سختی شبکه بیت کوین چیست؟

یکی از مباحث پر تکراری که همواره درباره بیت کوین به عنوان رمزارز پیشرو از نظر ارزش بازار در کانون توجه تحلیلگران، ماینرها و سرمایه‌گذاران قرار دارد، موضوع سختی شبکه بیت کوین است. در این مقاله در صرافی ارز دیجیتال او ام پی فینکس، ابتدا به چیستی سختی شبکه خواهیم پرداخت و سپس توضیحاتی در زمینه چرایی اهمیت این مکانیسم، چگونگی تنظیم سختی شبکه و نحوه محاسبه آن ارائه خواهیم داد.

پادکست سختی شبکه بیت کوین چیست؟

همانطور که می‌دانید، سختی استخراج در شبکه بیت کوین ثابت نبوده و همیشه در حال تغییر است. این سختی با اضافه‌شدن ماینرهای جدید به شبکه به تدریج بیشتر می‌شود. به عنوان مثال در سال ۲۰۰۹ فرآیند استخراج به دشواری حال حاضر نبود و استخراج کنندگان می‌توانستند حتی با در اختیار داشتن یک گوشی موبایل به ماین بیت کوین بپردازند. به تدریج اما این روند به اندازه‌ای سخت‌ شد که امروز برای استخراج همان میزان بیت کوینی که در آن سال‌ها با یک گوشی انجام می‌شد، به مزارع استخراج صنعتی بسیار بزرگ و هزاران دستگاه تخصصی نیاز است. تجهیزاتی که بتوانند در هر ثانیه میلیون‌ها میلیون پردازش را به درستی تکمیل کنند. به این دشواری در استخراج در اصطلاح، سختی شبکه بیت کوین می‌گویند که در ادامه به چرایی اهمیت آن خواهیم پرداخت.

نگاهی به چیستی سختی شبکه بیت کوین

در ابتدا باید گفت که به منظور اطمینان از کشف بلاک‌های بیت کوین، یک سیستم خودکار وجود دارد که تقریبا هر ۱۰ دقیقه، سختی را بسته به تعداد ماینرهایی که در زمان معین برای کشف بلاک‌ها رقابت می‌کنند، تنظیم می‌کند. همانطور که از نام آن پیداست، دشواری استخراج بیت کوین به درجه دشواری در کشف بلاک‌های جدید بیت کوین از طریق استخراج اشاره دارد.

مشاهده قیمت و فروش و خرید تتر در صرافی ارز دیجیتال

از آنجایی که شبکه بیت‌ کوین کاملا غیرمتمرکز است و توسط هیچ مرجع فراگیری اداره نمی‌شود، در آن از الگوریتمی استفاده می‌شود که توسط خالق بیت‌ کوین یعنی «ساتوشی ناکاموتو» کدگذاری شده‌است. این الگوریتم به طور مداوم دشواری فرآیند استخراج را مطابق با تعداد ماینرهایی که در شبکه مشغول به کار هستند تنظیم می‌کند تا اطمینان حاصل شود که بلاک‌ها با سرعت ثابتی کشف می‌شوند.

در این مقاله، تلاش خواهیم کرد تا این موضوع را به طور گسترده بررسی و اهمیت آن را برجسته ‌کنیم. همچنین، روش مورد استفاده برای تعیین و تنظیم دشواری استخراج بیت کوین را به تفصیل شرح خواهیم داد.

سختی شبکه؛ نقطه آغاز استخراج بیت کوین

فرآیند استخراج بیت کوین برای امنیت و اعتبار کل شبکه و ارز دیجیتال اصلی آن یعنی بیت کوین (BTC) موضوعی حیاتی است. مکانیسم استخراج در مرکز سیستم اجماع بیت کوین قرار دارد. به عبارت دیگر، با استفاده از الگوریتم اجماع، ایجاد توافق میان گره‌ها از طریق یک سیستم رای‌گیری صورت می‌پذیرد. به این صورت که اگر یک کاربر، تراکنشی را به شبکه ارسال کند، داده‌های ارسالی توسط تمام گره‌ها مورد بررسی قرار می‌گیرند.

 این شبکه کاملا به یک فرآیند اعتبارسنجی تراکنش‌ها به صورت غیرمتمرکز متکی است؛ روندی که به موجب آن هر کسی در جهان می‌تواند مسئولیت اعتبارسنجی تراکنش‌های جدید و اضافه کردن آنها را به زنجیره بلاک بر عهده بگیرد.

مشاهده قیمت و فروش و خرید دوج کوین در صرافی ارز دیجیتال

البته این موضوع به همان اندازه به نظر می‌رسد ساده نیست. کل فرآیند که به عنوان اثبات کار شناخته می‌شود، شامل تلاشی فشرده کامپیوتری است که اعتبارسنج‌های احتمالی را ملزم می‌کند تا قبل از هر کس دیگری، از تجهیزات خود برای تولید یک کد برنده با طول ثابت استفاده کنند.

دلیل وادار کردن اعتبارسنج‌ها به صرف انرژی برای کشف بلاک‌های جدید، این است که بازیگران بد از مشارکت در شبکه و تلاش برای خراب کردن زنجیره بلاکی از طریق تراکنش‌های نامعتبر منصرف شوند.

برای افزایش شانس برنده شدن، ماینرها طی سال‌ها به استفاده از تجهیزات محاسباتی تخصصی به نام ماینرهای مدار مجتمع ویژه برنامه (ASIC) روی آورده‌اند که قادر به تولید بیش از یک کوینتیلیون کد تصادفی در ثانیه هستند. شایان ذکر است که تعداد حدس‌ها در آی‌سیک‌ها به‌طور تصاعدی بیشتر از هر لپ‌تاپ معمولی است.

چرا دشواری استخراج بیت کوین مهم است؟

الگوریتم سختی بیت کوین به گونه‌ای برنامه‌ریزی شده‌است که کل سیستم برای یافتن بلاک‌های جدید مدت زمان ثابت ۱۰ دقیقه‌ای را نیاز داشته‌باشد. به عبارت دیگر، تقریبا ۱۰ دقیقه طول می‌کشد تا یک ماینر از کل شبکه یک کد برنده تولید و اجازه افزودن یک بلاک جدید از تراکنش‌های بیت‌کوین را به بلاک چین کسب کند.

برای حفظ این تایم فریم، الگوریتم وارد میدان شده و دشواری استخراج بیت کوین را به تناسب نیاز افزایش یا کاهش می‌دهد. هر زمان که شبکه با هجوم ماینرها یا ریگ‌های استخراج مواجه شود، دشواری استخراج بیت کوین را افزایش می‌دهد. در مقابل، اگر تعداد ماینرهایی که برای یافتن بلاک‌های جدید رقابت می‌کنند کاهش پیدا کند، پروتکل دشواری استخراج را کاهش می‌دهد تا کشف بلاک‌ها را برای ماینرهای باقی‌مانده آسان‌تر کند. شایان ذکر است که دشواری استخراج شبکه بیت کوین با افزودن یا کاهش صفرهای جلوی هش هدف تغییر می‌کند.

مزرعه استخراج بیت کوین چیست؟

هش هدف نامی است که به هش خاصی (کد با طول ثابت) داده می‌شود و همه ماینرها سعی در یافتن آن دارند. هر ماینری که موفق شود یک کد تصادفی با تعداد صفرهای برابر یا بیشتر از هش هدف اول تولید کند، به عنوان برنده انتخاب می‌شود.

بدون وجود چنین سیستمی، بلاک‌ها احتمالا سریع‌تر از زمان‌بندی برنامه‌ریزی‌شده کشف می‌شوند، زیرا استخراج‌کنندگان بیشتری با تجهیزات پیشرفته‌تر به شبکه می‌پیوندند. این امر منجر به ورود بیت کوین جدید با نرخ‌های غیرقابل پیش‌بینی می‌شود و احتمالا این موضوع مانع از افزایش ارزش این رمزارز خواهد شد.

مهم است که توجه داشته باشید، بخش بزرگی از جذابیت بیت کوین نرخ تورم ثابت و قابل پیش بینی آن در مقایسه با تورم غیرقابل پیش‌بینی و افسارگسیخته ارزهای فیات است. این واقعیت که سقف عرضه در گردش حداکثر ۲۱ میلیون کوین است یعنی اینکه عرضه این دارایی واقعا محدود بوده و به عبارتی نسبتا کمیاب محسوب می‌شود. این عامل با فرض اینکه تقاضا همچنان بالا باشد، در تئوری باید به حمایت از قیمت بیت کوین در طول زمان کمک کند.

میزان دشواری استخراج بیت کوین چقدر تنظیم شده‌است؟

سختی استخراج بیت کوین هر ۲۰۱۶ بلاک یا تقریبا هر ۲ هفته به روز می‌شود. به همین دلیل است که هر ۲۰۱۶ بلاک، دوره دشواری یا سختی نامیده می‌شود، زیرا شبکه تعیین می‌کند که آیا فعالیت ماینرها طی ۲ هفته گذشته زمان استخراج یک بلاک جدید را کاهش یا افزایش داده‌است. اگر زمان آن کمتر از ۱۰ دقیقه باشد، سختی استخراج افزایش می‌یابد. برعکس زمانی که زمان استخراج بلاک بالای ۱۰ دقیقه باشد، سختی شبکه کاهش خواهد یافت.  

سختی استخراج بیت کوین چگونه محاسبه می شود؟

سختی استخراج بیت کوین با فرمول‌های مختلفی محاسبه می‌شود. با این حال، رایج‌ترین آنها این است:

سطح دشواری = هدف مد نظر سختی (Difficulty Target) تقسیم بر میزان سختی فعلی.

توجه داشته‌باشید که Difficulty Target یک نماد هگزا دسیمال از هش هدف محسوب می‌شود که سختی استخراج آن برابر با «یک» است.

در مقابل، هش فعلی، هش مربوط به آخرین بلاک تراکنش‌ها است. وقتی این دو مقدار تقسیم می‌شوند، یک عدد کامل به دست می‌آید که همان سطح سختی استخراج بیت کوین است.

به عنوان مثال، اگر پاسخ ۲۴ تریلیون باشد، انتظار می‌رود که یک ماینر قبل از اینکه بتواند هش برنده را پیدا کند، تقریبا ۲۴ تریلیون هش تولید کند. البته، گاهی اوقات ماینرها می‌توانند خوش شانس باشند و با حدس‌های بسیار کمتری هش هدف را پیدا کنند.

نحوه تنظیم سختی استخراج بیت کوین

همان‌طور که اشاره شد، تنظیمات سختی ماینینگ با مقایسه زمان استانداردی که باید برای یافتن ۲۰۱۶ بلاک تراکنش در شبکه بیت کوین باید طول بکشد با زمانی که برای یافتن ۲۰۱۶ بلاک گذشته طول کشیده انجام می‌شود. در نظر داشته‌باشید که زمان استاندارد و پذیرفته شده برای یافتن هر بلاک ۱۰ دقیقه است. بنابراین، زمان مورد انتظار برای استخراج هر ۲۰۱۶ بلاک‌، معادل ۲۰۱۶۰ دقیقه یعنی ۲۰۱۶ ضرب در ۱۰ دقیقه است.

استخر استخراج ارز دیجیتال چیست؟

این شبکه کل زمان لازم برای استخراج ۲،۰۱۶ بلاک آخر را محاسبه می‌کند. سپس نسبت ۲۰،۱۶۰ دقیقه استاندارد (۱۰ دقیقه * ۲،۰۱۶ بلوک) به زمانی که طول کشید تا آخرین درجه سختی مقیاس‌گذاری شود، در جدیدترین سطح دشواری ضرب می‌شود. از این محاسبه نتیجه‌ای به دست می‌آید که درصد تغییر مورد نیاز در سختی استخراج را تعیین می‌کند و در نهایت زمان بلوک را به ۱۰ دقیقه مورد نظر می‌رساند.

با این حال، یک خطا در پروتکل اصلی بیت کوین، به جای ۲۰۱۶ بلاک، سطح دشواری را بر اساس ۲۰۱۵ بلاک قبلی تنظیم می‌کند.

در حالی که هدف اصلی این است که زمان استخراج بلاک روی ۱۰ دقیقه‌ ثابت باقی بماند، اما باید به این نکته توجه داشت که سختی استخراج را نمی‌توان بالاتر یا کمتر از چهار برابر سطح دشواری فعلی تغییر داد. بیشترین حد افزایش دشواری برای هر دوره ۳۰۰ درصد تغییر است، در حالی که حد پایین‌ترین میزان تغییر۷۵ درصد است. شایان ذکر است که این قانون برای حذف هرگونه تغییر ناگهانی در سختی استخراج وضع شده‌است.