نحوه استخراج بیت کوین: راهنمای جامع برای استخراج Bitcoin

استخراج بیت کوین چیست؟

استخراج بیت کوین فرآیندی است که طی آن بیت کوین های جدید وارد گردش میشوند. همچنین این روشی است که تراکنش‌های جدید توسط شبکه تأیید میشوند و جزء حیاتی نگهداری و توسعه کل بلاک چین است. “استخراج” با استفاده از سخت افزار پیچیده ای انجام میشود که یک مسئله ریاضی محاسباتی بسیار پیچیده را حل میکند. اولین رایانه ای که راه حل مشکل را پیدا میکند، بلوک بعدی بیت کوین را دریافت میکند و روند دوباره تکرار میشود.

استخراج ارزهای دیجیتال، بسیار پرهزینه و لی سودآور است. با این وجود، ماینینگ برای بسیاری از سرمایه‌گذاران علاقه‌مند به ارزهای دیجیتال جذابیت خاصی دارد، به دلیل این که ماینرها برای کارشان با توکن‌های رمزنگاری پاداش دریافت میکنند. پاداش بیت کوینی که ماینرها دریافت میکنند، انگیزه ای است که افراد را تشویق میکند تا به هدف اصلی استخراج کمک کنند. از آنجایی که این مسئولیت‌ها بین بسیاری از کاربران در سراسر جهان توزیع شده است، بیت‌کوین یک ارز دیجیتال «غیرمتمرکز» است، یا بهتر است بگوییم که ارزی است که برای نظارت بر مقررات خود به هیچ مرجع مرکزی مانند بانک مرکزی یا دولت متکی نیست.

چرا بیت کوین به ماینرها نیاز دارد؟

استخراج در بلاک چین استعاره ای از کار محاسباتی است که نود ها (گره) در شبکه به امید کسب توکن های جدید انجام میدهند. در واقعیت، ماینرها اساساً برای کار خود به عنوان حسابرس دستمزد دریافت میکنند و کار تایید صحت تراکنش های بیت کوین را انجام میدهند. این کنوانسیون برای صادق نگه داشتن کاربران بیت کوین است و توسط بنیانگذار بیت کوین، ساتوشی ناکاموتو طراحی شده است. ماینرها با تأیید تراکنش ها، به جلوگیری از «مشکل خرج مضاعف» کمک میکنند.

دوبار خرج کردن سناریویی است که در آن صاحب بیت کوین به طور غیرقانونی یک بیت کوین را دو بار خرج میکند. اما در مورد ارزهای فیات، این مشکل وجود ندارد: وقتی اسکناس 20 دلاری را برای خرید یک بطری ودکا به کسی تحویل میدهید، دیگر آن را ندارید، بنابراین هیچ خطری وجود ندارد که بتوانید از همان اسکناس 20 دلاری برای خرید چیزهای دیگر استفاده کنید. ولی باید توجه داشت که امکان ساخت پول نقد تقلبی وجود دارد. فرض کنید یک اسکناس 20 دلاری قانونی و یک 20 دلاری تقلبی داشتید.

اگر بخواهید هم صورتحساب واقعی و هم قبض جعلی را خرج کنید، شخصی که زحمت نگاه کردن به شماره سریال هر دو اسکناس را میکشد، متوجه میشود که آنها یک شماره مشابه دارند و بنابراین یکی از آنها باید نادرست باشد. کاری که یک ماینر بلاک چین انجام میدهد. آنها تراکنش ها را بررسی میکنند تا مطمئن شوند که کاربران به طور نامشروع سعی نکرده اند یک بیت کوین را دو بار خرج کنند.

چرا استخراج بیت کوین

استخراج علاوه بر این که به ماینر ها سود میدهد و از اکوسیستم بیت کوین حمایت میکند، هدف حیاتی دیگری نیز دارد: این تنها راه برای عرضه ارزهای دیجیتال جدید در گردش است. جدا از کوین هایی که از طریق بلوک نخستین (جنسیس) ضرب میشوند (اولین بلوک که توسط بنیانگذار ساتوشی ناکاموتو ایجاد شد)، سایر بیت کوین ها به کمک استخراج کنندگان به وجود می آیند. در غیاب ماینرها، بیت کوین به عنوان یک شبکه همچنان وجود دارد و قابل استفاده است، اما هرگز بیت کوین اضافی وجود نخواهد داشت. با این حال، از آنجایی که نرخ بیت کوین استخراج شده در طول زمان کاهش مییابد، بیت کوین نهایی تا حدود سال 2140 در گردش نخواهد بود. این بدان معنا نیست که تراکنش ها تایید نمیشوند بلکه ماینرها به تراکنش‌ها ادامه میدهند و به منظور حفظ یکپارچگی شبکه بیت‌کوین، هزینه‌هایی برای این کار پرداخت میشود.

برای کسب بیت کوین های جدید، باید اولین استخراج کننده ای باشید که به پاسخ صحیح یا نزدیک ترین پاسخ به یک مشکل عددی میرسد. این فرآیند به عنوان اثبات کار (PoW) نیز شناخته میشود. هیچ ریاضی یا محاسبات پیشرفته ای دخیل نیست. شاید شنیده باشید که ماینرها مسائل ریاضی دشواری را حل میکنند، این درست است اما نه به این دلیل که خود ریاضی سخت است. کاری که آنها در واقع انجام میدهند این است که اولین ماینری باشند که یک عدد هگزادسیمال 64 رقمی (“هش”) که کمتر یا مساوی هش هدف است را ارائه کنند. (این اساسا حدس و گمان است).

این یک موضوع حدس و گمان یا تصادفی است، اما با توجه به اینکه تعداد کل حدس های ممکن برای هر یک از این مشکلات در حد تریلیون ها است، کار فوق العاده سختی است. و تعداد راه‌حل‌های ممکن، تنها تعداد استخراج‌کنندگان بیشتری را افزایش میدهد که به شبکه استخراج (معروف به سختی استخراج) میپیوندند. برای حل یک مشکل، ابتدا ماینرها به قدرت محاسباتی زیادی نیاز دارند. برای موفقیت در استخراج، باید «هش ریت» بالایی داشته باشید که بر حسب گیگا هش در ثانیه (GH/s) و تراهش در ثانیه (TH/s) اندازه گیری میشود.

استخراج بیت کوین چقدر سود آور است؟

پاداش استخراج بیت کوین تقریباً هر چهار سال به نصف کاهش مییابد. زمانی که بیت کوین برای اولین بار در سال 2009 استخراج شد، برای شما استخراج یک بلوک، 50 بیت کوین به همراه داشت. در سال 2012، این میزان به 25 بیت کوین کاهش یافت. تا سال 2016، این مقدار دوباره به نصف کاهش یافت و به 12.5 بیت کوین رسید. در 11 می 2020، پاداش دوباره به نصف کاهش یافت و به 6.25 BTC رسید. در ژانویه سال 2022، قیمت بیت کوین حدود 42500 دلار به ازای هر بیت کوین بود، به این معنی که برای تکمیل یک بلوک، 265625 دلار (6.25 x 42500) درآمد باید کسب کرد.

برای پیگیری دقیق زمان وقوع این روند، شما میتوانید با ساعت بیت کوین که این اطلاعات را در زمان واقعی به روز میکند، کار خود را نتظیم کنید. جالب توجه است که قیمت بازار بیت کوین در طول تاریخ خود تمایل زیادی به کاهش کوین های جدید وارد شده به گردش داشته است. این کاهش نرخ تورم باعث افزایش کمبود شد و از نظر تاریخی قیمت نیز با آن افزایش یافت.

چرا شما نیاز دارید تا بیت کوین استخراج کنید؟

اگرچه در اوایل تاریخ حضور بیت کوین، افراد ممکن است بتوانند برای بلوک ها با یک کامپیوتر شخصی معمولی در خانه رقابت کنند، اما دیگر اینطور نیست. دلیل این امر این است که دشواری استخراج بیت کوین در طول زمان تغییر میکند. به منظور اطمینان از عملکرد درست بلاک چین و توانایی آن در پردازش و تأیید تراکنش ها، شبکه بیت کوین قصد دارد هر 10 دقیقه یا بیشتر یک بلوک تولید کند. با این حال، اگر یک میلیون ریگ ماینینگ برای حل مشکل هش رقابت کنند، احتمالاً سریعتر از سناریویی که در آن 10 ریگ ماینینگ روی همان مشکل کار میکنند، به راه حلی درست دست خواهند یافت.

زمانی که قدرت محاسباتی بیشتری برای استخراج بیت کوین وجود داشته باشد، سطح دشواری استخراج افزایش مییابد تا تولید بلوک با نرخ ثابتی حفظ شود. قدرت محاسباتی کمتر به معنای کاهش سطح دشواری است. با اندازه شبکه امروزی، استخراج بیت کوین از رایانه شخصی تقریباً به طور قطع غیر ممکن است.

سخت افزار استخراج

همه اینها به این معنی است که، برای استخراج رقابتی، ماینرها اکنون باید روی تجهیزات کامپیوتری قدرتمندی مانند کارت گرافیک  (GPU) یا، واقع بینانه تر، یک دستگاه تجاری استخراج (ASIC) سرمایه گذاری کنند. هزینه این میتواند 500 دلار تا ده ها هزار دلار باشد. برخی از ماینرها – به ویژه ماینرهای اتریوم – کارت های گرافیک فردی (GPU) را به عنوان راهی کم هزینه برای انجام عملیات استخراج میخرند.

امروزه سخت افزار استخراج بیت کوین تقریباً به طور کامل از دستگاه های ASIC تشکیل شده است. ASIC های امروزی نسبت به CPU یا GPU قدرتمندتر هستند و هر چند ماه یک بار با توسعه و استقرار تراشه های جدید، هم قدرت هش و هم کارایی انرژی بیشتری به دست میآورند. ماینرهای امروزی میتوانند تقریباً 200 TH/s تولید کنند که تنها 27.5 ژول در هر تراهش میکشد.

مقیاس پذیری استخراج

یایید فرض بگیریم که من به ۳ دوست خود میگویم که به عددی بین یک تا 100 فکر میکنم و آن عدد را روی یک کاغذ مینویسم و در پاکت را میبندم. دوستان من مجبور نیستند عدد دقیق را حدس بزنند. آنها فقط باید اولین نفری باشند که هر عددی را که کمتر یا مساوی عددی است که من به آن فکر میکنم حدس بزنند. و هیچ محدودیتی برای تعداد حدس زدن آنها وجود ندارد. فرض کنید من به عدد 19 فکر میکنم. اگر دوست اول من 21 را حدس بزند، به دلیل 21>19 شکست میخورد. اگر دوست دوم  16 را حدس بزند و دوست سوم  12 را حدس بزند، پس هر دو از نظر تئوری به پاسخ های قابل قبولی رسیده اند.به دلیل اینکه 16 < 19 و 12 < 19.

هیچ “اعتبار اضافی” برای دوست دوم وجود ندارد، حتی با این که پاسخ دومی به پاسخ من نزدیک تر بود. حالا تصور کنید که من سوال “حدس بزنید به چه عددی فکر میکنم” را ز میلیون ها ماینر احتمالی می پرسم و به یک عدد 64 رقمی هگزادسیمال فکر میکنم. اکنون میبینید که حدس زدن پاسخ درست بسیار سخت خواهد بود. اگر دومی و سومی هر دو به طور همزمان پاسخ دهند، سیستم خراب میشود.

از نظر بیت کوین، پاسخ های همزمان اغلب اتفاق میافتد، اما در پایان روز، تنها یک پاسخ برنده میتواند وجود داشته باشد. زمانی چندین پاسخ به طور همزمان ارائه میشود که مساوی یا کمتر از عدد مورد نظر است، شبکه بیت کوین با اکثریت ساده (51٪) تصمیم میگیرد که کدام ماینر را مورد نظر خود قرار دهد. به طور معمول، این ماینر است که بیشترین کار را انجام داده یا به عبارت دیگر، کسی که بیشترین تراکنش ها را تأیید میکند. سپس بلوک بازنده به یک “بلوک یتیم” تبدیل میشود. بلوک های یتیم آنهایی هستند که به بلاک چین اضافه نمیشوند. استخراج‌کنندگانی که با موفقیت مشکل هش را حل میکنند، اما بیشترین تراکنش‌ها را تأیید نکرده‌اند، از بیت کوین پاداش نمیگیرند.

فرآیند استخراج

“عدد hexadecimal 64 رقمی” چیست؟

در اینجا نمونه ای از چنین عددی آورده شده است:

0000000000000000000000000057fcc708cf0130d95e27c5819203e9f967ac56e4df598ee

عدد بالا دارای 64 رقم است و به اندازه کافی آسان و قابل درک است. همانطور که احتمالا متوجه شده اید، این عدد نه تنها از اعداد، بلکه از حروف الفبا نیز تشکیل شده است. ولی چرا؟

برای درک این که این حروف در وسط اعداد چه می کنند، بیایید کلمه “hexadecimal” را تبدیل کنیم. سیستم اعشاری به عنوان فاکتورهای پایه خود از 100 استفاده میکند (به عنوان مثال، 1٪ = 0.01). این به نوبه خود به این معنی است که هر رقم از ۱۰۰ احتمال برخودار است (صفر تا نود و نه). در محاسبات، سیستم اعشاری به پایه 10 یا (صفر تا نه) ساده شده است.

از سوی دیگر، “hexadecimal” به معنای پایه 16 است، زیرا “hex” از کلمه یونانی برای شش و “deca” از کلمه یونانی برای 10 گرفته شده است. در یک سیستم hexadecimal، هر رقم 16 احتمال دارد. اما سیستم عددی ما فقط 10 راه برای نمایش اعداد (صفر تا نه) ارائه میدهد. ب اگر در حال استخراج بیت کوین هستید، نیازی به محاسبه ارزش کل آن عدد 64 رقمی (هش) ندارید. تکرار میکنم: شما نیازی به محاسبه ارزش کل یک هش را ندارید.

«اعداد hexadecimal ۶۴ رقمی» چه ارتباطی با استخراج بیت کوین دارد؟

آن مثال را به خاطر دارید، که عدد 19 را روی یک تکه کاغذ مینوشتند و آن را در یک پاکت مهر و موم شده میگذاشتند؟ در اصطلاح استخراج بیت کوین، آن عدد استعاری نامشخص در پاکت، هش هدف نامیده میشود. کاری که ماینرها با آن کامپیوترهای بزرگ و ده ها فن خنک کننده انجام میدهند، حدس زدن هش هدف است. ماینرها این حدس‌ها را با تولید تصادفی هر چه بیشتر «nonce » و در سریع‌ترین زمان ممکن انجام میدهند.

یک nonce  مخفف “عدد فقط یک بار استفاده شده است” میباشد و nonce، کلید تولید این اعداد hexadecimal64 بیتی است که مدام در مورد آن صحبت می کنیم. در استخراج بیت کوین، یک nonce  سی و دو بیت است  که بسیار کوچکتر از هش، که 256 بیت است میباشد. در تئوری، شما میتوانید با چرخاندن یک قالب 16 وجهی 64 بار برای رسیدن به اعداد تصادفی به همان هدف دست یابید، اما چرا میخواهید این کار را انجام دهید؟

اسکرین شات زیر که از سایت Blockchain.info گرفته شده است، ممکن است به شما کمک کند همه این اطلاعات را در یک نگاه جمع آوری کنید. شما به خلاصه ای از تمام اتفاقاتی که هنگام استخراج بلوک #490163 افتاد نگاه میکنید. nonce که هش “برنده” را ایجاد کرد 731511405 بود. هش هدف در بالا نشان داده شده است. اصطلاح “Relayed by Antpool” به این واقعیت اشاره دارد که این بلوک خاص توسط AntPool، یکی از موفق‌ترین استخرهای ماینینگ تکمیل شده است. همانطور که در اینجا میبینید، سهم آن ها در جامعه بیت کوین این است که 1768 تراکنش را برای این بلوک تایید کردند.

چگونه هش هدف را حدس بزنم؟

همه هش های هدف با رشته ای از صفرهای ابتدایی شروع میشوند و هیچ هدف حداقلی وجود ندارد، اما حداکثر هدف تعیین شده توسط پروتکل بیت کوین وجود دارد. هیچ هدفی نمیتواند بزرگتر از این عدد باشد:

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000

هش برنده برای استخراج‌کننده بیت‌کوین، هشی است که حداقل تعداد صفرهای اصلی را داشته باشد که دشواری استخراج را مشخص میکند. در اینجا چند نمونه از هش های تصادفی و معیارهایی برای اینکه آیا آنها منجر به موفقیت برای ماینر می شوند آورده شده است:

برای یافتن چنین مقدار هش، باید یک ریگ ماینینگ سریع تهیه کنید، یا، واقع بینانه تر، به یک استخر استخراج بپیوندید ( گروهی از استخراج کنندگان کوین که قدرت محاسباتی خود را ترکیب کرده و بیت کوین استخراج شده را تقسیم میکنند ). استخر استخراج به معنای واقعی کلمه فقط یک بازی اعداد است. شما نمیتوانید الگو را حدس بزنید یا بر اساس هش های هدف قبلی پیش بینی کنید. در سطوح دشواری امروزی، شانس یافتن مقدار برنده برای یک هش، یک در ده‌ها تریلیون است. اگر به تنهایی کار میکنید، حتی با یک ریگ استخراج فوق‌العاده قدرتمند، شانس بزرگی همچنان ندارید.

برای ماینرها باید هزینه های مربوط به تجهیزات گران قیمت لازم را برای شانس حل مشکل هش در نظر بگیرند. آنها همچنین باید مقدار قابل توجهی از ریگ های استخراج انرژی الکتریکی را در نظر بگیرند که در تولید مقادیر زیادی از nonces در جستجوی راه حل استفاده میشود. در مجموع، استخراج بیت کوین تا زمان نگارش این مقاله برای اکثر ماینرها تا حد زیادی بی‌سود است. سایت Cryptocompare یک ماشین حساب مفید ارائه میدهد که به شما امکان میدهد اعدادی مانند سرعت هش و هزینه برق خود را برای تخمین هزینه ها و مزایا وصل کنید.

استخرهای استخراج چیست؟

جوایز ماینینگ به استخراج‌کننده‌ای پرداخت میشود که اولین نفری باشد که راه‌حلی برای معما پیدا میکند و احتمال اینکه یک شرکت‌کننده بتواند آن راه‌حل را کشف کند و به جواب برسد، برابر با بخشی از کل قدرت استخراج در شبکه را در دست دارد. شرکت‌کنندگانی که درصد کمی از قدرت ماینینگ دارند، شانس بسیار کمی برای کشف بلوک بعدی دارند. به عنوان مثال، یک کارت ماینینگ که میتوان آن را با چند هزار دلار خریداری کرد، کمتر از 0.001 درصد از قدرت استخراج شبکه را کسب میکند. با چنین شانس کوچکی برای یافتن بلوک بعدی، ممکن است مدت زیادی طول بکشد تا آن ماینر یک بلوک را پیدا کند و این احتمال وجود دارد که ماینر هرگز سرمایه خود را پس نگیرد. پاسخ این مشکل ماینینگ استخرها است.

استخرهای ماینینگ توسط اشخاص ثالث اداره میشوند و گروه هایی از ماینرها را هماهنگ میکنند. با کار با یکدیگر در یک استخر و به اشتراک گذاری پرداخت ها بین همه شرکت کنندگان، ماینرها میتوانند جریان ثابت بیت کوین را از روزی که ماینرهای خود را فعال میکنند، دریافت کنند.

معایب استخراج

خطرات استخراج اغلب ریسک مالی و نظارتی است. همانطور که گفته شد، استخراج بیت کوین و به طور کلی ماینینگ یک ریسک مالی است، زیرا شاید تمام تلاش خود را برای خرید تجهیزات استخراج به ارزش صدها یا هزاران دلار کنید اما سرمایه‌گذاری‌اش بازدهی نداشته باشد. گفته میشود، این خطر را میتوان با پیوستن به استخرهای استخراج کاهش داد. اگر به فکر استخراج ماین هستید و در منطقه ای زندگی میکنید که ممنوع است، باید تجدید نظر کنید. همچنین ممکن است ایده خوبی باشد که قبل از سرمایه گذاری در تجهیزات ماینینگ در مورد مقررات کشور و احساسات کلی کشور خود نسبت به ارزهای دیجیتال تحقیق کنید.

یکی از ریسک‌های بالقوه دیگر ناشی از رشد استخراج بیت‌کوین (و سایر سیستم‌های اثبات کار) افزایش مصرف انرژی مورد نیاز سیستم‌های رایانه‌ای است که الگوریتم‌های استخراج را اجرا میکنند. در حالی که کارایی ریزتراشه‌ها برای تراشه‌های ASIC به طور چشمگیری افزایش یافته است، رشد خود شبکه از پیشرفت تکنولوژی پیشی گرفته است. در نتیجه، نگرانی هایی در مورد اثرات زیست محیطی و ردپای کربن استخراج بیت کوین نیز وجود دارد.

دوره آموزش ارز دیجیتال ، یک دوره آموزش جامع بازار ارز دیجیتال است که به صورت کاملا رایگان در اختیار شما قرار گرفته است. شما میتوانید با تماشای این ویدیوهای آموزشی، با مفاهیم پایه ارز دیجیتال و مباحث مقدماتی از کلیت این بازار آشنا شوید.