ماینینگ یا استخراج چیست؟ (هر آنچه که لازم است درباره ماینینگ بدانید)

0

ممکن است در حوزه بلاک چین و رمزارزها به کلمه ماینینگ یا استخراج مواجه شده باشید. اما ماینینگ چیست؟ چگونه کار می کند؟ نقش ماینرها در شبکه چیست؟

ما در این مقاله قصد داریم به هرآنچه که برای دانستن ماینینگ لازم است بدانید، بپردازیم.


ماینینگ یا استخراج رمزارز چیست؟


استخراج در حوزه ارزهای دیجیتال به معنی سنتی آن نیست. اصطلاح ماینینگ در این حوزه به معنی اعتبارسنجی تراکنش ها در بلاک چین است.

از آنجایی که بلاک چین یک دفترکل توزیع شده غیر متمرکز است، توسط هیچ بانک یا نهاد مرکزی کنترل نمی شود. پس در نتیجه به جای اینکه یک بانک یا نهاد مرکزی، معتبر بودن تراکنش شما را تایید کند، در بلاک چین عضوهای شبکه تراکنش های شما را اعتبارسنجی و تایید می کنند. عمل تایید تراکنش ها را ماینینگ یا استخراج، و عضوهایی که در شبکه این کار را انجام می دهند به اصطلاح ماینر یا استخراج کننده نامیده می شوند.

همان گونه که کارکنان بانک برای کاری که انجام می دهند حقوق دریافت می کنند، ماینرها نیز ارز آن شبکه را به عنوان پاداش دریافت می کنند.

بدون شک بیت کوین محبوب ترین و تثبیت شده ترین نمونه از ماینینگ رمزارزهاست، استخراج بیت کوین مبتنی بر یک الگوریتم اجماع به نام اثبات کار است. شایان ذکر است که همه ارزهای رمزنگاری شده قابل استخراج نیستند.


اثبات کار چیست؟


در اینجا سؤالی که مطرح می شود این است، چگونه می توان به ماینرها در شبکه اعتماد کرد؟ اگر یک ماینر قصد داشته باشد که یک تراکنش جعلی را تایید و به بلاک چین اضافه کند چه اتفاقی می افتد؟

این مشکل توسط الگوریتم های اجماع قابل حل است. در واقع معامله برای این که به بلاک چین اضافه شود باید به تایید ماینرها برسد، زمانی که یک تراکنش ایجاد می شود برای اعتبارسنجی بین تمامی اعضا شبکه پخش می شود، زمانی که یک ماینر تراکنش را تایید می کند، معتبر بودن تراکنش باید به تایید بقیه اعضا برسد، اگر یک ماینر قصد تایید تراکنش جعلی را داشته باشد توسط بقیه ماینرها رد می شود. این توافق جمعی، اجماع نامیده می شود. یکی از انواع الگوریتم های اجماع که اساس کارش ماینینگ است، الگوریتم اثبات کار است. پروتکل بیت کوین از الگوریتم اثبات کار برای توافق جمعی در شبکه استفاده می کند.

عملکرد اثبات کار به این صورت است که ماینرها در شبکه برای حل یکسری معادلات ریاضی پیچیده، با یکدیگر به رقابت می پردازند، اولین ماینری که موفق به حل معادله شود، در صورتی که درست بودن جواب به تایید بقیه ماینرها برسد، می تواند تراکنش را تایید کرده و پاداش آن را دریافت کند. حل این معادلات پیچیده ریاضی نیاز به سخت افزار و مصرف انرژی (برق) خاص خود را دارد.

اگر نیاز به اطلاعات بیشتر راجع به الگوریتم اجماع اثبات کار دارید، می توانید به مقاله اثبات کار مراجعه کنید.   

بنابراین نحوه کار استخراج یا ماینینگ رمزارز چگونه است؟

بیاید برای درک بیشتر، عملکرد ماینینگ یک رمزارز را تجزیه کنیم.


استخراج یک رمزارز چگونه انجام می شود؟


 

محاسبه هش :

همانطور که قبلا اشاره کردیم ماینرها برای حل معادلات ریاضی با یکدیگر رقابت می کنند. این معادلات ریاضی هش نام دارند. سختی محاسبات هش بستگی به تعداد کاربران و قدرت فعلی شبکه دارد.  هنگامی که یک ماینر معادله را حل کرد، روش حل خود را در شبکه توزیع می کند و هنگامی که به توافق دیگر ماینرها برسد و توافق جمعی (اجماع) حاصل شود، ماینر می تواند تراکنش را داخل بلاک قرار داده و به بلاک چین اضافه کند.

در محاسبه هش دو عامل هش ریت و سختی شبکه دستگاه بسیار مهم هستند.

هش ریت (Hash rate) : درواقع هش ریت نرخ اندازه گیری توان یک دستگاه برای محاسبه هش هاست. ماینرها برای حل معادلات ریاضی پیچیده و تایید تراکنش ها نیاز به دستگاه های ماینیگ دارند. دستگاه های ماینینگ برای پیدا کردن جواب معادلات ریاضی مجبور هستند هزاران یا حتی میلیون ها حدس در هر ثانیه بزنند. امروزه با توجه به سختی شبکه بیت کوین، کامپیوترهای شخصی قادر به انجام این معادلات پیچیده ریاضی نیستد. برای این کار نیاز به دستگاه هایی با قدرت پردازش بالاتر است. 

به زبان ساده می توان گفت هش ریت، قدرت محاسباتی و نرخی است که یک کامپیوتر قادر به انجام محاسبات است. در ارزهای رمزنگاری، هش ریت بازده و کارایی یک دستگاه ماینینگ را نشان می دهد.

بطور معمول هش ریت برحسب ثانیه و با واحدهایی مانند مگا، گیگا ویا ترا اندازه گیری می شود.

در عمل استخراج هر چه هش ریت بالاتری و سخت افزار بهتری برای ماینینگ داشته باشید، شانس بیشتری برای اسخراج ارزها و در نتیجه درآمد بهتری خواهید داشت.

 

سختی شبکه (Difficulty): سختی شبکه معیاری است برای نشان دادن میزان سخت بودن معمای هش در شبکه. به دلیل افزایش یا کاهش تعداد ماینرها، سختی شبکه متغییری است که ثابت نگه داشتن زمان تشکیل بلاک را کنترل می کند. بعنوان مثال زمان تشکیل یک بلاک در بیت کوین 10 دقیقه است، هر چه تعداد ماینرهای شبکه بیت کوین بیشتر شود، احتمال پیدا کردن جواب معمای هش در کمتر از 10 دقیقه، زیاد است. زیرا تعداد حدس هایی که برای پیدا کردن هش زده می شود افزایش می یابد. در این صورت سختی شبکه خود را باید با تعداد ماینرها مطابقت دهد تا همچنان زمان تشکیل بلاک در بیت کوین 10 دقیقه بماند. سختی شبکه بیت کوین بعد از هر 2016 بلاک (دو هفته یکبار) تغییر می کند.

استخراج بلاک جدید :

در بلاک چین تراکنش ها در داخل بلاک ها قرار می گیرند. ماینرها وظیفه دارند بلاک را تشکیل دهند و به بلاک چین اضافه کنند. زمانی که یک تراکنش داخل بلاک قرار می گیرد و به بلاک چین اضافه می شود، دیگر امکان تغییر و یا دستکاری وجود ندارد. زیرا بلاک چین تغییرناپذیر است.

دریافت پاداش بلاک :

در نهایت بعد از اینکه ماینر، معما را حل و بلاک را تشکیل داد، ارز آن شبکه را بعنوان پاداش دریافت می کند.

این پاداش با گذشت زمان تغییر می کند. بعد از هر 210,000 بلاک (حدودا چهار سال) پاداش استخراج نصف می شود. به عنوان مثال زمانی که بیت کوین توسط ساتوشی ناکاماتو درسال 2009 به وجود آمد، پاداش یک بلاک 50 واحد BTC تعیین شد. در سال 2012 پاداش بلاک به 25 واحد کاهش یافت. همینطور در سال 2016  12.5 واحد، در سال 2020 پاداش بلاک به 6.25  واحد BTC کاهش خواهد یافت و الی آخر. به این نصف شدن پاداش اصطلاحاً هالوینگ می گویند.

علاوه بر نقش ماینرهای شبکه بعنوان اعتبارسنج معاملات، آزادسازی رمزارزهای جدید در گردش از دیگر نقش های آن هاست. به عبارت دیگر ماینرها اساساً استخراج کننده ارز هستند. بعنوان مثال کل بیت کوین های استخراج شده توسط ماینرها، در زمان نوشتن این مقاله 18,177,412 واحد است. سرانجام روزی استخراج بیت کوین ها به پایان خواهد رسید، زیرا تعدا کل بیت کوین هایی که قرار است استخراج شود به 21 میلیون واحد محدود شده است و تخمین زده می شود که تا سال 2140 تمام واحدهای آن استخراج شود.


بررسی سخت افزار ماینینگ


از آنجا که استخراج بیت کوین در واقع محاسبات یا همان حدس زدن هش هاست، رسیدن به جواب درست قبل از ماینرهای دیگر به قدرت پردازش شما وابسته است. اوایل شکل گیری بیت کوین افراد کمی از آن اطلاع داشتند، در آن زمان تعداد کمی در شبکه بعنوان ماینر حضور داشتند، به همین دلیل سختی شبکه پایین بود. ماینرها در آن زمان با استفاده از کامپیوترهای شخصی یا حتی لپ تاپ می توانستند محاسبات هش را انجام بدهند و تراکنش ها را تایید کنند. کمی بعد ماینرها کشف کردند که کارت های گرافیکی سطح بالا که معمولاً برای بازی های کامپیوتری استفاده می شد، قابلیت افزایش قابل توجهی در قدرت استخراج بیت کوین دارند. پس از آن در سال 2013 ماینرهای بیت کوین شروع به استفاده از کامپیوترهایی کردند که بطور اختصاصی برای استخراج رمزارزها طراحی شدند. نام این کامپیوترها ASIC است که مخفف Application Specific Integrated Circuits به معنی مدارهای مجتمع با کاربرد خاص، می باشد. دستگاه های ASIC توانایی استخراج را تا چندین برابر افزایش دادند که این امر باعث شد فارم های ماینینگ احداث شود و زمینه را برای صنعت ماینینگ هموارتر کند.

امروزه استخراج به یک تجارت سودآور تبدیل شده است. ماینرها برای افزایش سوددهی، تعداد دستگاه های خود را افزایش می دهند تا بتوانند درآمد بیشتری کسب کنند. اما دستگاه های ماینینگ دارای صدا و مصرف برق بالایی است، بنابراین نمی توان تعداد زیادی دستگاه را در مناطق مسکونی نگهداری کرد، پس سرمایه گذاران در مقیاس های بزرگتر در داخل سوله هایی این کار را انجام می دهند که به فارم ماینینگ معروف است.

همانطور که قبلا اشاره کردیم این روزها استخراج رمزارزی مانند بیت کوین به حدی رقابتی است که تنها با به روزترین ASICها می توان سودآوری کرد. استفاده از کامپیوترهای خانگی یا مدل های قدیمی ASIC با توجه به مصرف انرژی بالا و توان محاسباتی کمتر ممکن است درآمد حاصل از استخراج توسط آن ها از هزینه ها کمتر شود که از لحاظ اقتصادی توجیه پذیر نیست. 


استخر ماینینگ چیست؟


از آن جایی که پاداش بلاک به اولین ماینری تعلق می گیرد که هش معتبر را کشف می کند، قدرت محاسبات بسیار مهم است. یک ماینر با درصد کمی از قدرت پردازش شانس بسیار کمی برای کشف بلاک بعدی به تنهایی دارد. استخرهای ماینینگ به منظور حل همین مشکل تشکیل شده اند. استخر ماینینگ گروهی از ماینر های یک رمز ارز است که منابع محاسباتی خود را روی همدیگر می گذارند تا شانس بیشتری در حل معما و اعتبارسنجی بلاک ها داشته باشند. در نهایت پاداش حاصل از استخراج بلاک ها را بین یکدیگر تقسیم می کنند.

استخرهای ماینینگ شانس سودآوری را افزایش می دهند. این روزها با توجه به سختی استخراج رمزارزها و افزایش رقابت بین ماینرها، در حالت عادی ممکن است یک ماینر شخصی شانس کمی برای موفقیت در استخراج داشته باشد. یک استخر ماینینگ بطور چشمگیری این موفقیت را بهبود می بخشد زیرا تلاش جمعی منجر به افزایش قدرت محاسباتی و درنتیجه شانس بیشتر می شود.


آیا ماینینگ پایدار است؟


بیایید این موضوع را در بیت کوین مورد بررسی قرار دهیم.

شبکه بیت کوین در هر ثانیه قادر است 7 تراکنش را پردازش کند، تراکنش ها هر 10 دقیقه به بلاک چین بیت کوین اضافه می شوند. این درحالیست که شبکه ویزا می تواند در ثانیه حدود 24 هزار تراکنش را پردازش کند. از آنجا که کاربران بیت کوین رو به رشد است، به دنبال آن تعداد معاملات انجام شده در شبکه افزایش می یابد. در این صورت زمان انتظار برای معاملات طولانی تر می شود، مگراینکه تغییری در پروتکل بیت کوین رخ دهد. این یکی از اساسی ترین مشکلات بیت کوین است که بعنوان عدم مقیاس پذیری شناخته می شود. بعنوان مثال دو راه اصلی برای حل این مسئله پیشنهاد شده است، کاهش داده های مورد نیاز برای تایید هر بلاک و افزایش تعداد تراکنش هایی که هر بلاک می تواند ذخیره کند. راه حل یک با داشتن داده های کمتری برای تایید هر بلاک، عمل اعتبار سنجی را برای ماینرها سریع تر و ارزان تر می کند. راه حل دو با افزایش سایز بلاک و اجازه دادن به پردازش اطلاعات بیشتر در 10 دقیقه با عدم مقیاس پذیری مقابله می کند.

همچین لازم به ذکر است. امروزه ارزهای رمزپایه جدیدی به وجود آمده اند که دیگر عمل ماینیگ در آن ها وجود ندارد زیرا از الگوریتم های اجماع دیگری مانند اثبات سهام استفاده می کنند. الگوریتم اثبات سهام درواقع بعنوان جایگزینی برای اثبات کار به وجود آمده است که در اعتبارسنجی تراکنش ها، معمای ریاضی برای حل توسط ماینرها وجود ندارد در نتیجه نیاز به دستگاه های ماینینگ و مصرف انرژی بسیار زیادی برای اعتبار سنجی نیست. اگر کنجکاو هستید راجع به این الگوریتم اجماع بیشتر بدانید به مقاله اثبات سهام مراجعه کنید.

 

 

امکان نظردهی غیر فعال شده.