بیزینس آکادمی: استخراج بیت‌کوین (Bitcoin Mining) فرآیندی است که در آن کامپیوترهای قدرتمند با حل مسائل پیچیده ریاضی، تراکنش‌های جدید را تایید و به بلاکچین بیت کوین اضافه می‌کنند. این روند نه تنها امنیت شبکه را تضمین می‌کند، بلکه راهی برای ورود بیت کوین‌های جدید به گردش است.
در این مقاله می‌خواهیم به معرفی فرایند ماینینگ یا استخراج بیت کوین بپردازیم و با آن آشنا شویم. در ابتدا نیاز است با برخی مفاهیم پایه آشنا شویم.
بلاک چین (Blockchain) چیست؟
بلاک چین (Blockchain) چیست؟
بلاکچین یک فناوری انقلابی است که به عنوان دفتر کل دیجیتالی توزیع‌شده عمل می‌کند. این سیستم اطلاعات را در قالب بلوک‌های به هم پیوسته ذخیره می‌کند، که هر بلوک (Block) حاوی داده‌های تراکنش‌ها و اطلاعات مرتبط است. هر بلوک جدید به زنجیره قبلی متصل می‌شود و یک تاریخچه غیرقابل تغییر از تراکنش‌ها را ایجاد می‌کند.
مطالب مهم: بلاکچین چیست و چگونه کار می‌کند؟
یکی از ویژگی‌های کلیدی بلاک چین، غیرمتمرکز بودن آن است. به جای اینکه یک نهاد مرکزی کنترل اطلاعات را در دست داشته باشد، داده‌ها روی شبکه‌ای از کامپیوترها توزیع می‌شوند. این ساختار باعث افزایش امنیت، شفافیت و مقاومت در برابر دستکاری می‌شود.
بلاکچین کاربردهای متنوعی دارد که فراتر از ارزهای دیجیتال مانند بیت کوین (Bitcoin) است. این فناوری در زمینه‌هایی مانند مدیریت زنجیره تأمین، هویت دیجیتال، رأی‌گیری الکترونیکی و قراردادهای هوشمند مورد استفاده قرار می‌گیرد. توانایی ثبت و تأیید تراکنش‌ها بدون نیاز به واسطه، پتانسیل تحول در بسیاری از صنایع را دارد.
رمزنگاری و نقش آن در استخراج بیت کوین
رمزنگاری (Cryptography) ستون فقرات فناوری بیت کوین و فرآیند استخراج آن است. این علم پیچیده ریاضی، امنیت، یکپارچگی و اعتبار تراکنش‌های بیت کوین را تضمین می‌کند. در فرآیند استخراج، رمزنگاری نقشی حیاتی در حل پازل‌های الگوریتمی پیچیده ایفا می‌کند که برای تأیید بلوک‌های جدید ضروری است.
الگوریتم رمزنگاری SHA-256، که در استخراج Bitcoin استفاده می‌شود، یک تابع درهم‌سازی یک‌طرفه است. این الگوریتم داده‌های ورودی را به یک خروجی ثابت 256 بیتی تبدیل می‌کند. ماینرها باید یک عدد خاص به نام نانس (Nonce) را پیدا کنند که وقتی با داده‌های بلوک ترکیب می‌شود، یک هش با ویژگی‌های خاصی تولید کند. این فرآیند اثبات کار یا Proof of work نامیده می‌شود.
مطالب مشابه: رمز ارز چیست؟
رمزنگاری در استخراج بیت کوین با استفاده از کلیدهای عمومی و خصوصی عمل می‌کند. کلید خصوصی برای امضای دیجیتال تراکنش‌ها استفاده می‌شود، در حالی که کلید عمومی برای تأیید این امضاها به کار می‌رود. این سیستم امنیت و مالکیت بیت‌کوین‌ها را تضمین می‌کند.
پیچیدگی رمزنگاری در استخراج BTC با گذشت زمان افزایش می‌یابد. این افزایش سختی، که هر 2016 بلوک یک بار اتفاق می‌افتد، باعث می‌شود که استخراج بیت کوین همچنان چالش‌برانگیز باقی بماند و از تورم بیش از حد جلوگیری کند. این مکانیسم رمزنگاری شده، عرضه بیت کوین را محدود و قابل پیش‌بینی نگه می‌دارد.
استخراج بیت کوین چیست؟
استخراج بیت کوین چیست؟
استخراج بیت‌کوین فرآیندی است که تراکنش‌ها را در شبکه بیت‌کوین تأیید و ایمن می‌کند. برای درک ساده‌تر این فرآیند، فرض کنید از دوستانتان می‌خواهید عددی بین ۱ تا ۱۰۰ را حدس بزنند. هدف این نیست که عدد دقیق را پیدا کنند، بلکه اولین نفری باشند که عددی کمتر یا مساوی عدد شما را حدس می‌زند. اگر شما به عدد ۱۹ فکر کرده‌اید و دوستانتان به ترتیب اعداد ۲۱، ۵۵ و ۸۳ را بگویند، آنها بازنده‌اند؛ چرا که همگی عددی بالاتر از ۱۹ را حدس زده‌اند. اما بازی تمام نشده و آنها می‌توانند دوباره حدس بزنند. این بار اعداد ۱۶، ۴۱ و ۶۷ مطرح می‌شود. فردی که عدد ۱۶ را گفته است برنده می‌شود؛ زیرا او اولین نفری بوده که عددی کمتر یا مساوی ۱۹ را حدس زده است.
در این مثال، عدد ۱۹ که شما انتخاب کرده‌اید، نمایانگر تابع هش (Hash) هدفی است که شبکه بیت‌کوین برای یک بلاک ایجاد می‌کند و حدس‌های تصادفی دوستانتان، نمایانگر حدس‌های ماینرها است.
مطالب مرتبط: توکن چیست؟
استخراج بیت‌کوین روندی مشابه است، اما در مقیاسی بسیار وسیع‌تر. این فرآیند از رمزنگاری، کدگذاری، رایانش توزیع‌شده و فناوری برای تأیید و ایمن‌سازی تراکنش‌ها استفاده می‌کند. در ادامه به مهم‌ترین ارکان استخراج که موجب کارکرد آن می‌شوند، خواهیم پرداخت.
هش (Hash)
می‌توان گفت که مفهوم هش ستون اصلی فرآیند استخراج بیت‌کوین است. این تابع، اطلاعات موجود در یک بلاک را دریافت کرده و آنها را به یک عدد 64 رقمی هگزادسیمالی (HEX) تبدیل می‌کند. محاسبه این عدد با الگوریتم هش SHA256 انجام می‌شود و مدت زمان اندکی در حدود یک ثانیه به طول می‌انجامد.
این همان روشی است که بیت‌کوین برای تولید کد هش بلاک از آن استفاده می‌کند. با این حال، بخش دشوار این فرآیند، رمزگشایی این هش به محتوای اصلی آن است. با توجه به سخت‌افزارهای موجود، رمزگشایی یک هش 64 رقمی ممکن است قرن‌ها به طول بیانجامد.
هش هدف (Target Hash)
هش هدف عددی است که تعیین‌کننده‌ی سختی فرآیند استخراج می‌باشد. این عدد، همان عددی است که ماینرها در تلاش برای حل آن هستند. هش تارگت در واقع یک کد هش است که توسط شبکه تولید می‌شود.
برای مثال، کد هش بلاک شماره 786,729 ممکن است به شکل زیر باشد:
00000000000000000005a849c28eeb24
b8a5e04fcecc1ccb3eb2998e4730a456e
هش هدف برای این بلاک به صورت زیر است:
0x175c739
این عدد، فشرده‌‌شده‌ی سختی شبکه هدف است:
0…000005c73900000…0
بنابراین ماینرها باید عددی را تولید کنند که کمتر یا مساوی عدد فوق باشد.
فرآیند استخراج
فرآیند استخراج
استخراج بیت‌کوین نیازمند آن است که برنامه‌ی ماینینگ، یک هش تولید کرده و عدد دیگری را به آن الحاق کند. این عدد الحاقی Nonce نامیده می‌شود که مخفف «number used once» یا «عددی که تنها یک بار استفاده می‌شود» است. هنگامی که یک ماینر کار خود را آغاز می‌کند، مقدار این عدد همیشه صفر است. نانس در هر محاسبه، یک واحد افزایش می‌یابد؛ بدین معنا که ابتدا صفر است، سپس به ۱، ۲، ۳ و … تغییر می‌کند. اگر هش و نانس تولیدشده توسط ماینر، بزرگ‌تر از هش هدف تعیین‌شده توسط شبکه باشد، آن تلاش ناموفق بوده و ماینر باید دوباره امتحان کند.
مطالب کاربردی: کاردانو چیست؟ بررسی ارز cardano به صورت کامل
این فرآیند توسط تمامی ماینرهای شبکه، تا زمانی که ترکیبی از هش و نانس به دست آید که کمتر یا مساوی هش هدف باشد، تکرار می‌شود.
اثبات کار یا Proof of Work
فرآیند استخراج همان چیزی است که به آن اثبات کار (PoW) گفته می‌شود. کاری که برای تولید هش برنده یا هدف انجام می‌شود، به عنوان مدرکی بر تأیید تراکنش‌های موجود در بلوک توسط استخراج‌کننده تلقی می‌گردد؛ از این رو به آن اثبات کار می‌گویند.
گاهی اوقات از اثبات کار به عنوان مکانیزم اجماع (Consensus Mechanism) نیز یاد می‌شود، اما باید توجه داشت که اثبات کار تنها بخشی از فرآیند اجماع است. اجماع واقعی پس از آن حاصل می‌شود که استخراج‌کننده، بلوک را به زنجیره بلوکی اضافه کرده و سایر اعضای شبکه با استفاده از هش‌ها آن را تأیید می‌کنند و به اجماع می‌رسند.
این مرحله نیازمند انرژی یا قدرت محاسباتی چندانی نیست، زیرا هر نود استخراج در حین استخراج آخرین بلوک، این کار را نیز انجام می‌دهد. با افزوده شدن بلوک‌های جدید، شبکه به تأیید آنها می‌پردازد.
ماینرها یا سخت‌افزارهای استخراج بیت‌کوین
ماینرها یا سخت‌افزارهای استخراج بیت‌کوین
ماینرها یا سخت‌افزارهای استخراج بیت کوین، دستگاه‌های تخصصی هستند که وظیفه حیاتی پردازش و تأیید تراکنش‌ها در شبکه بیت‌کوین را بر عهده دارند.
در ابتدای ظهور بیت کوین، استخراج با پردازنده‌های معمولی کامپیوترها (CPU) انجام می‌شد. با گذر زمان و افزایش رقابت، کارت‌های گرافیک (GPU) جایگزین CPU ها شدند و حال حاضر ایسیک‌ها (ASICs) به دلیل کارایی بالا و مصرف انرژی بهینه دستگاه‌های استاندارد صنعت استخراج بیت کوین هستند.
پاداش استخراج بیت کوین
پاداش استخراج بیت کوین مکانیسمی هوشمندانه است که برای تشویق ماینرها به مشارکت در فرآیند تأیید تراکنش‌ها و حفظ امنیت شبکه طراحی شده است.
مطالب مرتبط: ارز دیجیتال ترون چیست؟
پاداش استخراج از دو بخش اصلی پاداش بلوک و کارمزد تراکنش‌ها تشکیل شده است.
پاداش بلوک، مقدار ثابتی بیت کوین است که برای هر بلوک استخراج شده به ماینر موفق اعطا می‌شود. کارمزد تراکنش‌ها نیز مبالغ کوچکی هستند که کاربران برای پردازش تراکنش‌هایشان پرداخت می‌کنند.
هاوینگ (Halving)
هاوینگ (Halving)
هر چهار سال یک‌بار، رویدادی به نام هاوینگ رخ می‌دهد که طی آن پاداش استخراج بلاک‌ها نصف می‌شود. این مکانیسم برای کنترل تورم و حفظ ارزش بیت‌کوین طراحی شده است. با هر هاوینگ اهمیت کارمزد تراکنش‌ها در پاداش کلی ماینرها افزایش می‌یابد.
سختی شبکه
میزان پاداش دریافتی هر ماینر به قدرت محاسباتی او نسبت به کل شبکه بستگی دارد. با افزایش تعداد ماینرها و قدرت کل شبکه، سختی استخراج افزایش می‌یابد و رقابت برای دریافت پاداش شدیدتر می‌شود.
استخر استخراج بیت کوین
استخر استخراج (Mining Pool) گروهی از ماینرهاست که منابع محاسباتی خود را برای افزایش شانس استخراج بلاک‌ها و دریافت پاداش، با یکدیگر به اشتراک می‌گذارند. این روش همکاری، امکان درآمد ثابت‌تر و منظم‌تر را برای ماینرهای کوچک فراهم می‌کند.
سخن پایانی
استخراج بیت‌کوین فرآیندی پیچیده است که در بطن آن رایانه‌های قدرتمند با حل معادلات ریاضی دشوار به تأیید و ثبت تراکنش‌ها در شبکه و بلاکچین بیت‌کوین می‌پردازند و در ازای این کار بیت‌کوین‌های جدیدی را به عنوان پاداش دریافت می‌کنند.
نظرات کاربران