استخراج بیت کوین چیست ؟ — صفر تا صد

این روز‌ها مطمئنا از طریق اخبار و اینترنت مدام اصطلاح «استخراج بیتکوین» یا «ماین کردن بیتکوین» به گوش‌تان خورده باشد یا آن را دیده باشید. در ثانیه اول احتمالا به خاطر کلمه «استخراج»، وسایلی مثل بیل و کلنگ به ذهن‌تان می‌آید اما بحث استخراج بیتکوین کاملا از این فضا دور است. در این مقاله به شما خواهیم گفت استخراج بیت کوین چیست و نکات مرتبط با آن را شرح خواهیم داد.

استخراج بیت کوین چیست ؟

استخراج بیتکوین توسط کامپیوتر‌های قدرتمندی اتفاق می‌افتد که مدام در حال حل مسئله‌های پیچیده محاسباتی ریاضی هستند. این مسئله‌ها آنقدر پیچیده هستند که اگر بخواهد توسط انسان حل شود روز‌ها زمان خواهد برد و حتی خود کامپیوتر‌های قدرتمند نیز باید از تمام توان‌شان برای حل این محاسبات ریاضی استفاده کنند.

نتایج استخراج بیتکوین به دو مورد مختلف منتهی می‌شود. مورد اول زمانی است که کامپیوتر‌ها این مسائل ریاضی را روی شبکه Bitcoin برای ایجاد بیتکوین جدید حل می‌کنند (کم شباهت به استخراج طلا از معادن نیست). دومین مورد مربوط به زمانی می‌شود که ماینرهای بیتکوین با حل مسائل پیچیده ریاضی، امنیت و اعتماد اطلاعات تراکنش را تائید می‌کنند.

به انتقال بیتکوین از هر جایی به جای دیگری تراکنش گفته می‌شود. عموما تراکنش‌های خرید یا آنلاین توسط بانک‌ها، سیستم‌های فروش و رسیدهای چاپی ثبت می‌شود. ماینرهای بیتکوین همین کار را با جمع کردن تراکنش‌ها در بلاک‌ها و اضافه کردن آن‌ها در یک سند عمومی به نام بلاک‌چین انجام می‌دهند. مشخصات این بلاک‌ها در گره‌ها (نود) برای تائید در آینده، نگهداری می‌شود.

زمانی که ماینرهای بیتکوین، بلاک تراکنش جدیدی را به بلاکچین اضافه می‌کنند، باید مطمئن شوند که آن تراکنش‌ها صحیح هستند. در واقع ماینر‌ها باید بررسی کنند که این تراکنش‌ها تکراری یا داپلیکیت نباشند. در ارزها و پول‌های چاپی، همیشه جعل، یک مشکل بزرگ بوده است. وقتی در یک مغازه ۲۰ دلار خرج می‌کنید، اسکناس‌ها دست فروشنده خواهد بود. با این‌حال، این مسئله درمورد ارزهای دیجیتال کاملا متفاوت است.

اطلاعات دیجیتالی را به نسبت راحت‌تر می‌توان بازنشر کرد. در تراکنش‌های بیتکوین و دیگر ارزهای دیجیتال، این خطر وجود دارد که پرداخت‌کننده ارز، یک کپی از بیتکوین خودش بسازد و آن را به شخص دیگری انتقال دهد در صورتی که همچنان اصل ارز را در اختیار دارد.

استخراج بیت کوین چیست و نکاتی که باید بدانید؟

پاداش به استخراج‌کنندگان بیت‌کوین

با وجود بیش از ۳۰۰.۰۰۰  تراکنش در طول شبانه روز، تایید هر یک از این‌ انتقالات برای ماینرها کار سخت و پیچیده‌ای است. برای جبران کاری که انجام می‌دهند، برای اضافه کردن هر بلاک جدید از تراکنش‌ها به بلاک‌چین، به ماینرها پاداش داده می‌شود.

مقدار بیتکوینی که بعد از بلاک استخراج شده آزاد می‌شود، «بلاک پاداش» می‌گویند. هر ۲۱۰ هزار بلاک (یا حدودا هر چهار سال) مقدار بلاک پاداش نصف می‌شود. در سال ۲۰۰۹ این مقدار ۵۰، در ۲۰۱۳ به مقدار ۲۵ و در نهایت در ماه می ۲۰۲۰ این مقدار به  ۶.۲۵ رسید.

این سیستم تا سال ۲۱۴۰ ادامه خواهد داشت. در آن موقع، پاداش ماینرها از حق تراکنشی که کاربرهای شبکه پرداخت می‌کنند، برداشته می‌شود. این حق تراکنش یا فی (Fee) تضمینی است برای اینکه ماینرها همچنان انگیزه برای حضور در شبکه و استخراج داشته باشند.

هالوینگ‌ها یا همان نصف شدن پاداش، نرخ را زمانی که کوین‌های جدیدی ایجاد می‌شود کاهش می‌دهد و در نتیجه موجودی در دسترس را نیز کم می‌کند. این نکته می‌تواند پیام‌های مهمی برای سرمایه‌گذاران داشته باشد؛ زیرا هر سرمایه‌ای با عرضه پایین مانند طلا تقاضای آن زیاد می‌شود و در نتیجه قیمت نیز افزایش می‌یابد. در نرخ کنونی هالوینگ، تعداد کل بیتکوین‌های در گردش به محدوده ۲۱ میلیون خواهد رسید و به مرور ارزشش با رسیدن به یک تعداد محدود و مشخص بیشتر می‌شود.

تائید تراکنش‌های بیتکوین

برای اینکه ماینرها یا استخراج‌کنندگان بیتکوین از تائید تراکنش‌ها، بیتکوین بدست بیاورند، دو نکته باید رخ دهد. اولین نکته این است که آن‌ها باید به میزان یک مگابایت از تراکنش‌ها را تائید کنند. این مقدار از لحاظ تئوری می‌تواند به کوچکی یک تراکنش یا حتی به اندازه هزاران تراکنش باشد که این مسئله بستگی به مقدار داده‌ای دارد که در هر تراکنش ذخیره می‌شود.

دومین مورد این است که برای اضافه کردن یک بلاک تراکنش به بلاک‌چین، ماینرها باید یک مسئله پیچیده ریاضی را حل کنند، که به آن «سند کار» نیز می‌گویند. کاری که ماینرها می‌کنند پیدا کردن یک عدد ۶۴ رقمی هگزادسیمال به نام هش است که مقدار آن کمتر یا مساوی با هش هدف است. اساسا، یک ماینر کامپیوتری هش‌ها را در مقیاس متفاوتی (مگاهش در ثانیه (MH/s)، گیگاهش در ثانیه (GH/s)، یا تراهش در ثانیه (TH/s) ) با توجه به واحد مورد نظر، تولید می‌کنند تا به عدد ۶۴رقمی مورد نظر برسد. به بیان دیگر این کار بسیار شبیه به قمار کردن است.

سطح سختی بلاک‌های اخیر از آگوست ۲۰۲۰ به بیش از ۱۶ تریلیون رسیده است. این معنای این است که شانس رسیدن به عددی پایین‌تر از هش هدف، ۱ در ۱۶ تریلیون است. اگر بخواهیم دقیق‌تر بررسی کنیم، شانس برنده شده جک‌پات پاوربال با یک بلیط لاتاری حدود ۴۴۵۰۰ برابر بیشتر از انتخاب هش درست در اولین تلاش است. البته ماینرهای کامپیوتری مدام درحال تولید هش هستند؛ به همین دلیل این کامپیوترها نیاز به انرژی زیاد و عملیات‌های پیچیده محاسباتی دارند.

میزان سختی هش‌ها هر ۲۰۱۶ بلاک یا حدودا هر دو هفته برای حفظ ثبات‌ ریت استخراج تنظیم می‌شود. در این صورت، هرچه تعداد ماینرها که برای پیدا کردن یک راه‌حل رقابت می‌کنند بیشتر شود، مسئله ریاضی نیز سخت‌تر می‌شود. خلاف این مورد نیز درست است. اگر فشار کامپیوترها از روی شبکه کم شود، مسئله برای ماینرها آسان‌تر می‌شود.

قیاس ماین بیتکوین

فرض کنید که به سه تا از دوستان‌تان گفته‌اید که به عددی بین ۱ تا ۱۰۰ فکر می‌کنید و آن عدد را روی یک کاغذ نوشته‌اید و آن را در پاکت مهر و موم شده قرار داده‌اید. قرار نیست دوستان‌تان دقیقا آن عدد را حدس بزنند. کافی است که اولین شخصی باشند که عددی پایین‌تر یا مساوی عدد نوشته روی کاغذ را بگویند. محدودیتی هم برای تعداد حدس‌هایشان وجود ندارد.

فرض کنید عدد مورد نظر ۱۹ است. اگر حدس دوست A عدد ۲۱ باشد، به علت اینکه 21>19 حدس درست نخواهد بود. اگر حدس دوست B عدد ۱۶ و دوست C عدد ۱۲ باشد، هر دو آن‌ها از نظر تئوری به جواب درست رسیده‌اند حتی با اینکه جواب B به ۱۹ نزدیک‌تر است او هیچ امتیاز اضافی دریافت نمی‌کند.

اکنون تصور کنید که این مسابقه به جای اینکه برای حدس یک عدد بین ۱ تا ۱۰۰ و بین سه نفر باشد، بین میلیون‌ها ماینر و برای یک عدد ۶۴ رقمی هگزادسیمال باشد. می‌بینید که تا چه حد این حدس عدد سخت‌تر خواهد بود. نه تنها ماینر‌ها باید به هش درست برسند، بلکه باید اولین کسی باشند که این حدس را می‌زنند.

از آنجایی که استخراج بیتکوین کاملا بر مبنای حدس است، رسیدن به جواب درست قبل از ماینرهای دیگر کاملا به سرعت پردازش‌ هش‌های مختلف توسط سیستم کامپیوتری شما بستگی دارد. با گذشت زمان، ماینرها فهمیدند که کارت گرافیکی که معمولا برای بازی‌های کامپیوتری استفاده می‌شد می‌تواند در عمل استخراج بسیار موثر عمل کنند. در سال ۲۰۱۳، استخراج‌کنندگان بیتکوین روی آوردند به استفاده از کامپیوترهایی به نام ASIC که مختص ماین ارزهای رمزنگاری و دیجیتال طراحی شده شده بودند.

امروزه، استخراج بیتکوین رقابتی‌تر از همیشه است و برای دوام آوردن در این رقابت تنها باید از ASICهای به‌روز استفاده کرد. زمانی که از کامپیوتر‌های دسکتاپ، کارت‌های گرافیک معمولی و مدل‌های قدیمی ASIC استفاده می‌شود، هزینه  انرژی مصرفی بسیار بیشتراز سودی خواهد بود که بدست می‌آورید. حتی با وجود سخت‌افزارهای امروزی، یک کامپیوتر به ندرت می‌تواند در استخر یا Pool استخراج رقابت کند.

استخر استخراج یا Mining Pool به گروهی از ماینرها گفته می‌شود که قدرت‌های سیستم‌هایشان را با هم ترکیب کرده‌اند و بیتکوین بدست آمده از ماین بین این ماینرها تقسیم می‌شود. نیازی به گفتن نیست که تعداد بلوک‌های استخراج شده از استخر فراتر از تعداد بلاک‌های تک ماینر است. استخر‌های ماین و شرکت‌ها درصد عمده‌ای از قدرت محاسباتی بیتکوین را در اختیار دارند.

بیتکوین در مقابل ارزهای سنتی

مصرف کنندگان به پول‌های کاغذی اعتماد بیشتری دارند. این برمی‌گردد به پشتیبانی بانک مرکزی آمریکا از دلار آمریکا. بانک مرکزی آمریکا یا فدرال رزور علاوه بر مسئولیت‌های مرسومی که دارد، مسئول تنظیم روند تولید پول جدید نیز است و همینطور دولت فدرال هرگونه استفاده از ارز تقلبی را جرم می‌داند و پیگیری می‌کند.

حتی تمام پرداختی‌های دیجیتال با دلار توسط یک مقام مرکزی پشتیبانی و کنترل می‌شود. برای مثال، زمانی که با استفاده از کارت اعتباری یا کردیت کارت یک خرید آنلاین انجام می‌دهید، این پرداخت توسط یک شرکت مانند مسترکارت یا ویزا پردازش می‌شود. علاوه بر ذخیره مشخصات پرداخت‌تان، این شرکت‌ها وارسی می‌کنند که تراکنش‌ها جعلی نیستند.

از سوی دیگر بیتکوین توسط یک مقام مرکزی کنترل نمی‌شود. در مقابل بیتکوین درواقع توسط میلیون‌ها کامپیوتر در سراسر دنیا کنترل می‌شود. این شبکه کامپیوتر‌ها همان کاری را انجام می‌دهند که فدرال رزرو، ویزا و مستر کارت می‌کنند اما با یک سری تفاوت‌های کلیدی. گره‌ها یا کامپیوترهای شبکه، اطلاعات تراکنش‌های انجام شده را ذخیره می‌کنند و کمک به تائید اصالت این تراکنش‌ها می‌کنند. برخلاف مقامات مراکزی و واسطه‌ها، گره‌های شبکه بیتکوین در سراسر دنیا پخش شده‌اند و رکورد تراکنش‌ها در یک لیست عمومی توسط تمامی افراد قابل دسترس است.

تاریخچه استخراج بیتکوین

با وجود شانس یک در ۱۶ تریلیون، سطح پیچیدگی‌های متفاوت و وجود شبکه عظیمی از کاربران برای تائید تراکنش‌ها، یک بلاک از تراکنش‌ها در حدود هر ده دقیقه تائید می‌شود. فراموش نکنید که حل مسئله در ده دقیقه هدف ماینرها است و یک قانون نیست.

شبکه بیتکوین از آگوست ۲۰۲۰، زیر ۴ تراکنش در ثانیه پردازش می‌کند. این تراکنش‌ها هر ده دقیقه در شبکه ثبت می‌شود. در مقایسه، شرکت ویزا می‌تواند چیزی حدود ۶۵ هزار تراکنش در ثانیه بررسی و ثبت کند. با افزایش تعداد کاربران شبکه بیتکوین، تعداد تراکنش‌هایی که در ده دقیقه اتفاق می‌افتد از تعداد تراکنش‌هایی که می‌تواند در این زمان انجام بگیرد پیشی می‌گیرد. در آن موقع، زمان انتظار برای تراکنش‌ها طولانی‌تر خواهد شد یا اینکه تغییری در پروتکل بیت‌کوین ایجاد می‌شود.

این مشکل در پروتکل بیتکوین «مقیاس گذاری» نام دارد. با اینکه ماینر‌های بیتکوین به دنبال این هستند که مشکل مقیاس‌گذاری را حل کنند اما همراهی و تلاشی برای این کار صورت نمی‌گیرد. دو راه حل اصلی برای حل مشکل Scaling یا مقیاس‌گذاری وجود دارد. توسعه‌دهندگان پیشنهاد ساخت یک لایه فرعی خارج از زنجیره بیتکوین را داده‌اند که باعث می‌شود که تراکنش‌ها سریع‌تر اتفاق بیفتد یا اینکه تعداد تراکنش‌هایی که هر بلاک ذخیره می‌کند را افزایش داد. با کاهش داد‌ه‌های برای تائید در هر بلاک، اولین راه حل می‌تواند تراکنش‌ها را سریع‌تر و برای ماینرها ارزان‌تر کند. در دومین راه حل اطلاعات بیشتری باید پردازش و در نتیجه اندازه بلاک نیز افزایش یابد.

در ماه جولای ۲۰۱۷، ماینرهای بیتکوین و شرکت‌های استخراج کننده که تقریبا بین ۸۰ تا ۹۰ درصد قدرت شبکه را در اختیار دارند، به شرکت در برنامه‌ای رای دادند که در آن مقدار داده‌‌ای در که هر بلاک ذخیره می‌شود باید کاهش یابد.

این برنامه که ماینرها به آن رای دادند تا به پروتکل اضافه شود Segregated Witness یا SegWit نام دارد. این اصطلاح به معنای جدایی و شاهد است که در واقع به امضاها در یک تراکنش بیتکوین اشاره می‌کند. در Segregated Witness درواقع امضاهای تراکنش را از یک بلاک جدا می‌کند و به عنوان یک بلاک گسترده پیوست می‌دهند. با اینکه به نظر نمی‌آید که این اضافه کردن برنامه به پروتکل بیتکوین راه حل مورد نظر باشد اما تخمین زده می‌شد که داده همین امضاها میزان بیشتر از ۶۵ درصد از داده‌های پردازش شده در تراکنش‌های بلاک را شامل می‌شد.

کمتر از یک ماه بعد، در آگوست سال ۲۰۱۷، گروهی از ماینرها و توسعه‌دهندگان یک هارد فورک را راه اندازی کردند که باعث شد از شبکه بیتکوین یک ارز جدید با کد پایه بیتکوین ایجاد شود. اگرچه این گروه به دنبال راهی برای حل مقیاس گذاری بودند اما نگران بودند که SegWit این مشکل را به طور کامل حل نکند.

در عوض، آن‌ها به سراغ افزایش تعداد تراکنش‌های ذخیره شد در هر بلاک رفتند. ارز به وجود آمده از این تغییرات،  Bitcoin Cash نام گرفت که در آن اندازه هر بلاک به ۸مگابایت افزایش پیدا کرد که باعث شد تعداد تراکنش‌های تائید شده به ۲میلیون در روز برسد. در ۱۶ آگوست ۲۰۲۰، قیمت بیتکوین کش در حدود ۳۰۲ دلار بود در حالی که ارزش بیتکوین در آن زمان ۱۱۸۰۰ دلار بود.