آیا می‌دانستید که پیچیدگی یا سختی استخراج بیت کوین همیشه یک اندازه نیست؟ در سال ۲۰۰۹ هر کسی می‌توانست با یک تلفن همراه ساده به‌سرعت تعداد زیادی بیت کوین استخراج کند، اما در حال حاضر برای استخراج کردن همان مقدار بیت کوین به انبارهای صنعتی وسیع پر از هزاران دستگاه مخصوص نیاز است که بتوانند میلیون‌ها میلیون عملیات را در ثانیه انجام دهند. در این مقاله با یکی از مفاهیم مهم مربوط به استخراج بیت کوین، یعنی «سختی» استخراج یا سختی شبکه که عامل دشوارتر شدن تدریجی استخراج کردن بیت کوین است آشنا خواهید شد.
سختی شبکه یا سختی استخراج بیت کوین چیست؟
پیچیدگی یا سختی استخراج بیت کوین به‌صورت پویا تغییر می‌کند. اما این دقیقاً به چه معنی است؟ این گفته در اصل به این معنی است که سختی استخراج بلوک‌ها در شبکه بیت کوین همیشه یکسان نیست. این سختی گاهی اوقات بیشتر و گاهی اوقات کمتر می‌شود (اگرچه در حال حاضر روند بلندمدت آن صعودی است).
به زبان ساده، سختی استخراج بیت کوین راهی برای ثابت نگه‌داشتن میانگین زمان بین ایجاد بلوک‌های جدید باتوجه‌به تغییر قدرت هش در شبکه بیت کوین است.
ساتوشی بیت کوین را به‌گونه‌ای طراحی کرد تا زمان بین اضافه شدن بلاک‌های جدید به بلاکچین به طور متوسط ۱۰ دقیقه باشد. مثلاً وقتی قدرت هش در شبکه بیت کوین بالا می‌رود سختی استخراج بلوک‌های جدید هم افزایش پیدا می‌کند تا این زمان ۱۰ دقیقه‌ای ثابت نگه داشته شود.
سختی استخراج معیاری از میزان سختی «حل کردن» بلوک‌های بیت‌کوین توسط ماینرها برای دریافت پاداش بیت‌کوین است یا از نظر فنی، میزان سختی درست حدس زدن یک هش معتبر کمتر از مقدار هدف برای ماینرها است.
هر چه مقدار هدف توسط پروتکل کمتر تعیین شده باشد، حدس زدن آن سخت‌تر خواهد بود. سختی استخراج هر ۲۰۱۶ بلوک به طور متوسط هر ۲ هفته یک بار تغییر پیدا می‌کند.
اصطلاح «سختی» به عنوان واحد اندازه‌گیری در فرایند استخراج ارزهای دیجیتال استفاده می‌شود و به معنی میزان دشواری یافتن هش بلوک است.
این هش باید ویژگی‌های موردنظر در آن بلاکچین را داشته باشد. هر بلوک در شبکه با یک رِیت مشخص که توسط پروتکل بلاکچین تعیین می‌شود تولید می‌شود و این آهنگ تولید بلوک باید تا حدی ثابت باقی بماند.
چرا سختی استخراج تغییر می‌کند؟
یکی از مهم‌ترین سؤالاتی که در این لحظه ممکن است برایتان پیش بیاید این است که «چرا سختی استخراج بیت کوین یا همان سختی شبکه تغیر می‌کند؟»
برای پاسخ به این سؤال مورد بیت کوین را به‌عنوان‌مثال در نظر بگیرید. در کد بیت کوین قید شده است که به طور متوسط هر ۱۰ دقیقه یک بلوک جدید استخراج شود. برای استخراج بلوک ماینرها باید عدد نانس (Nonce) را که دارای شرایط الگوی موردنظر است پیدا کنند.
هر ماینری که قدرت محاسباتی بیشتری (برای مثال هزاران دستگاه ای‌سیک یا استفاده از یک مکانیسم جدید برای انجام سریع‌تر عملیات) داشته باشد خواهد توانست خیلی سریع نانس مناسب را پیدا کند و در فاصله کمتر از میانگین ۱۰ دقیقه یک بلوک جدید ایجاد کند. اینجاست که یکی از مهم‌ترین مؤلفه‌های بیت کوین به نام «تنظیم مجدد سختی استخراج» اهمیت پیدا می‌کند.
در نبود این تنظیم مجدد، آن ماینر قدرتمند تمام بلوک‌ها را در مدت کوتاهی استخراج می‌کند و موجب تحریف منحنی انتشار بیت کوین که از قبل در مدل اقتصادی پروتکل بیت کوین ترسیم شده است می‌شود؛ به این معنی که او در مدت زمان کوتاهی تمام بیت کوین‌ها را استخراج می‌کند.
برای جلوگیری از این اتفاق ناگوار، قابلیت تنظیم مجدد سختی استخراج وارد عمل می‌شود و پیچیدگی مسئله ریاضی موردنظر را افزایش داده و زمان تولید بلوک‌های جدید را دوباره به ۱۰ دقیقه (به طور متوسط) بازمی‌گرداند.
سختی استخراج بیت کوین هر چند وقت یک بار بازنشانی می‌شود؟
تنظیمات سختی استخراج به پروتکل‌های برنامه‌نویسی و عملیاتی هر بلاکچین و ارز دیجیتال بستگی دارد. همان‌طور که قبلاً توضیح دادیم، سختی استخراج در شبکه بیت کوین به‌گونه‌ای است که ماینرها می‌توانند تقریباً هر ۱۰ دقیقه یک بلوک جدید را حل و تولید کنند؛ در صورت عدم رعایت این شرط، درجه سختی بازنشانی می‌شود.
این بازنشانی به طور خودکار هر ۲۰۱۶ بلوک (تقریباً هر دو هفته) یک بار انجام می‌شود. در واقع، در هر یک از گره‌های شبکه بیت کوین از قبل یک کد ویژه در کد منبع شبکه بیت کوین وجود دارد که برای این کار آماده شده است.
در نتیجه، هر بار که ۲۰۱۶ بلوک جدید استخراج شد، همه گره‌ها سختی شبکه را مجدداً محاسبه می‌کنند و به یک سطح جدیدی از سختی اثبات کار (PoW) می‌رسند.
سختی استخراج بیت کوین چگونه تعیین می‌شود؟
اول از همه توجه به این نکته مهم است که سختی استخراج کاملاً مستقل از تعداد تراکنش‌ها یا ارزش تراکنش‌ها است. با این حال، این مقدار با قدرت هش شبکه، و بنابراین، با هدف و زمان استخراج ارتباط دارد.
سختی استخراج بیت کوین به‌گونه‌ای برنامه ریزی شده است که بسته به تعداد ماینرهایی که برای استخراج «بلوک» حاوی تراکنش‌های بعدی در شبکه بلاکچین ارز دیجیتال رقابت می‌کنند افزایش یا کاهش یابد. این بازنگری در سطح سختی معمولاً هر دو هفته یک بار انجام می‌شود.
استخراج رمز ارزها شامل استفاده ماینرها از قدرت محاسباتی خود برای حل مسائل پیچیده ریاضی به منظور تایید اعتبار تراکنش‌ها انجام می‌شود که در ادامه به شکل یک سابقه دائمی و غیرقابل تغییر به بلاکچین اضافه می‌شوند. ماینرها در ازای حل بلوک‌های جدید بیت کوین پاداش می‌گیرند.
وقتی تعداد ماینرهای در حال رقابت برای یافتن بلوک بعدی افزایش پیدا می‌کند سرعت استخراج بلوک‌ها هم بیشتر می‌شود که این به نوبه خود باعث می‌شود که بلاکچین فرایند حل کردن بلوک‌ها را سخت‌تر کند و سرعت اضافه شدن بلوک‌های جدید به بلاکچین را در سطح ده دقیقه یک بار حفظ کند.
در سوی مقابل، زمانی که ماینرهای کمتری قدرت محاسباتی خود را به حل بلوک‌های شبکه اختصاص می‌دهند -مانند قانون منع استخراج بیت کوین در چین که باعث آفلاین شدن تعداد زیادی از ماینرها شد- سختی استخراج به‌گونه‌ای برنامه‌ریزی شده است که برای حفظ سرعت تولید یک بلوک در هر ۱۰ دقیقه نسبت به گذشته کاهش پیدا کند.
فرمول محاسبه میزان سختی استخراج بیت کوین به‌صورت زیر است:
سختی = سختی هدف (۱) / سختی فعلی
که در آن هدف یک عدد ۲۵۶ بیتی است؛ سختی هدف ممکن است در روش‌های مختلف اندازه‌گیری سختی متفاوت باشد. این عدد به طور سنتی بیانگر یک هش است که در آن ۳۲ بیت اولیه صفر و باقیمانده یک است (که به عنوان «سختی گروه» یا «piff» شناخته می‌شود).
پروتکل بیت کوین اهداف را به‌صورت یک نقطه شناور سفارشی با دقت پایین نشان می‌دهد، در نتیجه کاربران بیت کوین اغلب بر این اساس سختی را به‌صورت تقریبی محاسبه می‌کنند که به عنوان «bdiff» شناخته می‌شود.
شبکه بیت کوین به نوبه خود زمان واقعی استخراج شدن ۲۰۱۶ بلوک آخر در زنجیره را تأیید می‌کند و آن را با ۲۰۱۶۰ دقیقه مجاز مقایسه می‌کند. لازم به ذکر است که عدد ۲۰۱۶۰ از ضرب کردن تعداد ۲۱۶۰ بلوک در ۱۰ (زمان لازم برای تولید هر بلوک به دقیقه) به دست آمده است.
سپس با استفاده از این داده‌ها رابطه بین فاصله زمانی واقعی و فاصله زمانی تخمین زده شده بین تولید بلوک‌ها محاسبه می‌شود. پس از انجام محاسبات مربوط به سختی از طریق فرمول بالا می‌توان پی برد که آیا سختی استخراج باید افزایش یا کاهش پیدا کند.
سختی استخراج نشان‌دهنده چیست؟
سختی در بلاکچین نقش بسیار مهمی دارد. اولاً، سختی تولید و فعال‌سازی ارزهای دیجیتال را با یک نرخ ثابت و از پیش تعیین شده تنظیم می‌کند. ثانیاً، به ثابت ماندن زمان تولید بلوک‌های ارزهای دیجیتال کمک کرده و در نتیجه از مشکلات امنیتی و احتمال تقلب جلوگیری می‌کند.
زمانی که ارزش یک ارز دیجیتال افزایش می‌یابد ماینرها به استخراج آن ارز گرایش پیدا می‌کنند و در نتیجه قدرت هش شبکه آن رمز ارز افزایش می‌یابد؛
در اینجاست که سختی استخراج به‌صورت خودکار بازنشانی شده و افزایش می‌یابد. به این ترتیب سرعت انتشار کوین ثابت می‌ماند.
علاوه بر این، از آنجایی که زمان زیادی بین تولید هر بلوک وجود دارد، ماینرها امنیت بیشتری را برای شبکه فراهم می‌کنند و می‌توانند تأیید کنند که همه بلوک‌ها الزامات شبکه را برآورده کرده‌اند یا خیر.
بنابراین، یکی از دلایل اهمیت ویژگی سختی استخراج این است که تضمین می‌کند بلوک‌ها با سرعت از پیش تعیین شده توسط پروتکل و امنیت شبکه تولید شده و حتی با پیوستن ماینرهای بیشتری به شبکه و افزایش قدرت هش آن کارایی شبکه به مخاطره نمی‌افتد.
اثرات کاهش سختی استخراج چیست؟
جدا از اینکه کاهش سختی موجب آسان‌تر شدن استخراج بیت کوین از طریق فرایند استخراج می‌شود، یکی از بزرگ‌ترین مزایای کاهش سختی برای کاربران بیت کوین به عنوان یک روش پرداخت کاهش کارمزدهای تراکنش است؛ این به این معنی است که کاربران پرداخت‌های انجام شده با بیت کوین را با هزینه کمتری نسبت به قبل انجام می‌دهند.
ماینرهایی مانند آن‌هایی که در آمریکای شمالی مستقر هستند که تحت تاثیر ممنوعیت استخراج چین قرار نگرفتند نیز احتمالاً شاهد افزایش سود خود خواهند بود زیرا کاهش سختی به آنها اجازه می‌دهد تا حداقل تا افزایش دوباره سختی بیت کوین را با سرعت بیشتری استخراج کنند.
با این حال اگرچه ممکن است ماینرها و کاربران از کاهش سختی استقبال کنند اما این کاهش قدرت موجب افزایش آسیب‌پذیری – هرچند جزئی- شبکه در برابر حملات هکرها می‌شود.
تاثیر سختی استخراج بر قیمت بیت کوین
سختی شبکه یا سختی استخراج بیت کوین یکی از معیارهای مهم است که معامله‌گران و سرمایه‌گذاران به دلایل مختلفی باید در نظر بگیرند.
سال گذشته شاهد نگرانی برخی از تحلیلگران در مورد احتمال «مارپیچ مرگ بیت کوین» بودیم. به طور خلاصه، این نگرانی از این قرار است که برخی معتقدند که با کاهش قیمت بیت کوین در نهایت ماینرهایی که از پس هزینه‌های استخراج برنمی‌آیند دستگاه‌هایشان را خاموش خواهند کرد و اگر سختی به سرعت قیمت کاهش پیدا نکند قیمت بیت کوین پس از مدت کوتاهی در یک حرکت مارپیچ‌وار به صفر خواهد رسید.
در حالی که در آن زمان بسیاری این ادعاها را رد کردند و با اشاره به تنظیم شدن سختی استخراج مطابق با شرایط موجود، احتمال ایجاد هارد فورک به عنوان آخرین راه‌حل، و مشوق‌های طولانی مدت ماینرها نشان دادند که نگرانی‌های این افراد در مورد فرا رسیدن زمستان ارزهای دیجیتال بی اساس است.
علاوه بر این، ممکن است بین قیمت و سختی همبستگی وجود داشته باشد.
نظریه‌های زیادی در مورد همبستگی احتمالی بین قیمت بیت کوین و سختی (یا قیمت و هش ریت – که باعث ایجاد سختی می‌شود) وجود دارد.
برخی معتقدند که هش و سختی استخراج به قیمت بیت کوین وابسته و دنباله‌رو آن است. در این صورت زمانی که قیمت بیت کوین شروع به افزایش می‌کند ماینرهای بیشتری تشویق می‌شوند تا وارد عمل شوند و به امید افزایش بیشتر قیمت در آینده قدرت هش و به تبع آن سختی استخراج بیت کوین را بالا می‌برند.
گروهی دیگر، مانند کهنه‌کار وال استریت «مکس کیزر» معتقدند که این رابطه برعکس عمل می‌کند و قیمت دنباله‌رو هش ریت (و در نتیجه سختی) است؛ او از زمانی که قیمت بیت کوین ۳ دلار بود به این رابطه اعتقاد داشته است.
برخی از نظریه‌پردازان بحث برانگیزتر فکر می‌کنند که یک «قانون قدرت» بین قیمت بیت کوین و سختی وجود دارد. با ترسیم کردن تاریخچه قیمت بیت کوین در برابر سختی فرمولی به دست می‌آید که این افراد معتقدند می‌توان از آن برای تعیین قیمت بیت کوین بر اساس سختی استفاده کرد.
چه هش ریت و سختی دنباله‌رو قیمت باشند یا برعکس، یا اینکه بتوان فرمول دقیقی را برای همبستگی بین این دو در نظر گرفت، به نظر می‌رسد در هر صورت میان این عوامل یک همبستگی وجود داشته باشد. بنابراین زیر نظر گرفتن سختی استخراج بیت کوین باید بخشی از استراتژی هر سرمایه‌گذاری باشد.
