استخراج بیت کوین چگونه انجام می شود؟

استخراج بیت کوین

به احتمال زیاد عبارت “استخراج بیت کوین ” را  شنیده اید و ذهن شما کم‌کم به فانتزی غربی کلنگ دوسر، خاک و ضربه زدن به آن می رسد. همانطور که میدانید، این مقایسه خیلی هم بعید نیست.

این کار با کامپیوترهای با قدرتی انجام می‌شود که مسائل محاسباتی پیچیده ریاضی را حل می‌کنند (یعنی، آنقدر پیچیده که نمی‌توانند با دست حل شوند، و در واقع به اندازه ای پیچیده هستند که تنها یک ابرکامپیوتر می تواند آنهارا حل کند ). حل یکی از این مسائل برای کامپیوتر، مانند یک استخراج گری است که،  در زمینی در حال حفر گودالی شنی است.  در زمان ثبت، احتمال اینکه رایانه یکی از این مسائل را حل کند حدود 1 در 13 تریلیون است ، اما بعداً این احتمال بیشتر میشود.

در نتیجه “استخراج بیت کوین” دو قسمت دارد. اول ، زمانی که کامپیوتر این مسائل پیچیده ریاضی  را در شبکه بیت کوین حل میکند، آنها بیت کوین جدید تولید میکنند (به سکه های شخصی اش اشاره می کند ،  “بیتکوین”  به طور معمول بدون سرمایه گذاری به نظر می رسد) ، نه بر خلاف زمانی که عملیات استخراج طلا از زمین انجام میشود.

دوم ، با حل مسائل محاسباتی ریاضی ، استخراج کنندگان بیتکوین با تایید تراکنش های خودشان،  شبکه پرداخت بیتکوین را  قابل اعتماد و امن می سازند ، این کار فرصت خوبی به وجود می آورد که منطقی نیز هست.

به همین دلیل توضیح خواهیم داد که چگونه استخراج بیت کوین با جزئیات بیشتری انجام میشود، بیایید با روش قوانین ارزی چاپ شده شروع  کنیم  که به مقصد، کمی نزدیکتر است:

مبانی بیت کوین: چگونه بیت کوین با ارزهای سنتی متفاوت است؟

مصرف کنندگان می خواهند حداقل به ارزهای چاپ شده در ایالات متحده اعتماد کنند. چرا که دلار آمریکا توسط بانک مرکزی به نام “رزرو فدرال “حمایت می شود. که علاوه بر عهده دار بودن مسئولیت های دیگر ، بانک مرکزی فدرال رزرو مقررات پول جدید را تنظیم میکند ، و دولت فدرال استفاده از ارز تقلبی را افزایش میدهد.

حتی پرداخت های دیجیتال با استفاده از دلار آمریکا توسط یک مقام مرکزی حمایت می شود. به عنوان مثال ، هنگامی که شما یک خرید آنلاین با استفاده از کارت بانکی یا اعتباری خود انجام می دهید ، این تراکنش توسط یک شرکت پردازش پرداختی مانند مسترکارت یا ویزا پردازش شده است. علاوه بر ضبط تاریخ تراکنش خود ، این شرکت ها بررسی می کنند که تراکنشها جعلی نباشند ، و این از جمله  دلایلی است که کارت پرداخت یا کارت اعتباری شما ممکن است در هنگام سفر به حالت تعلیق درآید.

از سوی دیگر ، بیت کوین ، توسط یک مرجع مرکزی تنظیم نشده است. در عوض بیت کوین با میلیون ها کامپیوتر در سراسر جهان به نام “گره ها” پشتیبانی می شود. این شبکه از کامپیوتر ، عملکرد مشابهی مانند فدرال رزرو ، ویزا و مسترکارت ، اما با چند تفاوت کلیدی دارد. گره ها اطلاعات مربوط به تراکنش های قبلی را ذخیره کرده و به تأیید صحت آنها کمک می کنند. با این حال ، بر خلاف مقامات مرکزی ، گره ی بیت کوین در سراسر جهان پخش می شود و داده های تراکنش را در یک لیست عمومی که توسط هر کسی قابل دسترسی است ثبت می کنند.، حتی برای  شما

.

مبانی بیت کوین: استخراج پول رمزنگاری شده چطور انجام میشود ؟

هنگامی که کسی با استفاده از بیت کوین خرید یا فروش می کند ، ما این “تراکنش” را فراخوانی میکنیم. تراکنشهای ساخته شده در فروشگاه و به شکل آنلاین توسط بانک ها ، سیستم های نقطه ای فروش و رسیدهای فیزیکی مستند میشود. استخراج کنندگان بیت کوین به همان اثر  در “بلوک ها” ، بدون این که به نهادها دست پیدا کنند یک رکورد عمومی به نام “بلاکچین” اضافه می کنند. گره ها پس از آن سوابق، این بلوک را حفظ می کنند به طوری که آنها را می توان در آینده تایید شده دانست.

هنگامی که استخراج کنندگان بیت کوین یک بلوک جدیدی از تراکنشها را به بلاکچین اضافه می کنند ، بخشی از کار آنها این است که مطمئن شوند این تراکنشها دقیق هستند. (بیشتر در مورد فریبکاری و چگونگی رخ دادن این اتفاق در ثانیه است) به ویژه  ، وقتی که تغییری ناگهانی در ارزهای دیجیتال به نام “دو برابر هزینه” به وجود می آید ، استخراج کنندگان بیتکوین باید مطمئن شوند که بیت کوین تکراری نیست. با وجود ارزهای چاپی ، مسئله کپی کردن پول نیست. هنگامی که شما $۲۰ در فروشگاه خرج میکنید، قبض آن در دست فروشنده است  با این حال ، این یک داستان متفاوت با پول دیجیتال است.

اطلاعات دیجیتال را می توان نسبتا راحت تکثیرکرد ، بنابراین با وجود بیت کوین و دیگر ارزهای دیجیتال ، ریسکی وجود دارد که یک مصرف کننده می تواند یک کپی از بیت کوین خود را ساخته و آن را به یک گروه  دیگر ارسال کند در حالی که هنوز بر روی نسخه اصلی نگه داشته شده است. بیایید به ارز چاپ شده برای یک لحظه برگردیم و بگوییم که کسی سعی دارد  $۲۰ را  در هر دو نسخه اصلی و تقلبی در فروشگاه مواد غذایی خرج و  تکثیر کند. اگر یک کارمند می دانست که مشتریان پول تکثیر میکنند ، تنها کاری که باید انجام دهد این است که شماره سریال را بررسی کند. اگر اعداد یکسان بودند ، کارمند می فهمید که پول تکرار شده  است ( دوبرابر شده است) . این مقایسه شبیه بررسی تراکنشهای جدید است که یک استخراج کننده  بیت کوین تازه کار انجام میدهد.

پاداش استخراج کنندگان

با این حال ۵۰۰,۰۰۰ خرید و فروش در یک روز اتفاق می افتد ، با این وجود ، تایید هر یک از این تراکنشها میتواند کارهای زیادی برای استخراج کنندگان داشته باشد که این یکی دیگر از تفاوت های کلیدی بین استخراج کنندگان بیت کوین و فدرال رزرو ، مسترکارت یا ویزا است. استخراج کنندگان  زمانی پاداش زحمات خود را می گیرند که  بلوک جدیدی تراکنشها ، به  بلاکچین اضافه شود، آن زمان است که بیت کوین دریافت می کنند. مقدار بیت کوین جدید منتشر شده با هر بلوک استخراجی “پاداش بلوک” نامیده می شود. پاداش بلوک به نصف هر بلوک و یا تقریبا هر 4 سال یک بار، ۲۱۰,۰۰۰ است. در ۲۰۰۹ ، ۵۰ بود. در ۲۰۱۳ ، 25 بود ، در ۲۰۱۸ 12.5 بود ، و در اواسط ۲۰۲۰ ، به نصف 6.25 خواهد رسید. در این نرخ دونیم سازی ، تعداد کل بیت کوین در گردش، به حدود  ۲۱,۰۰۰,۰۰۰ خواهد رسید ، ساخت این پول در طول بازه زمانی، کمیاب و با ارزش  است ولی برای استخراج کنندگان هزینه تولید بیشتر می شود.

کار استخراج بیت کوین چگونه انجام میشود ؟

در اینجا پی می بریم، برای اینکه استخراج کنندگان برای کسب بیت کوین از تایید تراکنش ها جلوگیری کنند ، دو چیز باید رخ دهد. اول ، آنها باید 1 مگابایت (MB) تراکنشها را تایید کنند ، که به لحاظ نظری می تواند  به کوچکی 1 تراکنش باشد ، اما اغلب چند هزارتا ، و به اینکه چه مقدار داده درهر تراکنش فروشگاه تایید میشود بستگی دارد. این بخش آسان است. دوم ، به منظور اضافه کردن قطعه ای از تراکنشها به بلاکچین ، استخراج کنندگان باید یک مسئله ریاضی پیچیده را حل کنند ، که آن را “اثبات کار” می نامند. آنچه که آنها در واقع انجام می دهند این است که  سعی میکنند که  با یک شماره سریال ۶۴ رقمی ، به نام “هش” وارد شوند که کمتر یا برابر با هش هدف است.

در واقع  کامپیوتر، استخراج کننده را از هش هایی باخبر می کند که نرخ مگاهاش در هر ثانیه (MH/s)  ، گیگاهشها در هر ثانیه (GH/s) دارد ، و یا حتی تراهش در هر ثانیه (TH/s) به واحدش بستگی دارد، می توان تمام اعداد ۶۴ بیتی را تا زمانی که به یک راه حل برسند، حدس زد. به عبارتی این یکی از روشهای شرط بندی است.

سطح دشواری آخرین بلوک در زمان نگاشتن بیش از ۱۳ تریلیون دلار است که ، شانس یک کامپیوتر تولیدکننده هش زیر هدف، 1 در ۱۳ تریلیون دلاراست. برای توضیح این موضوع، شما حدود ۴۴,۵۰۰ بار بیشتر احتمال دارد که برنده تمام پولها لاتاری با یک بلیط قرعه کشی لاتاری شوید و این تنها به انتخاب هش درست در یک مسابقه بستگی دارد.

 خوشبختانه ، سیستم های کامپیوتری استخراج کننده  بسیاری از احتمالات را هشدار می دهند با این حال ، استخراج بیت کوین نیاز به مقدار زیادی انرژی و سکوهای محاسباتی پیچیده دارد ، اما بعداً درباره این موضوع بیشتر خواهیم گفت.

 سطح دشواری هر بلوک در ۲۰۱۶ ، تقریبا هر 2 هفته ، با هدف حفظ پایداری نرخ معدن تنظیم شده است. به این معنی که ، استخراج کنندگان بیشتر برای یافتن راه حل رقابت می کنند بنابراین مسئله دشوارتر خواهد شد. عکس این قضیه نیز درست است .اگر قدرت محاسباتی از شبکه گرفته شود ، مسئله به سمت پایین تنظیم می شود تا کار استخراج آسان تر شود.

توضیح چیزی شبیه ” من پنج هستم”  (ELI5)

در اینجا یک قیاس مفید در نظر می گیریم:

” من به  سه نفر از دوستانم می گویم که به یک عددی بین 1 تا ۱۰۰ فکر کنند، و من آن شماره را روی یک تکه کاغذ می نویسم وآن را در یک پاکت نامه مهر و موم شده قرار می دهم دوستان من اصلا مجبور نیستند تعداد دقیق عدد را حدس بزنند ، آنها فقط باید اولین کسی باشند که عددی را حدس بزنند که کمتر یا مساوی با تعدادی باشد که من فکر می کنم. و هیچ محدودیتی برای این که چقدر حدس می‌زنند، وجود ندارد.

 بیایید بگوییم من به شماره 19 فکر میکنم. اگر یکی از دوستان 21 حدس بزند،  آن‌ها بازنده می‌شوند چون ۲۱ > ۱۹ است. اگر حدس دوست ب 16 و دوست C 12 را حدس بزند، هر دو آنها از لحاظ نظری به پاسخ های عملی رسیدند زیرا 16 < 19 و 12 > 19 است.

 هیچ اعتبار اضافی برای دوست B وجود ندارد ، حتی اگر پاسخ B به پاسخ هدف 19 نزدیک تر باشد.

حالا تصور کنید که من ژست بگریم که چه عددی را حدس بزنم به اینسوال فکر میکنم و من به عددی بین 1 تا ۱۰۰ فکر نمی کنم و فقط از سه دوستم نمی پرسم. در عوض ، من از میلیون ها نفر استخراج کننده درخواست میکنم و به عدد ۶۴ بیتی فکر میکنم. اکنون می‌بینید که تشخیص پاسخ درست ، بسیار سخت است.

چگونه می توانید با میلیون ها نفر از استخراج کنندگان رقابت کنید ؟

اگر شانس 1 در 13 تریلیون به اندازه کافی سخت نباشد، اینجا دریافت کردن همان دریافت کردن است ، پس نه تنها استخراج کنندگان  بیت کوین باید هشی مناسب داشته باشند ، بلکه آنها باید اولین کسی باشند که این کار را انجام میدهند.

از آنجا که استخراج بیت کوین براساس حدس و گمان است ، قبل از دیگر استخراج کننده دیگر، پس از رسیدن به پاسخ درست تقریبا همه چیز را با سرعت کامپیوتری که می تواند هش تولید کند را داراست. تنها در یک دهه پیش ، استخراج بیت کوین می توانست به صورت رقابتی در رایانه های رومیزی معمولی انجام شود. با این حال ، استخراج کنندگان متوجه شدند که کارت های گرافیکی که معمولا برای بازی های ویدئویی استفاده می شوند ، موثرتر از دسکتاپ و واحدهای پردازش گرافیکی (GPU) برای تسلط بر این بازی بود. درسال ۲۰۱۳ ، استخراج کنندگان بیت کوین از رایانه هایی که برای استخراج ارز رمزنگاری شده طراحی شده بود استفاده کردند که آن را مدار مجتمع کاربرد-ویژه[ایسیک] نامیدند.

آنها می‌توانند از چند صد دلار به ده‌ها هزار نفر برسند. از سوی دیگر، با توجه به اینکه قیمت فعلی بیت کویین به طور تقریبی ۹،۳۳۰ دلار است، و پاداش برای تکمیل یک قطعه معادل ۱۲.۵ سکه ، یا نزدیک به ۱۱۷،۰۰۰ دلار است، در نهایت سرمایه‌گذاری برجسته در یک ASIC گران‌قیمت، ارزشمند است.

امروزه استخراج بیت کوین چنان رقابتی است که تنها می‌تواند به طور سودمندی با  ASIC انجام شود. هنگامی که از کامپیوترهای رومیزی، یا مدل‌های قدیمی‌تر ASIC استفاده می‌کنید، هزینه مصرف انرژی عملا از درآمد تولید شده بیشتر می‌شود. حتی با جدیدترین  سیستم در اختیارتان،یک کامپیوتر به ندرت می تواند با آنچه که استخراج کنندگان به آن  “مخزنهای استخراج شده” می‌گویند، رقابت کنند

یک مخزن قابل استخراج شامل  گروهی از استخراج کنندگان است که قدرت محاسبه خود را ترکیب کرده و شکاف استخراج‌شده بین شرکت کنندگان را تجزیه و تحلیل می‌کنند. تعداد زیادی از بلوک‌ها به جای استخراج کنندگان، با مخزنها استخراج می‌شوند. در برخی نقاط مخزنهای معدنی و شرکت‌ها برای زمان بیت کوین، حدود ۸۰ تا ۹۰ % توان محاسباتی را نشان می‌دهند.

آیا استخراج بیت کوین پایدار است؟

 شبکه عظیم کاربرانی که در حال بررسی تراکنش ها هستند بین ۱ تا ۱۳ تریلیون شانس،  مقیاس بندی شده، و یک بلوک تراکنش تقریبا هر ۱۰ دقیقه تایید می‌شود. اما مهم است به یاد داشته باشید که ۱۰ دقیقه یک هدف است، نه یک قاعده.

شبکه بیت کوین می‌تواند در حدود هفت تراکنش در ثانیه را با تراکنش های ثبت‌شده در بلاکچین هر ۱۰ دقیقه پردازش کند. برای مقایسه، ویزا می‌تواند چیزی حدود ۲۴،۰۰۰ تراکنش در هر ثانیه انجام دهد. با این حال، همانطور که شبکه کاربران بیت کوین به رشد خود ادامه می‌دهد، تعداد تراکنش های انجام‌شده در ۱۰ دقیقه از تعداد تراکنش هایی که می‌تواند در عرض ۱۰ دقیقه پردازش شود، بیشتر می‌شود. در این نقطه، زمان انتظار برای تراکنش ها شروع و ادامه خواهد یافت، مگر اینکه تغییری در پروتکل بیت کوین صورت گیرد.

این مساله در قلب پروتکل بیت کوین به عنوان “مقیاس بندی” شناخته می‌شود، در حالیکه استخراج کنندگان عموما موافق هستند که کاری باید برای رسیدگی به مقیاس بندی انجام شود، و در مورد نحوه انجام آن اتفاق‌نظر کمتری وجود دارد. دو راه‌حل اصلی برای رسیدگی به مساله مقیاس بندی وجود دارد. سازندگان پیشنهاد کرده‌اند که (۱)کاهش مقدار داده مورد نیاز برای تایید هر بلوک یا (۲)افزایش تعداد تراکنش هایی که هر بلوک می‌تواند ذخیره کند. راه‌حل 1با داده‌های کم‌تر برای تایید هر بلوک، تراکنش ها را سریع‌تر و ارزان‌تر می‌کند. راه‌حل ۲ مقیاس بندی  اطلاعات بیشتر برای پردازش در هر ۱۰ دقیقه را که  با افزایش اندازه بلاک سروکار دارد مجاز میکند.

در ژولای ۲۰۱۷، استخراج کننده بیت کوین  و شرکت‌های استخراج کننده  که حدود ۸۰ تا ۹۰ درصد از توان محاسبه شبکه را نشان دادند، و به برنامه‌ای که مقدار اطلاعات مورد نیاز برای تایید هر بلوک را کاهش می‌دهد، رای دادند. یعنی، آن‌ها با راه‌حل ۱ رفتند.

برنامه‌ای که استخراج کنندگان برای افزودن به پروتکل بیت کوین رای دادند، یک شاهد تفکیک‌شده و یا SegWit نامیده می‌شود. این عبارت، ترکیبی از “تفکیک شده ” است، یعنی “جداکردن و شاهد بودن” است، که اشاره به “امضا تراکنش بیت کوین” دارد، آنگاه، شاهد تفکیک کننده، امضاهای تراکنش یک بلوک را جدا کرده و آن‌ها را به عنوان یک بلوک بسط می‌دهد. در حالی که اضافه کردن یک برنامه به پروتکل بیت کوین بیشتر یک راه‌حل به نظر میرسد، داده‌های امضا شده تخمین زده شده ۶۵ % از داده‌های پردازش‌شده در هر بلوک تراکنش است.

کم‌تر از یک ماه بعد در اوت ۲۰۱۷، گروهی از استخراج کنندگان و توسعه دهندگان یک شاخه سخت را آغاز کردند و شبکه بیت کوین را ترک کردند تا یک واحد پول جدید با استفاده از پایه کد مشابه بیت کوین ایجاد کنند. اگرچه این گروه با نیاز به یک راه‌حل مقیاس بندی، متفق شدند  اما نگران این بودند که اتخاذ فن‌آوری شاهد تفکیک‌شده به طور کامل به مساله مقیاس بندی می پردازد یا خیر.

در عوض، آن‌ها با راه‌حل ۲ رفتند. ارز حاصله، “بیت کوین نقدی” نامیده می‌شود، ” و اندازه بلوک را به ۸ مگابایت افزایش داده تا فرآیند تایید را تسریع نماید و به عملکرد حدود ۲ میلیون تراکنش در هر روز برسد. در ششم نوامبر ۲۰۱۹ پول نقد در حدود ۳۰۲ دلار تقریبا برای9.330 بیت کوین ارزش‌گذاری شد.