سختی شبکه بیت کوین

سختی یا دشواری شبکه بیت کوین یکی از مهمترین شاخص‌های آن چین برای این رمز ارز است. ماینر‌ها برای تأمین امنیت شبکه، قدرت پردازشی خود را در اختیارش قرار می‌دهند و به ازای آن بیت کوین دریافت می‌کنند. یکی از مهمترین گروه‌های تأثیرگذار در قیمت بیت کوین ماینر‌ها هستند، بنابراین بررسی و رصد حرکت‌های این افراد می‌تواند به ما اطلاعات مفیدی از شرایط بازار بدهد. هش ریت و سختی شبکه بیت کوین شاخص‌هایی هستند که ما با استفاده از آن می‌توانیم رفتار آن‌ها را مورد بررسی قرار بدهیم. در این مقاله می‌خواهیم به اهمیت این شاخص‌ها و نحوه تعیین آن‌ها بپردازیم.

سختی استخراج چیست؟

سختی استخراج یا سختی شبکه بیت کوین را می‌توان به میزان سخت بودن حل یک پازل تشبیه کرد. در اینجا منظور از پازل، الگوریتم هشینگ SHA-256 است که بیت کوین از آن در اجماع اثبات کار خود استفاده می‌کند. به زبان دیگر سختی استخراج به میزان سخت و زمانبر بودن پیدا کردن هش مناسب برای هر بلاک گفته می‌شود. برای استخراج هر بلاک نیاز است که الگوریتم هش مخصوص آن حل شود. سختی حل این الگوریتم در هر زمان متفاوت است. سختی شبکه بیت کوین برای رسیدن به اهداف زیر در هر 2,016 بلاک ( تقریبا 14 روز) بر اساس سرعت استخراج بلاک‌ها تغییر می‌کند:

  • وقتی تعداد ماینر‌های آنلاین افزایش می‌باید، بلاک‌ها در کمتر از 10 دقیقه تولید می‌شوند سپس الگوریتم تنظیم سختی شبکه به صورت خودکار سختی استخراج را افزایش می‌دهد.
  • وقتی ماینر‌ها شبکه را ترک می‌کنند، بلاک‌های بیت کوین در بیش از 10 دقیقه استخراج می‌شوند پس سختی شبکه به صورت خودکار کاهش می‌یابد.

این الگوریتم در هر زمان مطمئن می‌شود که بلاک اینتروال روی 10 دقیقه ثابت و نرخ افزایش عرضه در بیت کوین یکسان می‌ماند. بیت کوین می‌خواهد به طور متوسط هر 10 دقیقه یک بلاک حل و به حل‌کننده آن پاداش داده شود. بعد از هاوینگ سال 2020 پاداش هر بلاک به 6.25 واحد BTC رسید. با فرا رسیدن هاوینگ بعدی در سال 2024 این مقدار به 3.125 واحد بیت کوین کاهش پیدا می‌کند، به این معنی که هر 10 دقیقه این مقدار به عرضه در گردش اضافه می‌شود.

متوسط بلاک اینتروال

هر بار که ماینر یک بلاک را حل می‌کند، یک تایم استمپ به هدر آن اضافه می‌کند، سپس پروتکل بیت کوین متوسط زمان بین بلاک‌ها را در یک بازه 2,016 بلاک اندازه‌گیری و سختی شبکه را تنظیم می‌کند:

  • در صورت رسیدن متوسط بلاک اینتروال به بالای 10 دقیقه، سختی شبکه کاهش می‌یابد.
  • در صورت رسیدن متوسط بلاک اینتروال به پایین 10 دقیقه، سختی شبکه افزایش می‌باید.

اهمیت سختی شبکه بیت کوین و نحوه تنظیم آن

همانطور که گفته شد پروتکل شبکه بیت کوین در هر 2,016 بلاک سختی استخراج را برای رسیدن به بلاک اینتروال 10 دقیقه‌ای تنظیم می‌کند. در واقع ماینر‌ها برای رسیدن به یک کد هش دارای شرایطی خاص (تعداد مشخصی صفر ابتدای آن‌ها) با یکدیگر به رقابت می‌پردازند. هر نود که بتواند پاسخی قابل قبول توسط پروتکل برای یک بلاک حاوی تعدادی تراکنش پیدا کند، به عنوان برنده آن بلاک شناخته می‌شود و جایزه 6.25 واحد را دریافت می‌کند. همانطور که در بالا گفتیم، بعد از هاوینگ سال 2024 این پاداش به ازای هر بلوک به 3.125 واحد کاهش پیدا می‌کند.

بدون وجود چنین سیستمی، بلاک‌های بیت کوین با ورود استخراج‌کنندگان جدید سریع‌تر ماین می‌شدند چرا که ماینر‌های قوی‌تر با قدرت هش باورنکردنی خود قادر هستند سریعتر پاسخی مناسب، یا به عبارت دقیق‌تر یک هش مناسب، پیدا کنند. در نتیجه ارزهای جدید BTC به جای هر 10 دقیقه، زودتر به عرضه در گردش اضافه می‌شدند و نرخ عرضه بیت کوین افزایش پیدا می‌کرد. لازم به ذکر است که یکی از مهم‌ترین ابعاد بیت کوین نرخ تورم آن است که در صورت عدم وجود چنین الگوریتمی به طور منفی تحت تاثیر قرار می‌گرفت.

اشاره‌ای به نحوه کار بلاک چین بیت کوین

در یک پایگاه داده بلاک چینی، داده‌ها در قالب بسته‌هایی به نام بلاک ثبت می‌شوند. در یک شبکه انتقال پول نظیر بیت کوین منظور از داده تراکنش‌ها هستند. از جمله ویژگی‌‌های مهم فناوری بلاک چین که آن را تبدیل به یک تکنولوژی ایده‌آل برای ایجاد بسترهای انتقال و ذخیره‌سازی پول کرده، عدم امکان تغییر داده بعد از ثبت است. این کار عملا غیر ممکن است، در حالی که در سیستم‌های بانکی متمرکز هر از گاه رخ می‌دهد.

برای اضافه کردن یک بلاک حاوی تعدادی تراکنش به بلاک چین، باید یک هش مناسب برای آن پیدا کرد. هش به پاسخی گفته می‌شود که یک الگوریتم هشینگ در نتیجه دریافت یک ورودی می‌دهد؛ وقتی یک قطعه داده یا فایل نظیر یک عکس، یک ویدیو یا مجموعه‌ای تراکنش را به یک الگوریتم هشینگ می‌دهید، یک رشته کاراکتر به شما می‌دهد که هش نام دارد. این همان جایی است که سختی شبکه بیت کوین خودی نشان می‌دهد. به طور عادی ایجاد هش کار سختی نیست و به قدرت پردازشی زیادی نیاز ندارد، اما قضیه زمانی سخت و رقابتی می‌شود که پروتکل بیت کوین، بر اساس سختی استخراج، از ماینر می‌خواهد یک هش دارای شرایطی مشخص پیدا کند. این شرایط شامل پیدا کردن یک Hash دارای تعداد مشخصی 0 در ابتدای خود است، به این معنی که دیگر هر جوابی قابل قبول نیست. با بیشتر شدن سختی، تعداد 0 ضروری اول هش نیز زیادتر می‌شود.

به محض این که یک نود استخراج موفق به یافتن پاسخی صحیح شود، آن را برای کل نتورک می‌فرستد تا بقیه گره‌ها، بلاک تازه ماین شده را در نسخه بلاک چین خود ثبت کنند. نکته‌ای که سبب می‌شود تغییر داده در بلاک چین غیر ممکن باشد، نحوه ارتباطی است که بلاک‌‌ها با یکدیگر برقرار می‌کنند؛ هر بلاک علاوه بر داشتن مجموعه‌ای تراکنش، حاوی هش مربوط به بلاک قبل از خود است و این موضوع است که یک زنجیره از بلوک‌ها را می‌سازد. دلیل انتخاب نام بلاک چین برای این فناوری همین موضوع بوده است. اما این نحوه کار چطور از دست‌کاری داده جلوگیری می‌کند؟

حین کار با یک الگوریتم هشینگ مشخص، تا زمانی که داده ورودی یکسانی بدهید، خروجی یکسانی دریافت خواهید کرد. اما اگر ورودی حتی به اندازه یک بایت تغییر کند، خروجی متفاوت خواهد شد. وقتی یک هکر در پایگاه داده‌ای با ساختار بلاک چین دست می‌برد، صرف نظر از این که سختی شبکه بیت کوین یا ارز دیجیتال مورد نظر چقدر است، هش یک بلاک را عوض می‌کند. این در حالی است که هش بلاک دست‌کاری شده بخشی از بلاک بعدی است. پس سر سوزن تغییر، کل ساختار پایگاه داده را عوض می‌کند و قضیه خیلی زود لو می‌رود.

یک فاکتور مهم دیگر: اهمیت هش ریت و لزوم توجه به آن

هش ریت یکی از معروف‌ترین شاخص‌های آن چین برای استخراج است. این شاخص به میزان قدرت پردازشی متصل شده به شبکه بیت کوین گفته می‌شود. واحد هش ریت، هش بر ثانیه است اما به تازگی این شاخص با واحد اگزاهش بر ثانیه اندازه‌گیری می‌شود. این شاخص به زبان ساده می‌گوید چقدر قدرت پردازشی در شبکه بیت کوین وجود دارد. با در دست داشتن سختی شبکه بیت کوین و متوسط بلاک اینتروال می‌توانیم به عدد هش ریت دست پیدا کنیم.

هر دستگاه ماینر قدرت پردازشی مشخصی دارد و در هر ثانیه تعداد زیادی هش را برای رسیدن به موردی مناسب امتحان می‌کند. با اضافه شدن آن به نتورک بیت کوین، قدرت پردازشی جدیدی اضافه می‌شود. به میزان هش ریت این دستگاه، هش ریت کل شبکه بیشتر خواهد شد.

ارتباط سختی و هش ریت شبکه بیت کوین

همانطور که گفته شد هش ریت به میزان قدرت پردازشی متصل شده به شبکه بیت کوین گفته می‌شود. بالا رفتن این میزان به معنی ورود دستگاه‌های جدید ماینینگ به نتورک بیت کوین است. سختی شبکه از طرفی دیگر سعی در نگه داشتن بلاک اینتروال در حدود 10 دقیقه دارد.

با این تفاسیر افزایش هش ریت باعث پایین آمدن بلاک اینتروال از 10 دقیقه خواهد شد، بنابراین الگوریتم تنظیم سختی استخراج بیت کوین بعد از 2,016 بلاک فعال شده و Difficulty را برای رساندن بلاک اینتروال به 10دقیقه افزایش می‌دهد. از طرف دیگر کاهش هش ریت به معنی خروج دستگاه‌های ماینینگ از شبکه است که این باعث طولانی‌تر شدن زمان یافتن هش مناسب می‌شود، و در این شرایط سختی شبکه بیت کوین کاهش پیدا می‌کند.

محاسبه سختی شبکه بیت کوین

برای محاسبه سختی شبکه بیت کوین نیاز است که زمان 2,016 بلاک حل شده را برآورد کنیم. هر حل هر بلاک به صورت معمول باید در حدود 10 دقیقه انجام شود که این یعنی 2,016 بلاک باید در 20,160 دقیقه انجام شود. با محاسبه مقدار واقعی این میزان و مقایسه آن با مقدار استاندارد می‌توان دریافت که چه زمان سختی شبکه افزایش و یا کاهش خواهد داشت.

برای مثال فرض کنید که در یک شرایط خاص، 2,016 بلاک در 20,000 دقیقه حل شده است که این میزان کمتر از 20,160 دقیقه استاندارد است، در این صورت سختی شبکه برای رسیدن به عدد 20,160 افزایش می‌باید تا از عرضه زودتر و سریع‌تر کوین‌های جدید BTC جلوگیری شود. در مثالی دیگر، اگر 2,016 بلاک در 22,000 دقیقه حل شوند، یعنی زمان حل بلاک‌ها طولانی‌تر از معمول شده است، پس سختی شبکه برای رسیدن به هدف تعیین شده کاهش خواهد یافت.

چگونه از سختی فعلی بلاک چین بیت کوین را ببینیم؟

برای مطلع شدن از سختی فعلی شبکه شما می‌توانید از سایت‌های مختلف جمع‌آوری‌کننده داده استفاده کنید. از جمله این سایت‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

در نظر داشته باشید سایت گلسنود یکی از کامل‌ترین سایت‌های مربوط به تحلیل داده آن چین است، اما اکثر داده‌های پیشرفته این سایت فقط به اکانت‌های پولی ارائه می‌شوند که قیمت آن از 29 دلار تا 799 دلار در ماه متغیر است.

رابطه سختی شبکه با قیمت بیت کوین

به طور معمول هش ریت و سختی شبکه با قیمت بیت کوین رابطه مستقیم دارد؛ به طور معمول، با افزایش قیمت بیت کوین سود حاصل از استخراج بیت کوین نیز افزایش می‌باید و سپس ماینر‌ها با خرید دستگاه‌های بیشتر، قدرت پردازشی بیشتری را به شبکه متصل می‌کنند و این کار باعث افزایش هش ریت و در نتیجه سختی شبکه می‌شود. در شرایط عکس، با کاهش قیمت بیت کوین ماینر‌ها سود کمتری از استخراج بیت کوین می‌کنند و در نتیجه یک سری دستگاه‌های خود را خاموش می‌کنند و در نتیجه هش ریت شبکه افت می‌کند.

اما در نیمه دوم سال 2022 دیدیم که با کاهش شدید قیمت BTC که حجم معاملات خرید و فروش بیت کوین را بسیار پایین آورد، هش ریت و سختی شبکه سقف تاریخی جدیدی را ثبت کردند، که این بر خلاف نظریه گفته شده است. پس همیشه روند و رابطه مشخصی وجود ندارد. دلیل اتفاقی که در شش ماهه دوم سال 2022 رخ داد را می‌توان در دو مورد زیر دید:

کاهش قیمت ریگ‌های ماینینگ

در سال‌های اخیر دنیا دچار کمبود چیپ‌های کامپیوتری شده بود، اما در ماه‌های اخیر شاهد افزایش میزان عرضه این چیپ‌ها در بازار بوده‌ایم، به همین علت قیمت کارت‌های گرافیک کاهش شدیدی داشته است. کارت‌های گرافیک از مهم‌ترین اجزای ریگ‌های ماینینگ محسوب می‌شوند. این کاهش قیمت باعث سهولت خرید ریگ‌های جدید برای ماینر‌ها شد. با اضاقه شدن ماینر‌های جدید به شبکه، هش ریت نیز با وجود کاهش قیمت، افزایش داشت. البته استخراج‌کنندگان بیت کوین بیشتر از اسیک ماینر استفاده می‌کنند، اما بخشی از آن‌ها همچنان متکی به ریگ‌های GPU هستند.

اتریوم که سالها از مکانیزم اجماع اثبات کار استفاده می‌کرد، در سپتامبر 2022 (شهریور 1401) شبکه خود را به مکانیزم اجماع اثبات سهام منتقل کرد. به این دلیل ماینرهای اتریوم مجبور به فروش کارت‌های گرافیک‌ خودشان شدند و به استخراج بیت کوین رو آوردند. افزایش قدرت پردازشی در شبکه بیت کوین باعث افزایش هش ریت و طبع سختی شبکه می‌شود.

ورود کشور‌های جدید به صنعت استخراج

از وقتی چین تمام فعالیت‌های ماینر‌های بیت کوین را غیر قانونی اعلام کرد، کشور‌های جدید پا به این عرصه گذاشتند و سعی در پر کردن جای خالی چین کردند. این کشور‌ها شامل قزاقستان، کانادا، آلمان و مخصوصا آمریکا می‌شود. در حال حاضر فرآیند استخراج بیت کوین بیش از پیش غیر متمرکز شده و این باعث رشد این حوزه شده است.

سهم کشور‌ها از استخراج بیت کوین

در بین این کشور‌ها آمریکا با بالاترین سهم صدرنشین است. سهم هر ایالت آمریکا از کل استخراج بیت کوین این کشور به صورت زیر است:

سهم ایالت‌های مختلف آمریکا از میزان استخراج کل کشور

لازم به ذکر است که بر اساس داده‌های مرکز کمبریج (Cambridge Centre) تنها پس از 3 ماه از قانون ممنوعیت استخراج رمز ارز در چین، ماینرهای ساکن این کشور دوباره شروع به استخراج بیت کوین کردند، به طوری که اکنون چین از نظر هش ریت در اختیار مزارع استخراج آن، پشت سر آمریکا در رتبه دوم است.

کدام ارزهای دیجیتال سختی شبکه دارند؟

تمام ارز‌هایی که از مکانیزم اثبات کار استفاده می‌کنند، برای کنترل میزان عرضه خود نیاز به سختی شبکه دارند. یکی از ارز‌های مهم دیگری که از سختی شبکه استفاده می‌کرد اتریوم بود که با انتقال شبکه آن به اثبات سهام، دیگر چنین روندی را دنبال نمی‌کند. ازبلاک چین‌های دیگری که از مکانیزم سختی شبکه استفاده می‌کنند می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

۱. مونرو (Monero – XMR)

اکثرا ارز مونرو را به آدرس‌های پنهان و امنیت شبکه آن می‌شناسند. XMR یک پرایوسی کوین است که برای کنترل عرضه خود از روش تنظیم سختی شبکه بر اساس هش ریت کل، استفاده می‌کند.

۲. زی کش (Zcash – XMR)

زی کش یک پروژه پرداخت غیر متمرکز همتا به همتا است که از مکانیزم اثبات کار برای تاایید بلاک‌ها استفاده می‌کند. الگوریتم استخراج ارز دیجیتال زی کش Equihash نام دارد. ZEC هم یک پرایوسی کوین است.

۳.گرین (Grin)

ارز گرین نیز از مکانیزم اثبات کار استفاده می‌کند و قابل استخراج است، به همین دلیل است که الگوریتم سختی در این پروژه کاربرد دارد. لازم به ذکر است که عرضه توکن GRIN نامحدود است و ساختاری مشابه پرایوسی کوین‌ها دارد.

سخن پایانی

سختی شبکه بیت کوین یکی از مهم‌ترین شاخص‌هایی است در بررسی رفتار ماینر‌ها باید به آن توجه کرد. ماینر‌ها در قیمت بیت کوین تأثیر به‌سزایی دارند. از طرفی می‌دانیم قیمت نخستین ارز روی قیمت همه ارزهای دیجیتال تاثیرگذار است. پس شناخت رفتار استخراج‌کنندگان بسیار مهم است. عموما ماینر‌ها بر اساس میزان سود دریافتی عمل می‌کنند و شاخص سختی شبکه و هش ریت در این موضوع بسیار تأثیرگذار هستند. ترکیبی از شاخص سختی شبکه و هزینه برق می‌تواند باعث سوددهی یا ضرردهی یک ماینر شود، پس بررسی و دنبال کردن این موارد در رفتارشناسی ماینر‌ها بسیار حائز اهمیت است.

تهیه شده در بیت 24