چگونگی استخراج بیت کوین — راهنمای کامل

استخراج رمزارز روندی است که طی آن رمزارزهای جدید به چرخه ورود پیدا می‌کنند. در این مقاله به چگونگی استخراج بیت کوین می‌پردازیم، مزایا و معایب این کار را بررسی می‌کنیم و همچنین تاثیر استخراج بیت کوین را به روی محیط زیست، بررسی خواهیم کرد.

احتمالا می‌دانید که بیتکوین در بازار چگونه خرید و فروش می‌شود. اما نحوه ساخته شدن ارزهای دیجیتال پیچیده‌تر از آن است که فکر می‌کنید. استخراج بیتکوین، روندی است که طی آن، بیتکوین‌های جدید وارد بازار می‌شوند. در ادامه به چگونگی استخراج بیت کوین و تاثیر آن به روی محیط زیست می‌پردازیم.

چگونگی استخراج بیت کوین

بر خلاف بانک‌های عادی، که به صورت متمرکز عمل می‌کنند، بیت کوین همانند یک بانک غیر متمرکز عمل می‌کند. تراکنش‌های انجام شده در این شبکه غیر متمرکز، به طور همزمان در چند مکان ثبت می‌شوند و توسط کارهایی که در شبکه انجام می‌شود، به‌روزرسانی می‌شوند. مکانی که تراکنش‌ها در آن ثبت می‌شوند، زنجیره بلوکی (blockchain) نام دارد. زنجیره بلوکی به واسطه اضافه شدن بلوک‌ها به‌روزرسانی می‌شود. این بلوک‌ها نیز دارای اطلاعاتی در رابطه با تراکنش‌های انجام‌گرفته هستند.

برای اضافه کردن بلوکی از تراکنش‌های جدید به زنجیره بلوکی، ماینر‌ها (miner) با استفاده از قدرت محاسباتی خود، یک معادله ریاضی را حل نموده و عدد صحیح را برای آن به دست می‌آورند. این معادله توسط زنجیره بلوکی تولید شده و در اختیار ماینر‌ها قرار می‌گیرد تا حل شود. زمانی که این معادله حل شود، ماینری که موفق به انجام این کار شده است، بنا بر قوانین نوشته شده در کد بیتکوین، مقداری بیتکوین به عنوان پاداش دریافت می‌کند. به طور خلاصه، این روندی است که برای استخراج بیتکوین طی می‌شود، اما مسئله به همین سادگی‌ها هم نیست.

ماینرها از قدرت محاسباتی بالایی برای انجام این محاسبات استفاده می‌کنند. هرچه قدرت محاسباتی که در دست دارید بیشتر باشد، روند استخراج بیتکوین نیز برای شما راحت‌تر خواهد شد. پردازش سریع به معنی انجام حدس‌های بیشتر برای دریافت جواب صحیح مسئله طرح‌شده است، بنابراین جواب نیز سریع‌تر حاصل خواهد شد. اما مسئله این است که ماینرها باید، اولین ماینر باشند که به جواب صحیح دست پیدا می‌کنند، تا واجد شرایط دریافت پاداش باشند. این بدین معنی است که استفاده از منابع محاسباتی ماینر، هیچ تضمینی در قبال این که پاداشی شامل حال شما شود، ندارد.

زمانی که یک ماینر، جواب صحیح را پیدا کند، یک گروه از تراکنش‌ها در قالب یک بلوک، به زنجیره بلوکی اضافه می‌شود. ماینری که توانسته معادله را به درستی حل کند، مقداری بیتکوین به عنوان پاداش دریافت می‌کند. همچنین هرگونه هزینه‌ای که برای انجام تراکنش از کاربران دریافت شده نیز به ماینر تعلق می‌گیرند. سپس، کل پروسه از نو تکرار می‌شود، تا زمانی که باز هم یک ماینر به جواب صحیح دست پیدا کند، تا یک بلوک دیگر نیز به زنجیره بلوکی بیتکوین اضافه شود.

دستگاه ماینر چیست؟

تجهیزات معمول ماینر شامل تمام اجزای یک کامپیوتر است. این اجزا عبارت اند از برد اصلی (Motherboard) مرکز پردازش (CPU)، پردازشگر گرافیکی (GPU)، حافظه دائم (RAM)، فضای ذخیره (Storage) و تغذیه برق (Power supply). هرچه روند استخراج تکامل پیدا کرده است، مردم نیز تجهیزات پیشرفته‌تری را برای انجام این کار مورد استفاده قرار داده اند. این تجهیزات به شکلی طراحی شده اند که قدرت محاسباتی ماینرها را افزایش دهند. در اوایل، یک کامپیوتر شخصی نیز می‌توانست برای استخراج بیتکوین مورد استفاده قرار گیرد.

با این حال، با توجه به این که استخراج حتی یک عدد بیتکوین، زمان بسیار زیادی به طول می‌انجامد، ماینرها نیز طی گذر زمان، پیشرفته‌تر شدند. این به معنی چندین کارت گرافیکی بسیار قدرتمند در کنار یکدیگر است. با استفاده از این تنظیمات می‌توان تعداد محاسبات بیشتری را در یک بازه زمانی انجام داد. در عوض، این سیستم برق بیشتری استفاده می‌کند، و به خنک‌کاری بهتری احتیاج دارد. استفاده از این سیستم‌ها، هزینه‌ها را به شدت افزایش می‌دهد. تقاضای بسیار زیاد برای این کارت‌های گرافیکی، سبب شد که این سخت‌افزارها، حین پاندمی کووید۱۹، در بازار کمیاب شوند. همچنین قیمت کارت‌های گرافیکی در بازارهای ثانویه به شدت افزایش پیدا کرد.

یکی دیگر از گزینه‌هایی که نظر علاقمندان را به خود جلب کرد، استفاده از سخت‌افزارهایی بود که به طور اختصاصی برای استخراج بیتکوین طراحی شده بودند. از این سخت‌افزارها می‌توان به مدارهای مجتمع با کاربرد مشترک (ASIC) اشاره کرد. این سخت‌افزارها در واقع بانکی از میکروپردازنده‌ها هستند که با یک سیستم‌خنک‌کاری، در برابر حرارت تولیدی محافظت می‌شوند. مردم همچنین با پیوستن به یکدیگر و شکل دادن استخر‌های استخراجی (mining pools)، قدرت محاسباتی خود را تجمیع کرده، و در صورت برنده شدن، پاداش را میان خودشان تقسیم می‌کنند.

نرخ هش (Hash rate) چیست؟

معادلاتی که در روند استخراج بیتکوین توسط ماینرها حل می‌شوند، با نام معادلات اثبات کار (Proof of Work) شناخته می‌شوند. برای آن که جواب صحیح این معادلات پیدا شود، ماینرها باید یک عدد ۶۴ رقمی هگزادسیمال (hexadecimal) را به درستی پیدا کنند. اولین ماینری که موفق شود این عدد ۶۴ رقمی، یا یک عدد با ارزشی کمتر از این عدد پیدا کند، برنده این مسابقه است، و اجازه دارد این بلوک را در زنجیره بلوکی بیتکوین ثبت کند. البته تنها در صورتی یک ماینر پاداش دریافت می‌کند، که قبل از هر ماینر دیگری به این جواب دست پیدا کند. سرعت یک ماینر در پیدا کردن جواب صحیح، در گرو نرخ هش (Hash rate) آن ماینر است.

سختی معادلات اثبات کار، به تعداد حدس‌هایی است که باید یک ماینر بزند، تا بتواند به جواب صحیح برسد. تا زمانی که روند حدس زدن ادامه دارد، انرژی در حال مصرف شدن است، به خصوص در مزارع استخراج بیتکوین که تعداد زیادی ماینر در حال تلاش برای یافتن پاسخ این معادله هستند.

در واقع، نرخ هش، تعداد حدس‌هایی است که یک ماینر در یک ثانیه می‌تواند بزند و آزمایش کند. بنا بر میزان قدرت محاسباتی که هر ماینر دارد، قادر است با نرخ هش مشخصی کار کرده و به دنبال جواب بگردد. معمولا نرخ هش را با واحدی همانند مگاهش بر ثانیه (MH/s)، گیگاهش بر ثانیه (GH/s) یا تراهش بر ثانیه (TH/s) اعلام می‌کنند.

چگونگی استخراج بیت کوین و درآمد آن

با توجه به پیچیدگی بالای این روند، ممکن است این سوال برایتان پیش آید که آیا ماینرها موفق به کسب سود می‌شوند یا خیر؟ کد شبکه بیتکوین به شکلی نوشته شده است، که هرچه متقاضیان استخراج بیشتر شوند، سختی استخراج بلوک افزایش پیدا کند. پاداش اعطا شده به ماینر برنده نیز، پس از استخراج هر ۲۱۰،۰۰۰ بلوک نصف می‌شود. این تعداد بلوک به طور متوسط، در هر چهار سال به زنجیره بلوکی بیتکوین اضافه می‌شوند.

بیتکوین همچنین دارای محدودیت در عرضه است. این تعداد توسط پروتوکل بیتکوین به ۲۱ میلیون واحد محدود شده است. در حال حاضر، حدود ۱۹ میلیون بیتکوین در اکوسیستم وجود دارند. به دلیل این که با گذر زمان، پاداش استخراج هر بلوک کم شده و سختی آن نیز افزایش پیدا می‌کند، استخراج تمام بیتکوین‌ها همچنان تا سال ۲۱۴۰ طول می‌کشد.

اگرچه چالش‌ها بسیار هستند، اما علاقمندان به استخراج همچنان به آن به چشم یک سرمایه‌گذاری ارزشمند نگاه می‌کنند. تا ماه نوامبر سال ۲۰۲۱، پاداش استخراج هر بلوک، برابر با ۶.۲۵ بیتکوین است، و در حال حاضر، قیمت هر بیتکوین حدود ۵۰،۰۰۰ دلار آمریکا است. در این صورت، پاداش استخراج هر بلوک چیزی حدود ۴۰۰،۰۰۰ دلار آمریکا است.

بنابراین، همچنان کسب درآمد از استخراج بیتکوین کاری دشوار است. با توجه به هزینه برق مصرفی، قیمت تجهیزات اختصاصی برای استخراج بیتکوین و نوسانات قیمتی بیتکوین، کسب سود با استفاده از این روش می‌تواند بسیار چالش‌برانگیز باشد.

چگونگی استخراج بیت کوین و ضرورت آن

از آنجایی که بیتکوین به عنوان گونه‌ای ارز شناخته می‌شود، باید در ازای دریافت آن کار انجام دهید. استخراج بیتکوین این هدف را ارضا می‌کند. اما این کار سبب رفع مشکلاتی نیز در روند نگه‌داری ارزهای دیجیتال می‌شود. به عنوان مثال، نمی‌توانید یک اسکناس ۵ دلاری را به چند نفر بدهید، یا مقدار مشخصی از موجودی حساب بانکی خود را چندین بار خرج کنید. وقتی یک اسکناس را یک بار خرج می‌کنید، دیگر در اختیار شما نیست که دوباره آن را خرج کنید، و در مورد حساب بانکی نیز، بانک این اجازه را به شما نمی‌دهد تا یک مقدار پول را چندین بار خرج کنید.

استخراج بیتکوین نه تنها سبب ورود بیتکوین‌های جدید به اکوسیستم بیتکوین می‌شود، همچنین صحت تراکنش‌ها نیز توسط این روش تایید می‌شود. اگر هیچ پیشینه‌ای از تراکنش‌های رمزارزها در یک لژر (زنجیره بلوکی) ثبت نمی‌شد، مردم می‌توانستند یک مقدار را بارها و بارها خرج کنند. این پدیده با نام دو بار خرج کردن (double-spending) شناخته می‌شود. این پدیده در اوایل پیدایش بیتکوین، یک مشکل اساسی به حساب می‌آمد.

و به این دلیل که بیتکوین از فناوری زنجیره بلوکی استفاده می‌کند، باید راهی باشد که بتوان تمام تراکنش‌های انجام شده در این شبکه را ردیابی کرد، بدون آن که شخصی بتواند آن را پنهان کند. به همین دلیل داشتن چندین نسخه از زنجیره بلوکی، به طور همزمان، حائز اهمیت است. حل معادلات اثبات کار این امکان را فراهم می‌کند که تراکنش‌ها به روی زنجیره بلوکی تایید شده و به زمره تراکنش‌های ثبت شده بپیوندند.

هر زمان که زنجیره بلوکی به‌روزرسانی می‌شود، کل لژر برای همه به‌روزرسانی می‌شود. بنابراین، تمام ماینر‌ها به‌روز‌ترین نسخه از زنجیره بلوکی را در اختیار دارند. این کار به حفظ امنیت شبکه کمک کرده و سبب می‌شود که از رخداد هرگونه مغایرتی جلوگیری شود.

مصرف انرژی استخراج بیتکوین

در این قسمت از شرح چگونگی استخراج بیت کوین، به بررسی مصرف انرژی این روند می‌پردازیم. در حالی که بسیاری از افراد برای کسب درآمد به استخراج بیتکوین روی آورده اند، هزینه این روند بسیار افزایش پیدا کرده و زمان بیشتری نیز از استخراج‌کنندگان می‌گیرد. از آنجایی که تعداد افراد علاقمند به استخراج بیتکوین روز به روز در حال افزایش است، سختی استخراج نیز با همان سرعت افزایش پیدا می‌کند. بنابراین، در حال حاضر قدرت محاسباتی بیشتری برای شرکت در این رقابت مورد نیاز است.

بنا بر گزارشات منتشر شده، انجام یک تراکنش در شبکه بیتکوین، انرژی برابر با ۱،۵۴۴ کیلووات ساعت مصرف می‌کند، که برابر با انرژی است که یک خانوار در آمریکا در ۵۳ روز مصرف می‌کند. اگر تمام تراکنش‌هایی که در کل شبکه انجام می‌گیرند را با یکدیگر جمع کنیم، مجموع آن می‌تواند از مصرف انرژی برخی کشورها نیز بیشتر باشد. همین امر سبب شد تا شرکت تسلا (Tesla)، شبکه بیتکوین را به عنوان یک شبکه پرداختی قبول نکند. در این میان کشور مالزی تمام ماینرها را نابود کرده و چین نیز انجام آن را غیر قانونی اعلام کرده است.

استخراج رمزارز مشکلات خودش را دارد، اما یک هدف را نیز دنبال می‌کند. این کار سبب ورود رمزارز بیشتر به چرخه شده و سلامت یک زنجیره بلوکی را نیز تامین می‌کند. این کار سبب می‌شود که از انجام تراکنش‌های خرابکارانه جلوگیری شود. اما این که صرف این حجم از انرژی ارزش دارد یا خیر، باید مورد بحث قرار گیرد. در حالی که تلاش بر این است که روند استخراج به شکلی تغییر کند که از لحاظ زیست‌محیطی سازگارتر باشد، دیگر ارزهای دیجیتال مانند اتریوم، به دنبال این هستند که به طور کلی، این روند را از اکوسیستم این رمزارز حذف کنند.