بیت کوین ماینینگ چگونه کار می‌کند؟

هنگامی که اصطلاح بیت کوین را می‌شنوید، فکر می‌کنید، منظور سکه‌هایی است که از عمق زمین بیرون می‌آید، اما بیت کوین انجام کار فیزیکی نیست، پس چرا ما آن را استخراج (mining) می‌نامیم؟

از آنجایی که این کار شبیه به استخراج از معدن طلاست و در واقع بیت کوین برگرفته از طراحی پروتکل استخراج طلاست (همانطور که طلا در زیر زمین وجود دارد) اما هنوز به نور نرسیده است (طلایی که هنوز استخراج نشده است). پروتکل بیت کوین عقیده دارد که ۲۱ میلیون بیت کوین در نقاط مختلفی وجود دارد و آنچه که “معدنچیان” انجام می‌دهند این است که آنها را در مدت زمان کمی استخراج می کنند.

بیت کوین‌ها به عنوان پاداش در ازای معاملات معتبر عرضه می‌شوند و براساس بلاک چین فعالیت می‌کنند.

گره‌ها

گره، یک کامپیوتر قدرتمند است که نرم‌افزار بیت کوین را اداره می‌کند و کمک می‌کند تا بیت کوین را با مشارکت در انتقال اطلاعات به کار بگیرید. هر کس می‌تواند یک گره را اداره کند، کافی است فقط نرم‌افزار بیت کوین را به صورت رایگان دانلود کنید و یک پورت خاص را باز کنید (نقطه ضعفش این است که انرژی و فضای ذخیره سازی زیادی را مصرف می‌کند-شبکه در زمان نوشتن حدود ۱۴۵ گیگابایت مصرف دارد). گره‌ها، بیت کوین را در سراسر شبکه گسترش می‌دهند. یک گره، اطلاعات را به چند گره دیگر ارسال خواهد کرد که آنها نیز اطلاعات را به گره‌های دیگر ارسال می‌کنند و غیره. به این ترتیب اطلاعات با سرعت بالا در تمام شبکه احاطه می‌شود.

بعضی از گره‌ها، گره‌های استخراجی (معمولا “معدنچیان” نامیده می‌شوند) هستند. این گروه، معاملات را به بلاک‌ها منتقل کرده و به بلاک چین اضافه می‌کنند. آنها چطور این کار را انجام می‌دهند؟ با حل یک معمای پیچیده ریاضی که بخشی از برنامه بیت کوین ماینینگ است و پاسخ آن در بلاک است. معمایی که نیاز به حل کردن دارد، این است که یک عدد را پیدا کنیم که در صورت ترکیب با داده‌ها در بلاک و عبور از یک تابع هش، نتیجه‌ای را ایجاد می‌کند که در محدوده مشخصی باشد. این بسیار سخت‌تر از آن چیزی است که به نظر می‌رسد.

(این عدد “نانس” (nonce) نامیده می شود، یک عدد اختیاری که فقط یکبار قابل استفاده می‌باشد، در مورد بیت کوین، نانس یک عدد صحیح بین ۰ و ۴،۲۹۴،۹۶۷،۲۹۶ است.)

حل معما:

آنها چگونه این عدد را پیدا می‌کنند؟ با حدس زدن به صورت تصادفی. تابع هش باعث می‌شود پیش‌بینی آنچه که خروجی است، غیرممکن شود. بنابراین، ماینرها عدد رمزآلودی را حدس می‌زنند و تابع هش را با ترکیب در عدد حدس زده شده و داده‌های بلاک اعمال می‌کنند. تابع هش به‌دست آمده باید با تعدادی صفر از پیش‌تعیین شده شروع شود. هیچ راهی برای دانستن اینکه کدام عدد کار خواهد کرد، وجود ندارد، چرا که دو عدد صحیح متوالی به نتایج بسیار متفاوتی می‌رسند. علاوه بر این، ممکن است نانس‌های متعددی وجود داشته باشد که نتایج موردنظر را تولید کنند یا ممکن است هیچ یک از آنها نتیجه‌‌ای نداشته باشد. (در این صورت ماینرها، با شکلی متفاوت به تلاششان ادامه می‌دهند.)

اولین ماینری که به تابع هش ناشی موردنظر دست یابد، پیروزی خود را به سایرین در شبکه اعلام می‌کند. دیگر ماینرها نیز بلافاصله کار بر روی این بلاک را متوقف کرده و تلاش برای یافتن رمز بعدی را آغاز می‌کنند. ماینر برنده، تعدادی بیت کوین جدید به‌عنوان پاداش به دست می‌آورد.

اقتصاد

در زمان نوشتن، پاداش‌ها معادل ۱۲٫۵ بیت کوین است که تقریبا ۲۰۰،۰۰۰ دلار ارزش دارد.

اگرچه این‌طور که به نظر می‌رسد این معامله باارزشی نیست. بسیاری از گره‌های استخراج‌کننده برای دریافت این پاداش رقابت می‌کنند و باید گفت که این مسئله تابعی از شانس و قدرت محاسبه است (هرچه بیشتر حدس بزنید، شانس بیشتری دارید.)

همچنین، هزینه‌های لازم برای گره ماینر قابل ‌توجه است، نه تنها به دلیل قدرت سخت‌افزاری موردنیاز (اگر شما پردازنده‌ای سریع‌تر از رقبای خود داشته باشید، شانس شما برای یافتن عدد صحیح، قبل از اینکه سایرین آن را پیدا کنند، بیشتر است)، بلکه به دلیل میزان برق زیادی که این پردازنده‌ها مصرف می‌کنند.

همچنین باید گفت که تعداد بیت کوین‌هایی که به عنوان پاداش اعطا می‌شوند نیز کاهش خواهند داشت. در حال حاضر تعداد این بیت کوین‌ها ۱۲٫۵ است، اما هر چهار سال یا بیشتر به نصف کاهش پیدا می‌کند (انتظار می رود، کاهش بعدی در سال ۲۰۲۰ تا ۲۰۲۱ صورت گیرد). طی چند سال آینده، ارزش بیت کوین با توجه به هزینه مصرف برق و مصرف سخت‌افزار می‌تواند تا حدودی این کاهش را جبران کند، اما این موضوع قطعی نیست.

مشکلات و سختی‌ها

دشواری محاسبه در پردازش بلاک به طور مرتب تعدیل می‌شود، به‌طوری که برای پردازش یک بلاک به‌طور متوسط حدود ۱۰ دقیقه طول می‌کشد.

چرا ۱۰ دقیقه؟ به‌دلیل اینکه توسعه‌دهندگان بیت کوین فکر می‌کنند که این بازه زمانی برای جریان ثابت و کاهش بیت کوین‌های جدید لازم است تا به حداکثر ۲۱ میلیون نفر برسد.

اگر تا الان به این موفقیت دست یافته‌اید باید به شما تبریک گفت! هنوز موارد بیشتری برای توضیح این سیستم وجود دارد، اما حداقل در حال حاضر ایده‌ای از طرح کلی نبوغ برنامه‌نویسی و مفهومی این سیستم دارید. برای اولین بار ما سیستمی داریم که اجازه می‌دهد نقل و انتقالات دیجیتالی مناسب به روش غیرمتمرکز و معتمد صورت گیرد.