یکی از بنیادی‌ترین مفاهیم در بیت کوین و بلاک چین مربوط به استخراج ارزهای دیجیتال است. بدون شک اگر حتی مدت کمی از شروع فعالیت شما در این حوزه می‌گذرد، با این مفهوم آشنا هستید؛ همچنین ممکن است هنگامی که به دنبال اخبار مربوط به این حوزه هستید، با عبارت سختی شبکه یا سختی استخراج نیز برخورد کرده باشید. اما منظور از سختی استخراج چیست و چه کاربردی دارد؟ ما در این مقاله از سری مقالات آموزش ارز دیجیتال قصد داریم تا شما را با این مفهوم آشنا کنیم و به بررسی آن بپردازیم. با ما همراه باشید.
مفهوم سختی شبکه یا سختی استخراج
سختی شبکه یا سختی استخراج در واقع متغیری است که هدف آن ثابت نگه داشتن میانگین زمان ایجاد یک بلاک در شبکه است. در ارزهای دیجیتالی که سازوکار آن‌ها اثبات کار (POW) است، نیاز به وجود قابلیتی انعطاف پذیر در برابر افزایش یا کاهش تعداد ماینرها ضروری است. پیش از ورود به مبحث سختی شبکه و توضیحات آن ابتدا به صورت خلاصه وار به مفاهیم اولیه ارزهای دیجیتال قابل استخراج می‌پردازیم.
از مهم‌ترین قابلیت‌های ارزهای دیجیتال که سبب محبوبیت آن‌ها شده، استفاده از بلاک چین عمومی است. در بلاک چین‌های عمومی هر فردی می تواند بدون اجازه گرفتن از مرکز یا نهادی در آن‌ها فعالیت کند و یا از آن خارج شود. به عنوان نمونه اگر شما بخواهید که در شبکه بیت کوین، لایت کوین و یا اتریوم شروع به فعالیت کنید، نیاز به هماهنگی و اجازه گرفتن از هیچ شخص یا اورگانی ندارید، و تنها کافیست که اقدام به دانلود کل بلاک چین این شبکه‌ها و اجرای یک فول نود کنید.
منظور از فول نود چیست؟
فول نودها به دستگاه‌هایی گفته می‌شود که کل تاریخچه تراکنش‌های یک شبکه را در حافظه خود نگهداری می‌کنند و وظیفه اعتبارسنجی تراکنش‌ها را بر عهده دارند.
هر شخص یا گروهی می‌تواند به راحتی و آزادانه عملیات استخراج یا ماینینگ را در شبکه انجام دهد. اساس کار ارزهای دیجیتال که از سازوکار اثبات کار استفاده می‌کنند، حل کردن مسئله مهم و پیچیده “هش” در هر بلاک است؛ با پیدا کردن پاسخ و حل کردن آن، تراکنش‌هایی که در آن بلاک قرار گرفته‌اند، تایید می‌شود. فرآیند پیدا کردن هش در هر بلاک توسط ماینرها با حدس و خطا انجام می‌شود.
همانطور که می‌دانید هش حاصل تابعی به نام تابع هش یا همان هش ریت است؛ این تایع یک تابع یک طرفه در ارزهای دیجیتال است، که با دریافت داده یا ورودی‌های تراکنش های افراد مختلف، خروجی با رشته عباراتی با طول و حجم ثابت ارائه می‌دهد. از ویژگی‌های جالب آن می توان به غیرممکن ساختن رسیدن به داده اولیه از طریق داشتن خرجی اشاره کرد.
استخراج چیست؟
شبکه بیت کوین از دو نوع کلی node تخصصی با میزان اجماع‌های مختلف ایجاد شده است، که یک دسته از آن‌ها ماینرها هستند. این نودهای تخصصی با استفاده از دستگاه‌ها و تجهیزات پیچیده که همان دستگاه‌های استخراج هستند، اقدام به حل یکسری معادلات سخت و پیچیده می‌کنند. هر ماینری که موفق به حل این معادلات شود، یک بلاک جدید به زنجیره بلاک‌های قبلی اضافه می‌کند؛ بلاک جدید پس از تایید توسط سایر ماینرها اضافه شده و استخراج صورت می‌گیرد و پاداش استخراج به ماینری که موفق به ایجاد بلاک شده، داده می‌شود.
دلیل اهمیت سختی شبکه
Network Difficulty یا همان سختی شبکه به متغیری گفته می‌شود که متوسط زمان موردنیاز برای ایجاد یک بلاک ارز دیجیتال را در طول مدت زمان مشخصی ثابت نگه می‌دارد. در واقع همین متغیر ارزهای دیجیتال را نسبت به افزایش یا کاهش تعداد ماینرها انعطاف پذیر می‌کند. در صورتیکه سختی شبکه وجود نداشته باشد، با افزایش تعداد ماینرها میانگین مدت زمان پیدا شدن هر بلاک به کمتر از ده دقیقه کاهش پیدا می‌کند و هیچ گونه محدودیتی برای ماینرها وجود نخواهد داشت و بلاک‌ها در زمانی کمتر از مدت زمان تعیین شده ایجاد خواهد شد. همچنین این زمان می‌تواند به ثانیه نیز کاهش پیدا کند و ما را به مشکل تورم و تولید بی‌رویه ارزهای دیجیتال مواجه کند.
نحوه عملکرد سختی شبکه یا سختی استخراج
مقدار پارامتر سختی شبکه هر دو هفته بروز می‌شود و معادل با 2016 بلاک است و باعث می‌شود که اضافه شدن بلاک تازه به بلاک چین 10 دقیقه زمان ببرد. به مثال تصویری زیر توجه کنید؛ این مثال نحوه کنترل سختی را نشان می‌دهد. حال تصور کنید که عددی را در محدوده 1 تا 100 در نظر گرفته‌ایم.
حال از شما می‌خواهیم که آن عدد را پیدا کنید؛ هر یک دقیقه می‌توانید یک عدد را انتخاب کنید و این کار را آنقدر تکرار کنید تا به عددی که مورد نظر ما است برسید.
در این مثال تصور کنید که عدد انتخابی ما 50 است؛ با توجه به اینکه شما هر یک دقیقه یکبار باید فقط یک عدد ما بین 1 تا 100 انتخاب کنید، 2 دقیقه زمان می‌برد تا به عدد انتخابی ما برسید. حال تصور کنید عدد انتخابی خود را به 20 تغییر دهیم، در این صورت شما باید 5 دقیقه یکبار به عدد برسید. همچنین احتمال این وجود دارد که برای بار اول عدد 20 را به صورت شانسی انتخاب کنید، اما در طولانی مدت اگر این اتفاق بیوفتد با زمان 5 دقیقه منتهی می‌شود، به عبارت دیگر این عدد هر 5 دقیقه یکبار به دست می‌آید.
سختی شبکه بیت کوین
سختی شبکه بیت کوین یک اصطلاح است که برای نحوه استخراج در شبکه بلاک چین بیت کوین به کار می‌رود. همانطور که می‌دانید تعداد بیت کوین‌ها محدود و حدود 21 میلیون واحد است؛ بنابراین طبیعی است که با افزایش تعداد ماینرها، بیت کوین‌های بیشتری در زمان کمتر استخراج می‌شوند؛ اما چگونه می‌توان از این کار جلوگیری کرد؟ ساتوشی ناکاموتو با ایجاد سختی در الگوریتم استخراج بیت کوین این مشکل را برطرف کرد. به این صورت که با افزایش سختی، ماینرها باید زمان و تلاش بیشتری را صرف ایجاد یک بلاک جدید و در نهایت استخراج کنند.
دلیل افزایش سختی شبکه بیت کوین
-
برقراری تعادل شبکه
با توجه به میزان سهولت عملیات استخراج میزان سختی شبکه بیت کوین کاهش یا افزایش می‌یابد. مدت زمان ایجاد یک بلاک جدید در این شبکه 10 دقیقه یکبار است. نحوه سختی شبکه بیت کوین به این صورت تنظیم شده است که به منظور حفظ تعادل و یکپارچگی شبکه، زمانی‌که تعداد ماینرها برای فرآیند استخراج افزایش می‌یابد و یا به اطلاح استخراج آسان‌تر می‌شود، سختی شبکه افزایش می‌یابد و بالعکس؛ یعنی با کاهش ماینرها و سخت شدن فرایند استخراج، سختی شبکه کاهش می‌یابد.
-
هش ریت
هش ریت که به عنوان قدرت محاسباتی یک شبکه اثبات کار غیرمتمرکز است، یکی دیگر از موارد تعیین کننده میزان عملکرد صحیح درون شبکه‌ای است و از الگوریتم اثبات کار استفاده می‌کند. با استفاده از هش ریت میزان قدرت ماینرها مشخص می‌شود. به عنوان مثال هش ریت شبکه بیت کوین بسیار بالا بوده و دارای امنیت و سرعت قابل قبولی است. هر چند که در این شرایط نیز شبکه باید به طور منظم هش ریت را کنترل کند. بالا رفتن و پایین آمدن سختی شبکه با هش ریت ارتباط مستقیم دارد؛ به طور کلی بالا رفتن هش ریت سختی شبکه بیت کوین افزایش یافته و با کاهش هش ریت سختی شبکه نیز کاهش می‌یابد. همچنین با کاهش قیمت بیت کوین نیز هش ریت کاهش می‌یابد.
کدام ارزهای دیجیتال سختی استخراج دارند؟
ارزهای دیجیتال قابل استخراج که اساس کار آن‌ها اثبات کار (POW) است، به منظور کنترل تعداد ماینرها نیاز به سختی شبکه دارند. اغلب افراد بیت کوین را به عنوان رمزارز قابل استخراج می‌دانند، اما در واقع ارزهای دیگری نیز وجود دارند که گزینه مناسبی برای استخراج و کسب سود هستند؛ در زیر به معرفی برخی از مهم‌ترین آن‌ها می‌پردازیم:
-
اتریوم
بعد از بیت کوین رتبه دوم بازار ارزهای دیجیتال متعلق به اتریوم است. با وجود اینکه اتریوم مانند بیت کوین در دسته ارزهای دیجیتال قرار دارد، اما کاربردهای خاص و منحصر به فردی دارد که سبب شده تا این ارز دیجیتال در ردیف رمزارزهای محبوب برای استخراج قرار گیرد.
-
مونرو
این ارز دیجیتال توانسته است تا در سال‌های اخیر با سرعت پیشرفت کند و در دسته 20 ارز دیجیتال برتر بازار ارزهای دیجیتال قرار گیرد. امنیت بالا و تمرکززدایی از مهم‌ترین ویژگی‌های این رمزارز است. از مهم‌ترین کاربردهای مونرو می توان به آدرس‌های پنهان و پیگیر گریز بود تراکنش‌های آن (محرمانگی بالا) اشاره کرد.
-
زی کش
زی کش شبکه پرداخت غیرمتمرکز همتا به همتا، مبتنی بر استخراج است. این رمزارز براساس اثبات کار (POW) کار می‌کند و الگوریتم استخراج آن «Equihash» نام دارد. فراهم کردن انجام تراکنش‌های خصوصی برای کاربران خود از مزایای این ارز دیجیتال است.
-
گرین
گرین اولین پیاده سازی از میمبل ویمبل است که با استاندارد اثبات کار فعال است؛ به همین دلیل در دسته ارزهای دیجیتال قابل استخراج قرار می‌گیرد. از بارزترین و مهم‌ترین تفاوت‌های این ارز دیجیتال با بیت کوین می‌توان به محدودیت نداشتن تولید گرین اشاره کرد.
سخن پایانی
در این مقاله به بررسی سختی شبکه یا سختی استخراج پرداختیم؛ بدون شک تا اینجا به میزان اهمیت و ضرورت سختی شبکه بیت کوین و سایر ارزهای دیجیتال پی برده‌اید. اگر سختی استخراج وجود نداشته باشد و میزان آن‌ها مرتب افزایش یا کاهش نداشته باشد، بدون شک شبکه از کار می‌افتد. اگر سختی استخراج شبکه قابل کنترل نباشد، بدون شک اگر میزان سختی به قدری بالا رود که دیگر صرفه اقتصادی نداشته باشد، دیگر کسی حاضر به ادامه برای استخراج نخواهد بود و همه تراکنش‌ها بدون تایید باقی خواهند ماند و عمر بلاک چین به پایان می‌رسد.
سوالات متداول:
سختی شبکه بیت کوین یک اصطلاح است که برای نحوه استخراج در شبکه بلاک چین بیت کوین به کار می‌رود. همانطور که می دانید تعداد بیت کوین ها محدود و حدود 21 میلیون واحد است؛ ساتوشی ناکاموتو با ایجاد سختی در الگوریتم استخراج بیت کوین این مشکل را برطرف کرد. به این صورت که با افزایش سختی، ماینرها باید زمان و تلاش بیشتری را صرف ایجاد یک بلاک جدید و در نهایت استخراج کنند.
سختی شبکه یا سختی استخراج در واقع متغیری است که هدف آن ثابت نگه داشتن میانگین زمان ایجاد یک بلاک در شبکه است.
