ماینینگ یا استخراج ارز دیجیتال چیست؟
ماینینگ یا استخراج ارزهای دیجیتال به فرآیند تأیید تراکنش‌های بلاک چین اشاره دارد. همچنین این فرآیندی است که واحدهای جدیدی از ارزهای دیجیتال را ایجاد می کند. کار انجام شده توسط ماینرها به منابع محاسباتی فشرده نیاز دارد، اما این چیزی است که شبکه بلاک چین را ایمن نگه می دارد. ماینرهای موفق برای کارشان با ارزهای دیجیتال تازه ایجاد شده به اضافه کارمزد تراکنش پاداش می گیرند.
ماینینگ فرآیندی است که در آن تراکنش‌های ارزهای دیجیتال بین کاربران تأیید شده و به دفتر کل بلاک چین اضافه می‌شوند. عملیات استخراج همچنین مسئول معرفی سکه های جدید به عرضه موجود در گردش است. استخراج یکی از عناصر کلیدی است که به بلاک چین بیت کوین اجازه می دهد به عنوان یک دفتر کل توزیع شده کار کند. همه تراکنش ها در یک شبکه همتا به همتا بدون نیاز به مرجع مرکزی ثبت می شوند. در این مقاله، ماینینگ را همانطور که در شبکه بیت‌کوین اتفاق می‌افتد، مورد بحث قرار می‌دهیم، اما این فرآیند در آلت‌کوین‌هایی که مکانیسم استخراج یکسانی را اتخاذ می‌کنند، مشابه است.
استخراج چگونه کار می کند؟
همانطور که تراکنش های جدید بلاک چین انجام می شود، آنها به یک استخر به نام حوضچه حافظه فرستاده می شوند. وظیفه ماینر این است که اعتبار این تراکنش های معلق را تأیید کند و آنها را در بلوک ها سازماندهی کند. شما می توانید یک بلوک را به عنوان صفحه ای از دفتر کل بلاک چین در نظر بگیرید که در آن چندین تراکنش (به همراه سایر داده ها) ثبت می شود.
به طور خاص، یک گره ماینینگ مسئول جمع آوری تراکنش های تایید نشده از استخر حافظه و مونتاژ آنها در یک بلوک کاندید است. پس از آن، ماینر سعی می کند این بلوک کاندید را به یک بلوک معتبر و تایید شده تبدیل کند. اما برای انجام این کار، آنها باید راه حلی برای یک مسئله پیچیده ریاضی پیدا کنند.
این به منابع محاسباتی زیادی نیاز دارد، اما هر بلوک با موفقیت استخراج شده، به ماینر یک پاداش بلاک می‌دهد که شامل ارزهای دیجیتال جدید به اضافه کارمزد تراکنش‌ها است. بیایید نگاهی دقیق تر به فرآیند استخراج بیندازیم.
مرحله 1 – هش کردن تراکنش ها
اولین مرحله استخراج یک بلوک این است که تراکنش های معلق را از استخر حافظه گرفته و آنها را یک به یک از طریق یک تابع هش ارسال کنید.
هر بار که ما یک قطعه داده را از طریق یک تابع هش ارسال می کنیم، یک خروجی با اندازه ثابت به نام هش تولید می کنیم. در زمینه استخراج، هش هر تراکنش شامل رشته ای از اعداد و حروف است که به عنوان یک شناسه عمل می کند. هش تراکنش تمام اطلاعات موجود در آن تراکنش را نشان می‌دهد.
جدا از هش کردن و فهرست کردن هر تراکنش به صورت جداگانه، ماینر یک تراکنش سفارشی نیز اضافه می کند که در آن پاداش بلوک را برای خود ارسال می کند.
این تراکنش به عنوان تراکنش coinbase نامیده می شود و چیزی است که سکه های جدید را ایجاد می کند. در بیشتر موارد، تراکنش کوین بیس اولین تراکنش است که در یک بلوک جدید ثبت می‌شود و به دنبال آن تمام تراکنش های معلقی که می خواهند اعتبار سنجی کنند، ثبت می شود.
مرحله 2 – ایجاد درخت مرکل
پس از هش شدن هر تراکنش، هش ها در چیزی به نام درخت مرکل سازماندهی می شوند.
درخت مرکل که به نام درخت هش نیز شناخته می‌شود، با سازماندهی هش‌های تراکنش به صورت جفت و سپس هش کردن آنها تشکیل می‌شود. سپس خروجی های هش جدید به صورت جفتی سازماندهی می شوند و یک بار دیگر هش می شوند و این روند تا زمانی که یک هش واحد ایجاد شود تکرار می شود. این آخرین هش همچنین هش ریشه (یا ریشه مرکل) نامیده می شود و اساساً هش است که نشان دهنده تمام هش های قبلی است که برای تولید آن استفاده شده است.
مرحله 3 – پیدا کردن یک هدر بلوک معتبر (هش بلوک)
هدر بلوک به عنوان یک شناسه برای هر بلوک منفرد کار می کند، به این معنی که هر بلوک دارای یک هش منحصر به فرد است. هنگام ایجاد یک بلوک جدید، ماینرها هش بلوک قبلی را با هش ریشه بلوک کاندید خود ترکیب می‌کنند تا یک هش بلاک جدید ایجاد کنند. اما جدا از این دو عنصر، آنها باید یک عدد دلخواه به نام nonce را نیز اضافه کنند.
بنابراین، هنگام تلاش برای اعتبارسنجی بلوک کاندید خود، یک ماینر باید هش ریشه، هش بلوک قبلی و یک nonce را ترکیب کند و همه آنها را از طریق یک تابع هش ارسال کند. هدف آنها ایجاد هش است که معتبر در نظر گرفته شود.
هش ریشه و هش بلوک قبلی را نمی توان تغییر داد، بنابراین ماینرها باید مقدار nonce را چندین بار تغییر دهند تا زمانی که یک هش معتبر پیدا شود. برای اینکه یک هش معتبر در نظر گرفته شود، خروجی (هش بلوک) باید کمتر از مقدار هدف مشخصی باشد که توسط پروتکل تعیین می شود. در استخراج بیت کوین، هش بلاک باید با تعداد مشخصی صفر شروع شود. این همان چیزی است که ما به آن سختی استخراج می گوییم.
مرحله 4 – پخش بلوک استخراج شده
همانطور که قبلاً دیدیم، ماینرها باید هدر بلوک را بارها و بارها با مقادیر nonce مختلف هش کنند.
آنها این کار را تا زمانی که یک هش بلاک معتبر پیدا کنند تکرار می کنند. ماینر که آن را پیدا کرده است، بلوک خود را به شبکه پخش می کند. تمام گره‌های دیگر بررسی می‌کنند که آیا بلوک و هش آن معتبر هستند یا خیر، و در این صورت، بلوک جدید را به نسخه‌ای از بلاک چین اضافه می‌کنند.
در این مرحله، بلوک کاندید به یک بلوک تایید شده تبدیل می‌شود و همه ماینرها به سمت ماینینگ بعدی می‌روند. همه ماینرهایی که نتوانستند به موقع هش معتبری پیدا کنند، بلوک نامزد خود را کنار می‌گذارند و مسابقه ماینینگ دوباره شروع می‌شود.
تنظیم سختی استخراج
دشواری ماینینگ به طور منظم توسط پروتکل تنظیم می‌شود و تضمین می‌کند که نرخ ایجاد بلوک‌های جدید ثابت می‌ماند. این چیزی است که باعث می شود انتشار سکه های جدید ثابت و قابل پیش بینی باشد. سختی متناسب با مقدار توان محاسباتی (هش ریت) اختصاص داده شده به شبکه تنظیم می شود.
به این ترتیب، هر بار که ماینرهای جدید به شبکه می‌پیوندند و رقابت افزایش می‌یابد، دشواری هش افزایش می‌یابد و از کاهش میانگین زمان بلاک جلوگیری می‌کند. در مقابل، اگر بسیاری از ماینرها تصمیم به ترک شبکه داشته باشند، مشکل هش کاهش می یابد و استخراج یک بلوک جدید دشوارتر می شود. این تنظیمات زمان بلوک را بدون توجه به کل قدرت هش شبکه ثابت نگه می دارند.
اگر دو بلوک همزمان استخراج شوند چه می شود؟
گاهی اوقات اتفاق می افتد که دو ماینر همزمان یک بلوک معتبر را پخش می کنند و شبکه به دو بلوک رقیب ختم می شود. سپس ماینرها بر اساس بلاکی که ابتدا دریافت کردند شروع به استخراج بلوک بعدی می کنند. این باعث می شود که شبکه (به طور موقت) به دو نسخه مختلف از بلاک چین تقسیم شود.
رقابت بین این بلوک ها تا زمانی که بلوک بعدی در بالای یکی از بلوک های رقیب استخراج شود ادامه خواهد داشت. هنگامی که یک بلوک جدید استخراج می شود، هر بلوکی که قبل از آن آمده باشد، برنده محسوب می شود. بلوکی که رها می‌شود، بلوک یتیم یا بلوک قدیمی نامیده می‌شود، که باعث می‌شود تمام ماینرهایی که این بلوک را انتخاب کرده‌اند، به استخراج زنجیره بلوک برنده برگردند.
آیا همه ارزهای دیجیتال قابل استخراج هستند؟
بیت کوین محبوب ترین و شناخته شده ترین نمونه از ارزهای دیجیتال قابل استخراج است، اما همه ارزهای دیجیتال قابل استخراج نیستند. استخراج بیت کوین بر اساس یک الگوریتم اجماع به نام اثبات کار (PoW) است.
اثبات کار (PoW)
اثبات کار (PoW) مکانیزم اجماع اصلی بلاک چین است که توسط ساتوشی ناکاموتو ایجاد شده است که در وایت پیپر بیت کوین در سال 2008 معرفی شد. به طور خلاصه، PoW تعیین می کند که چگونه یک شبکه بلاک چین در بین تمام شرکت کنندگان توزیع شده بدون واسطه شخص ثالث به اجماع برسد.
این کار را با نیاز به قدرت محاسباتی قابل توجهی برای از بین بردن انگیزه هکرها انجام می دهد. همانطور که دیدیم، تراکنش ها در یک شبکه PoW توسط ماینرها تایید می شوند. برای به دست آوردن حق استخراج بلوک بعدی، ماینرها با حل مسئله های رمزنگاری پیچیده با سخت افزار استخراج تخصصی به رقابت می پردازند.
اولین ماینری که راه حل معتبری پیدا می کند می تواند بلوک تراکنش های خود را به زنجیره بلوکی ارسال کند و پاداش بلوک را دریافت کند. مقدار کریپتو در پاداش بلاک در بلاک چین های مختلف متفاوت است.
به عنوان مثال، در بلاک چین بیت کوین، ماینرها می توانند از دسامبر 2021، 6.25 بیت کوین در پاداش بلاک دریافت کنند. به دلیل مکانیسم نصف شدن، مقدار BTC در پاداش بلاک هر 210000 بلاک (تقریباً هر چهار سال) به نصف کاهش می یابد.
روش های مختلف استخراج ارز دیجیتال
هیچ روش واحدی برای استخراج ارزهای دیجیتال وجود ندارد. تجهیزات و فرآیند با ظهور سخت افزار جدید و الگوریتم های اجماع تغییر می کند. به طور معمول، ماینرها از واحدهای کامپیوتری تخصصی برای حل معادلات رمزنگاری پیچیده استفاده می کنند. بیایید نگاهی به نحوه عملکرد برخی از رایج ترین روش های استخراج بیندازیم.
استخراج CPU
استخراج واحد پردازش مرکزی (CPU) شامل استفاده از CPU کامپیوتر برای انجام عملکردهای هش مورد نیاز توسط PoW است. در روزهای اولیه بیت کوین، هزینه برای استخراج پایین بود. مشکل ماینینگ را می‌توان توسط یک CPU معمولی کنترل کرد، بنابراین هر کسی می‌تواند بیت کوین و سایر ارزهای دیجیتال را استخراج کند.
با این حال، هرچه افراد بیشتری شروع به استخراج کردند و هش ریت شبکه افزایش یافت، استخراج سودآور بیشتر و دشوارتر شد. علاوه بر این، ظهور سخت‌افزار استخراج تخصصی با قدرت محاسباتی بیشتر در نهایت استخراج CPU را تقریباً غیرممکن کرد. امروزه استخراج CPU دیگر یک گزینه قابل اجرا نیست، زیرا همه ماینرها از سخت افزار تخصصی استفاده می کنند.
استخراج پردازنده گرافیکی
واحدهای پردازش گرافیکی (GPU) برای پردازش طیف گسترده ای از برنامه ها به صورت موازی طراحی شده اند. در حالی که آنها معمولا برای بازی های ویدیویی یا رندر گرافیک استفاده می شوند، می توانند برای استخراج نیز استفاده شوند.
پردازنده‌های گرافیکی نسبتاً ارزان‌تر و انعطاف‌پذیرتر از سخت‌افزار استخراج محبوب ASIC هستند. برخی از آلتکوین ها را می توان با GPU استخراج کرد، اما کارایی آن به سختی استخراج و الگوریتم بستگی دارد.
استخراج ASIC
یک مدار مجتمع ویژه برنامه (ASIC) برای خدمت به یک هدف خاص طراحی شده است. در کریپتو، به سخت افزار تخصصی توسعه یافته برای استخراج اشاره دارد. استخراج ASIC بسیار کارآمد اما گران است. معدن یک رقابت است. برای استخراج سودآور، به سخت افزار ماینینگ رقابتی نیاز دارید. از آنجایی که ماینرهای ASIC در لبه تکنولوژی ماینینگ قرار دارند، هزینه یک واحد بسیار بالاتر از CPU یا GPU است.
همچنین، پیشرفت های مداوم در فناوری ASIC به سرعت مدل های قدیمی ASIC را بی سود می کند، به این معنی که اغلب نیاز به تعویض دارند. این امر استخراج ASIC را به یکی از گران‌ترین روش‌های استخراج تبدیل می‌کند، حتی بدون احتساب هزینه‌های برق.
استخرهای معدن
از آنجایی که پاداش بلاک به اولین ماینر موفق اعطا می شود، احتمال یافتن هش صحیح بسیار کم است. ماینرهایی با درصد کمی از قدرت ماینینگ شانس بسیار کمی برای کشف بلوک بعدی دارند. استخرهای معدن راه حلی برای این مشکل ارائه می دهند. استخرهای ماینینگ گروهی از ماینرها هستند که منابع خود (قدرت هش) را برای افزایش احتمال برنده شدن جوایز بلوک جمع می کنند.
هنگامی که استخر با موفقیت یک بلوک را پیدا کرد، ماینرها بر اساس میزان کار انجام شده، پاداش را به طور مساوی بین همه افراد حاضر در استخر تقسیم می کنند. استخرهای ماینینگ می‌توانند از نظر هزینه‌های سخت‌افزاری و برق به نفع استخراج‌کنندگان فردی باشند، اما تسلط آنها در استخراج، نگرانی‌هایی را برای حمله 51 درصدی به شبکه ایجاد می‌کند.
جمع بندی
استخراج ارز دیجیتال بخش مهمی از بیت کوین و سایر بلاک چین های PoW است. این یکی از مواردی است که شبکه را ایمن نگه می دارد و صدور سکه های جدید را ثابت نگه می دارد. استخراج مزایا و معایب خاصی دارد که بارزترین آنها درآمدهای بالقوه ای است که از پاداش های بلوک به دست می آورید.
با این حال، سود ماینینگ را می توان تحت تأثیر عوامل متعددی از جمله هزینه برق و قیمت بازار قرار داد. هیچ تضمینی برای کسب سود وجود ندارد، بنابراین قبل از اینکه وارد استخراج ارز دیجیتال شوید، باید DYOR را انجام دهید و تمام خطرات احتمالی را ارزیابی کنید.
دوره ها و آموزش های فرازمان
در صورتی که تجربه خاصی در خصوص برنامه‌نویسی ندارید می‌توانید از دوره‌های رایگان سایت ما “فرازمان“، استفاده کنید. همچنین اگر به دوره‌های پیشرفته‌تری در این خصوص نیاز داشته باشید، ما با آموزش های حرفه ای که در سایتمان قرار دادیم می توانید به سطح دلخواهتان با تلاش و پشتکار برسید.
نقشه راه
راهنما آکادمی فرازمان
برای یادگیری برنامه نویسی بلاکچین…
در این باره بیشتر بخوانید
دیدگاهتان را بنویسید