورودی تصادفی است. ماینینگ بیت کوین فرآیندی بسیار رقابتی است، بنابراین برای کسب پاداش، ماینرها باید ورودی‌های تصادفی را با بالاترین سرعت ممکن  آنالیز کنند. به همین دلیل، انتخاب سخت‌افزار با نرخ هش بالا برای موفقیت در استخراج بسیار مهم است.

نرخ هش با واحدهای مگاهش بر ثانیه  (MH/s)، گیگاهش بر ثانیه (GH/s) و تراهش بر ثانیه (TH/s) اندازه‌گیری می‌شود. نرخ هش سخت‌افزاری که به طور خاص برای استخراج بیت کوین طراحی شده، می‌تواند از ۳۳۶   MH/s  تا ۱۴,۰۰۰,۰۰۰ MH/s تغییر کند.

نمونه یک کد هش در زیر آمده است:

a54f83a5db7371eeefa2287a0ede750ac623e49a8ba29f248eb785fe0a678559

تعریف فرآیند استخراج بیت کوین

استخراج بیت‌کوین مثل حل کردن یک معمای بسیار پیچیده است. برای انجام این کار، نرم افزاری که کار استخراج را انجام می‌دهد، باید یک عدد خاص تولید کند و یک عدد دیگر به آن اضافه کند که به آن “نانس (nonce)” یا “عدد یک‌ بار مصرف” می‌گویند. ماینرها همیشه از عدد صفر شروع می‌کنند و هر بار یک واحد به آن اضافه می‌کنند (اول صفر، بعد ۱، ۲، ۳ و همین‌طور ادامه می‌دهند).

اگر عدد تولید شده توسط ماینر بیشتر از عدد هدفی که شبکه بیت‌کوین تعیین کرده است باشد، ماینر باید دوباره تلاش کند. این کار را همه ماینرها انجام می‌دهند تا زمانی که یکی از آن‌ها عددی تولید کند که کمتر یا مساوی با عدد هدف باشد. اولین ماینری که به این هدف برسد، پاداش و کارمزدها را دریافت می‌کند و بلاک جدیدی به زنجیره بیت‌کوین اضافه می‌شود. زمانی که این بلاک با اطلاعات (حدود یک مگابایت) پر شود، بسته می‌شود و ماینرها دوباره شروع به کار می‌کنند.

روش اثبات کار (Proof-of-Work) چیست؟

فرآیند استخراج بیت‌کوین چیزی است که به آن “اثبات کار” (Proof-of-Work یا PoW) می‌گویند. این اصطلاح به معنای کاری است که برای تولید عدد برنده (هش) انجام می‌شود و به عنوان مدرک تأیید تراکنش‌ها توسط ماینر در بلاک محسوب می‌شود، به همین دلیل به آن اثبات کار می‌گویند.

اثبات کار همچنین گاهی به عنوان یک مکانیزم اجماع نیز شناخته می‌شود، اما تنها بخشی از اجماع است. اجماع زمانی حاصل می‌شود که ماینر بلاک را به زنجیره بلاکچین اضافه می‌کند و بقیه شبکه آن را با استفاده از هش‌ها تأیید می‌کنند (به اجماع می‌رسند). این کار نیاز به انرژی یا قدرت محاسباتی زیادی ندارد زیرا هر گره ماینینگ (دستگاهی که استخراج می‌کند) این کار را در حالی که بلاک جدیدی را استخراج می‌کند نیز انجام می‌دهد. با اضافه شدن بلاک‌های جدید، شبکه آن‌ها را تأیید می‌کند.

تأیید تراکنش‌های مربوط به استخراج بیت‌کوین

تأیید تراکنش‌های مربوط به استخراج بیت‌کوین به این صورت است که هر بلاک شامل هش بلاک قبلی است، بنابراین وقتی هش بلاک بعدی تولید می‌شود، هش بلاک قبلی هم در آن قرار دارد. به خاطر داشته باشید که اگر حتی یک کاراکتر تغییر کند، هش هم تغییر می‌کند، بنابراین هش بلاک بعدی هم تغییر می‌کند.

استخراج و بستن یک بلاک به معنای تأیید آن نیست. بلاک زمانی تأیید شده محسوب می‌شود که پنج بلاک دیگر بعد از آن استخراج شوند، یعنی تأیید کامل پس از شش بلاک انجام می‌شود. تا رسیدن به این شش تأیید، امکان تغییر اطلاعات در یک بلاک وجود دارد، اما این امر بسیار نادر است چون برای این کار باید کل شبکه توسط کسی کنترل شود که قصد تغییر اطلاعات را دارد، و این کار بسیار دشوار است.

پاداش تراکنش چیست؟

پاداش موفقیت در تأیید یک بلاک، رمز ارز بیت‌کوین است. در سال ۲۰۰۹، برای استخراج یک بلاک ۵۰ بیت‌کوین دریافت می‌شد، اما پاداش بلاک هر ۲۱۰,۰۰۰ بلاک (تقریباً هر چهار سال) نصف می‌شود، بنابراین در سال ۲۰۱۳، مقدار پاداش به ۲۵ بیت کوین کاهش یافت، سپس به ۱۲.۵، و بعد به ۶.۲۵ رسید. در آخرین رویداد نصف شدن بیت‌کوین (هاوینگ) در آوریل ۲۰۲۴، پاداش به ۳.۱۲۵ تغییر کرد.

یکی از محرک‌های دیگر برای شرکت در فرآیند استخراج بیت‌کوین، کارمزدهای تراکنش است. علاوه بر پاداش‌ها، ماینرها از تراکنش‌های موجود در آن بلاک نیز کارمزد دریافت می‌کنند. وقتی بیت‌کوین به محدودیت برنامه‌ریزی شده ۲۱ میلیون (که انتظار می‌رود حدود سال ۲۱۴۰ باشد) برسد، ماینرها برای پردازش تراکنش‌هایی که کاربران شبکه پرداخت می‌کنند، پاداش می‌گیرند. این کارمزدها اطمینان می‌دهند که ماینرها همچنان انگیزه کافی برای استخراج و نگهداری شبکه بلاکچین دارند. ایده این است که رقابت برای این کارمزدها باعث می‌شود که آن‌ها پس از پایان هاوینگ، همچنان فعال بمانند.

تعریف سختی استخراج (Mining Difficulty)

سختی استخراج یا سختی شبکه (Network Difficulty) عاملی است که زمان لازم برای ساخت یک بلاک جدید در شبکه بلاک چین را تنظیم می‌کند تا میانگین زمان ایجاد هر بلاک ثابت بماند. ماینرهای بیت‌کوین برای استخراج یک بلاک جدید باید عددی به نام تارگت هش (Target Hash) پیدا کنند که نیازمند تلاش زیادی است. با افزایش قدرت محاسباتی شبکه، سختی استخراج بیشتر می‌شود تا مدت زمان تولید هر بلاک کاهش نیابد و محدودیت عرضه بیت‌کوین حفظ شود. سختی استخراج هر ۲٫۰۱۶ بلاک یا تقریباً هر دو هفته یک بار بر اساس عملکرد ماینرها در دوره قبلی تنظیم می‌شود؛ بنابراین با افزایش یا کاهش هش ریت شبکه، سختی استخراج نیز به تناسب تغییر می‌کند. این فرآیند از ایجاد تورم و ریزش قیمت بیت‌کوین جلوگیری می‌کند.

تاریخچه استخراج بیت‌کوین

دو تحول مهم و اصلی در تکامل و شکل‌گیری استخراج بیت‌کوین به شکل امروزی آن نقش داشته‌اند. اولین تحول، تولید سفارشی دستگاه‌های استخراج بیت‌کوین بود که منجر به متمرکز شدن شبکه شد. از آنجا که استخراج بیت‌کوین اساساً بر مبنای حدس و گمان است، رسیدن به جواب درست قبل از دیگر استخراج‌کنندگان تقریباً به سرعت تولید هش‌های دستگاه‌های شما بستگی دارد.

در روزهای ابتدایی بیت‌کوین، رایانه‌های رومیزی با پردازنده‌های معمولی (CPU) استخراج بیت‌کوین را انجام می‌دادند. اما با گذشت زمان و افزایش سطح دشواری الگوریتم، مدت زمان یافتن راه‌حل در شبکه بلاکچین طولانی‌تر شد. طبق برخی تخمین‌ها، با استفاده از CPUها، یافتن یک بلوک معتبر در سطح دشواری اوایل سال ۲۰۱۵ به طور متوسط “چند صد هزار سال” طول می‌کشید.

استخراج با کارت گرافیک (GPU)

با گذشت زمان، استخراج‌کنندگان متوجه شدند که واحدهای پردازش گرافیکی (GPU) یا کارت‌های گرافیک برای استخراج مؤثرتر و سریع‌تر هستند. اما این کارت‌ها مصرف برق زیادی داشتند و برای استخراج سنگین طراحی نشده بودند. در نهایت، تولیدکنندگان شروع به محدود کردن توانایی‌های استخراج این کارت‌ها کردند زیرا افزایش تقاضا برای GPUها باعث افزایش قیمت آن‌ها و کاهش موجودی شد.

استخراج با ایسیک (ASIC)

امروزه بسیاری از استخراج‌کنندگان از دستگاه‌های استخراج سفارشی استفاده می‌کنند. این دستگاه‌ها با نام مدارهای مجتمع با کاربری خاص (ASIC) شناخته می‌شوند و مجهز به چیپ‌های تخصصی برای استخراج سریع‌تر و کارآمدتر بیت‌کوین هستند. هزینه این دستگاه‌ها از چند صد تا چند ده هزار دلار متغیر است. امروزه استخراج بیت‌کوین به قدری رقابتی شده که فقط با به‌روزترین ASICها می‌توان به صورت سودآور این کار را انجام داد.

مصرف انرژی بیت‌کوین

بر اساس تحقیقات انجام شده، میزان استخراج بیت‌کوین اکنون در ایالات متحده بیشتر از هرجای دیگر از دنیاست. از تقریباً ۳۸ درصد فعالیت‌های جهانی استخراج بیت‌کوین که در آمریکا انجام می‌شود، بیش از ۶۲ درصد آن در چهار ایالت متمرکز است: جورجیا (۳۰.۷۶٪)، تگزاس (۱۱.۲۲٪)، کنتاکی (۱۰.۹۳٪) و نیویورک (۹.۷۷٪). این بدان معناست که چهار ایالت آمریکا بیش از ۲۳ درصد از مصرف انرژی استخراج بیت‌کوین در جهان و قدرت هشینگ آن را به خود اختصاص می‌دهند. قدرت هشینگ به سرعتی که یک کامپیوتر، ماینر یا شبکه می‌تواند راه‌حل‌های رمزنگاری را تولید کند، اشاره دارد.

جلوگیری از کلاهبرداری‌های مربوط به استخراج بیت‌کوین

بیت‌کوین و فرآیند استخراج آن مانند هر زمینه دیگری که با مسائل مالی مرتبط است می‌تواند بستری برای  افرادی باشد که سعی می‌کنند به طرق مختلف کلاهبرداری کنند. به همین دلیل اگر تصمیم به شروع استخراج بیت کوین گرفتید، باید از کلاهبرداری‌های مربوط به این کار آگاه باشید. در ادامه به برخی روش‌های کلاه‌برداری‌ در این زمینه اشاره شده است:

پلتفرم‌های استخراج ابری: استخراج ابری بیت‌کوین گزینه مناسبی برای کسانی است که بدون نیاز به مدیریت سخت‌افزار و هزینه‌های اضافی، می‌خواهند در ماینینگ بیت کوین سرمایه‌گذاری کنند، زیرا این روش با استفاده از قراردادهای استخراج، به کاربران امکان استفاده از قدرت پردازشی مراکز داده را می‌دهد و نیاز به دست و پنجه نرم کردن با مشکلات سخت‌افزاری و نرم‌افزاری را برطرف می‌کند. اما این روش ریسک‌هایی از جمله کلاهبرداری‌های متعدد و عدم کنترل بر سخت‌افزار فیزیکی را داراست. با انتخاب استخراج ابری، شما کنترل عملیات را از دست می‌دهید و به دلیل کمیسیون‌هایی که عملگرها برای پوشش هزینه‌هایشان می‌گیرند، سود کمتری نصیبتان می‌شود.

کیف پول‌های جعلی: کیف پول‌های ارز دیجیتال کلیدهای خصوصی شما را ذخیره می‌کنند. با این حال، هکرها می‌توانند کیف پول‌های جعلی بسازند و رمز شما را به راحتی کپی کنند. بنابراین بهترین کار این است که از یک کیف پول معتبر استفاده کنید.

خلاصه مطلب

استخراج بیت‌کوین یک فرآیند پرمصرف است که از دستگاه‌ها و نرم‌افزارهای خاصی برای حل مسئله‌های ریاضی استفاده می‌کند. این فرآیند به تأیید تراکنش‌های شبکه بیت‌کوین می‌پردازد و  بیت‌کوین را به عنوان یک مشوق برای شرکت‌کنندگان، به کسانی که در این رقابت پیروز می‌شوند پاداش می‌دهد.

سؤالات متداول