فرآیند استخراج (ماینینگ) بیت کوین، فرآیندی است که طی آن بیت کوین‌های جدید ایجاد شده و به مجموع بیت کوین‌های در گردش اضافه می‌شوند. در طی این فرآیند، تراکنش‌های بیت کوین تأیید و در دفتر کل بلاک چین ثبت می‌شوند. ماینینگ بیت کوین با استفاده از کامپیوترهای قدرتمندی به نام ماینر انجام می‌شود. این کامپیوترها، باید قدرت پردازش بسیار بالایی برای حل مسائل ریاضی (در ادامه با مفهوم دقیق مسائل ریاضی بیشتر آشنا می‌شویم) داشته باشند.

ماینرها وظیفه دارند، مسائل ریاضی را حل کرده و با حل آن‌ها، تعدادی از تراکنش‌های انجام شده را تأیید کنند. این تراکنش‌ها در یک بلاک جمع‌آوری شده و پس از تأیید، به بلاک چین افزوده می‌شوند. شبکه بیت کوین، به اولین ماینری که بتواند مسئله را حل و تراکنش را تأیید کند، 25/6 بیت کوین پاداش می‌دهد. این پاداش، دلیل اصلی افراد برای سرمایه‌گذاری در استخراج بیت کوین است.

استخراج بیت کوین کار چندان ساده‌ای نیست. این کار به تعداد زیادی از ماینرهای قوی، مکانی برای نگه‌داری از آن‌ها و نیروی برق زیادی نیاز دارد. با این حال، بسیاری از سرمایه‌گذاران به این فرآیند علاقه‌مندند و از این طریق سود زیادی به دست می‌آورند. یکی از مزایای ماین بیت کوین، پاداش گرفتن با بیت کوین است. در طی زمان و با افزایش قیمت بیت کوین، سرمایه‌گذاران می‌توانند سود خوبی از ماین بیت کوین به دست بیاورند.

با سرمایه‌گذاری در ماینینگ بیت کوین، سرمایه‌گذاران به حفظ امنیت پلتفرم بیت کوین نیز کمک می‌کنند. ماینرها، جلوی هرگونه دست‌کاری در اطلاعات را می‌گیرند و اجازه نمی‌دهند هکرها به اطلاعات تراکنش افراد دسترسی داشته باشند. آن‌ها همچینین از بروز خطای دو بار خرج کردن (Double spending) جلوگیری می‌کنند.

دو بار خرج کردن (Double spending) چیست؟

خطای دو بار خرج کردن، به حالتی گفته می‌شود که شخصی بیت کوینی را که یک بار به یک آدرس ولت منتقل کرده است، دوباره به همان آدرس یا آدرس‌های دیگر بفرستد.

خطای دو بار خرج کردن در مورد پول‌های فیزیکی مانند پول فیات مطرح نیست. برای مثال، اگر شما یک اسکناس 5 هزار تومانی داشته باشید و با آن یک بطری آب بخرید، دیگر اسکناس خود را نخواهید داشت؛ بنابراین دیگر نمی‌توانید از همان اسکناس برای خرید نوشابه نیز استفاده کنید. اما ازآنجاکه ارزهای دیجیتال، چیزی جز اطلاعات ذخیره شده نیستند؛ همواره این نگرانی وجود داشت که شخصی بتواند با کپی‌کردن این اطلاعات، کوینی مشابه به کوین اصلی ایجاد کرده و از آن چندین بار استفاده کند.

اگر شما یک اسکناس واقعی و یک اسکناس تقلبی، دقیقاً مشابه نسخه اصلی آن داشته باشید. شخصی می‌تواند با نگاه‌کردن به شماره سریال آن‌ها متوجه شود که یک شماره سریال بر روی هر دو اسکناس ثبت شده، پس یکی از آن‌ها تقلبی است. در دنیای ارزهای دیجیتال، ماینرها مسئول نظارت و تطبیق شماره‌ سریال‌ها هستند. ماینرها با حفظ اطلاعات هر ولت، می‌توانند موجودی آن‌ها را در هر لحظه چک کنند و میزان ورودی و خروجی یک ولت را با تعداد کل بیت کوین‌های در گردش مقایسه کنند؛ بنابراین، بروز خطای دو بار خرج کردن یا ضرب بیت کوین‌های تقلبی غیرممکن خواهد بود.

مشکل مصرف برق در استخراج بیت کوین

البته فرآیند ماین بیت کوین بی‌عیب‌ونقص نیست. حامیان محیط‌ زیست، مصرف برق زیاد ماینرها را تهدیدی برای کره زمین می‌دانند. آن‌ها معتقدند بیت کوین باید در مناطقی ماین شود که امکان تولید برق از منابع تجدیدپذیر وجود داشته باشد. ماین بیت کوین با برق حاصل از سوزاندن سوخت‌های فسیلی، باعث گرم شدن و آلودگی محیط‌ زیست خواهد شد.

علاوه بر این، تنها 1 مگابایت اطلاعات می‌تواند در هر بلاک بیت کوین وجود داشته باشد. این قانونی است که ساتوشی تعیین کرده است. بسیاری از افراد، کند بودن شبکه بیت کوین را حاصل کوچک بودن بلاک‌های بیت کوین می‌دانند. آن‌ها معتقدند برای افزایش مقیاس پذیری بیت کوین، باید اندازه بلاک‌های بیت کوین افزایش داده شود.

نودها

برای درک معنای استخراج بیت کوین، بهتر است اول با مفهوم بلاک چین آشنا شویم. تکنولوژی بلاک چین، یک تکنولوژی رمزنگاری برای حفاظت از اطلاعات است که پیش از ظهور رمزارزها نیز از آن استفاده می‌شد. فرض کنید چند برگه حاوی اطلاعاتی دارید که می‌خواهید آن‌ها را از هرگونه تغییر و دست کاری در امان نگه دارید. یک راه برای حفظ امنیت این اطلاعات، نگه‌داری آن‌ها در یک صندوقچه امن است. اما در این روش باز هم امکان دزدیده شدن اطلاعات و تغییر دادن آن‌ها وجود دارد. روش دیگر، گرفتن چندین کپی از این اطلاعات و دادن برگه‌ها به افراد مختلف است.

بدیهی است که هرچه تعداد افرادی که برگه‌ها را داشته باشند بیشتر باشد، امکان اینکه کسی بتواند تغییری در آن‌ها ایجاد کند کمتر می‌شود، چرا که همواره این افراد با یکدیگر در ارتباط بوده و در صورتی که شخصی اطلاعاتی مغایر با آنچه دیگران دارند گزارش کند، از حلقه افراد امن حذف خواهد شد؛ به این ترتیب، امنیت اطلاعات حفظ شده و تقریبا هیچ‌کس نمی‌تواند اطلاعات را تغییر دهد.

در دنیای ارزهای دیجیتال، به جای دادن برگه‌ها به افراد، آن ها را در کامپیوترهایی به نام نود ذخیره می‌کنند. این کامپیوترها همواره با یکدیگر در ارتباط بوده و اجازه نمی‌دهند نودهای خرابکار، اطلاعات را دست کاری کنند. هر نود، کامپیوتری است که تمام اطلاعات بلاک چین را در حافظه خود کپی کرده و به طور مستمر با دیگر نودها در ارتباط است.

هر سیستمی اگر بتواند میزان رم و قدرت پردازش موردنیاز برای تبدیل شدن به نود بیت کوین را داشته باشد، می‌تواند با نصب پایگاه داده بیت کوین تبدیل به یک نود بیت کوین شود. تمام ماینرها یک نود بیت کوین هستند اما لزوماً هر نودی یک ماینر نیست. نودهایی که اطلاعات بلاک چین را در خود جای می‌دهند تنها در صورتی می‌توانند تبدیل به یک ماینر شوند که قدرت پردازش لازم برای تأیید تراکنش‌ها را داشته باشند.

پس به زبان ساده می‌توان گفت، بلاک چین، از مجموعه‌ای از کامپیوترهای به هم متصل تشکیل شده است که وظیفه حفظ و نگه‌داری از اطلاعات را برعهده دارند. این کامپیوترها تمام تراکنش‌های انجام شده در شبکه بیت کوین را در دفتر کل توزیع شده‌ای به نام بلاک چین، ثبت می‌کنند. اما اگر این کامپیوترها، صرفاً برای حفظ اطلاعات هستند، دلیل به وجود آمدن کامپیوترهای غول پیکری که با نام ماینر می‌شناسیم چیست؟

حل کردن معادله

استخراج ارز دیجیتال، استعاره‌ای از کار محاسباتی ماینرها برای دریافت بیت کوین‌های جدید است. بیت کوین‌های جدید، در پروتکل بیت کوین وجود دارند. ساتوشی ناکاماتو، از ابتدا 21 میلیون بیت کوین در نظر گرفته است و تا زمانی که تمام آن‌ها ماین نشده باشند ماینرها می‌توانند با انجام کار محاسباتی، بیت کوین جدید به دست بیاورند. این شرایط، دقیقاً مانند زمانی است که طلا در دل زمین وجود دارد اما فقط کسانی می‌توانند به آن دسترسی پیدا کنند که با کار سخت، زمین را کنده و به آن برسند. حل معادلات توسط ماینرها، کاری است که برای دست یافتن به بیت کوین‌های نهفته در دل پروتکل بیت کوین انجام می‌شود.

گفتیم یکی از وظایف مهم بلاک چین، حفظ امنیت دارایی‌ها است. در واقع دارایی در دنیای ارزهای دیجیتال، چیزی نیست جز اطلاعات. زمانی که یک بیت کوین به کیف پول شما واریز می‌شود، در حافظه بلاک چین آدرس ولت شما به ‌علاوه میزان بیت کوین درون آن ثبت می‌شود. زمانی که شما تصمیم به انتقال بیت کوین خود بگیرید، آدرس کیف پول مقصد به علاوه میزان بیت کوینی که به آن منتقل کرده‌اید نیز ثبت خواهد شد.

 

 

مجموعه این اطلاعات، بلاک چین را تشکیل می‌دهد. پس برای حفظ امنیت بیت کوین های شما، بلاک چین باید بتواند اطلاعات را به شکلی فوق سری حفظ نماید. خالق یا خالقان بیت کوین، از متدهای رمزنگاری برای حفظ امنیت داده‌ها استفاده کرده‌اند. آن‌ها شبکه بیت کوین را طوری برنامه‌ریزی کرده‌اند که اطلاعات تراکنش‌ها به صورت کدهای هش شده وارد شبکه می‌شوند.

اطلاعات ذخیره شده در نودها، به شکل خام نیستند و نمی‌توان آن‌ها را به‌راحتی خواند. این اطلاعات توسط الگوریتم رمزنگاری SHA-256 به‌صورت کد هش شده درمی‌آیند. این الگوریتم، یک تابع ریاضی یک طرفه است. به این معنی که اگر چیزی طبق این تابع به صورت رمز دربیاید، با هیچ معادله ریاضی نمی‌توان آن را رمزگشایی کرد. تنها راه موجود برای حل کردن تابع هش، حدس زدن جواب است!

پس در واقع، معادلات ریاضی سختی که ماینرها حل می‌کنند، صرفاً حدس زدن جواب تابع هش است. هر چقدر یک ماینر بتواند سریع‌تر حدس بزند، احتمال اینکه سریع‌تر از دیگر ماینرها به جواب برسد بیشتر می‌شود. یکی از مؤلفه‌های مهم در ماینرها، قدرتشان در تولید عددهای تصادفی است. برای مثال، یک ماینر با قدرت 100 تراهش بر ثانیه، می‌تواند در ثانیه 100 ترا عدد تصادفی تولید کند. از آن جا که هر کد هش شده، تریلیون ها جواب ممکن دارد، حدس زدن جواب درست، کار بسیار سختی است.

سختی استخراج بیت کوین

ماینرها در نقش حسابدار شبکه بیت کوین فعالیت کرده و به‌ازای کاری که انجام می‌دهند پاداش می‌گیرند. حتماً شما هم شنیده‌اید که می‌گویند قدیم‌ها می‌شد با یک کامپیوتر خانگی هم بیت کوین ماین کرد. این حرف درست است. در ابتدا، یک کامپیوتر خانگی با یک CPU معمولی نیز می‌توانست کار ماینینگ بیت کوین را انجام دهد. اما امروزه اگر بخواهید این کار را با کامپیوترتان انجام دهید؛ هیچ نتیجه‌ای نخواهد داشت! چرا که سختی شبکه بیت کوین به شدت افزایش یافته است.

سختی استخراج، مشخص می‌کند که ماینرها برای حل معادله یک بلاک، به چقدر زمان نیاز دارند. هرچه این سختی بیشتر باشد، طبیعتاً به زمان بیشتری برای تأیید تراکنش‌ها نیاز است. سختی شبکه، با هش ریت شبکه متناسب است. هش ریت شبکه، به کل قدرت پردازشی گفته می‌شود که توسط ماینرهای فعال در شبکه تأمین شده است. هرچه هش ریت بیشتر باشد، سختی شبکه نیز بیشتر می‌شود تا زمان تأیید تراکنش‌ها ثابت باقی بماند.

امروزه بیت کوین با استفاده از استخرهای بزرگ ماینینگ استخراج می‌شود. هر استخر استخراج بیت کوین مجموعه بسیار بزرگی از ماینرهای بیت کوین است که قدرت پردازش خود را با یکدیگر سهیم شده تا موفق شوند تراکنش‌ها را تأیید کنند.

چرا این کار تا این حد سخت است؟

یکی از اهداف ساتوشی برای دشوار ساختن ماینینگ بیت کوین، این بود که تبدیل‌شدن به یک ماینر را به حدی سخت کند که هکرها و کلاهبرداران نتوانند به‌راحتی وارد شبکه شوند. این سختی با افزایش تعداد ماینرها و کاهش بیت کوین های قابل ماین، افزایش پیدا می‌کند.

گفتیم که هر بلاک با یک کد هش، رمزگذاری شده است. برای هر بلاک، یک هش هدف (target hash) وجود دارد. ماینرها باید تلاش کنند یک کد 64 رقمی کمتر یا مساوی با هش هدف را حدس بزنند. سختی شبکه، بازه هش هدف را مشخص می‌کند. هر چه سختی شبکه بیشتر باشد، ماینرها باید حدس دقیق‌تری بزنند تا بتوانند کد هش شده را خوانده و تراکنش را تأیید کنند؛ بنابراین به زمان بیشتری برای تأیید تراکنش‌ها نیاز دارند. شبکه بیت کوین، هر چند وقت یک بار، با توجه به تعداد ماینرهای موجود در شبکه، سختی شبکه را تنظیم می‌کند تا زمان تأیید هر بلاک حدود 10 دقیقه باقی بماند.

سختی استخراج، با قیمت بیت کوین نیز مرتبط است. چیزی که به ماینرها برای ماین بیت کوین‌های بیشتر انگیزه می‌دهد؛ پاداشی است که در قالب بیت کوین از شبکه دریافت می‌کنند. هرچه این پاداش ارزشمندتر باشد، ماینرها انگیزه بیشتری برای ادامه دادن به کار خود پیدا می‌کنند. پس شبکه بیت کوین نمی‌تواند سختی شبکه را افزایش داده و کار ماینرها را سخت کند، بدون اینکه پاداش آن‌ها را افزایش دهد.

 

 

در پروتکل بیت کوین، فرآیندی با نام هاوینگ بیت کوین تعریف شده است. طی این فرآیند، هر چهار سال یک بار، پاداش ماینرها نصف می‌شود. از آنجا که تعداد ماینرهای بیت کوین نیز همواره در حال افزایش است، اگر قیمت بیت کوین افزایش پیدا نکند، ماینرها انگیزه خود را از دست خواهند داد. به همین علت است که معمولا پس از هر هاوینگ بیت کوین، شاهد موجی از افزایش قیمت این ارز هستیم.

رابطه استخراج بیت کوین و قدرت رهبری

شبکه بیت کوین یک شبکه غیر متمرکز است. این به این معنا است که هیچ سازمانی این شبکه را اداره نمی‌کند و همه چیز بر عهده نودها و کدهای از پیش تعیین شده است. اما اگر نیاز باشد تغییراتی فوری در شبکه اعمال شود، چه کسی مسئول تصمیم گیری برای آن است؟

برای این کار، پروتکل توسعه بیت کوین تعریف شده است. طبق این پروتکل، ماینرها می‌توانند در مورد اتفاقات و تغییرات مهم شبکه بیت کوین رأی دهند. هرچه قدرت پردازش بیشتری در اختیار شبکه بیت کوین قرار داده باشید، رأی بیشتر و قدرت تصمیم‌گیری بیشتری برای شبکه بیت کوین خواهید داشت.

در آخر، این نکته را در نظر داشته باشید که ماین بیت کوین، یک سرمایه‌گذاری فعال است. این کار به زمان و هزینه زیادی نیاز دارد. دستگاه‌های ماینر نیاز به مراقبت، تعمیر و نگه‌داری همیشگی دارند. عمر آن‌ها محدود است و علاوه بر این، به مکان مناسب، انرژی الکتریکی و سیستم خنک‌کننده نیاز دارند. قبل از تصمیم‌گیری در مورد سرمایه‌گذاری در زمینه ماین بیت کوین، بهتر است تحقیقات کاملی در مورد تمام هزینه‌های آن داشته باشید.

ماشین حساب‌های زیادی هستند که می‌توانند سود تقریبی ماینینگ بیت کوین را با توجه به هش ریت ماینرها محاسبه کنند. اما توجه داشته باشید که این محاسبه دقیق نیست و در هر زمانی با توجه به سختی شبکه و قیمت بیت کوین تغییر می‌کند.