سختی استخراج رمز ارز چیست؟

سختی استخراج رمز ارز چیست؟

سختی استخراج رمز ارز معیاری است برای سنجش میزان دشواری استخراج یک بلوک در یک بلاک‌چین مبتنی بر اثبات کار (PoW). سختی بالای یک رمز ارز به این معناست که توان محاسباتی بیشتری برای تأیید تراکنش‌ها در بلاک‌چین نیاز است—فرآیندی که به آن استخراج گفته می‌شود.

نکات کلیدی

• سختی استخراج رمز ارز معیاری است که نشان می‌دهد استخراج یک بلوک در بلاک‌چین چقدر دشوار است.
• سختی بالای رمز ارز به معنای نیاز به توان محاسباتی بیشتر برای تأیید تراکنش‌ها در بلاک‌چین است.
• سطح سختی یک رمز ارز تابعی از نرخ هش شبکه و زمان متوسط ایجاد بلوک‌های جدید است.

درک مفهوم سختی استخراج رمز ارز

بیت‌کوین و سایر رمز ارزهایی که از مکانیزم اثبات کار استفاده می‌کنند، از طریق فرآیند استخراج حفظ می‌شوند. استخراج‌کنندگان تراکنش‌های جدید را در بلاک‌چین تأیید می‌کنند و وظیفه بررسی و جلوگیری از تقلب و اطمینان از مشروعیت را بر عهده دارند. در این سیستم، استخراج‌کنندگان—که نرم‌افزار رمز ارز را بر روی رایانه‌های خود اجرا می‌کنند—برای افزودن بلوک داده پیشنهادی خود به زنجیره با یکدیگر رقابت می‌کنند.

این فرآیند رقابتی به این معناست که کسانی که سیستم‌های سریع‌تری دارند، شانس بیشتری برای تولید هشی دارند که با هدف سختی مطابقت دارد. تنظیمات سختی به منظور حفظ انصاف در استخراج و نگه داشتن سرعت ثابت تولید بلوک‌ها معرفی شده‌اند. هرچند استخراج رمز ارزهای محبوب به دلیل پیشرفت‌های فناوری دیگر منصفانه نیست و کسب‌وکارها بر شبکه‌ها مسلط شده‌اند، اما سطح سختی همچنان به حفظ نرخ ثابت تولید بلوک‌ها کمک می‌کند.

وایت‌پیپر بیت‌کوین توضیح می‌دهد که چگونه سطح سختی اثبات کار به حفظ نرخ تولید بلوک کمک می‌کند: “برای جبران افزایش سرعت سخت‌افزار و تغییرات در علاقه به اجرای نودها در طول زمان، سختی اثبات کار با استفاده از یک میانگین متحرک تعیین می‌شود که هدف آن تعداد متوسط بلوک‌ها در هر ساعت است. اگر بلوک‌ها بیش از حد سریع تولید شوند، سختی افزایش می‌یابد.

هشینگ (Hashing)

هشینگ به فرآیندی گفته می‌شود که در آن داده‌های تراکنش از طریق یک الگوریتم عبور داده می‌شوند و به یک رشته طولانی از اعداد و حروف تبدیل می‌شوند. این فرآیند یک تابع یک‌طرفه است که با توجه به مجموعه خاصی از داده‌ها همیشه همان خروجی را تولید می‌کند، اما نمی‌توان از خروجی به داده‌های اصلی دست یافت. هر تغییری در داده‌های ورودی، خروجی الگوریتم هشینگ را تغییر خواهد داد.

استخراج (Mining)

استخراج‌کنندگان باید رقابت کنند تا هشی تولید کنند که کمتر یا برابر با یک مقدار عددی به نام “هدف هش” باشد که توسط برنامه‌ریزی شبکه تعیین و نگهداری می‌شود. هر استخراج‌کننده در شبکه، لیستی از تراکنش‌های مختلف را به بلوک اضافه کرده و فیلدهای خاصی از آن فایل را از طریق الگوریتم ارسال می‌کند. یکی از این فیلدها به نام  نونس nonce است که به معنی عددی است که یک بار استفاده می‌شود. این یکی از فیلدهایی است که در هر تلاش برای تولید هش تنظیم می‌شود. نونس در هر تلاش یک واحد افزایش می‌یابد و به دلیل محدودیت‌های اندازه فایل، حداکثر مقداری در حدود 4.5 میلیارد دارد.

عدد دیگری که می‌توان آن را تنظیم کرد، در فیلدی به نام “کوین‌بیس” (coinbase) قرار دارد. این عدد به عنوان “نونس اضافی” (extra nonce) شناخته می‌شود، اما بیشتر به عنوان یک شمارنده برای نونس استفاده می‌شود که پس از تغییر مقدار نونس اضافی، دوباره شروع به شمارش می‌کند.

در هر تلاش، یک هش جدید ایجاد می‌شود. هیچ راهی برای پیش‌بینی نتیجه هش وجود ندارد، و از آنجا که هر مجموعه داده تنها یک خروجی برای یک تابع هش خاص دارد، استخراج‌کنندگان باید فرآیند تنظیم نونس و داده‌های نونس اضافی را تا زمانی که به شرایط هش برسند تکرار کنند. در بلاک‌چین بیت‌کوین، سختی به‌طور خودکار تنظیم می‌شود تا نرخ تولید بلوک در حدود هر 10 دقیقه یک بلوک حفظ شود.

تنظیم سختی رمز ارز

بیشترین سختی که بلاک‌چین بیت‌کوین می‌تواند تعیین کند برابر با 0x00000000F… (به‌دنبال آن 55 حرف F دیگر) است. وقتی به فرمت ده‌دهی (decimal) تبدیل شود، این مقدار برابر با 2224 (یک عدد 68 رقمی) است. کمترین مقداری که می‌توان تنظیم کرد برابر با 1 است. هر 2,016 بلوک (10 دقیقه برای هر بلوک، 144 بلوک در روز، برای 14 روز)، شبکه سختی بعدی را با استفاده از زمانی که برای استخراج آن بلوک‌ها لازم بود، دوباره محاسبه می‌کند تا یک نسبت (T) پیدا کند:

$$T=\frac{TimePrevious}{2016\times 10\text{ min}}$$

$$T = \frac{17,570}{20,160} = 0.8715$$ 

T=20,16017,570​=0.8715سپس بلاک‌چین این نسبت را با سختی فعلی ضرب می‌کند. اگر سختی فعلی 81.00T (81,000,000,000,000) باشد:

$$0.8715\times 81,000,000,000,000=70,591,500,000,000\text{ یا }70.5915T$$

همه بلاک‌چین‌هایی که دارای رمز ارز قابل استخراج هستند از این روش دقیق استفاده نمی‌کنند. روش‌های مختلفی برای اندازه‌گیری و تنظیم سختی شبکه وجود دارد.

نمودار زیر تغییرات سختی استخراج بیت‌کوین در طول سال‌ها را نشان می‌دهد. توجه کنید که سطح سختی بین ماه‌های می و ژوئیه 2021 به شدت کاهش یافته است—این کاهش به دلیل انتقال عملیات استخراج‌کنندگان چینی به کشورهای دیگر پس از ممنوعیت این فعالیت توسط دولت چین بود. در این دوره، نرخ هش شبکه کاهش یافت و باعث کاهش سطح سختی شد:

کدام رمز ارز کمترین سختی استخراج را دارد؟

بیشتر رمز ارزهای قابل استخراج از سطح سختی قابل تنظیمی استفاده می‌کنند که بر اساس میزان مشارکت در شبکه تغییر می‌کند. بنابراین، رمز ارزهایی با نرخ هش پایین‌تر (مشارکت کمتر) معمولاً دارای سختی کمتری هستند. این به این معنی است که در هر لحظه، رمز ارزی که کمترین سختی را دارد ممکن است تغییر کند، زیرا میزان مشارکت و علاقه تغییر می‌کند.

کدام رمز ارز سخت‌ترین استخراج را دارد؟

بیت‌کوین بیشترین انرژی را برای استخراج نیاز دارد، زیرا شرکت‌کنندگان بازار به آن ارزش بیشتری می‌دهند. این موضوع باعث جذب استخراج‌کنندگان بیشتری می‌شود، که نرخ هش شبکه را افزایش داده و در نتیجه سطح سختی را بالا می‌برد.

سختی در اتریوم چیست؟

اتریوم از روشی به نام اثبات سهام (Proof-of-Stake) استفاده می‌کند که در آن کاربران اتر را در یک قرارداد هوشمند قفل می‌کنند تا امکان پیشنهاد بلاک‌ها را به دست آورند. این بلاک‌چین سطح سختی ندارد زیرا از مکانیزم اثبات کار (Proof-of-Work) که در بلاک‌چین بیت‌کوین استفاده می‌شود، استفاده نمی‌کند.

نتیجه‌گیری

سختی استخراج رمز ارز هدفی است که تعیین می‌کند شبکه بلاک‌چین آن چقدر کار باید انجام دهد تا بلاک‌ها را اضافه کند. سطوح سختی معمولاً به‌طور خودکار توسط بلاک‌چین‌های مبتنی بر اثبات کار تنظیم می‌شوند تا با تغییرات در نرخ هش شبکه (سطح مشارکت) سازگار شوند. به‌طور کلی، هرچه یک شبکه بتواند سریع‌تر هش تولید کند، سختی آن بیشتر خواهد بود.