هر آنچه که باید در مورد سختی شبکه بیت کوین بدانیم!

به گزارش بازار، سختی شبکه بیت کوین یا دشواری استخراج رمزارز، معیاری است که نشان می‌دهد استخراج یک بلاک در شبکه بلاکچین بیت کوین یا هر رمزارز خاص دیگری چقدر سخت و زمان‌بر است. در دنیای رمزارزها، کوین‌هایی که قابل استخراج هستند، الگوریتم ماینینگ مختص به خود را دارند که متکی به استفاده از ابزارهای متنوعی در طول زمان‌های مختلف است. برای مثال، استخراج بیت کوین با گوشی شما را از خرید دستگاه‌های گران قیمت ماینینگ امروزی بی‌نیاز می‌کند و می‌توانید با نصب سریع‌ترین برنامه‌های استخراج این رمزارز روی گوشی همراه خود، به انجام فرایند ماینینگ بپردازید.

هر چه سختی لازم برای ایجاد یک بلاک در یک رمزارز بیشتر باشد، امنیت شبکه آن رمزارز بیشتر است. این به آن دلیل است که مهاجمان اگر بخواهند به شبکه این رمزارز حمله کنند، باید کنترل منابع زیادی را در دست داشته باشند که نیازمند هزینه زیادی است. در نتیجه، احتمال حملات در بلاکچین‌هایی با سختی زیاد، کمتر است. در ادامه این مقاله به بررسی موضوعات پیرامون این مفهوم می‌پردازیم و به سوالاتی از جمله سختی شبکه بیت کوین چیست؟ مقدار و نمودار سختی شبکه بیت کوین، سختی شبکه بیت کوین تا کی ادامه دارد؟ و... پاسخ می‌دهیم.

سختی شبکه بیت کوین چیست؟

در یک جمله می‌توان گفت، سختی استخراج بیت کوین یک واحد اندازه‌گیری است که در فرایند استخراج این رمزارز استفاده می‌شود و بسته به تعداد ماینرهای شرکت‌کننده در شبکه به‌مرورزمان کم و زیاد می‎شود. برای اطلاع از اخبار تغییر سختی شبکه و دیگر موضوعات به روز دنیای رمزارزها، می‌توانید بخش اخبار ارز دیجیتال در بلاگ او ام پی فینکس را به‌صورت روزانه مطالعه کنید. همچنین، این مرجع روزانه به تجزیه‌وتحلیل نمودار قیمت بیت کوین پرداخته و آخرین تحلیل‌های تکنیکال، بنیادی و درون زنجیره‌ای این رمزارز برتر را هر روز گزارش می‌کند. 

برای درک بهتر دشواری ارزهای دیجیتال توجه به این موضوع حائز اهمیت است که بیت‌کوین و سایر ارزهای دیجیتالی که از بلاکچین‌های اثبات کار استفاده می‌کنند، از طریق فرایند استخراج حفظ و هدایت می‌شوند. در این فرایند، ماینرها تراکنش‌هایی را که روی یک بلاک چین انجام می‌شود، تأیید می‎کنند و وظایف حسابرسان در نمونه‌های سنتی را برای جلوگیری از تقلب و اطمینان از مشروعیت تراکنش‌ها انجام می‌دهند. همان طور که می‌دانید، فرایند ماینینگ توسط بنیان‌گذار بیت‌ کوین، ساتوشی ناکاموتو طراحی شد.

در این سیستم، ماینرها که نرم‌افزار ارز دیجیتال در حال استخراج را روی رایانه‌های خود اجرا می‌کنند، برای یافتن یک بلاک جدید با هم رقابت می‌کنند و جدیدترین دسته از داده‌های تراکنش را به زنجیره اضافه می‌کنند. زمانی که تراکنش‌های کافی تأیید شد، یک بلاک جدید به بلاک چین اضافه می‌شود. ماینرها برای تلاش‌های موفقیت‌آمیز خود در این مسیر پاداش دریافت می‌کنند. شرایط زیادی از جمله؛ میزان قدرت محاسباتی ابزارهای استخراج، هزینه برق مصرفی، قیمت BTC، سختی شبکه بیت کوین و... در میزان درآمد ماینرها مؤثرند.

به‌ویژه، مدت زمانی که برای یافتن یک بلاک جدید طول می‌کشد به سطح دشواری شبکه و شانس تصادفی حدس هش بلاک بستگی دارد. از این رو، برای اندازه‌گیری سختی شبکه بیت کوین در استخراج یک بلاک جدید، درک قدرت هش نیز مهم است که نشان‌دهنده قدرت محاسباتی ترکیبی مورد استفاده برای استخراج و پردازش تراکنش‌های روی بلاکچین است.

هش‌های تصادفی در فرایند استخراج بیت کوین

هش یک کد چند کاراکتری است که برای نمایش داده‌ها استفاده می‌شود. ماینرها دسته‌ای از داده‌های تراکنش را می‌گیرند و آن را از طریق یک الگوریتم هش (Hash Algorithm) اجرا می‌کنند، یک تابع یک‌طرفه که باتوجه‌به مجموعه‌ای از داده‌های ورودی یکسان، همیشه خروجی یکسانی را تولید می‌کند. اما خروجی آن برای نشان‌دادن داده‌های اصلی قابل‌برگشت نیست. الگوریتم‌های هش برای ایجاد این کدهای هش تصادفی (Random Hash Codes) استفاده می‌شود. 

قبل از اینکه داده‌های جدیدی به یک بلاک چین اضافه شود، استخراج‌کنندگان باید برای حدس و تولید هش کمتر یا برابر با هش هدف (هشی که ورودی آن تراکنش‌های موجود در بلاک قابل استخراج است) رقابت کنند. ماینرها فرایند حدس هش هدف را با تغییر یک مقدار به نام نانس  (nonce)عددی که یک بار استفاده می‌شود، انجام می‌دهند و هر بار که عدد نانس تغییر می‌کند، یک هش جدید با مجموعه اعداد خاص خود ایجاد می‌شود.  

هیچ راهی (جز حدس و گمان) برای پیش‌بینی اینکه هش هدف چگونه خواهد بود، وجود ندارد و از آنجایی که هر مجموعه از داده‌ها تنها یک خروجی برای یک تابع هش معین دارد، استخراج‌کنندگان باید فرایند اضافه‌کردن یک nonce جدید به داده‌ها را تا زمانی که نیاز هش را برآورده کنند، تکرار کنند.

سختی شبکه بیت کوین

الزامی که فرایند حدس یک هش باید برآورد کند با سختی شبکه مطابقت دارد. یک هش معتبر باید کمتر از مقدار هش هدف مشخصی باشد که به‌صورت خودکار و دوره‌ای توسط پروتکل بیت کوین تنظیم می‌شود. در واقع، هر چه سختی شبکه بیت کوین بیشتر باشد، یک ماینر باید تعداد تکرارهای بیشتری از تابع هش را طی کند تا به نتیجه قابل‌قبولی دست یابد و پاداش را دریافت کند. از نظر تئوری، یک ماینر می‌تواند خوش‌شانس باشد و در اولین تلاش، یک هش معتبر برای بلاک معین را به دست آورد. با این حال، با گذشت زمان، سختی بالاتر به این معنی است که ماینرها باید به طور متوسط ​​در هر بلاک، تعداد بیشتری از نانس را به هش اصلی اضافه کنند که نیازمند صرف زمان بیشتری است. 

افراد و سازمان‌ها قدرت محاسباتی خود را از طریق ریگ‌های ماینینگ، برای پردازش داده‌ها و تولید هش‌ها به اشتراک می‌گذارند. قدرت هش یک شبکه ارز دیجیتال، کل نرخ هش تمام دکل‌های ماینینگ را نشان می‌دهد. نرخ هش تعداد هش‌هایی است که می‌توان در هر ثانیه محاسبه و حدس زد. از آن جایی که هر هش به طور تصادفی ایجاد می‌شود، ممکن است نیاز باشد که یک ماینر میلیون‌ها حدس را قبل از برآورده‌شدن الزام هش هدف و ایجاد کوین‌های جدید BTC، انجام دهد. به ‌نوعی، فرایند هش شبیه به سیستم قرعه‌کشی است. 

همان‌طور که در ابتدای متن اشاره شد، هرچه نرخ هش و سختی شبکه بالاتر باشد، کنترل بلاک چین برای یک کلاهبردار دشوارتر است، زیرا به قدرت هش بیشتری نیاز است. به عبارت دیگر، هر چه سختی بالاتر باشد، امنیت شبکه بیشتر می‎شود.

مزایای سختی شبکه بیت کوین

در نگاه اول، ممکن است تعجب کنید که چرا توسعه‌دهندگان یک شبکه ارز دیجیتال، سختی استخراج رمزارز خود را افزایش می‌دهند که ماینرها مجبور به انجام فعالیت بیشتری شوند. اما در نظر داشته باشید که دو مزیت کلیدی برای دشواری ارزهای دیجیتال در نظر گرفته شده است که در ادامه به آن‌ها اشاره می‌کنیم.

1. نرخ ثابت توزیع بلاک‌های جدید 

وایت پیپر ارائه شده توسط ساتوشی ناکاموتو برای بیت‌کوین توضیح می‌دهد که چگونه دشواری اثبات کار به تولید مداوم بلاک‌های جدید و اضافه کردن آن‌ها به بلاک چین این رمزارز کمک می‌کند. «برای جبران افزایش سرعت سخت‌افزار و میزان متفاوت علاقه‌مندی به اجرای گره‌ها ]ماینر شدن[ در طول زمان، دشواری اثبات کار با میانگین متحرکی تعیین می‌شود که میانگین استخراج تعداد بلاک‌ها در ساعت را هدف قرار می‌دهد. اگر آنها خیلی سریع تولید شوند، دشواری افزایش می‌یابد.»

بیت‌کوین طوری طراحی شده است که به طور متوسط ​​هر ۱۰ دقیقه یک بلاک جدید به بلاک چین آن اضافه شود. این زمان در رمزارزهای مختلف متفاوت است؛ زیرا میزان قدرت محاسباتی که ماینرهای شبکه به طور جمعی کنترل می‌کنند، می‌تواند بسیار متفاوت باشد. به‌عنوان‌مثال، لایت کوین ۲.۵ دقیقه را برای استخراج هر بلاک در نظر گرفته است.

هنگامی که ساتوشی ناکاموتو اولین بلاک را استخراج کرد، تنها یک دستگاه در شبکه وجود داشت که احتمالاً یک لپ‌تاپ یا دسکتاپ ساده بوده است. در آن زمان، سختی بیت کوین برابر یک بود. امروزه بیش از هزاران استخراج‌کننده این رمزارز در سرتاسر جهان فعالیت می‌کنند، بدون شک میزان رقابت نسبت به گذشته بسیار بیشتر است. از این رو، برای اطمینان از اینکه شبکه یک بلاک جدید را با نرخ متوسط ​​ثابت تولید کند، باید الگوریتم استخراج خود را طوری تنظیم کند که به طور خودکار هش هدف را بالا یا پایین کند که به ترتیب منجر به سختی کمتر یا بیشتر می‌شود. در لحظه نوشتن این متن، مقدار سختی شبکه بیت‌کوین تقریباً ۵۳.۹۱ تریلیون است.

2. امنیت شبکه

نرخ هش کلی، بینشی در مورد امنیت شبکه ارزهای دیجیتال فراهم می‌کند، زیرا کلاهبرداران یا بازیگران بد باید بر کل قدرت هش شبکه غلبه کنند تا در یک حمله مخرب آن را کنترل کنند. از آن جایی که ممکن است کامپیوترهایی طراحی شوند که به ویژه برای انجام توابع هش استفاده شوند و بتوانند در هر ثانیه تریلیون‌ها حدس بزنند و هش هدف را سریع حل کنند. هرچه سختی ارز دیجیتال بالاتر باشد، حدس‌ها یا هش‌های بیشتری برای رسیدن به نیاز هش موردنیاز است. در نتیجه، این فرایند به‌دست‌ گرفتن کنترل اکثریت شبکه (که به حمله ۵۱ درصدی به شبکه بلاک چین نامیده می‎شود) را برای مهاجمان بسیار دشوار و پرهزینه می‌کند .

میزان سختی شبکه بیت کوین

نمودار سختی شبکه بیت کوین نشان می‌دهد که در لحظه نوشتن این مقاله، میانگین سختی این رمزارز ۵۳.۹۱ است که نسبت به روز گذشته تقریباً بدون تغییر بوده، اما نسبت به مقدار ۲۸.۸۳ در یک سال گذشته، تقریباً ۸۷ درصد افزایش یافته است.

نمودار سختی شبکه بیت کوین

نمودار تاریخچه سختی شبکه بیت کوین نشان می‌دهد که در طول زمان؛ از زمان استخراج بلاک پیدایش تا استخراج آخرین بلاک فعلی بیت کوین، سختی شبکه چگونه افزایش و کاهش یافته است.

نمودار سختی شبکه بیت‌کوین و قیمت BTC

سختی شبکه بیت کوین آنلاین

منابع زیادی به صورت لحظه‌ای میزان سختی شبکه بیت کوین را گزارش می‌کنند. در زیر معتبرترین آن‌ها ذکر شده‌اند:

• اکسپلورر blockchain.com
• btc.com
• coinwarz.com
• bitrawr.com
• ycharts.com
• blockchair.com

هر کدام از این پلتفرم‌ها، ویژگی‌های خاص خود را دارند و به روش مختص به خود اطلاعات را به کاربر نمایش می‌دهند. به‌عنوان‌مثال، وب سایت bitrawr.com علاوه بر نمایش سختی شبکه بیت کوین در این لحظه از زمان، به برآورد این مقدار در آینده نیز می‌پردازد و به صورت یک بازه آن را برای مخاطب گزارش می‌کند. 

همچنین، اغلب منبع‌های معرفی شده نمودار لحظه‌ای سختی شبکه بیت کوین را ارائه می‌دهند، به ویژه پلتفرم blockchair.com به مخاطب این امکان را می‌دهد که هم‌زمان نمودار سختی شبکه را با نمودارهای دیگری از جمله؛ قیمت، میزان کارمزد تراکنش‌ها، پاداش بلاک‌ها و ده‌ها مورد دیگر در یک صفحه مشاهده و مقایسه کنند.

سختی شبکه بیت کوین تا کی ادامه دارد

سختی شبکه بیت کوین به طور خودکار پس از استخراج هر ۲۰۱۶ بلاک در شبکه تنظیم می‌شود. افزایش یا کاهش سختی به تعداد شرکت‌کنندگان در شبکه استخراج و ترکیب قدرت هش آن‌ها بستگی دارد. همان‌طور که بالاتر اشاره شد، تجهیزات استخراج از زمان آغاز بیت‌کوین به طور قابل توجهی تکامل یافته است.

در روزهای اولیه، ماینرها از CPU رایانه‌های شخصی خود برای استخراج بیت کوین استفاده می‌کردند. به مرور زمان که رقابت بین ماینرها بیشتر شد، آن‌ها در نهایت متوجه شدند که کارت‌های گرافیکی برای استخراج بیت کوین مناسب‌تر هستند. با این حال، کارت‌های گرافیک نیز به انرژی زیادی نیاز دارند. از این رو، در سال‌های اخیر ASICها به طور خاص برای استخراج بیت‌کوین توسعه یافته‌اند.

برخلاف طلا که هنوز ذخایر کشف نشده آن در سرتاسر دنیا (و حتی در فضا) وجود دارد، بیت کوین دارای تعداد محدود ۲۱ میلیون واحد است. در حال حاضر، بیش از ۹۳ درصد از کل بیت‌کوین‌های موجود استخراج شده‌اند و تخمین زده می‌شود که آخرین بیت‌کوین تا سال ۲۱۴۰ استخراج شود. ممکن است این سؤال برای شما مطرح شود که اگر تعداد استخراج‌کنندگان خیلی زیاد شود، باز استخراج آخرین بیت‌ کوین تا سال ۲۱۴۰ طول خواهد کشید؟

در پاسخ می‌توان اشاره کرد که حقیقت جالب درباره شبکه بیت کوین این است که الگوریتم آن طوری طراحی شده، حتی اگر تمام انرژی، منابع و کامپیوترهای جهان به استخراج بیت کوین هدایت شوند، سختی و زمان استخراج هر بلاک را به طور متوسط ​​۱۰ دقیقه حفظ می‌کند. با این کار، برنامه عرضه منحصربه‌فرد بیت کوین و محدودیت عرضه ۲۱ میلیون کوین آن تا سال ۲۱۴۰ حفظ می‌شود. در نتیجه می‌توان گفت تغییر مقدار سختی شبکه بیت کوین تا آن زمان ادامه دارد.

وقتی آخرین بیت کوین استخراج شد، چه مشکلی پیش می‌آید؟

پس از استخراج تمام ۲۱ میلیون واحد بیت کوین، ماینرها همچنان باید در شبکه بیت‌کوین مشارکت داشته باشند تا بتوانند آن را هدایت کنند. بلاک‌های جدید همچنان ایجاد خواهند شد، اما پاداش‌ها تغییر خواهند کرد. ماینرها به جای دریافت کوین‌های جدید به عنوان پاداش بلاک، فقط سهمی از کارمزد تراکنش‌های ارسال شده توسط افرادی که تراکنش‌های درون شبکه را ایجاد می‌کنند، دریافت خواهند کرد. در نتیجه از این طریق، انگیزه ادامه فعالیت ماینرها تأمین می‌شود و مشکلی برای شبکه پیش نخواهد آمد.