بیت کوین
نکات کلیدی
- تنظیمات سختی هر 2016 بلوک به حفظ یک زمان بلوک 10 دقیقه ای کمک می کند و از تورم سریع و اضافه بار شبکه جلوگیری می کند.
- در اکتبر سال 2024، دشواری استخراج بیت کوین به رکورد 95.7 تریلیون رسید که باعث افزایش مصرف انرژی و فشار بر سودآوری ماینرها شد، مگر اینکه با تجهیزات کارآمدتر یا هزینه های انرژی کمتر سازگار شوند.
- تغییرات در هش ریت شبکه، به دلیل عواملی مانند ماینرهای بیشتر یا تجهیزات بهتر، مستقیماً بر دشواری استخراج بیت کوین در حفظ زمان بلاک تأثیر می گذارد.
- نگرانی های مصرف انرژی بیت کوین، ماینرها را به کشف انرژی های تجدیدپذیر و راه حل های دیگر برای ماندن در رقابت و پایداری سوق داد.
استخراج بیت کوین فرآیند حل مسائل پیچیده ریاضی برای ایمن سازی شبکه و ایجاد سکه های جدید است. برای اطمینان از اضافه شدن بلوک های جدید با نرخ ثابت، دشواری این مشکلات به طور منظم تنظیم می شود.
به زبان ساده، وقتی ماینرهای بیشتری به شبکه میپیوندند، استخراج بیتکوین سختتر میشودبیت کوین90943 دلار، اطمینان حاصل شود که عرضه قابل پیش بینی و سیستم امن است.
این مقاله توضیح میدهد که سختی استخراج بیتکوین چیست، چگونه در طول زمان تنظیم میشود تا شبکه امن و پایدار بماند، چگونه محاسبه میشود و چه عواملی بر سوددهی استخراج تأثیر میگذارند .
درک دشواری استخراج بیت کوین
دشواری استخراج بیت کوین تضمین می کند که شبکه بلوک ها را در یک بازه 10 دقیقه ای ثابت اضافه می کند و از تورم سریع و اضافه بار شبکه جلوگیری می کند. ماینرها باید هش با تعداد مشخصی از صفرهای ابتدایی را با تنظیم یک “nonce” پیدا کنند. این سختی هر 2016 بلوک را برای حفظ ثبات و امنیت در شبکه تنظیم می کند
حقیقت این است که استخراج بیت کوین اصلاً نباید سخت باشد. اساسا، تمام کاری که یک ماینر انجام می دهد، رمزگذاری اطلاعات زیر است:
- هدر بلوک قبلی: بلوک جدید را به بلوک قبلی پیوند می دهد و پیوستگی زنجیره را حفظ می کند.
- Merkle root: هش که تمام تراکنشهای موجود در بلوک را نشان میدهد و امکان تأیید کارآمد یکپارچگی دادهها را فراهم میکند.
- مهر زمانی: زمانی که بلوک ایجاد می شود، برای ترتیب زمانی استفاده می شود.
- شماره نسخه: نسخه بلوک و قوانین پروتکلی که از آن پیروی می کند را مشخص می کند.
برای یک ماینر مدرن بیت کوین، محاسبه هش برای یک بلاک جدید باید آنی باشد. پس چرا اینطور نیست؟
ابتدا، بلاک چین با بلوک هایی که با نرخ کنترل نشده ای اضافه می شوند، غرق می شود. این امر منجر به ورود سیل بیت کوین جدید به بازار و در نتیجه تورم شدید می شود. ارزش بیت کوین کاهش می یابد زیرا سکه های جدید بسیار سریعتر از برنامه عرضه مورد نظر ایجاد می شود و تعادل ظریفی را که کمبود آن را حفظ می کند، مختل می کند.
دوم، اضافه شدن سریع بلوکها، شبکه را تحت فشار قرار میدهد و هماهنگی گرهها را دشوار میکند. گرههای کامل ، که کل زنجیره بلاک را تأیید و ذخیره میکنند، برای دانلود و تأیید تعداد بیش از حد بلوکها مشکل دارند که منجر به تکه تکه شدن شبکه میشود. این میتواند بهرهبرداری از آسیبپذیریهای امنیتی را برای بازیگران بد آسانتر کند، مانند اجرای یک حمله 51 درصدی، زیرا سرعت تولید بلوک مانع اعتبارسنجی مناسب و توافق بین گرهها میشود.
در نهایت، پردازش تراکنش آشفته خواهد شد. عدم تعدیل سختی به این معنی است که هیچ فاصله ساختاری برای تایید تراکنش وجود نخواهد داشت و قابلیت اطمینان شبکه را تضعیف می کند. زمان بلوک 10 دقیقه ای قابل پیش بینی برای اطمینان از اینکه تراکنش ها به موقع اما منظم پردازش می شوند ضروری است. بدون این، کاربران میتوانند با زمانهای غیرقابل پیشبینی تراکنش و ساختارهای کارمزد ناسازگار مواجه شوند که باعث کاهش اعتماد به شبکه میشود.
یک راه حل طبیعی برای این مشکل به سادگی افزایش دشواری رمزگذاری این اطلاعات است.
بیتکوین و سایر زنجیرههای اثبات کار مانند مونرو و لایتکوین ، با درخواست ماینر برای کدگذاری اطلاعات نه تنها در هر هش، بلکه در هش متناسب با نیاز اندازه معین، به این موضوع رسیدگی میکنند.
به عنوان مثال، اگر عبارت “I love Cointelegraph” را از طریق الگوریتمی مانند SHA-256 در یک هش هگزادسیمال 256 بیتی رمزگذاری کنید، دریافت خواهید کرد:
148530ee91a00571250b58ea69c9947b10a702cf135b3f56cdad39f74450d145
این یک عدد صحیح بسیار بزرگ است. بنابراین، برای کوتاه کردن آن چه باید کرد؟
با افزودن اطلاعاتی که خروجی را تغییر میدهد ( به آن nonce میگویند )، باید تقریباً 16 بار آزمون و خطا را انجام دهید تا یک صفر ابتدایی به دست آورید:
من عاشق Cointelegraph 64 هستم
04dc36a0b5a40cba5524cd80064bcb5d21dfd28ecd811684f520a73e38362abf
شاید به اندازه کافی کوچک نباشد. برای به دست آوردن دو صفر اول، به حدود 256 تلاش نیاز دارید. بیایید nonce را به 98 تغییر دهیم و نتیجه را ببینیم:
من عاشق Cointelegraph 98 هستم
00ddde1a51e44602a4397cb80f51dc218e6bbc3b50ac4dc4b612e7d62016ca02
موفقیت! حالا برای رسیدن به سه صفر اول به چند تلاش نیاز دارید؟ حدود 4000 تلاش و برای بیست صفر اول؟ به احتمال زیاد، این تعداد به سپتیلیون ها می رسد.
در واقع، سختی ماینینگ اینگونه عمل می کند: هش باید با تعدادی صفر شروع شود. این، به نوبه خود، مستلزم افزودن یک مقدار “nonce” به هش توسط ماینر است که معمولاً بین 0 تا حدود 4000000 است.
بسته به اینکه ماینرها با چه سرعتی این الزامات را برآورده می کنند، دشواری به طور خودکار هر دو هفته (یا به طور دقیق تر، هر 2016 بلاک) تنظیم می شود تا اطمینان حاصل شود که زمان بلاک تا حد امکان به میانگین 10 دقیقه نزدیک می شود.
در اینجا نمونهای از هدر بلوکی است که در نوامبر 2024 با موفقیت شرایط سختی استخراج را برآورده کرد:
00000000000000000000a497c6b1be95b76a9e25a797f8fe49953d40c06a027e
آن را به عنوان کلاس درس دانش آموزانی با یک مسئله ریاضی در نظر بگیرید. اگر بیشتر دانشآموزان خیلی سریع تمام کنند، معلم مشکل بعدی را سختتر میکند.
اگر خیلی طول بکشد، مشکل بعدی راحت تر است. به طور مشابه، شبکه بیت کوین بر سرعت اضافه شدن بلوکها نظارت میکند و «مشکل مشکل» را تنظیم میکند تا فاصله 10 دقیقهای ثابت بماند.
این تعادل برای حفظ عرضه قابل پیش بینی بیت کوین جدید و تضمین امنیت شبکه بسیار مهم است.
محاسبه دشواری استخراج بیت کوین: استخراج یک بلوک چقدر دشوار است؟
دشواری استخراج بیت کوین یا «nBits» شامل یک توان و ضریب برای تعیین هدف برای استخراج است. مقادیر هدف کمتر به معنای دشواری بیشتر است.
“مشکل” ذکر شده در واقع به درستی به عنوان “nBits” شناخته می شود. این فیلد یک نمایش فشرده از دشواری استخراج است که از دو بخش اصلی تشکیل شده است:
- توان: نما نشان می دهد که چند بیت باید به سمت چپ جابجا شود تا هدف درست تعیین شود. اساساً، “اندازه” کلی هدف را با تعیین تعداد مکان هایی که ضریب باید جابجا شود، تعیین می کند. به طور خلاصه، صفرها را دیکته می کند.
- ضریب (یا معنی دار): ضریب مقدار عددی است که وقتی با توان ترکیب می شود، آستانه واقعی را مشخص می کند. این مقدار جزئیات دقیق تری را که برای تنظیم سختی به روشی دقیق لازم است را فراهم می کند. به طور خلاصه، اعداد با ارزش بالا (معنادار) را که بعد از صفرهای اول می آیند را دیکته می کند.
ترکیب این دو عنصر، هدف دشواری کاملی را ارائه می دهد که ماینرها باید با آن مطابقت داشته باشند یا کمتر از آن باشند تا با موفقیت یک بلوک را ماین کنند.
به عنوان مثال، یک مقدار nBits خاص 0x1b0404cb به این معنی است:
- توان 0x1b (یا 27 در اعشار) است، که نشان می دهد ضریب 27 بیت به چپ منتقل شده است.
- ضریب 0x0404cb (یا 263755 به صورت اعشاری) است که عدد پایه برای آستانه هدف را تشکیل می دهد.
این مؤلفهها بسیار مهم هستند، زیرا تعیین میکنند که استخراج یک بلوک جدید چقدر دشوار است. هرچه مقدار هدف کمتر باشد، یافتن هش که معیارها را برآورده می کند، چالش برانگیزتر است.
آیا می دانستید؟ اصطلاح nBits مخفف “بیت های شبکه” است. این یک نمایش فشرده است که در استخراج بیت کوین برای نشان دادن هدف دشواری برای ماینرها استفاده می شود.
عوامل موثر بر دشواری استخراج بیت کوین
هنگامی که نرخ هش به دلیل ماینرهای بیشتر یا تجهیزات بهتر افزایش مییابد، دشواری برای حفظ زمان بلاک ۱۰ دقیقه افزایش مییابد. اگر نرخ هش کاهش یابد، دشواری کاهش می یابد.
همانطور که گفته شد، سختی استخراج بیت کوین یک پارامتر پویا است که تقریباً هر دو هفته (یا هر 2016 بلاک) تنظیم می شود. وضعیت کل نرخ هش شبکه دلیل اصلی تغییر nbits است. پس از همه، این نشان دهنده قدرت محاسباتی ترکیبی همه ماینرها در شبکه بیت کوین است.
نرخ هش بالاتر نشاندهنده ماینرهای بیشتر یا تجهیزات استخراج قدرتمندتر است که به شبکه کمک میکنند. هنگامی که نرخ هش افزایش می یابد، بلاک ها سریعتر از فاصله زمانی 10 دقیقه ای مورد نظر استخراج می شوند. برای جبران، شبکه دشواری استخراج را افزایش میدهد و اطمینان میدهد که بلاکها با نرخ ثابتی اضافه میشوند. برعکس، اگر نرخ هش کاهش یابد، دشواری برای حفظ زمان ایجاد بلوک کاهش می یابد.
به عنوان مثال، در اکتبر 2024، میانگین متحرک هفت روزه هش نرخ بیت کوین به بالاترین حد خود یعنی نزدیک به 703 اگزاهش در ثانیه (EH/s) رسید که منجر به افزایش متناظر در سختی استخراج شد.
معکوس آن نیز امکان پذیر است. اگر ماینرها شبکه را ترک کنند، یا اگر تجهیزات ماینینگ آنها قدیمی یا بی سود شود، نرخ هش کل کاهش می یابد.
چنین نمونهای در اواخر سال 2021 رخ داد، زمانی که سرکوب استخراج ارزهای دیجیتال توسط چین، بسیاری از عملیاتهای استخراج را مجبور به تعطیلی یا جابهجایی کرد. این کاهش ناگهانی در نرخ هش منجر به کاهش قابل توجهی در دشواری استخراج شد. در ژوئیه 2021، بیت کوین بزرگترین تنظیم سختی نزولی خود را در حدود 28 درصد مشاهده کرد که به ماینرها این امکان را داد که علیرغم کاهش قدرت شبکه، به استخراج بلاک ها با سرعت معقولی ادامه دهند.
آیا می دانستید؟ تکامل از استخراج CPU و GPU به ماینرهای ASIC، نرخ هش شبکه را در طول سالها به شدت افزایش داده است و نیاز به تنظیمات منظم در سختی استخراج برای حفظ زمان بلوک هدف دارد.
دشواری استخراج بیت کوین – یک جدول زمانی
عدد دشواری ماینینگ نشان میدهد که استخراج یک بلوک جدید در مقایسه با سختی پایه، که 1 است (سادهترین سطح زمانی که بیتکوین برای اولین بار راهاندازی شد، چقدر سختتر است). به عنوان مثال، اگر عدد دشواری 10،000،000 باشد، به این معنی است که استخراج یک بلوک 10 میلیون برابر چالش برانگیزتر از زمانی است که سختی 1 بود.
2009 – پیدایش و سالهای اولیه
- ژانویه 2009: سختی ماینینگ از 1 شروع می شود، ساده ترین سطح، زیرا ساتوشی ناکاموتو بلوک پیدایش را با استفاده از CPU های اصلی استخراج می کند . این عدد پایین نشاندهنده حداقل رقابت و قدرت محاسباتی مورد نیاز برای استخراج یک بلوک است.
- دسامبر 2009: میزان دشواری در 1 باقی می ماند که منعکس کننده تعداد محدود شرکت کنندگان در شبکه است.
2010 – انتقال به استخراج GPU
- جولای 2010: ظهور استخراج GPU منجر به اولین افزایش قابل توجه در سختی شد. در پایان سال 2010، دشواری به حدود 14 رسید، که نشان دهنده تغییر از ماینینگ معمولی به مشارکت رقابتی تر با سخت افزار بهتر است.
2013 – دوران استخراج ASIC
- ژانویه 2013: معرفی ماینرهای ASIC باعث جهش قابل توجهی در دشواری می شود زیرا قدرت محاسباتی را در مقایسه با GPU ها افزایش می دهند. سختی به حدود 3500000 می رسد.
- دسامبر 2013: تا پایان سال، میزان سختی به 1,500,000,000 افزایش یافت که نشان دهنده پذیرش سریع فناوری ASIC و افزایش نرخ هش شبکه است.
2017 – بازار صعودی بیت کوین
- ژانویه 2017: سختی ماینینگ حدود 300,000,000,000 است، افزایش قابل توجهی ناشی از بهبود سخت افزار ماینینگ و تعداد فزاینده ماینرهایی که به دلیل افزایش قیمت بیت کوین وارد بازار می شوند.
- دسامبر 2017: در پایان دوره صعودی، دشواری به حدود 1,590,000,000,000 می رسد که نشان دهنده افزایش رقابت و سرمایه گذاری در زیرساخت های استخراج با نزدیک شدن قیمت بیت کوین به 20,000 دلار است.
2020 – نیمه سوم و اثرات آن
- می 2020: درست قبل از نیمه سوم، سختی ماینینگ حدود 16،100،000،000،000 است. نصف کردن پاداش بلوک را از 12.5 به 6.25 BTC کاهش می دهد و باعث می شود تا در مشارکت ماینرها و سودآوری تغییراتی ایجاد شود.
- دسامبر 2020: دشواری استخراج به حدود 18,600,000,000,000 افزایش یافت زیرا ماینرها با شرایط جدید اقتصادی سازگار شده و به سرمایه گذاری در تجهیزات استخراج کارآمدتر ادامه می دهند.
2021 – ممنوعیت استخراج معدن در چین
- می 2021: سرکوب استخراج معدن توسط چین باعث کاهش شدید نرخ هش شد. دشواری در جولای 2021 28٪ کاهش می یابد و به حدود 14,400,000,000,000 کاهش می یابد. این افت، بزرگترین تعدیل نزولی در تاریخ بیتکوین است که نشان میدهد چگونه تغییرات سیاست در مناطق استخراج عمده میتواند بر شبکه تأثیر بگذارد.
- دسامبر 2021 : با نقل مکان معدنچیان به مناطق جدید و از سرگیری عملیات، مشکل به حدود 24,200,000,000,000 باز می گردد.
2024 – بالاترین رکورد
- اکتبر 2024: سختی استخراج به رکورد 95,672,703,408,223 رسید که نشان دهنده افزایش قابل توجه نرخ هش جهانی، پیشرفت در سخت افزار استخراج و پذیرش گسترده تر است.
چگونه دشواری بر درآمد ماینر بیت کوین تأثیر می گذارد
همانطور که ماینرهای بیشتری به شبکه می پیوندند یا ریگ های خود را ارتقا می دهند ، سختی به سمت بالا تنظیم می شود تا زمان بلوک ها در 10 دقیقه ثابت بماند. این بدان معناست که هر ماینر باید محاسبات بیشتری را برای حل یک بلوک انجام دهد، که باعث افزایش هزینههای انرژی و کاهش حاشیههای آنها میشود.
همانطور که دیدید، در اکتبر 2024، سختی به بالاترین حد خود یعنی حدود 95.7 تریلیون رسید. این رقابت شدید، ماینرها را مجبور کرد تا از قدرت بیشتری استفاده کنند و برای بسیاری، اگر نتوانند هزینهها را جبران کنند، سود کمتری خواهند داشت.
با این حال، ماینرها در حالی که هزینه ها افزایش می یابد، عقب نمی نشینند. در اینجا چند استراتژی وجود دارد که آنها برای ادامه کار استفاده می کنند:
- ارتقاء سخت افزار: ASIC های جدیدتر و کارآمدتر به استخراج کنندگان کمک می کنند تا قدرت هش بیشتری در هر وات داشته باشند. با به روز رسانی منظم تجهیزات خود، آنها می توانند هزینه ها را حتی با افزایش سختی کاهش دهند.
- کاهش هزینه های انرژی: بسیاری از معدنچیان به مناطقی با برق ارزان یا منابع انرژی تجدید پذیر نقل مکان می کنند. هزینه های انرژی کمتر به معنای سود بهتر است و منابع پایدار می توانند قیمت ثابتی را در دراز مدت ارائه دهند.
- افزایش مقیاس: راه اندازی مزارع معدنی بزرگتر به توزیع هزینه ها کمک می کند. عملیاتهای بزرگتر میتوانند به صورت عمده خرید کنند و معاملات بهتری در مورد تجهیزات و برق دریافت کنند و نتیجه نهایی آنها را بهبود بخشد.
- اضافه کردن جریانهای درآمد: برخی از ماینرها برای جبران هزینهها، استخراج ابری را پیشنهاد میکنند یا فضایی را در مراکز داده خود اجاره میدهند. برخی دیگر حتی در حال آزمایش خدمات هوش مصنوعی برای استفاده از منابع جدید درآمد هستند.
- ادغام و گسترش: ادغام با سایر شرکتهای استخراج به شرکتها اجازه میدهد تا منابع را جمع کنند و رقابت را کاهش دهند و به آنها کمک کند تا از فراز و نشیبهای دشواری و تغییرات قیمت بیت کوین عبور کنند.
این استراتژیها به ماینرها کمک میکنند تا سطوح دشواری رو به افزایش را طی کنند و در یک بازار رقابتی شدید سودآور بمانند. اما با هر افزایش سختی، آنها به دنبال یافتن راههای جدیدی برای ماندگاری اقتصادی ماینینگ هستند.
آینده دشواری معدن
ممکن است بیت کوین به خوبی تثبیت شده به نظر برسد، اما آینده آن تضمین شده نیست.
سیاست های دولت به طور فزاینده ای بر استخراج معادن و تنظیمات دشواری تأثیر می گذارد. در سال 2022، مالیات قزاقستان بر انرژی ماینینگ باعث کاهش موقتی در نرخ هش شد زیرا ماینرها با هزینه های بالاتری مواجه شدند.
از طرف دیگر، السالوادور با ترویج انرژی زمین گرمایی که نرخ هش را تثبیت کرده و سختی بالاتری را پشتیبانی می کند، استخراج معدن را پذیرفته است. ایسلند و نروژ نیز با استفاده از انرژی تجدیدپذیر فراوان خود ، استخراجکنندگان را جذب میکنند و نرخهای هش ثابتی را با تأثیرات زیستمحیطی کمتر ارائه میدهند.
مفهوم دشواری استخراج، با این حال، چالش های زیست محیطی PoW را برجسته می کند. انرژی بسیار زیادی که در محاسبات آزمون و خطا مصرف میشود، کشورهایی مانند سوئد را به اعمال محدودیتهایی سوق داده است که میتواند مقررات معدنی آینده را تغییر دهد. انتقال اتریوم به اثبات سهام (PoS) در سال 2022، کاهش مصرف انرژی آن تا 99 درصد، نشان میدهد که چگونه جایگزینهای پایدار میتوانند رشد کنند و بر بیت کوین برای نوآوری فشار میآورد.
با این حال، PoW یک عنصر حیاتی در مدل امنیتی بیت کوین باقی مانده است . صرف انرژی بسیار زیاد مورد نیاز برای استخراج، تغییر زنجیره بلوکی یا انجام حملات را برای هر عامل مخربی دشوار می کند. تکرار این سطح از امنیت و انعطافپذیری در سیستمهای دیگر دشوار است، و در حالی که PoS مزایای زیستمحیطی را ارائه میدهد، PoW نشان داده است که از نظر حفظ یکپارچگی شبکه قوی است.
معدنچیان در حال حاضر با روی آوردن به منابع انرژی تجدیدپذیر مانند انرژی آبی در کانادا و انرژی خورشیدی در ایالات متحده سازگار شده اند برخی حتی گرمای اضافی استخراج را برای مصارف صنعتی برای بهبود پایداری استفاده می کنند.
محاسبات کوانتومی چالش بالقوه دیگری را ایجاد میکند، که میتواند قدرت استخراج عظیمی را تولید کند که هش قابل قبولی را بسیار سریعتر از سختافزار فعلی تولید میکند، که میتواند به طور چشمگیری مشکل را افزایش دهد. در حالی که کارشناسان می گویند هنوز سال ها با کامپیوترهای کوانتومی عملی فاصله دارند، جامعه بیت کوین در حال تحقیق بر روی الگوریتم های مقاوم در برابر کوانتومی برای ایمن سازی شبکه است.
آینده دشواری استخراج بیت کوین بین تهدیدها و راه حل ها متعادل است. اینکه آیا مکانیسم PoW آن میتواند به رشد خود ادامه دهد بستگی به نحوه سازگاری آن با این چالشها دارد.
آیا می دانستید؟ کارشناسان پیشبینی میکنند که رایانههای کوانتومی عملی و مقاوم در برابر خطا که قادر به عملکرد بهتر از رایانههای کلاسیک در کارهای مختلف هستند، در حدود سال 2035 ظاهر میشوند. این یک تغییر بزرگ در قدرت محاسباتی و فناوری است.
آکادمی قزلباش
همانطور که میدانیم موفقیت در معاملات بازار ارزهای دیجیتال همانند تمامی حرفه های تخصصی دیگر، نیازمند مهارت و تجربه بسیاری است. و اولین کار در این بازار آشنا شدن با مفهوم ( ارز دیجیتال چیست ) است. با توجه به اینکه بسیاری از افراد زمان کافی برای فراگیری دانش مربوط به فعالیت در بازار را ندارند اما همچنان تمایل به کسب سود از این بازار را به عنوان شغل دوم خود دارند. آکادمی کمال قزلباش با ارائه خدمتی کارآمد برای کمک به این دسته از عزیزان در رابطه با آموزش ارز دیجیتال تلاش کرده است. کاربران میتوانند از خدمات ما به عنوان چراغ راه مسیر موفقیت خود در این بازار استفاده کنند. و در صورت تمایل به سرمایه گذاری در ارزهای دیجیتال و یاآموزش ارز دیجیتال در ارومیه با مشاورین ما به صورت کاملا رایگان در ارتباط باشید.