اهمیت نقش ماینر بیت کوین در شبکه

نقش ماینر بیت کوین در شبکه بسیار کلیدی و تعیین‌کننده است. بلاکچین بیت کوین برای این که یک سیستم پولی کارامد و بدون نیاز به واسطه فراهم کند باید تراکنش‌ها را به‌صورت قطعی و بدون برگشت یا تکرار، نهایی کند یعنی وقتی یک تراکنش انجام می‌شود هیچ امکانی برای لغو یا تغییر در آن وجود ندارد. نودهای کامل (Full Node) وظیفه بررسی و تایید اعتبار تراکنش‌ها را برعهده دارند تا تراکنش‌های فیک و خرابکارانه وارد شبکه نشوند. به این صورت که امضاهای دیجیتال معتبری ارائه می‌دهند که ثابت می‌کند موجودی خرج نشده (UTXO) در آن آدرس، واقعی و قابل خرج کردن است.

تراکنش‌ها باید پس از اطمینان از این که یک موجودی، دوبار خرج نشده است، در شبکه تایید و نهایی شوند. نقش ماینر بیت کوین در شبکه هم همین است و بابت آن پاداش دریافت می‌کند و حتی در وارد شدن بیت کوین‌های جدید در شبکه هم نقش اساسی دارند.

نقش ماینر بیت کوین در تایید تراکنش ها

به دلیل اندازه ثابت و بدون تغییر یک مگابایتی بلاک‌ها در بلاکچین بیت کوین، توان شبکه در پردازش و تایید تراکنش‌ها به طور میانگین حدود هفت تراکنش در ثانیه است بنابراین تراکنش‌های تایید نشده در جایی به نام ممپول (Mempool) منتظر می‌مانند تا توسط ماینرها تایید شوند.

نقش ماینر شبکه بیت کوین این است که ممپول را بررسی کرده، منتظر تراکنش‌های تاییدنشده بماند و پس از تایید، آن‌ها را در یک بلاک قرار بدهد. هر ده دقیقه یک بار، یک بلاک انتخاب می‌شود تا به بلاکچین فعلی اضافه شده و تراکنش‌های تاییدشده درون آن قرار بگیرند. هر بلاکی که تایید شود ماینر بابت آن، بیت کوین جدید پاداش می‌گیرد. در سوم ژانویه ۲۰۰۹، تایید و استخراج اولین بلاک بلاکچین بیت کوین که «جنسیس بلاک» نام دارد انجام شد و پاداش آن ۵۰ بیت کوین بود.

از آن زمان تا به امروز، تقریبا هر ۱۰ دقیقه یک بلاک جدید به شبکه اضافه شده است و پس از هر ۲۱۰۰۰۰ بلاک، پاداش ماینرها نصف می‌شود که به این فرآیند، هاوینگ (Halving) می‌گویند. چرخه هاوینگ هر ۴ سال یک بار اتفاق می‌افتد و این یعنی کل موجودی ۲۱ میلیون بیت کوین تا سال ۲۱۴۰ وارد چرخه گردش خواهد شد.

در سال ۲۰۲۱ که بیت کوین به بالاترین قیمت تاریخی خود یعنی ۶۴۸۰۵ دلار رسید، میزان پاداش ۶.۲۵ بیت کوین معادل بیش از ۴۲۰ هزار دلار به ازای هر بلاک در هر ده دقیقه بود. به بیت کوینی که ماینر تاییدکننده هر بلاک جدید پاداش می‌گیرد هم «پاداش کوین بیس» گفته می‌شود – عبارتی‌ که بعدها صرافی کوین بیس مدعی ایجاد آن شد.

نقش ماینرها و اثبات کار

با توجه به این که بخشی از ارزش بیت کوین حاصل کمیابی دیجیتال آن است یعنی تعداد آن محدود و متقاضیان آن به شدت بالا هستند و روشی که شبکه برای اطمینان از دوبار خرج کردن (Double Spend) بیت کوین‌ها استفاده می‌کند، فرآیند استخراج باید کاری دشوار و مشوق رفتار صادقانه باشد. این هدف از طریق اصلی به نام «اثبات کار» (PoW) برآورده می‌شود.

اثبات کار مستلزم این است که ماینرها برای به دست آوردن حق انتشار بلاک منتخب خود در شبکه و دریافت پاداش، باید با یکدیگر رقابت کرده و مسائل دشوار ریاضی را حل کنند. نودهای کامل هر ۲۰۱۶ بلاک یک بار، به صورت خودکار میزان سختی حل مساله را تعیین می‌کنند تا قدرت محاسباتی افزایش پیدا کرده و مطمئن شوند که بلاک جدید هر ۱۰ دقیقه یک بار ایجاد می‌شود. این بهترین روش برای تنظیم سرعت و زمان انتشار بیت کوین‌های جدید در شبکه تا زمان رسیدن به آخرین موجودی بیت کوین است.

گرچه مساله ریاضی که ماینرها برای حل آن رقابت می‌کنند به خودی خود بی‌معنی است اما این میزان کار و قدرت محاسباتی کاملا ضروری است چون اثبات می‌کند که هیچ ماینری تقلب نکرده و هیچ نهاد یا فردی نمی‌تواند همه بلاک‌ها را خودش به شبکه اضافه کرده و تمام پاداش‌ها را دریافت کند یا تراکنش‌ها را حذف کرده و کل سیستم را متوقف کند. بنابراین اثبات کار جزء جدانشدنی از فرآیند حفظ کمیابی دیجیتال و قرار گرفتن بیت کوین در موضع برتری نسبت به سیستم مالی فیات، با موجودی نامحدود است.

مسائل ریاضی در استخراج بیت کوین

مساله ریاضی کامپیوتری که ماینرها باید حل کنند به شکل الگوریتم هشینگ است که SHA256 نام دارد که البته منحصر به بیت کوین نیست بلکه یک روش رمزگذاری است که توسط NSA ایجاد شد. «هش» شناسه یک‌طرفه و یکتا برای یک سند دیجیتال است که امنیت و محرمانه بودن آن را امکان‌پذیر می‌کند.

فرض کنید هش یک موتور تصادفی‌ساز است که می‌توانید هر ورودی دلخواهی مثل یک کلمه عبور را به آن بدهید. سپس الگوریتم، آن را به یک رشته تصادفی از حروف و عدد (هش) با طول یکسان تبدیل می‌کند. اگر حتی یکی از حروف ورودی را تغییر دهید، یک هش متفاوت دریافت خواهید کرد و نمی‌توانید از طریق این هش، کلمه عبور قبلی را به دست آورید. اما اگر همیشه یک ورودی مشخص و بدون تغییر وارد کنید، همیشه یک هش یکسان تولید خواهد شد.

الگوریتم هشینگ SHA256 که برای استخراج بیت کوین به کار می‌رود، صرف‌نظر از این که چه ورودی به آن داده شود، یک هش با طول ۶۴ کاراکتر تولید می‌کند که هر کاراکتر نشان‌دهنده ۴ بایت داده است (۲۵۶=۴x۶۴).

استخراج بیت کوین را گاهی یک بخت آزمایی توصیف می‌کنند چون وظیفه‌ای که ماینرها باید کامل کنند تا اثبات کار را نشان بدهند، شانسی و بی‌هدف است. درواقع روشی هوشمندانه برای تنظیم سرعت تولید بلاک جدید و ورود بیت کوین‌های جدید به چرخه گردش محسوب می‌شود.

هدف از این بازی این است که جزئیات مشخصی از بلاک جدید و بلاک قبلی باهم ترکیب شوند تا یک هش عددی متفاوتی ایجاد شود که برابر یا کمتر از چیزی به نام تارگت باشند – با توجه به تشبیه استخراج بیت کوین به بخت آزمایی، این هش، شماره برنده است.

جزئیات بلاک هش شده شامل شماره نسخه، برچسب زمانی، هش مربوط به بلاک قبلی، هش ریشه مرکل (Merkle Root)، یک شماره تصادفی به نام نانس (nonce) و یک هش تارگت است. با توجه به گسترده بودن دامنه اعدادی که یک الگوریتم ۲۵۶ بیتی می‌تواند تولید کند، حدس‌های زیادی برای پیدا کردن تارگت وجود دارد. بنابراین تمام کاری که ماینرها انجام می‌دهند این است که هر چندبار که می‌توانند، الگوریتم را اجرا کنند.

در روزهای اول، ماینرها می‌توانستند با استفاده از کارت گرافیک کامپیوترهای معمولی خانگی که برای سرعت دادن به پردازش تصاویر گرافیکی خصوصا بازی‌های کامپیوتری طراحی شده بودند، بیت کوین استخراج کنند. اما امروزه، ماینرها سخت‌افزارهای اختصاصی به نام ریگ ماینینگ (mining rig) به کار می‌برند که از مدارهای مجتمع اختصاصی یا ASICs استفاده می‌کند. ریگ ماینینگ درواقع پردازنده‌های کامپیوتر هستند که برای حل مسائل ریاضی که هسته فرآیند استخراج بیت کوین محسوب می‌شود، بهینه‌ شده‌اند. یکی از محبوب‌ترین ریگ ماینینگ‌ها Antman S19j Pro Miner TH/s نام دارد که توسط Bitmain ساخته شده است.

شرکت‌های فعال در حوزه استخراج بیت کوین تا جایی که بتوانند پشیبانی مالی و خنک کردن دستگاه‌ها را تامین کنند، هر تعدادی که بخواهند ریگ اضافه می‌کنند تا بتوانند قبل از بقیه ماینرها در سراسر دنیا، مساله را حل کرده و پاداش دریافت کنند. وقتی تارگت پیدا شود، بلاک و تراکنش‌هایی که درون آن قرار گرفته است به بلاکچین اضافه می‌شود. سپس بلاکچین برای تمام نودهای کامل و ماینرها به‌روزرسانی می‌شود تا آنها هم متوجه اضافه شدن بلاک جدید بشوند و این فرآیند دوباره از ابتدا شروع می‌شود.

پیش از این گفتیم که نودهای کامل چگونه تولید بلاک جدید را تنظیم می‌کنند که این تنظیم کردن شامل هر افزایش یا کاهش در مجموع ظرفیت استخراج است. ظرفیت استخراج با توجه به قیمت بیت کوین متفاوت است چون قیمت بیت کوین ارزش پاداش مشارکت در شبکه، یعنی پاداش کوین بیس به‌علاوه کارمزد تراکنش را تعیین می‌کند.

می‌توان از قیمت بیت کوین، میزان سختی استخراج، هش ریت و هزینه اجرای عملیات استخراج شامل برق، خنک‌کنندگی و هزینه‌های سربار، امکان‌پذیر بودن و تداوم مشارکت ماینرها در شبکه را محاسبه کرد.

هش ریت شاخص قدرت شبکه بیت کوین است و وقتی یک کاربر خرابکار بخواهد قدرت تصمیم‌گیری در مورد دوبار خرج کردن موجودی و این که کدام تراکنش‌ها به بلاک‌های جدید اضافه شوند را به دست آورد، به قدرتی معادل ۵۱ درصد از مجموع هش ریت نیاز دارد.

احتمالا حالا برای شما روشن شده است که چرا استخراج بیت کوین تا این اندازه برق مصرف می‌کند چون ریگ‌های ماینینگ به صورت شبانه‌روزی در ۷ روز هفته و ۳۶۵ روز سال کار می‌کنند تا تارگت را پیدا کنند و وقتی قدرت هش بالاتر رود، پیدا کردن تارگت هم بسیار سخت‌تر خواهد شد. این فرآیند یک حلقه بی‌عیب‌ونقص برای بهای بیت کوین ایجاد می‌کند که هرچه هش ریت افزایش پیدا کند، قیمت هم بالاتر رفته و درنتیجه ماینرهای بیشتری را جذب می‌کند.

آیا همه می توانند ماینر بیت کوین شوند؟

اگر مطالعه این مطلب تا اینجا باعث شد که برای داشتن ریگ ماینینگ هیجان‌زده شوید، وقت آن رسیده است که شما را با کمی از حقایق تلخ هم روبه‌رو کنیم. در حال حاضر استخراج بیت کوین یک کسب‌وکار تخصصی است و بیشتر مراکز استخراج بیت کوین در جهان در نزدیکی منابع انرژی تجدیدپذیر قرار گرفته‌اند که باعث می‌شود برق به مقدار کافی وجود داشته و قیمت آن هم ارزان باشد.

ماینرهای حرفه‌ای دستگاه‌های خود را اورکلاک (Over Clock) می‌کنند تا عملکرد آنها را به بالاتر از تنظیمات پیشنهادی سازنده ارتقا بدهند و قدرت دستگاه به بالاترین حد خود برسد. این کار فقط باید توسط ماینرهای حرفه‌ای انجام شود چون نیازمند مراقبت و دقت بالا است تا دستگاه‌های ماینر در حین کار خیلی داغ نشوند. چون حل کردن یک مساله و سپس ایجاد مساله بعدی و نیاز به خنک کردن دستگاه‌ها در طول عملیات استخراج، نیاز به انرژی بیشتری دارد.

بنابراین اگر یک سد هیدروالکتریک یا یک زمین پر از پنل‌های خورشیدی ندارید و می‌خواهید به‌صورت تفریحی و با استفاده از کارت گرافیک و ASIC به استخراج بیت کوین بپردازید، سود چندانی عاید شما نخواهد شد.

حتی اگر چند ASIC را به یکدیگر وصل کنید بازهم هفته‌ها، ماه‌ها یا حتی مدت زمان طولانی‌تری باید زحمت بکشید تا تارگت را پیدا کنید و درنهایت موفق به پیدا کردن بلاک جدید نمی‌شوید. در همین حین که هیچ سودی هم کسب نکرده‌اید باید قبض‌های گران برق را بپردازید چون برق زیادی مصرف کرده‌اید و نیاز به خنک کردن گرمای تولیدشده داشته‌اید.

برای حل این مساله و این که استخراج بیت کوین تا حد ممکن در دسترس افراد بیشتری قرار بگیرید، کاربران بیت کوین یک مکان مجازی به نام Mining Pool یا استخر استخراج را ایجاد کرده‌اند. این استخرها شامل یک گروه از ماینرها است که قدرت هش خود یعنی قدرت پردازش کامپیوترهای خود را با هم ادغام کرده‌اند تا به صورت گروهی و مشترک برای پیدا کردن بلاک جدید تلاش کنند.

اگر هر کدام از ماینرهای داخل استخر در این رقابت پیروز شوند و بتوانند بلاک جدید را پیدا کنند، همه ماینرها به نسبت قدرت هش خود در پاداش کوین بیس سهیم هستند. هرچه قدرت هش بالاتر باشد، سهم ماینر از پاداش هم بیشتر خواهد بود.

اگر واقعا تصمیم خود را برای استخراج بیت کوین گرفته‌اید باید مکان مناسبی را پیدا کنید که ریگ‌های خود را در آن قرار دهید. این مکان باید خنک، دارای تهویه و هواگیر، دارای عایق صدا یا دور از محل مسکونی برای جلوگیری از شکایت ساکنان از صدای زیاد دستگاه‌ها باشد. همچنین باید با توجه به نیاز و بودجه خود، ASIC مناسب هم تهیه کنید. وقتی این مراحل را طی کردید، آماده استخراج هستید و فقط باید تصمیم بگیرید که به کدام استخر بپیوندید.

مثلا اگر بتوانید ۵ درصد از قدرت هش مورد نیاز را برای استخر فراهم کنید و آن استخر یک بلاک جدید پیدا کند، شما ۵ درصد از پاداش که حدود ۰.۳۱۲۵ بیت کوین است (منهای هزینه‌های کارمزد استخر)، دریافت خواهید کرد. شاید به نظر آسان برسد اما اگر همین‌قدر آسان بود همه آن را انجام می دادند.

واقعیت این است که سود به دست آوردن از استخراج بیت کوین به شدت سخت است.

می توانید به استخراج ارزهای دیگر فکر کنید که در آن‌ها رقابت کمتر است اما باید هزینه‌ای که صرف می‌کنید با پاداشی که به‌دست می‌آورید را بسنجید.

انتخاب بهترین استخر استخراج بیت کوین

انتخاب استخر استخراج تنها با یک منطق ساده سر و کار دارد: هرچه اندازه استخر از لحاظ قدرت هش بزرگ‌تر باشد، بلاک‌های بیشتری پیدا می‌کنند و این یعنی می‌توانید یک جریان درآمدی مستمر داشته باشید. البته در این استخرها، به دلیل این که سهم شما از تامین قدرت هش خیلی ناچیز است، سهم شما از پاداش کوین بیس هم ناچیز خواهد بود. پیوستن به استخرهای کوچک‌تر سهم شما از پاداش را افزایش می‌دهد اما چون استخر بلاک‌های کمتری پیدا خواهد کرد، تعداد دفعاتی که پاداش می‌گیرید هم کمتر است.

نکات فنی دیگری هم وجود دارد که باید در نظر بگیرید و در تصمیم‌گیری شما نقش دارند. اگر شما روش پیوستن به استخر را در پیش بگیرید نیاز به یک اینترنت پرسرعت با کمترین تاخیر در اتصال به استخر را دارید تا بتوانید اطلاعات را با بقیه به اشتراک بگذارید. هرگونه تاخیر در دریافت داده‌ها می‌تواند زمان ارزشمند را برای پیدا کردن راه‌حل بلاک جدید، هدر بدهد. در حالت ایده‌ال، پینگ اتصال اینترنت شما باید زیر ۲۰۰ میلی‌ثانیه و تا حد امکان نزدیک به صفر باشد.

استخرهای مختلف کارمزدهای متفاوتی دارند بنابراین در زمان انتخاب استخر باید این مساله را هم در نظر داشته باشید. همچنین باید دفعات پرداخت پاداش را هم بررسی کنید. بعضی از استخرها فقط در تاریخ‌های از پیش تعیین شده پاداش‌های به‌دست آمده را تقسیم می‌کنند و بعضی از آن‌ها حتی مقدارهای اندک را به کیف پول شما واریز خواهند کرد.

استخرهایی که پاداش ماینرها را تا زمان توزیع پیش خود نگه می‌دارند هم درجاتی از ریسک را متوجه شما خواهند کرد چون شما به آنها اعتماد می‌کنید که هکتان نمی‌کنند یا پاداش را برای خودشان برنمی‌دارند. شاید بهتر باشد استخرهایی را انتخاب کنید که پاداش را مستقیما به کیف پول خودتان واریز می‌کنند.

نکته دیگری که باید در نظر بگیرید هزینه فرصت سرمایه‌گذاری در یک استخر استخراج است. آیا می‌توانید همین میزان یا حتی مقدار بالاتری سود را با سرمایه‌گذاری در جای دیگری که ریسک آن مشخص است، به دست آورید؟

استفاده از سرویس استخراج بیت کوین میزبانی شده

روش بهتر برای استخراج بیت کوین می‌تواند استفاده از سرویسی باشد که میزبانی ریگ ماینینگ را برای شما انجام می‌دهد. شما هزینه دستگاه‌ها و برق را پرداخت می‌کنید و وظیفه نگه‌داری و مراقبت از آن‌ها برعهده آن سرویس میزبان است. در این سرویس‌ها یک داشبورد برای شما ایجاد می‌شود که می‌توانید به‌صورت آنی، میزان سودهای خود را ببینید. مثال زیر از سرویس میزبانی Compass Mining است.

خلاصه فرآیند استفاده از سرویس میزبانی استخراج بیت کوین:

– یک ریگ ماینینگ خریداری کنید: توجه داشته باشید که تعداد این ریگ‌ها کم و هزینه آنها ۹۰۰۰ دلار است.

– انتخاب کنید که دستگاه ماینر شما توسط کدام شرکت میزبانی شود و هزینه برق را پرداخت کنید: در این مثال این هزینه معادل ۲۵۰ دلار در ماه است

– به یک استخر متصل شوید تا درآمد حاصل از پاداش بلاک و کارمزد تراکنش ها را کنترل کنید؛ یک کیف پول برای دریافت این درآمدها ایجاد کنید.

ماینرها علاوه بر پاداش پیدا کردن بلاک جدید، بخشی از کارمزد تراکنش‌های انجام شده در بلاکی که می‌خواهند به بلاکچین اضافه کنند را هم دریافت می‌کنند که البته در برابر پاداش کوین بیس، مقدار بسیارناچیز و قابل چشم‌پوشی است. بلاک را به‌عنوان انبوهی از داده‌های طبقه‌بندی‌شده تراکنش‌ها در نظر بگیرید، ماینرها صحت هر تراکنش را تایید کرده و بابت این تلاش و مشارکت در شبکه، بیت کوین پاداش می‌گیرند. بنابراین نقش ماینر بیت کوین نهایی کردن تراکنش‌ها و صدور بیت کوین‌های جدید است.

سوالات متداول – اهمیت نقش ماینر بیت کوین در شبکه