هش ریت یا نرخ هش در بلاک چین ارز دیجیتال بیت کوین به چه معنا است؟

هش ریت برگ برنده شما در رقابت استخراج بیت کوین یا دیگر ارزهای دیجیتال است. اما منظور از نرخ هش (Hash Rate) چیست و هش ریت بیت کوین چقدر است؟

ورود به بازار رمز ارز بدون آشنایی با اصطلاحات آن خطرناک است! ممکن است با شنیدن اخبار مربوط به جهش ناگهانی قیمت برخی رمز ارزها مخصوصا بیت کوین، خود را عقب‌تر از غافله تصور کرده و بی‌گدار به آب بزنید، اما این کار به جز ضرر مالی نتیجه دیگری نخواهد داشت. به همین دلیل باید ابتدا با مفاهیم کریپتوکارنسی آشنایی پیدا کنید. یکی از اصطلاحات مهم در این حوزه هش ریت یا همان نرخ هش است.

منظور از هش ریت به طور ساده، سرعتی است که بر اساس آن یک سیستم کامپیوتری عملیات هشینگ را انجام می‌دهد. در یکی از مطالب قبلی به طور مفصل درباره Hashing صحبت کردیم، پس بهتر است برای درک کامل این عملیات و کاربرد آن به مطلب زیر مراجعه کنید. در حال حاضر کافی است بدانید هشینگ فرآیند ایجاد یک خروجی با اندازه ثابت از یک ورودی، بر اساس یک تابع ریاضی است.

بیشتر بخوانید: هشینگ چیست؟ آشنایی با انواع الگوریتم، توابع و کاربرد هشینگ (Hashing)

هش ریت در مبحث کریپتوکارنسی و بیت کوین

در زمینه بیت کوین و رمز ارزها، نرخ هش نشان‌دهنده کارایی و عملکرد یک دستگاه ماینر طی عمل ماینینگ یا همان استخراج است. ماینینگ به عنوان فرآیند اصلی و هسته‌ای رمز ارزهای مبتنی بر سیستم PoW نظیر بیت کوین، شدیدا متکی بر فرآیند هشینگ است. به همین دلیل بالا بودن هش ریت استخراج‌کننده از اهمیت زیادی برخوردار است.

در چارچوب رمز ارزها، نرخ هش سرعت یک ریگ ماینینگ برای محاسبه یک هش بلاک قابل قبول را نشان می‌دهد. برای درک بهتر این موضوع، بهتر است نگاهی به مطلب زیر داشته باشید.

بیشتر بخوانید: استخراج بیت کوین ؛ هر آن چه باید درباره ماینینگ Bitcoin بدانید

به طور خلاصه، فرآیند استخراج شامل هزاران مرتبه هشینگ تا رسیدن به جوابی قابل قبول است. پروتکل شبکه بیت کوین یا دیگر رمز ارزها مقدار مشخصی به عنوان جواب قابل قبول در نظر نگرفته و یک بازه قانونی اعلام می‌کند. وقتی مجموعه‌ای از تراکنش‌ها داخل یک بلاک قرار گرفت، ماینر تا وقتی که یک هش معتبر برای آن بلاک پیدا کند، به هشینگ ادامه می‌دهد. حال هر چه قدر نرخ هش یا همان هش ریت دستگاه ماینر بالاتر باشد، سریع‌تر از بقیه این تست‌های پیاپی را انجام داده و زودتر به پاسخ صحیح می‌رسد. در نتیجه جایزه را از آن خود خواهد کرد.

چه جوابی قابل قبول است؟

اما منظور از جواب معتبر یا قابل قبول چیست؟ به دلایل مختلف، که در مطلب «استخراج بیت کوین» به آن‌ها اشاره کردیم، فرآیند ماینینگ دشوار طراحی شده و توان پردازشی و محاسباتی بسیار بسیار زیادی نیاز دارد. علت، نیاز به هشینگ مستمر دیتا (بلاک حاوی تراکنش‌ها) است. برای سخت شدن فرآیند که نیاز به هش ریت بالا را ایجاد می‌کند، محدودیتی برای هش‌های قابل قبول در نظر گرفته شده که شامل وجود تعدادی صفر در ابتدای جواب است. پس تا زمانی که جواب پایین‌تر از مقداری تعیین شده توسط پروتکل قرار نگیرد، قابل قبول نیست.

استخراج‌کننده، در هر مرتبه تلاش یک دیتای بی‌ارزش به بلاک اضافه و مجددا فرآیند هشینگ را اجرا می‌کند، بلکه جوابی قابل قبول حاصل شود. دلیل نیاز به این کار قطعی بودن هشینگ است؛ تا زمانی که ورودی تغییر نکند، خروجی تغییر نخواهد کرد. تصور کنید خروجی یک تابع Hashing برابر 256 بیت است. وقتی از روی اجبار پروتکل شبکه، باارزش‌ترین خانه آن صفر می‌شود، احتمال یافتن جواب درست شدیدا کاهش پیدا خواهد کرد. با ورود کاربران جدید به شبکه، پروتکل به وسیله افزایش تعداد صفرهای ابتدای جواب‌های صحیح، ماینینگ و در نتیجه رقابت بین استخراج‌کنندگان را دشوارتر می‌کند.

مشخص شدن پیروز میدان بر اساس نرخ هش

فرآیندی که تا اینجا خیلی ساده بررسی کردیم، از آن چه تصور می‌کنید سنگین‌تر است. به همین دلیل دستگاه‌های ماینر سودآور چند ده و شاید چند صد میلیون تومان قیمت داشته و از طرفی برق را می‌بلعند! هر ریگ ماینینگ که هش ریت بالاتری داشته باشد، طبیعتا تعداد هشینگ‌های بیشتری در یک واحد زمانی مشخص انجام خواهد داد. پس شانس بیشتری برای یافتن سریع‌تر یک جواب صحیح و کسب جایزه استخراج دارد. نرخ هش رابطه مستقیمی با سودآوری یک ماینر یا یک استخر ماینینگ دارد.

معمولا هش ریت به صورت تعداد هش بر ثانیه (h/s) اندازه‌گیری می‌شود. با توجه به بالا بودن تعداد اعمال در ثانیه توسط دستگاه‌های استخراج‌کننده، پشت عدد پیشوندی در قالب مگا، گیگا یا حتی ترا آورده می‌شود. به عنوان نمونه، یک شبکه بلاک چین که در هر ثانیه یک تریلیون Hash محاسبه می‌کند، دارای نرخ هش 1 تریلیون هش بر ثانیه (Th/s) است.

هش ریت شبکه بیت کوین چقدر است؟

هش ریت شبکه بیت کوین با افزایش تعداد و قدرت ماینرهای آن به طور مستمر افزایش پیدا کرد و به عددی باورنکردنی طی سال‌های اخیر رسید. این مقدار برای Bitcoin در سال 2011، دو سال بعد از راه‌اندازی رسمی شبکه، برابر یک Th/s بود، اما دو سال بعد به هزار Th/s رسید! در اولین سال‌های شکل‌گیری شبکه، کاربران می‌توانستند حتی با لپ تاپ‌ها و کامپیوترهای خانگی نیز اقدام به استخراج BTC کنند، اما ظهور بازیگران قدرتمند عرصه را بر کاربران عادی تنگ‌‌ و در نهایت آن‌ها را از دور خارج کرد.

شرکت‌هایی با هدف دستیابی به نرخ هش بالاتر و کسب سود بیشتر، دستگاه‌هایی اختصاصی برای ماینینگ اختراع کردند. با ظهر اسیک ماینرها هش ریت شبکه بیت کوین شدیدا افزایش پیدا کرد، به طوری که استخراج برای کاربران عادی با کامپیوترهای خانگی عملا بی‌فایده شد. بد نیست بدانید در سال 2016 نرخ هش نتورک بیت کوین از 1 میلیون Th/s عبور کرد و یک سال بعد به ده میلیون Th/s رسید! بر اساس آخرین ارزیابی‌ها در نیمه سال 2019، این مقدار برابر شصت و هفت میلیون Th/s بوده است!

استخراح دیگر برای کاربران عادی ممکن نیست!

در اولین سال‌های ظهور Bitcoin، کاربران با کامپیوترهای خانگی و حتی لپ تاپ‌های عادی خود اقدام به ماینینگ و تامین امنیت شبکه می‌کردند. در ابتدا پاداش تکمیل هر بلاک 50 واحد BTC بود. آن‌ها سپس با هدف افزایش سودآوری، به قدرتمندتر کردن دستگاه‌های خود رو آوردند. در هر صورت استخراج فرآیندی رقابتی است و ماینر دارای هش ریت بالاتر، شانس بسیار بالاتری نیز دارد.

ارتقای دستگاه‌های استخراج‌کننده به افزایش نرخ هش منجر شد. اکنون نیاز به یک ارتقای اساسی دیگر حس می‌شد. در اینجا ایده محول کردن وظیفه هشینگ روی دوش پردازشگر گرافیکی مطرح شد. کارت‌های گرافیک (GPU) در مقایسه با پردازنده‌های عادی (CPU) قدرت پردازشی بسیار بسیار بالاتری دارند. کاربران برای حداکثر کردن سودآوری، شروع به ساخت دستگاه‌های ماینر با تعدادی کارت گرافیک کردند. هش ریت شبکه بیت کوین باز هم افزایش پیدا کرد.

پله پیشرفت بعدی مدار مجتمع دیجیتال برنامه‌پذیر (FPGA) بود. این یک مدار مجتمع طراحی شده برای پیکربندی بعد از ساخت به شمار می‌رود. از آن جایی که یک دستگاه ماینر ساخته شده با FPGA صرفا استخراج کریپتوکارنسی انجام داده و کاربرد دیگری ندارد، کارایی آن در مقایسه با دستگاه‌های دو نسل قبل شدیدا افزایش پیدا کرده بود. یکی دیگر از مزیت‌های بزرگ آن، کاهش مصرف برق در عین افزایش هش ریت بود. برای مقایسه باید بدانید یک GPU با هش ریت 600 مگاهش بر ثانیه دارای مصرف برق 400 وات برق است، ولی این مقدار برای یک FPGA استاندارد دارای نرخ هش 826 مگاهش بر ثانیه، به 80 وات کاهش می‌یابد! به لطف دستیابی به این مصرف انرژی بهینه، زمینه برای ساخت نخستین مزرعه‌های استخراج فراهم شد.

منظور از مزرعه، کنار هم قرار دادن تعداد زیادی دستگاه ماینر برای دستیابی به یک نرخ هش خارق‌العاده تحت یک مجموعه است. با ظهور مزارع استخراج بیشتر، کار برای کاربران خانگی که با یک کامپیوتر دارای چند GPU یا یک ماینر مبتنی بر FPGA فعالیت می‌کردند. بسیار سخت شد. آن‌ها برای رقابت با مزارع، دست به دست هم داده و استخرهای ماینینگ را ایجاد کردند. در یک ماینینگ پول (Pool) تعدادی استخراج‌کننده قدرت پردازشی‌شان را تجمیع کردن و در قالب یک مجموعه کار می‌کنند. بعد از اهدای جایزه، هر نفر به ازای توان محاسباتی که در اختیار مجموعه قرار داده است بخشی از هدیه را دریافت خواهد کرد.

بعد از مدتی رقابت وارد فاز کاملا متفاوتی شد؛ اسیک‌ها ظهور کردند و به واسطه آن‌ها هش ریت بیت کوین زیر و رو شد! یک ASIC، میکروچیپی طراحی و ساخته شده تنها برای استخراج بیت کوین با سرعتی شدیدا بالا است. جالب است بدانید اگرچه یک اسیک ماینر تا صد برابر نرخ هش بیشتری دارد، اما همچنان در مقایسه با دستگاه‌های مبتنی بر فناوری قبلی، برق بسیار کمتری مصرف می‌کند! برخی متخصصان عقیده دارند اسیک، انتهای مسیر پیشرفت سخت افزارهای مخصوص بیت کوین ماینینگ است و حداقل در آینده‌ای نزدیک، فناوری بهتری ارائه نخواهد شد.

این روزها کاربران عادی با استفاده از اسیک ماینرها استخراج انجام داده و سرمایه‌داران نیز با استفاده از آن‌ها اقدام به ایجاد مزارع ماینینگ می‌کنند.