سختی شبکه بیت کوین به چه معناست؟ شاید تاکنون این واژه به گوش شما رسیده، باشد. سختی شبکه و سختی استخراج بیت کوین هر دو به یک معنا هستند و کاربرد بسیار زیاد و مهمی در دنیای ارز دیجیتال دارند. برای آشنایی بیشتر با این مفهوم خواندن این مقاله خالی از لطف نیست.
آنچه در این مقاله خواهید خواند:
- سختی شبکه بیت کوین چیست؟
- عوامل موثر بر سختی شبکه بیت کوین
- سختی شبکه بیت کوین چگونه محاسبه میشود؟
- نمودار سختی شبکه
- کاهش سختی شبکه بیت کوین به چه معناست؟
سختی شبکه بیت کوین چیست؟
قبل از صحبت در مورد سختی شبکه، لازم است در مورد استخراج ارزهای دیجیتال مباحثی توضیح داده شود.
بلاک چین شبکه‌ای است که بسیاری از ارزهای دیجیتال بر روی بستر آن ارائه شده‌اند. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد بلاک چین مقاله( همه چیز در مورد بلاک چین) را مطالعه کنید. استفاده از بلاکچین نیازی به دخالت دولت‌ها و حکومت‌ها ندارد و هر فردی می تواند به طور مجزا اقدام به استخراج بلاک از زنجیره بلاکچین کند.
هر بلاک در بلاک چین، تعداد مشخصی بیت کوین می‌سازد که در حال حاضر برابر 5/12 عدد است
بنابراین استخراج و ماینینگ نیاز به اجازه از مرجع خاصی ندارد و هر کسی میتواند با استفاده از ابزار های ماینینگ، اقدام به استخراح ارز دیجیتال کند. هر فرد با استفاده از ماینر میتواند اقدام به شکستن الگوریتم‌های بلاک چین کند و اصطلاحا، تابع هش را حل کند. هش همان مسائل و معماهای موجود در بلاک چین است.
فرآیند ماینینگ شامل سه مرحله است.
1-تائید تراکنش‌های بیت کوین
2-حفظ امنیت شبکه بیت کوین
3-تولید واحدهای جدید بیت کوین
هدف از ایجاد سختی شبکه بیت کوین چیست؟
وجود سختی برای ارزهای دیجیتال به خصوص در شبکه بیت کوین، مزایای بسیار زیادی دارد. با افزایش روز افزون اقبال به سمت ارزهای دیجیتال، علاقمندی به استخراج و ماینینگ نیز افزایش می‌یابد. این موضوع سبب رقابت میان ماینرها برای شکست معمای بلاک و کسب بیت کوین است. دقت کنید که در نبود سختی، ماینرها میتوانند بی وقفه و با سرعت زیاد اقدام به استخراج بیت کوین کنند. نتیجه این موضوع تولید بی رویه و تورم بالا در زمینه ارزهای دیجیتال است.
اما حد فاصل شکستن یک بلاک چیزی در حدود ده دقیقه طول میکشد. این زمان ده دقیقه‌ای، باعث میشود تا زمان استخراج ارزها در طی زمان دوهفته‌ای ثابت بماند و با تغییر و زیاد و کم شدن ماینرها، تغییری در سرعت استخراج رخ ندهد. این موضوع از آنجائیکه تعداد بیت کوین‌های موجود محدود و چیزی در حدود 21 میلیون است، اهمیت دارد.
حال باید بدانید سختی شبکه به چه معناست. سختی شبکه یا به بیان دیگر، سختی استخراج به معنای میزان دشواری یک معما برای پردازش در عملیات رمزگشایی است. هدف از اندازه‌گیری سختی شبکه، تنظیم زمان برای استخراج یک بلاک در شبکه بلاکچین است. نتیجه استفاده از این موضوع، ایجاد تطابق در رمز ارز برای اضافه یا کم کردن تعداد ماینرها است.
عوامل موثر بر سختی شبکه بیت کوین
عوامل متعددی بر سختی شبکه بیت کوین موثر هستند که در ادامه به بررسی آنها می‌پردازیم.
1-ایجاد پایداری در سختی شبکه بیت کوین
همانطور که در ابتدای مطلب نیز گفته شد مهم‌ترین و اصلی‌ترین دلیل ایجاد سختی شبکه به خصوص در بیت کوین، ایجاد پایداری در شبکه است. در این میان یک نسبت برقرار است. افزایش ماینر باعث کاهش پایداری شبکه میشود و کاهش تعداد ماینرها باعث افزایش پایداری شبکه میشود. پس ایجاد پایداری منوط به برقراری شرایطی است که طی آن همان موضوع که استخراج بلاک به ازای هر ده دقیقه است، پا برجا باقی بماند.
2-هش ریت
در مورد هش ریت به دلیل اهمیت بالا، در ادامه توضیحات مفصل داده خواهد شد. اما باید دانست که هش ریت نشانگر قدرت ماینرها در شبکه است. بالا رفتن هش ریت باعث افزایش سختی شبکه بیت کوین میشود و برعکس. همانطور که قبلا گفته شد، هش تابعی از ریاضیات است که در همه برنامه‌های امنیتی برای حفظ امنیت وجود دارد. هش دیتای مختلف را دریافت می‌کنند و با توجه به اعداد ورودی، دیتای خروجی ثابت ایجاد میکند. در این مقاله به طور کامل به بررسی هش پرداخته شده است.
اساس کار استخراج ارزهای دیجیتال، استفاده از تابع هش است
هش ریت به معنای قدرت محاسبات کلی است. هش ریت، تعداد هش‌های تولید شده توسط بلاک‌های مختلف برای رسیدن به پاداش نهایی که همان استخراج بلاک است را اندازه‌گیری میکند. نمودار زیر، تابع هش ریت مربوط به بازه زمانی سه ماهه برای بیت کوین را نشان می‌دهد. افزایش ماینرها در بازه‌های زمانی مشخص، باعث افزایش هش ریت و در واقع سختی استخراج شده است. مقادیر کاهشی نیز مربوط به خروج ماینرها و کاهش هش ریت است.
پس هش ریت نیز در سختی شبکه بیت کوین موثر است. بالارفتن هش ریت ارتباط مستقیمی با تلاش ماینرها برای استخراج ارز دیجیتال دارد. افزایش تعداد استخراج کنندگان در نهایت منجر به افزایش سختی شبکه بیت کوین میشود. چون شکستن رمز و راز موجود در هر بلاک، زمان بیشتری میبرد.
بررسی هش ریت و تاثیر آن در سختی شبکه بیت کوین
بیش از 60 درصد از استخراج کنندگان ارزهای دیجیتال به خصوص بیت کوین در چین هستند. این موضوع سبب شده تا این کشور نقش مهمی در تعیین قیمت ارزهای دیجیتال داشته باشد. نمودار زیر روند مروبط به تغییرات هش ریت در یک سال گذشته را نشان می‌دهد.
اولین کاهش شدید در یک سال گذشته مربوط به سیل در یکی از استان‌های چین بود که منجر به خاموش شدن ماینرهای این استان شد. نتیجه نهایی این موضوع کاهش تعداد ماینرها بود در نتیجه این اتفاق، میزان هش ریت تا 100 میلیون در ثانیه کاهش و در نهایت موجب کاهش سختی شبکه شد.
اما این پایان موضوع نبود و تمامی این ماینرها در کشورهای مختلف مشغول به فعالیت شدند. در نتیجه، مجدد میزان هش ریت افزایش پیدا کرد .
با ورود همه ماینرها به مدار استخراج بیت کوین، میزان هش ریت افزایش پیدا کرد و تا 156 میلیون هش در ثانیه رسید و این مقدار یعنی در هر ثانیه از فضای میلیاردها هش موجود در پلاک چین در هر یک ثانیه 156 میلیون هش( تابع ریاضی) رمز گشایی میشود.
کاهش هش ریت
در دو حالت هش ریت کاهش پیدا میکند، مورد اول با کاهش قیمت بیت کوین و در شرایط بعدی با کاهش تعداد ماینرها که باعث افزایش میزان سختی شبکه میشود.
3-هاوینگ
هاوینگ نیز یکی از موارد تاثیرگذار و مهم در اندازه‌گیری سختی شبکه بیت کوین است. هاوینگ یعنی نصف شدن پاداش. بهتر است بدانید در هر بار استخراج ارزهای دیجیتال به خصوص بیت کوین برای هر استخراج کننده بلوک جدید، 50 بیت کوین به عنوان هاوینگ قرار داده شده است.
تا سال 2140 دیگر هاوینگ نداریم و آخرین هاوینگ برابر یک ساتوشی است
این میزان هاوینگ در واقع برای استخراج بیت کوین در سال 2012 بوده است. پس از آن هر چهار سال، میزان هاوینگ نصف میشود. کاهش هاوینگ باعث کاهش تمایل برخی صاحبان ماینر به استخراج میشود. در حال حاضر هاوینگ چیزی در حدود 2.5 بیت کوین به ازای استخراج هر بلاک است. به عبارتی دیگر با ادامه این شرایط تا سال2140 که اخرین بیت کوین استخراج شود، چیزی به عنوان هاوینگ دیگر وجود نخواهد داشت. ساتوشی ناکاماتو سال 2140 را به عنوان سالی که آخرین بیت کوین از 21 میلیون استخراج می شود، معرفی کرده است. پس در واقع پس از استخراج همه بیت کوین‌ها، دیگر هاوینگ و استخراج معنا ندارد و این موضوع سبب میشود تا ماینرها فقط سود کارمزد بگیرند و از لحاظ استخراج دیگر کارایی نداشته باشند چون هر ماینر برای استخراج ارز دیجیتال خاصی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
نمودار بالا تغیرات هاوینگ در مقایسه با استخراج بیت کوین را به نمایش میکشد. با افزایش تعداد بیت کوین‌ها، میزان هاوینگ به صورت پله‌ای کاهش می‌یابد. این کاهش هر چهارسال یکبار رخ می‌دهد. در واقع هر چهارسال میزان هاوینگ نصف میشود.
زمان سختی شبکه بیت کوین
زمان سختی شبکه بیت کوین یعنی مدت زمانی که طول میکشد تا یک بلاک بیت کوین استخراج شود و به بلاک قبلی متصل شود. طبق برنامه ریزی ساتوشی ناکاموتو، این زمان چیزی در حدود 10 دقیقه است.
تقریبا هر دو هفته یکبار، سختی بلاک‌ها مقداری تغییر میکند تا عدد ثابتی نباشد. در این زمان دو هفته‌ای، چیزی در حدود 2016 بلاک از شبکه بلاک چین استخراج میشود. مدت زمان لازم برای حل معماهای مربوط به این تعداد بلاک چیزی در حدود 20160 دقیقه است.
سختی شبکه بیت کوین با مقابله در برابر کاهش و افزایش تعداد ماینرها، باعث ثابت ماندن تعداد بلاک نهایی در دو هفته میشود
حال فرض کنید بنا بر دلایلی، تعداد ماینرها در این دو هفته کاهش پیدا کند، در نتیجه برای اینکه در زمان مشخص، تعداد مشخصی بلاک استخراج شود، سختی شبکه بیت کوین، کاهش پیدا میکند.
سختی شبکه بیت کوین چگونه محاسبه میشود؟
در قسمت‌های قبل در مورد زمان و تعداد بلاک‌های خروجی در طی زمان‌های مختلف در بیت کوین گفته شد. هر دو هفته، تعداد 2016 بلاک و در طی زمان 20160 دقیقه استخراج میشود. اما دلیل اصلی ایجاد سختی شبکه بیت کوین ایجاد تعادل است. پس اگر تعداد ماینرها زیاد شود، زمان استخراج کمتر و تعداد بلاک‌های استخراجی بیشتر خواهد شد. در این زمان سختی شبکه با تغییراتی که ایجاد میکند باعث حفظ تعادل ابتدایی میشود. یعنی :
سختی میزان نامحدود ندارد و بین دو عدد 0.25 تا 4 قابل تنظیم است، یعنی با تغییر تعداد ماینرها، سختی بین این دو عدد تغییر میکند.
فرض کنید بر اثر زیاد شدن ماینرها، بلاک ها در طی 16000ثانیه به جای 20160 ثانیه، استخراج شوند. این موضوع سبب ایجاد این تناسب میشود: 1.26=16000/20160
بنابراین سختی با نسبت 1.26 افزایش می‌یابد تا میزان این زمان 10 دقیقه و 2016 بلاک در زمان دو هفته حفظ شود.
نمودار سختی شبکه
مقدار سختی با توجه به موارد مختلفی تغییر میکند. این مقادیر شامل هش ریت، پایداری محفظه و هاوینگ است. علاوه بر موارد گفته شده، موضوعی مثل تعداد ماینرها نیز به طور مستقیم و یا غیر مستقیم بر میزان این عدد تاثیر دارد. هدف از سختی عدم تغییر در سرعت استخراج بیت کوین است. در ادامه نمودار سختی مورد بررسی قرار می‌گیرد.
این نمودار سختی از سال 2012 تا 2020 را مورد بررسی قرار می‌دهد. با افزایش تعداد ماینرها، سختی افزایش قابل توجهی داشته و مدام در حال افزایش است. در سال 2018 با افزایش ناگهانی ماینرها، سختی روند صعودی بیش از حدی گرفت و باعث شد استخراج بیت کوین با سختی بسیار زیاد انجام شود. اما در ادامه و پس از شروع پاندمی کرونا، علاوه بر کاهش ناگهانی قیمت بیت کوین تعداد ماینرها نیز کاهش بسیار زیادی پیدا کرد و این موضوع تاثیر زیادی در کاهش میزان سختی و تنظیم مجدد این مقدار داشت. در حد فاصل سال‌های 2020 تا 2021، با دورکار شدن بسیاری از افراد علاقه به ارز دیجیتال به عنوان منبع درامد ثانویه افزایش زیادی پیدا کرد.
این موضوع سبب افزایش سختی شد. در سال 2021، دولت چین با غیر قانونی اعلام کردن استخراج ارز دیجیتال، باعث شوک ناگهانی به بازار ارز دیجیتال شد و این موضوع سبب از مدار خارج شدن تعداد زیادی از ماینرها شد. این خروج ماینرها باعث کاهش سختی شبکه و بازگشت آن به تعادل شد. حال باید دید با جایگزینی این ماینرها، بازگشت به سختی بالاتر چگونه اتفاق میوفتد.
سختی شبکه و جلوگیری از دوباره خرج کردن
تا قبل از اختراع بیت کوین، ارزهای دیجیتال دیگری نیز وارد بازار شده بود اما مهم‌ترین دلیل شکست انها، دوباره خرج کردن بود. این موضوع به آن معناست که وقتی برای خرید محصولی مبلغ 50 هزار تومان خرج کرده‌اید، دیگر نمی‌توانید از آن پول برای خرید دیگر استفاده کنید. اما در دنیای ارز دیجیتال تا قبل از بیت کوین به دلیل مشکلاتی نظیر هک و جعل، ممکن بود یک ارز در اختیار چند نفر قرار بگیرد. سختی شبکه و ایجاد هش ریت در واقع مانع از ایجاد این مشکل شد و با کنترل کردن ارزهای دیجیتال و ایجاد معماهای پیچیده و ارتباط هر بلاک با بلاک دیگر باعث جلوگیری از جعل و دوباره خرج کردن میشود.
کاهش سختی شبکه بیت کوین
در ماه‌های اخیر، سختی شبکه بیت کوین، کاهش بسیار زیادی را تجربه کرده است. مهم‌ترین دلیل ایجاد این وضعیت، غیرقانونی اعلام شدن استخراج رمز ارز در کشور چین است. کشور چین بالاترین میزان هش ریت در تمام کشورهای دنیا را داراست بنابراین با خروج ماینرهای مربوط به چین از مدار بلاک چین، میزان هش ریت با سرعت زیادی کاهش پیدا کرده است. در آخرین افت هش ریت در تاریخ3 الی 4 تیر، میزان هش ریت چیزی در حدود 50 درصد افت کرد که این میزان در تاریخ ارز دیجیتالی مثل بیت کوین بی‌سابقه است. در ادامه این کاهش در تاریخ 9 و 10 تیر کاهش مجددی در ادامه کاهش هش ریت قبلی رخ داد که این موضوع باعث شد تا چهارمین کاهش تاریخی هش ریت و در نتیجه آن، کاهش در سختی شبکه بیت کوین رخ دهد.
سخن آخر
سختی شبکه به عنوان معیاری برای اندازه‌گیری نسبت بین زمان و سرعت ایجاد یک بلاک مورد بررسی قرار می‌گیرد. سختی شبکه بیت کوین به موارد زیادی بستگی دارد و تحت عوامل متفاوتی مثل هش ریت است. هدف از ایجاد سختی شبکه، جلوگیری از تورم و حفظ پایداری در شبکه خواهد شد و بدین وسیله از تغییرات قیمت ناگهانی در ارزهای دیجیتال جلوگیری میشود. سختی همچنان باعث میشود تا تعداد بیت کوین‌های استخراجی در طی دو هفته عدد ثابت بماند و از خروج ناگهانی بیت کوین جلوگیری شود. مواردی مثل نمودار هش ریت و نمودار سختی نیز در این مقاله مورد بررسی قرار گرفت. امید است این مقاله تمامی سوالات شما در این زمینه را پاسخ دهد.
منبع
