استخراج بیت کوین یکی از پدیده‌های بسیار مهم و جذاب در دنیای اقتصاد دیجیتال و ارزهای رمزنگاری شده است. بیتکوین به عنوان اولین و پرمخاطب‌ترین ارز دیجیتالی، نقش حیاتی در توسعه و پیشرفت فناوری بلاکچین و ارزهای رمزنگاری شده ایفا کرده است. استخراج بیتکوین به عنوان فرآیندی اساسی در اعتبارسنجی تراکنش‌ها و تامین امنیت شبکه، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.
تعریف استخراج بیت کوین
استخراج بیتکوین که بیتکوین ماینینگ نیز شناخته می‌شود، فرآیندی است که به وسیله آن تراکنشهای بیتکوین تایید میشوند و به زنجیره بلوک بیتکوین اضافه میشوند. در واقع ماینرها از طریق انجام محاسبات ریاضی با کمک توانایی محاسباتی قوی و پرداخت هزینه‌های انرژی، به تایید تراکنش‌ها و ایجاد بلوک‌های جدید در زنجیره بلوک بیتکوین می‌پردازند. استخراج بیت کوین به معنای فرایند ساخت بیتکوین جدید با حل مسائل محاسباتی پیچیده است. این فرایند در شبکه‌ی بلاکچین بیتکوین انجام می‌شود و به وسیله‌ی کامپیوترهای با توان محاسباتی بالا صورت می‌گیرد.
در شبکه‌ی بیتکوین، تراکنشهای مختلفی که انجام میشوند، به صورت گروهی در یک بلاک جمع آوری میشوند. هدف از استخراج بیت کوین، تایید و اعتبار سند این بلاک‌ها است. برای این منظور شبکه بیتکوین مسائل ریاضی پیچیده‌ای به نام “مسئله‌ی اثبات کار” (Proof of Work) را برای استخراج بلاک‌ها ارائه می‌دهد.
تعریف مسئله اثبات کار
مسئله‌ی اثبات کار، یک مسئله محاسباتی پیچیده است که توسط کامپیوترهایی با توان محاسباتی بالا حل می‌شود. هدف این مسئله این است که بیشترین تلاش محاسباتی را انجام داده و برای حل آن، به یک عدد برسید که به شرط‌های خاصی برآورده شود. همچنین نتیجه‌ی حل این مسئله باید به سرعت توسط شبکه تایید شود. مسئله‌ی اثبات کار باعث می‌شود که کامپیوترها برای حل آن باید تلاش‌های محاسباتی زیادی انجام دهند و به همین دلیل است که استخراج بیتکوین زمان‌بر می‌باشد. کسانی که بلاک‌ها را با موفقیت استخراج می‌کنند، به عنوان “ماینرها” شناخته میشوند. و به عنوان پاداش بیت‌کوینی به عنوان هزینه‌ای برای تلاش‌های محاسباتی خود، بیت‌کوین‌های جدید به آن‌ها اختصاص داده می‌شود.
تعریف الگوریتم استخراج بیت کوین
الگوریتم استخراج بیتکوین، که به طور رسمی به عنوان “Proof of Work” (PoW) یا “اثبات کار” شناخته می‌شود، فرآیندی است که توسط شبکه بلاکچین بیتکوین برای تایید و اضافه کردن معاملات به بلاک‌های جدید در زنجیره بلاک‌ها (بلاکچین) استفاده می‌شود. اصل کار این الگوریتم به این صورت است که ماینرها (انسان‌ها یا دستگاه‌های کامپیوتری ویژه) به رقابت با یکدیگر می‌پردازند تا به عنوان اولین شخص یا دستگاهی که مسئله‌ی ریاضی پیچیده‌ای را حل کند، شناخته شوند. این مسئله به نام (Proof of Work) شناخته می‌شود.
مسئله‌ی اصلی که ماینرها باید حل کنند، یک مسئله‌ی کریپتوگرافیک پیچیده است که به عنوان “استخراج معدنی” (Mining) شناخته می‌شود. در این مسئله ماینرها باید با تلاش و محاسبات کلیدهای مختلف (nonce) در داده‌های بلاک (شامل معاملات جدید و مشخصات بلاک قبلی) تلاش کنند تا یک مقدار (hash) بسیار کوچک‌تر از یک مقدار مشخص (هدف) به دست آورند. این هدف باعث کند شدن فرآیند استخراج معدنی و تضمین این موضوع می‌شود که فقط یک بلاک صحیح توسط شبکه به عنوان بلاک جدید قبول شود.
فرآیند استخراج بیت کوین به صورت خلاصه به چه شکل است؟
- تراکنش‌ها: کاربرانی که تراکنشهای بیتکوین انجام می‌دهند، تراکنش‌ها را به شبکه ارسال می‌کنند.
- گردآوری تراکنش‌ها: معدن‌کاران تراکنشهای ارسال شده را جمع آوری می‌کنند و در یک بلوک گروه بندی می‌کنند. هدف این گروه بندی ایجاد یک بلوک با حداکثر ظرفیت و بهینه سازی حجم تراکنش‌ها است.
- انجام محاسبات ریاضی (Proof-of-Work): این مرحله بسیار مهم است. ماینرها باید به روشی، مقداری از محاسبات ریاضی را انجام دهند که نتیجه‌ی آن کمتر از یک عدد خاص به نام “هش” (Hash) باشد. این هش باید شرایط خاصی داشته باشد که معدن‌کاران برای پیدا کردن آن تلاش می‌کنند. این فرآیند به عنوان ماینینگ PoW شناخته می‌شود.
- پیدا کردن نتیجه صحیح: معدن‌کاران به طور مداوم به دنبال هش‌های صحیح برای بلوک‌ها هستند. این فرآیند نیازمند پرداخت هزینه‌های انرژی بالا و استفاده از توانایی محاسباتی قوی است.
- تایید بلوک: هنگامی که یک معدن‌کار هش صحیحی پیدا می‌کند، بلوک جدید به زنجیره بلوک اضافه می‌شود و تراکنش‌ها تایید میشوند. سایر کاربران نیز این بلوک را تایید کرده و به زنجیره بلوک اضافه می‌کنند.
- پاداش: به عنوان پاداش برای معدن‌کاری موفق، معدن کار بیت‌کوین‌های جدید ایجاد شده در زمان ایجاد بلوک و همچنین کارمزد تراکنشهای موجود در بلوک را دریافت می‌کند. این پاداش و کارمزد به عنوان انگیزه‌های معدن کاران برای ادامه فعالیت‌های استخراج بیت کوین عمل می‌کند.
از آنجا که فرآیند استخراج بیتکوین نیازمند توانایی محاسباتی بالا و مصرف انرژی زیاد است، این کار توسط افراد عادی به صورت تجاری کمتر انجام می‌شود و بیشتر به وسیله مجموعه‌هایی از کامپیوترها و تجهیزات مخصوصی که به عنوان مراکز داده‌ای که به شبکه بیتکوین متصل هستند انجام می‌شود.
تجهیزات مورد نیاز برای استخراج بیت کوین
توجه داشته باشید که استخراج بیتکوین یا ماینینگ بیتکوین امری پیچیده است و نیازمند دانش فنی و مهارت‌های مخصوصی است. در زیر تجهیزات اصلی مورد نیاز برای استخراج بیتکوین را بررسی خواهیم کرد:
ماینرها (Miners):
ماینرها دستگاه‌هایی هستند که برای حل مسائل ریاضی پیچیده و برای تایید تراکنش‌ها و افزودن بلوک‌های جدید به زنجیره بلاک‌ها استفاده میشوند. این دستگاه‌ها نقش کلیدی در استخراج بیت کوین دارند.
کارتهای گرافیکی (Graphics Processing Units – GPUs):
در ابتدای استخراج بیتکوین، افراد از واحد پردازش مرکزی (CPU) کامپیوترهای خود استفاده می‌کردند. اما با توسعه فناوری و افزایش پیچیدگی مسائل ماینینگ، کارتهای گرافیکی نسبت به CPU ها بهتر واکنش نشان می‌دهند و می‌توانند محاسبات مورد نیاز برای استخراج را بهتر انجام دهند.
آی سی های ASIC (Application-Specific Integrated Circuits):
با افزایش مشکل محاسباتی در ماینینگ بیتکوین، طراحی آی سی های مخصوصی برای استخراج بیتکوین به شدت شناخته شد. این آی سی‌ها کاملا به ماینینگ اختصاص دارند و توانایی بالایی در انجام عملیات‌های مرتبط با بیتکوین دارند.
منبع تغذیه قوی (Power Supply Unit – PSU):
ماینینگ بیتکوین نیاز به مصرف برق بالا دارد. برای تامین این انرژی، نیاز به منبع تغذیه با ظرفیت مناسب و قابل اطمینان دارید.
سیستم خنک کننده (Cooling System):
فعالیت ماینرها باعث تولید گرما می‌شود و بدون سیستم خنک کننده مناسب، دمای آن‌ها می‌تواند به حدی افزایش یابد که عملکرد آن‌ها تحت تاثیر قرار بگیرد یا خراب شوند.
اتصال اینترنت پایدار:
برای اجرای ماینینگ بیتکوین، نیاز به اتصال اینترنت پایدار و پهنای باند مناسب دارید، زیرا ماینرها به صورت مداوم داده‌ها را دریافت و ارسال می‌کنند.
محیط مناسب:
برای اجرای بهینه ماینینگ بیتکوین، باید محیط مناسبی انتخاب کنید که در آن دما و رطوبت کنترل شده باشد و ماینرها به خوبی خنک شوند.
نرم‌افزار ماینینگ:
برای اجرای ماینینگ، به نرم‌افزار ماینینگ برای کار با دستگاه‌ها نیاز دارید. این نرم‌افزار به ماینرها کمک می‌کند تا به استخراج بیتکوین بپردازند و داده‌های لازم را به شبکه بلاکچین ارسال کنند. لطفا توجه داشته باشید که هزینه‌ها و سودآوری ماینینگ بیتکوین بسیار پویا هستند. بسته به نرخ بیتکوین و هزینه‌های انرژی و تجهیزات در منطقه شما ممکن است متفاوت باشند. قبل از هرگونه سرمایه گذاری، بهتر است تحقیقات خود را انجام دهید و با توجه به شرایط خود، به طور دقیق محاسبه کنید که آیا ماینینگ برای شما سود دارد یا خیر؟
نتیجه گیری
استخراج بیت کوین یک فرایند محاسباتی بسیار زمان‌بر و انرژی‌بر است و نیاز به سخت‌افزارهای قوی و مصرف برق بالا دارد. سیستم PoW به عنوان یک روش امنیتی به کار گرفته می‌شود تا حملات مخرب و تقلبی بر روی شبکه بیت کوین را کاهش دهد. و همچنین اطمینان حاصل کند که تاریخچه‌ی تمام معاملات صحیح است و بلاک‌های اضافه شده به زنجیره‌ی بلاک‌ها درست هستند. استخراج بیتکوین باعث ایجاد اعتماد و امنیت در شبکه بیتکوین می‌شود و باعث تضمین اعتبار تراکنش‌ها و تاریخچه‌ی آن‌ها در بلاکچین می‌شود.
