بازار ارزهای دیجیتال با هزاران سکه دیجیتال غرق شده است، اما محبوب‌ترین و گران‌ترین آنها همچنان بیت کوین است. نخستین ارز دیجیتال در جهان بر اساس اصول غیرمتمرکز بودن و امنیت است، که توسط فرآیند استخراج تامین می‌شود. استخراج یک فرآیند با مصرف منابع بالا است که شامل دستگاه‌های محاسباتی قدرتمند و الگوریتم‌های پیچیده می‌باشد.
آشنایی با مفهوم و اصول معدن‌کاوی
قبل از اینکه وارد موضوع اصلی شویم، مهم است که درک کنیم بلاکچین چیست. بلاکچین یک شبکه‌ی غیرمتمرکز است که از بلوک‌های فردی تشکیل شده و حاوی اطلاعاتی درباره‌ی عملیات داخلی شبکه‌ی Bitcoin است. بلوک‌ها به ترتیب زمانی دنبال یکدیگر می‌آیند. هر بلوک شامل رکوردی از بلوک قبلی است. به همین دلیل است که ایجاد هر نوع تغییری در زنجیره غیرممکن است — زیرا این کار نیازمند نوشتن آن از نو می‌باشد.
استخراج فرآیند پشتیبانی از عملکرد بلاکچین و استخراج سکه‌های جدید در شبکه‌هایی است که بر اساس الگوریتم اجماع PoW (انگلیسی: "Proof of Work") کار می‌کنند. Bitcoin یک شبکه بلاکچین غیرمتمرکز است، به این معنی که تحت هیچ مرجع مرکزی نیست. گره‌ها، یا همان استخراج‌کنندگان، مسئول پردازش، تأیید و افزودن تراکنش‌ها به بلاک‌ها هستند.
وظایف ماینر به شرح زیر است:
- انجام تراکنش‌ها با سپرده‌ها به داخل بلاک‌های زنجیره بلاکچین. برای هر بلاک جدیدی که شکل می‌گیرد، ماینر در بیت‌کوین‌ها پاداش می‌گیرد. او همچنین مسئول جلوگیری از خرج دوباره سکه‌ها است؛
- نگهداری از ماهیت غیرمتمرکز شبکه. همه نودهای شبکه Bitcoin سوابق بلوک‌های بلاکچین را ذخیره می‌کنند، که امکان جعل را از بین می‌برد. در صورت لزوم، هر تراکنش می‌تواند تأیید شود؛
- استخراج بیت‌کوین‌های جدید. در حال حاضر، استخراج تنها راه موجود برای معرفی سکه‌های جدید به گردش است.
برای تأیید تراکنش‌ها و شامل کردن اطلاعات مربوط به آنها در یک بلوک، ماینرها یک مشکل پیچیده را با استفاده از سخت‌افزار محاسباتی تخصصی حل می‌کنند. این فرآیند به نام استخراج تابع هش شناخته می‌شود.
عملکرد هش داده‌ها را صرف‌نظر از حجم آن به یک میدان بیت استاندارد تبدیل می‌کند. ایده این است که هش هدر را پیدا کنیم — یک عدد ۶۴ کاراکتری، جایی که داده‌های مربوط به بلوک قبلی و تراکنش‌های گنجانده شده در آن کدگذاری شده است. هش هدر به‌سادگی مانند یک مسئله ریاضی حل نمی‌شود. جست‌وجو در واقع در تکرار کردن ترکیبات ممکن تا پیدا شدن ترکیب صحیح است.
کان miner که این شماره را کشف کرده و یک بلوک جدید به رکورد بلاکچین اضافه می‌کند، پاداشی دریافت می‌کند. این نوعی انگیزش است که کاربران را ترغیب می‌کند تا از عملکرد شبکه Bitcoin حمایت کنند.
تجهیزات استخراج معدن
در ابتدا، استخراج بیت کوین می‌توانست بر روی کامپیوترهای معمولی با استفاده از واحد پردازش مرکزی (CPU) انجام شود. با گذشت زمان، نیازمندی‌ها برای قدرت محاسباتی افزایش یافت. استخراج‌کنندگان شروع به استفاده از واحدهای پردازش گرافیکی (GPU) کردند که مشخص شد کارآمدتر هستند.
امروز، دستگاه‌های قوی تخصصی — ASIC (مدار مجتمع خاص‌کاربردی) — عمدتاً برای استخراج بیت‌کوین استفاده می‌شوند که برای انجام عملیات هش‌زنی طراحی شده‌اند. روش‌های دیگر استخراج در حال حاضر کارآمد نیستند.
استخرهای استخراج
به دلیل پیچیدگی بالای استخراج بیت‌کوین، رقابت برای استخراج‌کنندگان فردی با مزارع بزرگ استخراج به طور فزاینده‌ای دشوار شده است. در نتیجه، بسیاری از آنها در استخرها همکاری می‌کنند. یک استخر گروهی از استخراج‌کنندگان است که قدرت محاسباتی خود را ترکیب می‌کنند تا احتمال یافتن یک بلوک را افزایش دهند. پاداش دریافتی بین شرکت‌کنندگان استخر به نسبت سهم آنها در نرخ هش کلی توزیع می‌شود.
تعداد بیت کوین‌های استخراج‌شده در روز
در هر بلوک از بلاکچین Bitcoin به طور متوسط بین 1000 تا 4000 تراکنش وجود دارد. اندازه متوسط تراکنش حدود 226 بایت است و اندازه بلوک به 1 مگابایت محدود شده است. یک بلوک جدید به بلاکچین تقریباً هر 10 دقیقه اضافه می‌شود که برای آن پاداشی داده می‌شود — در حال حاضر، این پاداش 3.125 BTC است. به طور متوسط، حدود 144 بلوک هر روز به زنجیره اضافه می‌شود، به این معنی که تقریباً 450 BTC به طور روزانه صادر می‌شود.
علاوه بر این، ماینرها مقداری جزئی BTC برای پردازش هر تراکنش دریافت می‌کنند. اندازه هزینه بستگی به پیچیدگی تراکنش‌ها دارد: هرچه پیچیده‌تر باشد، می‌توان درآمد بیشتری کسب کرد.
آیندهٔ استخراج بیت‌کوین
مشکل استخراج سکه‌های دیجیتال در حال افزایش است، در حالی که جوایز با هر نصف شدن کاهش می‌یابد. دوره استخراج‌کنندگان 'خانگی' به پایان رسیده است. در آینده، ممکن است روش‌های اجماع جدید یا تغییرات پروتکلی برای علاقه‌مندان فردی توسعه یابد که فرآیند را قابل دسترس‌تر و دوستدار محیط زیست‌تر کند.
در حال حاضر، خرید چند کارت گرافیک کافی نیست و ASICهای گران قیمت به طور متوسط طی یک سال با حداقل سرمایه‌گذاری از چند هزار دلار به بازگشت سرمایه می‌رسند. با این حال، این بدان معنا نیست که استخراج به گذشته بازمی‌گردد. این هنوز یکی از مهم‌ترین بخش‌های اکوسیستم شبکه بلاکچین Bitcoin است که عملکرد پایدار و امن آن را تضمین می‌کند.
در بلندمدت، به نظر می‌رسد استخراج بیت‌کوین نسبت به استخراج بیشتر سکه‌های دیجیتال دیگر، مطمئن‌تر و سودآورتر باشد. بر اساس برآوردهای تحلیلگران، بیت‌کوین حداقل به مدت چند دهه دیگر در تقاضا باقی خواهد ماند، بنابراین تلاش‌های معدن‌کاران همچنان پاداش خواهد گرفت.