سختی شبکه بیت کوین چیست؟ بیت کوین چطور خودش را با شرایط تطبیق می‌دهد؟

سختی شبکه بیتکوین (Difficulty) معیاری است که تعیین می‌کند استخراج یک بلوک جدید در بلاک‌چین بیت‌کوین چقدر دشوار است. در دنیای رمزارزها، مفهوم سختی شبکه نقشی کلیدی در فرآیند استخراج و امنیت کلی شبکه ایفا می‌کند.

شبکه بیت‌کوین بر پایه یک سیستم توزیع‌شده و غیرمتمرکز بنا شده است که در آن، تراکنش‌ها توسط ماینرها تأیید و به زنجیره بلوکی (بلاک‌چین) اضافه می‌شوند. ماینرها با استفاده از قدرت پردازش کامپیوترهای خود، مسئله‌ی پیچیده‌ی رمزنگاری‌ای را حل می‌کنند و در ازای حل موفقیت‌آمیز آن، پاداشی به صورت بیت‌کوین دریافت می‌کنند. هرچه سختی شبکه بالاتر باشد این مسئله‌ی ریاضی سخت‌تر است و ماینرها باید تلاش بیشتری برای حل آن بکنند. در این مقاله به بررسی سختی شبکه بیتکوین می‌پردازیم و بررسی می‌کنیم بالا یا پایین بودن آن چه معنایی دارد؟

سختی شبکه بیت کوین چیست؟

هدف اصلی از تعریف سختی شبکه، کنترل نرخ تولید بیت کوین است که به نوعی می‌تواند روی قیمت بیت کوین نیز تاثیر‌گذار باشد. بدون وجود این مکانیزم، ماینرها می‌توانستند با افزایش بی‌رویه قدرت پردازش خود، به سرعت بلاک‌های جدید را استخراج کنند و بیت‌کوین‌های بیشتری به دست آورند. این امر نه تنها به تمرکز قدرت در دست عده‌ای خاص که کامپیوترهای قدرتمند‌تر دارند منجر می‌شد، بلکه می‌توانست به تورم و بی‌ثباتی در شبکه نیز دامن بزند. مکانیزم سختی شبکه باعث شده است که بلاک‌های بیت‌کوین در زمانی حدود ۱۰ دقیقه تولید شوند. چه در حال حاضر که رقابت سنگینی برای حل مسئله‌ی ریاضی آن وجود دارد و چه در روزهای اولیه که کامپیوترهای ساده خانگی به حل آن می‌پرداختند.

سختی شبکه بیت کوین چطور تنظیم می‌شود؟

سختی شبکه بیت کوین با توجه به میانگین زمان تولید هر بلاک تنظیم می‌شود. هدف این است که به طور میانگین، هر ۱۰ دقیقه یک بلاک جدید به زنجیره اضافه شود. اگر بلاک‌ها سریع‌تر از این زمان تولید شوند، سختی شبکه افزایش می‌یابد و بالعکس. در‌واقع الگوریتم بیت‌کوین طوری طراحی و نوشته شده است که پس از هر ۲۰۱۶ بلاک (حدودا هر دو هفته) میانگین زمان مورد نیاز برای تایید هر بلاک را محاسبه می‌کند. اگر این میانگین بیشتر از ۱۰ دقیقه بود، یعنی سختی شبکه زیاد است و طبق الگوریتم مقدار آن کم خواهد شد. در غیر این صورت اگر میانگین کمتر از ۱۰ دقیقه بود، یعنی ماینرها در مجموع قدرتمندتر شده‌اند و سختی شبکه زیاد می‌شود تا این میانگین در دوره‌ی بعد به ۱۰ دقیقه نزدیک‌تر شود.

چه عواملی بر سختی شبکه تاثیر می‌گذارند؟

دو عامل اصلی بر سختی شبکه بیت‌کوین تاثیرگذار هستند:

1. نرخ هش (Hash): مجموع قدرت پردازشی که توسط تمام ماینرها در شبکه به کار گرفته می‌شود، نرخ هش (هش ریت) نامیده می‌شود. هرچه نرخ هش بالاتر باشد، یافتن هش معتبر (حل مساله‌ی رمزنگاری) برای یک بلاک جدید دشوارتر شده و سختی شبکه افزایش می‌یابد.
2. زمان تولید هر بلاک: پارامترهای خاصی در پروتکل بیت‌کوین وجود دارند که می‌توانند سختی شبکه را به طور خودکار تنظیم کنند. این پارامترها برای حفظ ثبات در نرخ تولید بلاک‌ها و جلوگیری از انحراف از هدف ۱۰ دقیقه‌ای طراحی شده‌اند.

مزایای وجود سختی شبکه بیت کوین چیست؟

سختی شبکه بیت کوین مزایای متعددی را برای این شبکه به ارمغان می‌آورد، از جمله:

• امنیت: با افزایش سختی، حمله به شبکه و انجام اقدامات مخرب (مانند حمله‌ی ۵۱ درصد)، دشوارتر و پرهزینه‌تر می‌شود. فرض کنید که ماینر قدرتمندی وجود داشته باشد که قدرت آن بیشتر از مجموع ماینرهای دیگر باشد. این ماینر چون نرخ هش بیشتر از ۵۰ درصد کل شبکه دارد، می‌تواند تراکنش‌هایی تقلبی را در شبکه ثبت و آن‌ها را تایید کند. هرچه سختی شبکه بالاتر باشد، رسیدن به ۵۱٪ نرخ هش برای یک ماینر سخت‌تر خواهد بود. در حال حاضر هیچ ماینر یا استخری از ماینرها این قدرت را ندارند، پس خیالتان راحت باشد!
• ثبات در تولید بلاک جدید: سختی شبکه به حفظ نرخ تولید ثابت بلاک‌ها کمک می‌کند و از نوسانات ناگهانی در عرضه بیت‌کوین جلوگیری می‌کند. برای همین می‌توانید مطمئن باشید که هر بلاک در زمانی حدود ۱۰ دقیقه تولید می‌شود و در این صورت بلاک‌ها سریع‌تر یا کندتر تولید نخواهند شد.
• تمرکززدایی: با افزایش سختی، رقابت برای استخراج بیت‌کوین دشوارتر می‌شود و این امر به توزیع قدرت در بین ماینرها و جلوگیری از تمرکز آن در دست عده‌ای خاص کمک می‌کند.

مکانیزم سختی شبکه بیت کوین چه معایبی دارد؟

در کنار مزایای متعددی که سختی شبکه بیت‌کوین به دارد، معایبی نیز برای آن وجود دارد:

• مصرف انرژی: فرآیند استخراج بیت‌کوین به دلیل نیاز به قدرت پردازش بالا، مصرف انرژی قابل توجهی را به همراه دارد. افزایش سختی شبکه، این مشکل را تشدید می‌کند، زیرا ماینرها مجبور به استفاده از تجهیزات قدرتمندتر و پرمصرف‌تر برای رقابت در شبکه می‌شوند.
• تمرکز جغرافیایی: استخراج بیت‌کوین به دلیل نیاز به زیرساخت‌های مناسب و دسترسی به برق ارزان، عمدتاً در مناطقی متمرکز شده است که از این مزایا برخوردارند. این امر می‌تواند به تمرکز قدرت استخراج در دست این مناطق و کاهش تمرکززدایی در شبکه منجر شود.
• موانع ورود: افزایش سختی شبکه، ورود ماینرهای جدید به شبکه را دشوارتر می‌کند. زیرا برای رقابت با ماینرهای باتجربه و قدرتمند، به تجهیزات و سرمایه اولیه قابل توجهی نیاز است.

مزایا و معایب سختی بیت کوین را می‌توانید در جدول زیر ببینید:

نقش سختی شبکه در آینده بیت کوین

سختی شبکه به عنوان یکی از مکانیزم‌های اصلی بیت‌کوین، نقش مهمی در آینده این شبکه ایفا می‌کند. با توجه به رشد روزافزون محبوبیت و استفاده‌ی بیت‌کوین و افزایش تعداد ماینرها، انتظار می‌رود که سختی شبکه نیز به طور پیوسته افزایش یابد. این امر می‌تواند چالش‌هایی را در زمینه مصرف انرژی و تمرکز جغرافیایی به وجود آورد.

راهکارهایی برای مقابله با چالش‌های سختی شبکه

برای مقابله با چالش‌های مرتبط با سختی شبکه، راهکارهای مختلفی پیشنهاد شده است، از جمله:

• تغییر الگوریتم استخراج: استفاده از الگوریتم‌های جایگزین مانند اثبات سهام (Proof of Stake) به جای اثبات کار (Proof of Work) می‌تواند به کاهش مصرف انرژی و حتی در موقعیت‌هایی به افزایش تمرکز در شبکه کمک کند. به همین علت استفاده از این الگوریتم‌ها ممکن است با اهدافی که بیت‌کوین برای آن‌ها طراحی شده است مغایر باشند و ماینرها تاکنون انجام چنین تغییری را نپذیرفته‌اند.
• بهینه‌سازی فرآیند استخراج: توسعه روش‌های جدید و بهینه‌تر برای استخراج بیت‌کوین و ساخت ماینرهای پیشرفته‌تر می‌تواند مصرف انرژی را تا حدی کاهش دهد.
• تمرکز بر استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر: استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر برای استخراج بیت‌کوین می‌تواند به کاهش اثرات زیست‌محیطی این فرآیند کمک کند.

آینده سختی شبکه بیت کوین چه خواهد بود؟

با توجه به روند فعلی، پیش‌بینی می‌شود که سختی شبکه بیت‌کوین در سال‌های آینده به طور پیوسته افزایش یابد. این امر می‌تواند پیامدهای مختلفی برای ماینرها، کاربران بیت‌کوین داشته باشد.

تاثیر سختی شبکه بر ماینرها

افزایش سختی، رقابت برای استخراج بیت‌کوین را دشوارتر می‌کند و ممکن است منجر به خروج برخی از ماینرهای کوچک‌تر از شبکه شود. ماینرهای باقی‌مانده برای ادامه فعالیت در شبکه، نیاز به سرمایه‌گذاری در تجهیزات قدرتمندتر و پرمصرف‌تر خواهند داشت. این امر می‌تواند به تمرکز بیشتر قدرت استخراج در دست ماینرهای بزرگ و ثروتمند منجر شود.

تاثیر سختی شبکه بر کاربران

افزایش سختی شبکه، به طور مستقیم بر کارمزد تراکنش‌ها در شبکه بیت‌کوین تأثیر نمی‌گذارد. با این حال، به طور غیرمستقیم، می‌تواند منجر به افزایش کارمزدها یا قیمت بیت کوین شود؛ زیرا ماینرها برای جبران هزینه‌های خود به دنبال دریافت کارمزد‌های بیشتر برای تایید تراکنش‌ها خواهند بود.

تمام تراکنش‌هایی که انجام می‌دهیم ابتدا وارد استخری به نام mempool می‌شوند. سپس ماینرها تعدادی از این تراکنش‌ها را انتخاب می‌کنند و با آن‌ها یک بلاک تشکیل می‌دهند و شروع به حل مسئله‌ی ریاضی برای پیدا کردن هش معتبر می‌کنند. اولین ماینری که هش معتبر بلاک خود را پیدا کند، آن بلاک را وارد زنجیره می‌کند و تمام تراکنش‌های داخل آن بلاک تایید می‌شوند. ماینرها برای افزایش سود خود، تراکنش‌هایی را وارد بلاک خود می‌کنند که کارمزد بیشتری پرداخت کرده باشند. این امر می‌تواند برای کاربران، به خصوص آن‌هایی که تراکنش‌های خرد روزمره انجام می‌دهند چالش ایجاد کند. همچنین افزایش سختی شبکه ممکن است باعث شود که ماینرها بیتکوین‌های خود را به علت نداشتن صرفه‌ی اقتصادی نفروشند. این امر موجب کاهش عرضه‌ی بیت‌کوین و در نتیجه افزایش قیمت آن‌خواهد شد.

جمع‌بندی

سختی شبکه بیت‌کوین، جزء جدایی‌ناپذیر این شبکه است و نقشی کلیدی در عملکرد آن ایفا می‌کند. سختی شبکه، مزایای متعددی مانند امنیت و ثبات را به ارمغان می‌آورد، اما در عین حال، چالش‌هایی نیز به وجود می‌آورد. یافتن تعادلی بین این مزایا و معایب، برای تضمین آینده‌ای روشن برای شبکه بیت کوین ضروری خواهد بود. افزایش سختی شبکه، می‌تواند به حفظ امنیت و ثبات شبکه بیت کوین کمک کند. با این حال، چالش‌های مربوط به مصرف انرژی و تمرکز قدرت را نیز تشدید می‌کند. یافتن راه‌حل‌های مناسب برای این چالش‌ها، برای تضمین پایداری و توسعه بلندمدت شبکه بیت‌کوین ضروری است.

سوالات متداول

منابع: En.bitcoin | investopedia.com | coindesk.com