وظیفه ماینر چیست؟

وظیفه ماینر چیست؟

در سال 2021، تسلا مصرف بیت کوین را برای خرید وسایل نقلیه الکتریکی متوقف کرد. چرا؟ وجود نگرانی در مورد عوارض زیست محیطی ایجاد واحدهای جدید از شناخته شده ترین ارز دیجیتال جهان در فرآیندی به نام ماینینگ.

رایانه‌ هایی که بیت کوین جدید تولید می ‌کنند، از مقدار زیادی برق استفاده می‌ کنند که اغلب توسط سوخت‌ های فسیلی تولید می ‌شود. این هزینه واقعی برق یکی از عواملی است که ارزش واقعی را به ارز دیجیتال می دهد که در حال حاضر حدود 23600 دلار معامله می شود.

صرف نظر از منبع الکتریسیته، و صنعت استخراج ارزهای دیجیتال به سمت منابع انرژی تجدیدپذیر در حال حرکت است، استخراج بیت کوین به عنوان یک ارز غیرمتمرکز مرکزیت دارد.

چه قصد خرید مستقیم بیت کوین را داشته باشید، چه خودتان آن را استخراج کنید یا در شرکت هایی که آن را استخراج می کنند یا تجهیزات ماینینگ را تولید می کنند، سرمایه گذاری کنید، در وهله اول باید بدانید که استخراج بیت کوین چیست.

استخراج بیت کوین یک فرآیند پیچیده محاسباتی و فناوری برای اعتبارسنجی تراکنش های بیت کوین از طریق شبکه بیت کوین است. این مانند فرآیند اعتبارسنجی یک بلوک در شبکه زنجیره ای و دریافت پول در بیت کوین است.

افرادی که در این فرآیند ماینینگ نقش دارند به عنوان ماینر شناخته می شوند. دلیل اینکه به آن «ماینینگ» می گویند، این است که مانند هر شکل دیگری از منابع طبیعی، تعداد محدودی بیت کوین در دسترس است. حداکثر مقدار بیت کوینی که می توان ایجاد یا استخراج کرد 21 میلیون است. درست مانند استخراج واقعی، در استخراج بیت کوین، برای تولید یا ایجاد بیت کوین نیاز به سرمایه گذاری انرژی است و در اینجا، انرژی به شکل انرژی الکتریکی برای استخراج بیت کوین است. ماینرها برای حل پازل های هش پیچیده با یکدیگر رقابت می کنند که به صورت رمزنگاری برای تأیید بلوک های حاوی تراکنش ها کدگذاری می شوند.

در این فرایند حدس زدن، هر کسی که اولین ماینری باشد که عدد را حدس می‌ زند، فرصتی برای به ‌روزرسانی دفتر کل تراکنش ‌ها در شبکه بلاک چین بیت ‌کوین دارد و همچنین پاداشی از بیت‌ کوین‌ های تازه استخراج شده دریافت می‌ کند. لازم به ذکر است که این حدس زدن اعداد خاص همه توسط کامپیوتر انجام می شود. بنابراین، هر چه یک کامپیوتر قدرتمندتر باشد، یک ماینر در هر ثانیه حدس های بیشتری می تواند بزند و در نتیجه شانس برنده شدن در این مسابقه را افزایش می دهد. استخراج بیت کوین در درجه اول انجام می شود به سبب:

الف) به گردش درآوردن سکه های جدید و اعتبار بخشیدن به معاملات در حال انجام

ب) بررسی جعل/ تقلب

ج) نگهداری دفتر کل به صورت غیر متمرکز

آیا استخراج بیت کوین قانونی است؟

استخراج بیت کوین در اکثر کشورها قانونی است، اما چندین حوزه قضایی این عمل را ممنوع کرده اند. چین، یکی از بزرگترین اقتصادهای جهان، استخراج بیت کوین را غیرقانونی اعلام کرده است. دولت این کشور همچنین تمامی تراکنش ‌های ارزهای دیجیتال را ممنوع کرده است.

هنگام توضیح این اقدام ، تحلیلگران گفته اند که مقامات چین معتقدند ارزهای دیجیتال می توانند با برنامه های این کشور برای عرضه ارز دیجیتال بانک مرکزی تداخل داشته باشند، چیزی که این کشور در حال آزمایش است.

طبق گزارش ‌ها، قانون‌ گذاران الجزایر در سال 2017 شروع به بررسی ممنوعیت کامل ارزهای دیجیتال کردند و اظهار داشتند که مجرمان ممکن است از ارزهای دیجیتال برای فعالیت‌ های غیرقانونی مانند پولشویی، قاچاق مواد مخدر و فرار مالیاتی استفاده کنند.

استخراج بیت کوین (ماینینگ) چگونه کار می کند؟

بیایید فرآیند استخراج را تجزیه کنیم تا بفهمیم چگونه کار می کند و برای شروع فرآیند چه چیزی لازم است:

راه اندازی منابع سخت افزاری قدرتمند

قبل از اینکه یک ماینر بتواند فرآیند ضرب بیت کوین را آغاز کند، باید تجهیزات خود را از نظر منابع کامپیوتری قدرتمند و سایر ابزارهای خاص برای حل موثر معماهای پیچیده راه اندازی کند. به‌ عنوان سخت ‌افزار استخراج، به واحد های پردازش گرافیکی (GPU) با کارت ‌های گرافیکی پیشرفته، field programmable gate array (FPGA) یا مدارهای خاص برنامه (ASIC) برای استخراج کارآمد و مؤثر نیاز دارند.

در حال حاضر، سخت افزار مبتنی بر ASIC پیشرفته ترین است و قادر به ایجاد مقادیر عظیمی هش در ثانیه است. با این حال، چنین سخت افزار پیشرفته ای گران است و ممکن است هزاران دلار متغیر باشد.

نصب نرم افزار ماینینگ و کیف پول الکترونیکی

به غیر از الزامات سخت افزاری قدرتمند، ماینرها به نرم افزار خاصی مانند CG miner، XMR miner، multiminer نیاز دارند. بسیاری از این نرم افزارها رایگان هستند و می توانند بر روی رایانه های ویندوز و مک اجرا شوند. هنگامی که نرم افزار به سخت افزار لازم متصل شد، همه برای استخراج بیت کوین آماده هستید.

ماینر همچنین به یک کیف پول الکترونیکی نیاز دارد تا پاداش های خود را به عنوان بیت کوین ذخیره کند. یک کیف پول بیت کوین مکانی دیجیتال است که ذخیره، انتقال و پذیرش بیت کوین یا سایر ارزهای دیجیتال را تسهیل می کند.

استخر ماینینگ(Mining pool) یا استخراج انفرادی(Solo mining)

ماینرها می توانند انتخاب کنند که آیا می خواهند به صورت انفرادی ماینینگ کنند یا به استخراج از استخر بروند. از آنجایی که استخراج به تنهایی کار آسانی نیست، استخرهای ماینینگ اختراع شدند. در یک استخر استخراج، گروه‌ هایی از ماینرها با هم تشکیل می ‌شوند تا با دشواری روزافزون ماینینگ مقابله کنند. هر ماینر برای سهم کار خود دستمزد می گیرد.

استخراج بیت کوین در یک استخر با قدرت محاسباتی ترکیبی، استخراج کارآمد را با کاهش دشواری استخراج برای حل یک بلوک نیز ارتقا می ‌دهد. این همچنین مشارکت ماینرهای کوچک را ارتقا می دهد تا شانس کسب بیت کوین را داشته باشند، حتی اگر آنها فقط بخشی از پاداش را دریافت کنند.

قابل اعتماد بودن شبکه + شبکه ایمن تر = ماینرهای بیشتر

هش چیست؟

هش یک تابع ریاضی رمزنگاری است که هر پیام یا داده ورودی را به یک کد با طول ثابت تبدیل می کند. به آن به عنوان یک تکنیک رمزگذاری فکر کنید که در آن پیام ها به صورت ریاضی به دنباله ای از اعداد و حروف با طول ثابت تبدیل می شوند.

خروجی ها طول هایی را تنظیم کرده اند تا حدس زدن اندازه ورودی را غیرممکن کند. به عنوان مثال، هش کلمه “hi” دقیقاً به اندازه هش کل متن یک کتاب هری پاتر است.

این توابع هش برگشت ناپذیر هستند، به این معنی که بازگرداندن هش به ورودی اصلی غیرممکن است. ورودی یکسان همیشه همان دنباله حروف و اعداد را ایجاد می کند. به عنوان مثال، هش “hi” هر بار یک کد خواهد بود. هر کد تولید شده کاملاً منحصر به فرد است، به این معنی که تولید هش یکسان با دو ورودی متفاوت غیرممکن است. در مورد بیت کوین، بلاک چین از الگوریتم هش ایمن 256 یا SHA 256 برای تولید خروجی 256 بیتی یا 64 کاراکتری استفاده می کند.

انواع استخراج بیت کوین

استخراج بیت کوین می تواند به روش ها و اشکال مختلفی انجام شود که هر کدام سطوح مختلفی از قدرت هش و پاداش های بلاک را ارائه می دهند. در اینجا روش های مختلفی برای استخراج بیت کوین وجود دارد:

استخراج CPU

هنگامی که بیت کوین در سال 2009 راه اندازی شد و برای اولین بار استخراج شد، از طریق واحدهای پردازش مرکزی (CPU) استخراج شد که به عنوان مغز کامپیوتر نیز شناخته می شود و شامل تمام مدارهای مورد نیاز برای پردازش نتایج ورودی و خروجی است. در روزهای اولیه بیت کوین، استخراج آن از طریق CPU آسان بود، زیرا ماینرهای بسیار کمی وجود داشتند و بیت کوین نیز در مرحله اولیه خود بود.

استخراج پردازنده گرافیکیGpu

به تدریج که پذیرش و محبوبیت بیت کوین در طول زمان افزایش یافت، همراه با رقابت بین ماینرها، واحد های پردازش گرافیکی (GPU) استخراج شد.

سیستم ‌های مبتنی بر پردازنده ‌های گرافیکی، که عمدتاً برای بازی و ویرایش ویدیوهای مدرن استفاده می ‌شوند، برای استخراج با نرخ هش بهتر از CPU کارآمد تر هستند. اولین نرم‌ افزار برای استخراج GPU در سال 2010 راه‌اندازی شد. با این حال، استخراج بیت ‌کوین با پردازنده گرافیکی تقریباً کوتاه بود و در سال 2015 با نوع جدیدی از سخت‌افزار ASIC جایگزین شد.

استخراج ASIC

ASIC یک short برای مدار خاص برنامه است؛ نوعی سخت افزار است که فقط برای استخراج ارزهای دیجیتال طراحی شده است. در سال 2012 راه اندازی شد و ثابت شد که 200 برابر قدرتمندتر از ماینرهای اصلی GPU است. با این حال، تجهیزات استخراج ASIC بسیار گران هستند و قیمت آنها از 2000 تا 15000 دلار است. با مصرف انرژی و هزینه های برق متفاوت همراه با مشکلات شبکه، خرید ماینرهای ASIC می تواند بسیار گران باشد.

استخراج FPGA

FPGA مخفف field-programmable gate array (FPGA) است که از نظر سرعت و کارایی هزینه، انتخاب بهتری بین ماینرهای GPU و ماینرهای ASIC است. FPGA ها همچنین قادر به تثبیت قدرت هش قوی هستند زیرا قرار نیست مانند ماینرهای ASIC در استخراج یک سکه یا الگوریتم خاص قفل شوند. نوع فناوری سخت‌افزاری به ماینر انعطاف ‌پذیری می‌ دهد تا در صورت تغییر فعالیت ماینینگ شما با چیز دیگری، از تنظیم مجدد استفاده کند. ماینرهای FPGA گزینه های خوبی برای علاقه مندان به ارزهای دیجیتال هستند که نمی خواهند مبالغ هنگفتی را روی سخت افزار استخراج سرمایه گذاری کنند.

استخراج ابری

این جدیدترین روش استخراج بیت ‌کوین است که در آن ماینر می ‌تواند یک سرویس استخراج ابری بخرد یا از یک ارائه ‌دهنده ماینینگ ابری متخصص در تجهیزات استخراج ارز دیجیتال، قرارداد بخرد. این کار استخراج بیت کوین را بدون تحمل هزینه های غرق شده و نیازهای تعمیر و نگهداری سخت افزار ماینینگ تسهیل می کند. اما برای جلوگیری از هر نوع کلاهبرداری یا تقلب، باید بسیار محتاط بود تا بتواند یک ماینر معروف ابری را انتخاب کند.

مشوق های ماینرهای بیت کوین چیست؟

چرا هر ماینری بدون هیچ انگیزه ‌ای اعتبارسنجی داده‌ های تراکنش را انجام می ‌دهد، به‌ ویژه زمانی که فرآیند استخراج و اعتبارسنجی هزینه ‌های زیرساختی و انرژی زیادی را به همراه دارد؟ ماینرها تراکنش‌ ها را اعتبار می ‌بخشند و معمای پیچیده ریاضی را حل می‌ کنند، زیرا انگیزه زیادی برای کسب بیت ‌کوین رایگان و کارمزد تراکنش (درصد معینی از تراکنش‌ هایی که ماینر در بلوک درج می ‌کند) به آنها داده می ‌شود.

پرداخت ماینر بیت کوین = پاداش بلوک + کارمزد تراکنش

در حال حاضر به استخراج کنندگان بیت کوین به ازای هر بلوکی که در شبکه بلاک چین بیت کوین اضافه می شود، 6.25 بیت کوین تعلق می گیرد. زمانی که بیت کوین در سال 2009 راه اندازی شد، به هر ماینر بلاک 50 بیت کوین پاداش داده می شد. به تدریج، در سال 2012 به 25 بیت کوین، در سال 2016 به 12.5 بیت کوین و در سال 2020 به 6.25 بیت کوین محدود شد. این فرآیند به عنوان نصف کردن بیت کوین شناخته می شود که در آن پاداش های بلوک به نصف تقسیم می شوند. این پس از استخراج هر 210000 بلوک رخ می دهد که حدوداً چهار سال طول می کشد.

استخراج کنندگان بیت کوین چگونه بلوک های جدید را کشف می کنند؟

به منظور اعتبارسنجی و افزودن تراکنش های جدید به بلاک چین، ماینرها باید با استفاده از تجهیزات محاسباتی تخصصی با یکدیگر رقابت کنند. آنها از تجهیزات خود برای تولید کدهای با طول ثابت به نام “هش” استفاده می کنند .

هش هدف یک کد هگزادسیمال 64 رقمی است شامل اعداد 0-9 و حروف A-F که همه ماینرها سعی می کنند برای کشف بلوک بعدی بیایند.

به عنوان نقطه شروع، همه ماینرها داده ها را از بلوک قبلی، که به عنوان «هدر بلوک» شناخته می شود، می گیرند – که شامل مواردی مانند timestamp  بلوک، هش داده های بلوک قبلی، و یک فضای خالی به نام « cryptographic nonce » است. بیشتر داده ‌های هدر بلوک ثابت هستند، به این معنی که نمی ‌توان آن‌ها را تغییر داد، جدای از nonce. nonce به معنای “عددی است که فقط یک بار استفاده می شود” و بخشی از هدر بلوک قبلی است که ماینرها مجاز به تغییر دادن آن هستند. به یاد داشته باشید، تنها با تغییر یک بیت از ورودی، هش کاملا متفاوتی تولید می شود.

بخش مشکل این است که هش ها به طور کامل به صورت تصادفی تولید می شوند، به این معنی که ماینرها غیرممکن هستند که قبل از تولید هش ها را بدانند. بنابراین تا زمانی که کسی مقدار nonce مناسب را پیدا کند ، که به عنوان golden nonce شناخته می شود، به سادگی یک مورد آزمون و خطا است.

به همین دلیل است که ماینرها باید روی رایانه ‌های پر انرژی، به ‌ویژه استخراج‌ کننده‌ های مدار مجتمع (ASIC) ویژه برنامه‌ ای که می ‌توانند تریلیون ‌ها هش در ثانیه تولید کنند، سرمایه‌ گذاری کنند.

یک راه آسان برای فکر کردن به استخراج بیت کوین این است که تصور کنید هر بلوک جدید یک صندوقچه گنج با یک قفل ترکیبی روی آن است. برای دریافت پاداش رایگان بلاک بیت کوین در داخل و کسب حق اضافه کردن داده های تراکنش جدید به آن (و جمع آوری کارمزدهای مربوطه) باید یکی از چرخ های اعداد روی قفل را بچرخانید تا زمانی که ترکیب را شکست دهید. (هش هدف)

در اینجا مثالی از اینکه هش هدف ممکن است چگونه باشد آورده شده است:

0000000000000000000000000057fcc708cf0130d95e27c5819203e9f967ac56e4df598ee

در اینجا مراحل اساسی درگیر در فرآیند استخراج به طور خلاصه آمده است:

رایانه‌ های موجود در شبکه، تراکنش‌ هایی را که در 10 دقیقه گذشته انجام شده‌ اند، در یک بلوک جمع ‌آوری می‌ کنند و سپس برای حل یک مسئله پیچیده ریاضی به رقابت می ‌پردازند. پاسخ که به نام هش شناخته می شود، شامل 64 کاراکتر است.

ماینر یا استخر استخراج که معادله را قبل از دیگران حل می کند، نتیجه را با سیستم های دیگر در شبکه گسترده تر به اشتراک می گذارد. اگر بقیه تأیید کنند که راه حل معتبر است، بلوک به بلاک چین اضافه می شود.

سپس ماینر برنده چیزی به نام پاداش استخراج دریافت می کند که در حال حاضر 6.25 بیت کوین است. این انگیزه که در ابتدا 50 بیت کوین بود، در طی رویدادهایی که به آن halving می گویند، هر چهار سال یک بار 50 درصد کاهش می یابد. بیت کوین در سال های 2012، 2016 و 2020 دستخوش این رویداد های نصف شده است.