امروزه همه جا صحبت از بیت کوین و دیگر ارزهای دیجیتال و استخراج یا ماین کردن آن‌ها است. اگر شما هم به استخراج بیت کوین و ارز دیجیتال علاقه‌مند هستید، پیشنهاد می‌کنیم قبل از آن که دست به این کار بزنید، این راهنما را به دقت مطالعه کنید تا با روش استخراج بیت کوین و مزیت‌ها و معایب آن آشنا شوید.
ما در این راهنما تمرکز خود را روی بیت کوین گذاشته‌ایم، اما دیگر رمزپول‌ها دیجیتال از قبیل مونرو و اتریوم نیز فرایند استخراج نسبتاً مشابهی دارند. هدف اغلب ماینرهای بیت کوین به دست آوردن توکن‌های ارزشمند بیت کوین است. البته امکان خرید بیت کوین با استفاده از پول نیز وجود دارد. همچنین میتوانید آن را در بازارهای آنلاینی که به این منظور وجود دارد خرید و فروش کنید. همچنین با تائید اعتبار تراکنش‌های بیت کوین میتوانید بیت کوین دریافت کنید.
هدف از استخراج بیت کوین چیست؟
البته برای این که با بررسی اعتبار تراکنش‌ها بتوانید بیت کوین دریافت کنید باید دو شرط را داشته باشید که یکی از آن‌ها نتیجه تلاش شما و دیگری نتیجه شانس است. به این منظور باید اعتبار 1 مگابایت از تراکنش‌های بیت کوین را تائید کنید و این بخش آسان کار است. اما بخش دوم که به شانس مربوط است این است که باید نخستین ماینری باشید که پاسخ صحیح یک مسئله عددی را به دست می‌آورید. این فرایند به نام «اثبات انجام کار» (Proof of Work) شناخته می‌شود.
برای حل این مسئله عددی که اشاره کردیم، نیاز به دانستن ریاضیات یا محاسبات پیچیده نیست. شاید شنیده باشید که ماینرها مسائل پیچیده ریاضی را حل می‌کنند، اما این مسئله به طرز دقیقی واقعیت را بیان نمی‌کند. ماینرها در عمل تلاش می‌کنند تا نخستین افرادی باشند که به یک عدد هگزادسیمال 64 رقمی که «هش» (Hash) نام دارد، دست پیدا کنند. این کار در واقع بیشتر شامل فرایند حدس زدن است.
خبر بد این است که این محاسبه نیاز به یک فرایند طولانی حدس زدن دارد که تعداد کل حدس‌ها در حد تریلیون‌ها است و کار بسیار دشواری محسوب می‌شود. برای این که بتوانید یک مسئله را به عنوان اولین نفر حل کنید، باید از توان محاسباتی زیادی استفاده کنید. برای ماین کردن به روش موفق باید یک «نرخ هش» (Hash Rate) در حد مگاهش بر ثانیه (MH/s)، گیگاهش بر ثانیه (GH/s) یا تراهش بر ثانیه (TH/s) داشته باشید. این اعداد حجم بالایی از هش محسوب می‌شوند.
اگر میخواهید تخمین بزنید که با استفاده از نرخ هش کنونی‌تان، چه مقدار بیت کوین میتوانید استخراج کنید، میتوانید از این ماشین حساب آنلاین (+) استفاده کنید.
محاسبات روش استخراج بیت کوین
سرورهای بیت کوین علاوه بر پر کردن جیب ماینرها و حمایت از اکوسیستم بیت کوین، یک وظیفه مهم دیگر نیز بر عهده دارند. استخراج بیت کوین تنها روش به گردش درآوردن بیت کوین‌های جدید است. به بیان دیگر، ماینرها اساساً پول را استخراج می‌کنند. برای نمونه در اواخر تیرماه 1399 تعداد 18،481،837 بیت کوین در گردش بوده است. به جز بیت کوین‌های استخراج شده در بلوک پیدایش (نخستین بلوک که از سوی مؤسس بیت کوین، ساتوشی ناکاموتو استخراج شده‌اند) هر یک از بیت کوین‌های بقیه به وسیله ماینرها به دست آمده‌اند.
بدون وجود ماینرها، شبکه بیت کوین هرگز نمی‌توانست بیت کوین دیگری استخراج کند. در نهایت زمانی فرا خواهد رسید که امکان استخراج بیت کوین وجود نخواهد داشت، زیرا بر اساس پروتکل بیت کوین، تعداد کامل بیت کوین‌ها 21 میلیون عدد خواهد بود. با این حال به دلیل این که تعداد بیت کوین‌های ماین شده در طی زمان کاهش می‌یابد، بیت کوین آخر تا مدت‌های بسیار دوری امکان استخراج نخواهد داشت.
استخراج بیت کوین علاوه بر منافع مادی که به همراه دارد، به ماینر قدرت تصمیم‌گیری در مورد تغییرهای پیشنهادی در پروتکل شبکه بیت کوین می‌دهد. به بیان دیگر یک ماینر موفق روی فرایند نصمیم گیری در مورد موضوع‌های مهمی از قبل فورک کردن شبکه تاثیرگذار است.
درآمد ماینرها چقدر است؟
پاداش استخراج بیت کوین حدوداً هر چهار سال یک بار نصف می‌شود. زمانی که برای نخستین بار بیت کوین در سال 2019 استخراج شد، ماین کردن یک بلوک پاداشی به میزان 50 بیت کوین داشت. در سال 2012 این مقدار نصف شده و به 25 بیت کوین رسید. در سال 2016 یک بار دیگر این مقدار نصف شده و به 12.5 بیت کوین رسید. در اوایل سال 2020 این نصف شدن بار دیگر رخ داد و اینک پاداش هر ماینر برای استخراج یک بلوک برابر با 6.25 بیت کوین است. پیش‌بینی می‌شود فرایند نصف شدن بعدی در اواخر فوریه سال 2024 صورت بگیرد. برای مشاهده تایمری که این تاریخ را با دقت پیش‌بینی می‌کند به این صفحه (+) مراجعه کنید.
نکته جالب اینجا است که قیمت بیت کوین در طی تاریخ خود طوری تغییر یافته است که همواره علی رغم این فرایند نصف شدن، یک حاشیه سود برای ماینرها داشته باشد. برای این که ببینید چه تعداد بلوک تا کنون استخراج شده‌اند به این وبسایت (+) مراجعه کنید.
تجهیزات مورد نیاز برای استخراج بیت کوین
در ابتدای معرفی بیت کوین، افراد مختلف می‌توانستند با یک رایانه معمولی خانگی اقدام به استخراج بلوک‌های بیت کوین بکنند، اما چند سالی است که دیگر این امکان وجود ندارد. دلیل این امر آن است که دشواری استخراج بیت کوین در طی زمان تغییر می‌یابد. برای اطمینان یافتن از روانی کارکرد شبکه بلاکچین و امکان پردازش و تائید تراکنش‌ها، شبکه بیت کوین باید در حدود هر 10 دقیقه یک بار یک بیت کوین استخراج کند. با این حال، اگر یک میلیون گره استخراج‌کننده با یکدیگر همکاری کنند تا یک مسئله را حل کنند، بی‌شک این کار را بسیار سریع‌تر از زمانی که یک میلیون رایانه به صورت مستقل از هم روی آن مسئله کار کنند، حل خواهند کرد. به همین جهت، بیت کوین طوری طراحی شده که دشواری مسئله را پس از هر 2016 بلوک یا تقریباً دو هفته یک بار افزایش دهد.
زمانی که توان محاسباتی جمعی بیشتری برای ماین کردن بیت کوین وجود داشته باشد، سطح دشواری ماین کردن افزایش می‌یابد تا نرخ تولید بیت کوین ثابت بماند. توان محاسباتی کمتر موجب می‌شود که دشواری مسائل کاهش یابد. برای این که درکی از میزان توان محاسباتی مورد نیاز برای استخراج بیت کوین در اوایل معرفی آن در سال 2009 داشته باشید، باید اشاره کنیم که اگر این دشواری در آن زمان برابر با یک بوده باشد، امروز به 13 تریلیون واحد رسیده است.
تجهیزات مدرن استخراج بیت کوین
معنای همه گفته‌های فوق این است که امروزه ماینرها برای این که بتوانند دست به استخراج بیت کوین بزند باید روی تجهیزات رایانه‌ای قدرتمندی از قبیل GPU، یا مدارهای یکپارچه با کاربرد خاص (ASIC) سرمایه‌گذاری کنند. این تجهیزات از 550 دلار تا صدها هزار دلار ممکن است قیمت داشته باشند. برخی ماینرها به خصوص ماینرهای اتریوم، کارت‌های گرافیکی منفرد را با هزینه پایین می‌خرند تا به هم وصل کرده و عملیات ماین کردن را اجرا کنند. تصویر زیر یک دستگاه استخراج خانگی را نشان می‌دهد.
به بندهای پلاستیکی که برای اتصال کارت‌های گرافیکی به میله فلزی استفاده شده توجه کنید. این شاید بهینه‌ترین روش برای استخراج رمزپول نباشد، اما چنان که می‌توان حدس زد بسیاری از ماینرها از چنین روش‌هایی برای سرگرمی و چالش کسب پول استفاده می‌کنند.
مثالی ساده برای درک مفهوم ماین کردن
درک ورودی و خروجی عملیات استخراج بیت کوین کار دشواری است. در این بخش یک مثال گویا را برای درک مسئله هش مطرح می‌کنیم. فرض کنید ما به سه تن از دوستان خود می‌گوییم که یک عدد را بین 1 تا 100 در ذهن داریم و آن را روی یک تکه کاغذ بنویسیم و داخل پاکتی قرار داده مهروموم کنیم. دوستان ما لزومی ندارد آن عدد را دقیقاً حدس بزنند، بلکه باید نخستین فردی باشند که عددی را کمتر یا برابر با عددی که نوشته‌ایم بیان کنند. همچنین هیچ محدودیتی در مورد تعداد حدس‌هایی که می‌توانند بزنند وجود ندارد.
فرض کنید ما عدد 19 را روی کاغذ نوشته‌ایم. اگر دوست اول عدد 21 را حدس بزند، بازنده است، زیرا 21 بزرگ‌تر از 19 است. اگر دوست دوم عدد 16 و دوست سوم عدد 12 را حدس بزنند، در این صورت هر دو برنده هستند، زیرا هر دو این اعداد از 19 کمتر هستند. البته در این حالت دوست دوم به جهت این که عدد نزدیک‌تری را حدس زده هیچ اعتبار بیشتری کسب نمی‌کند.
اینک فرض کنید این سؤال را نه از چند دوست محدود، بلکه از میلیون‌ها ماینر بپرسیم و عدد مورد نظر ما نیز بین 1 تا 100 نباشد، بلکه یک عدد هگزادسیمال 64 رقمی باشد. چنان که میتوانید ببینید، حدس زدن این عدد کار بسیار دشواری است.
تلاقی ماینرها
احتمالاً اینک این سؤال به ذهن‌تان رسیده است که اگر دو نفر هم‌زمان عدد صحیح را حدس بزنند، چه اتفاقی می‌افتد؟ در این حالت قیاس ساده ما دیگر کار نمی‌کند. در محیط بیت کوین پاسخ‌های هم‌زمان به طور مکرر رخ می‌دهند، اما در نهایت، تنها یک پاسخ برنده می‌تواند وجود داشته باشد. زمانی که چند پاسخ هم‌زمان به صورت برابر یا کمتر از مقدار مورد نظر ارائه می‌شوند، شبکه بیت کوین بر اساس رأی اکثریت یعنی 51% عمل می‌کند. به طور معمول برنده آن ماینری است که بیشتر کار را انجام داده است یعنی فردی که بیشترین تراکنش‌ها را تائید کرده است برنده می‌شود.
از سوی دیگر بلوک‌هایی که ماینرهای دیگر تائید کرده‌اند به «بلوک‌های یتیم» تبدیل می‌شوند. منظور از بلوک‌های یتیم، بلوک‌هایی هستند که به بلاکچین اضافه نشده‌اند. ماینرهایی که با موفقیت مسئله هش را حل کرده‌اند، اما بیشترین تراکنش‌ها را تائید نکرده‌اند، پاداشی به صورت بیت کوین دریافت نمی‌کنند.
منظور از عدد هگزادسیمال 64 رقمی چیست؟
در این بخش مثالی از یک عدد هگزادسیمال 64 رقمی را می‌بینید:
0000000000000000057fcc708cf0130d95e27c5819203e9f967ac56e4df598ee
عدد فوق دقیقاً 64 رقم دارد و علاوه بر ارقام معمولی شامل برخی حروف نیز هست. برای این که بدانیم نقش این حروف در عدد فوق چیست، ابتدا باید با مفهوم اعداد هگزادسیمال آشنا باشیم.
همچنان که می‌دانید ما در محاسبات روزمره خود از سیستم اعداد ده‌دهی استفاده می‌کنیم که مبنای آن عدد 10 است. معنی این حرف آن است که این اعداد همگی از 9 رقم تشکیل یافته‌اند که ارقام آن از صفر تا 9 هستند.
از سوی دیگر اعداد «شانزده‌شانزدهی» (Hexadecimal) دارای مبنای 16 هستند. کلمه hex دارای ریشه یونانی به معنی شش و decimal نیز از کلمه deca به معنی 10 مشتق شده است. در سیستم هگزادسیمال اعداد می‌توانند دارای 16 رقم باشند. از آنجا که سیستم عدی ما تنها 10 رقم دارد، به جای 6 رقم باقیمانده از حروف الفبا به صورت a،b،c،d، e و f استفاده می‌کنیم.
توجه کنید که ما در زمان ماین کردن بیت کوین نیازی به محاسبه مقدار این عدد شانزده رقمی (هش) نداریم.
نقش این عدد هگزادسیمال در استخراج بیت کوین چیست؟
در بخش قبل یک مثال از نوشتن عدد 19 روی کاغذ و قرار دادن آن درون پاکت زدیم. اگر آن را با بیت کوین مقایسه کنیم، این عدد محرمانه استعاری در پاکتی به نام «هش هدف» (target hash) قرار می‌گیرد.
کاری که ماینرها با آن تجهیزات رایانه‌ای عظیم و ده‌ها فن خنک‌کننده انجام می‌دهند، این است که هش هدف را حدس بزنند. ماینرها این حدس‌ها را از طریق تولید مکرر اعدادی تصادفی که nonce نام دارند انجام می‌دهند و این کار را با بالاترین سرعتی که در توان دارند، انجام می‌دهند. کلمه nonce اختصاری برای عبارت «عددی که تنها یک بار استفاده می‌شود» (Number Only Used Once) است و یک کلید برای تولید این اعداد هگزادسیمال 64 رقمی که در مورد آن‌ها صحبت کردیم محسوب می‌شود.
nonce چیست؟
در فرایند استخراج بیت کوین یک nonce اندازه‌ای به مقدار 32 بیت دارد که بسیار کوچک‌تر از هش با اندازه 256 بیت دارد. نخستین ماینری که nonce مربوط به وی یک هش کمتر یا برابر با هش هدف تولید کند، اعتبار تکمیل کردن بلوک را به عنوان پاداش به دست می‌آورد که این مقدار امروزه برابر با 6.5 بیت کوین است. به صورت نظری این کار با انداختن یک تاس 16 وجهی به تعداد 64 بار برای دست‌یابی به یک عدد تصادفی قابل انجام است.
در تصویر زیر که از وبسایت Blockchain.info تهیه شده است، میتوانید همه اطلاعاتی که تا اینجا مطرح شد را در یک نگاه ببینید. در این تصویر همه واقعی که در زمان استخراج بلوک شماره #490163 رخ داده است را می‌بینید. آن nonce که برای هش برنده تولید شده، برابر با 731511405 بوده است. هش هدف نیز در بالا دیده می‌شود. اصطلاح Relayed by Antpool به این واقعیت اشاره دارد که بلوک خاصی از سوی AntPool کامل شده است که یکی از استخرهای استخراج موفق بوده است. در مورد استخرهای استخراج در ادامه بیشتر توضیح خواهیم داد. چنان که در این تصویر می‌بینید، این استخر در جامعه بیت کوین مشارکت دارد و 1768 تراکنش موفق را برای این بلوک تائید کرده است. اگر میخواهید همه این 1768 تراکنش در بلوک مربوطه را ببینید میتوانید به این صفحه (+) بروید و به سمت پایین تا بخش Transactions اسکرول کنید.
چگونه هش هدف را حدس بزنیم؟
همه هش‌های هدف با چند صفر آغاز می‌شوند که می‌تواند بین هشت تا 63 صفر باشد. هیچ هدف کمینه‌ای وجود ندارد، اما پروتکل بیت کوین بیشینه هش هدف را برابر با عدد زیر تعیین کرده است:
00000000ffff0000000000000000000000000000000000000000000000000000
در ادامه برخی مثال‌ها از هش‌های تصادفی و معیارهایی برای این که منجر به موفق شدن ماینر می‌شوند یا نه ارائه شده است:
چگونه شانس حدس زدن هش هدف را قبل از دیگران افزایش دهیم؟
به این منظور شما باید سخت‌افزار سریعی برای ماین کردن داشته باشید. اما واقع‌گرایانه‌تر این است که به یک استخر ماین کردن ملحق شوید. منظور از «استخر ماین» (Mining Pool)، گروهی از ماینرها هستند که توان محاسباتی خود را با هم متحد ساخته‌اند و بیت کوینی که استخراج می‌شود را با هم تقسیم می‌کنند. تعداد زیادی از بلوک‌ها توسط همین استخرها و نه استخراج‌کنندگان منفرد به دست می‌آیند.
به بیان دیگر، ماین کردن یک بازی اعداد است. امکان حدس زدن هش‌ها بر مبنای هش‌های هدف قبلی وجود ندارد. سطح دشواری آخرین بلوک در زمان نگارش این مقاله در حدود 15.76 تریلیون بوده است. یعنی احتمال این که یک nonce ایجاد شده تصادفی بتوان هش هدف را تولید کند برابر با 1 در 15.75 تریلیون است. این احتمال در صورتی که به تنهایی کار کنید، حتی با وجود قوی‌ترین سخت‌افزارها نیز به هیچ وجه عدد بزرگی محسوب نمی‌شود.
آیا استخراج بیت کوین هنوز به صرفه است؟
ماینرها نه تنها باید هزینه سخت‌افزارهای گران قیمت که برای استخراج استفاده می‌شود را در نظر بگیرند، بلکه باید هزینه برق مصرفی برای به راه انداختن این دستگاه‌ها را نیز در نظر داشته باشند. در زمان نگارش این مقاله، استخراج بیت کوین با توجه به هزینه برق مصرفی برای اغلب ماینرهای سراسر دنیا سودآور نیست. سایت Cryptocompare (+) یک ماشین حساب مفید ارائه کرده است که در آن میتوانید اعدادی مانند سرعت هش و هزینه برق مورد نیاز را وارد کرده و میزان هزینه و درآمد خود را از استخراج بیت کوین برآورد کنید.
استخرهای استخراج رمزپول
پاداش استخراج بیت کوین به ماینری تعلق می‌گیرد که به عنوان نخستین فرد یک راه‌حل برای معمای طرح شده بیابد. احتمال این که فرد مشارکت‌کننده کسی باشد که راه‌حل را کشف می‌کند، برابر با نسبت توان محاسباتی مورد استفاده وی به قدرت محاسباتی کل شبکه است. مشارکت‌کنندگانی که توان محاسباتی کمی دارند، شانس بسیار کمی برای کشف مستقل بلوک بعدی دارند. برای نمونه یک کارت گرافیکی که با قیمت چند هزار دلار خریداری می‌شود، کمتر از 0.001% از توان محاسباتی استخراج شبکه را تشکیل می‌دهد. با وجود چنین احتمال اندکی برای یافتن بلوک بعدی، ممکن است مدت زیادی طول بکشد که فرد بتواند نخستین بلوک را کشف کند و افزایش سطح دشواری مسائل نیز موجب بدتر شدن این اوضاع می‌شود.
راه‌حل این مشکل، ملحق شدن به استخرهای استخراج است. استخرهای استخراج از سوی اشخاص ثالث مدیریت می‌شوند و عملیات محاسباتی ماینرهای مستقل را با یکدیگر هماهنگ می‌کنند. بدین ترتیب ماینرها با همکاری هم در یک استخر و اشتراک مبلغ پاداش بین همه مشارکت‌کنندگان می‌توانند از نخستین روز فعال شدن خود مبالغی را دریافت کنند. آمارهای استخرهای مختلف استخراج را میتوانید در این صفحه (+) ملاحظه کنید.
سخن پایانی
همان طور که پیش‌تر نیز اشاره کردیم، آسان‌ترین روش برای به دست آوردن بیت کوین این است که آن را در وب‌سایت‌های مبادله‌ای مانند Coinbase.com بخرید. به طور جایگزین میتوانید از «راهبرد بیل‌فروشی» استفاده کنید. این راهبرد بر مبنای یک واقعه تاریخی است. در طی موج کشف طلا در سال 1849 در کالیفرنیا، افراد متوجه شدند که یک سرمایه‌گذاری هوشمندانه این نیست که اقدام به عملیات معدن‌کاری بکنید، بلکه شرکت‌های هوشمند آن‌هایی بودند که اقدام به فروختن بیل به موج افرادی کردند که به دنبال کشف طلا بودند. در محیط رمزپول‌ها نیز راهبرد بیل‌فروشی می‌تواند معادل شرکتی باشد که تجهیزات مورد نیاز برای استخراج بیت کوین را به فروش می‌رساند. به این منظور میتوانید روی سهام شرکت‌هایی که تجهیزات ASIC یا GPU-ها را تولید می‌کنند، سرمایه‌گذاری کنید.
اگر این مطلب برای شما مفید بوده است، آموزش‌ها و مطالب زیر نیز به شما پیشنهاد می‌شوند:
- مجموعه آموزش‌های نرم‌افزارهای علوم اقتصادی | از مقدماتی تا پیشرفته
- مجموعه آموزش‌های بورس و تحلیل تکنیکال | مقدماتی تا پیشرفته
- بیت کوین چیست و چگونه عمل می‌کند؟
- پیش‌بینی قیمت بیت کوین با شبکه عصبی — راهنمای کاربردی
- اصطلاحات رایج بلاکچین و رمز پول‌ها — راهنمای جامع
«میثم لطفی» دانش‌آموخته ریاضیات و شیفته فناوری به خصوص در حوزه رایانه است. وی در حال حاضر علاوه بر پیگیری علاقه‌مندی‌هایش در رشته‌های برنامه‌نویسی، کپی‌رایتینگ و محتوای چندرسانه‌ای، در زمینه نگارش مقالاتی با محوریت نرم‌افزار نیز با مجله فرادرس همکاری دارد.
بر اساس رای 25 نفر
آیا این مطلب برای شما مفید بود؟