استخراج بیت‌کوین

استخراج بیت‌کوین چیست؟

استخراج بیت‌کوین فرآیند ایجاد بیت‌کوین جدید با حل پازل است. این شامل سیستم‌های محاسباتی مجهز به تراشه‌های تخصصی است که برای حل پازل‌های ریاضی با هم رقابت می‌کنند. اولین ماینر بیت‌کوین که به این سیستم‌ها گفته می‌شود، برای حل این معما با بیت‌کوین پاداش می‌گیرد.

فرآیند ماینینگ همچنین تراکنش‌های موجود در شبکه ارزدیجیتال را تایید می‌کند و آن‌ها را قابل اعتماد می‌کند. برای مدت کوتاهی پس از راه‌اندازی بیت‌کوین، روی رایانه‌های رومیزی با واحدهای پردازش مرکزی معمولی (CPU) استخراج شد. اما این روند بسیار کند بود. اکنون این ارزدیجیتال با استفاده از استخرهای استخراج بزرگی که در بسیاری از مناطق جغرافیایی پخش شده‌اند، تولید می‌شود.

استخراج‌کنندگان بیت‌کوین، سیستم‌های استخراجی را جمع‌آوری می‌کنند که مقادیر زیادی برق مصرف می‌کنند تا ارزدیجیتال را استخراج کنند. در مناطقی که برق با استفاده از سوخت‌های فسیلی تولید می‌شود، استخراج بیت‌کوین برای محیط زیست مضر تلقی می‌شود. در نتیجه، بسیاری از استخراج‌کنندگان بیت‌کوین، عملیات خود را به مکان‌هایی با منابع تجدیدپذیر انرژی منتقل کرده‌اند تا تأثیر بیت‌کوین بر تغییرات آب و هوایی را کاهش دهند.

بیشتر بخوانید: کیف‌پول بیت‌کوین

نکات کلیدی

استخراج بیت‌کوین فرآیند ایجاد بیت‌کوین جدید با حل یک پازل محاسباتی است.
استخراج بیت‌کوین برای حفظ دفتر کل تراکنش‌هایی که بیت‌کوین بر آن استوار است، ضروری است.
ماینرها در چند سال گذشته بسیار پیچیده شده‌اند و از ماشین آلات پیچیده برای سرعت بخشیدن به عملیات معدن استفاده می‌کنند.
استخراج بیت‌کوین به دلیل اینکه دوستدار محیط زیست تلقی نمی‌شود، بحث و جدل ایجاد کرده است.
همانطور که طلا از زمین با استفاده از ابزار و ماشین آلات بزرگ استخراج می‌شود، استخراج بیت‌کوین نیز از سیستم‌های بزرگ مشابه مراکز داده استفاده می‌کند. این سیستم‌ها پازل‌های ریاضی ایجاد شده توسط الگوریتم بیت‌کوین را برای تولید سکه‌های جدید حل می‌کنند.
استخراج‌کنندگان بیت‌کوین با حل مسائل ریاضی محاسباتی، شبکه ارزدیجیتال را با تأیید اطلاعات تراکنش‌های آن قابل اعتماد می‌کنند. آن‌ها یک مگابایت (MB) تراکنش را تأیید می کنند به اندازه یک بلوک این تراکنش‌ها از نظر تئوری می‌توانند به کوچکی یک تراکنش باشند، اما بسته به مقدار داده‌ای که هر تراکنش ذخیره می‌کند، اغلب چندین هزار هستند. ایده تایید اطلاعات تراکنش بیت‌کوین، جلوگیری از خرج مضاعف است.

با ارزهای چاپی، جعل همیشه یک مسئله است. اما به طور کلی، وقتی 20 دلار در فروشگاه خرج می‌کنید، آن صورت حساب در دست منشی است. با این حال، در مورد ارزدیجیتال، داستان متفاوت است.
اطلاعات دیجیتالی را می‌توان نسبتاً به راحتی باز تولید کرد، بنابراین با بیت‌کوین و سایر ارزهای دیجیتال، این خطر وجود دارد که خرج کننده بتواند از بیت‌کوین خود کپی کرده و آن را در حالی که هنوز روی نسخه اصلی نگه داشته است، به طرف دیگری ارسال کند.
تراکنش‌های بیت‌کوین در بلوک‌هایی جمع می‌شوند که به پایگاه داده‌ای به نام بلاک‌چین اضافه می‌شوند. گره‌های کامل در شبکه بیت‌کوین رکوردی از بلاک‌چین را حفظ می‌کنند و تراکنش‌های انجام شده روی آن را تأیید می‌کنند.

استخراج‌کنندگان بیت‌کوین کل تاریخچه بلاک‌چین را دانلود کرده و تراکنش‌های معتبر را در یک بلوک جمع آوری می‌کنند. اگر بلوک تراکنش‌های مونتاژ شده توسط سایر ماینرها پذیرفته و تأیید شود، ماینر پاداش بلوکی دریافت می‌کند.
پاداش بلوک هر 210000 بلوک (یا تقریباً هر چهار سال) نصف می‌شود. در سال 2009، 50 بود. در سال 2013، مقدار پاداش به 25 کاهش یافت و در سال 2016، 12.5 شد. در جدیدترین رویداد نصف شدن بیت‌کوین، پاداش به 6.25 تغییر یافت.

یکی دیگر از انگیزه‌های ماینرهای بیت‌کوین برای مشارکت در این فرآیند، کارمزد تراکنش است. علاوه بر جوایز، ماینرها از هر تراکنش موجود در آن بلوک تراکنش‌ها نیز کارمزد دریافت می‌کنند. از آن‌جایی که بیت‌کوین به سقف برنامه‌ریزی شده 21 میلیونی خود می‌رسد (که در حدود 2140 پیش بینی می‌شود)، ماینرها برای پردازش تراکنش‌هایی که کاربران شبکه می‌پردازند، پاداش دریافت می‌کنند. این هزینه‌ها تضمین می‌کند که ماینرها همچنان انگیزه استخراج و حفظ شبکه را دارند. ایده این است که رقابت برای این هزینه‌ها باعث می‌شود که پس از پایان رویدادهای نصف شدن، کم باقی بمانند.

معمای ریاضی استخراج بیت‌کوین چیست؟

در قلب استخراج بیت‌کوین یک پازل ریاضی وجود دارد که ماینرها قرار است برای به‌دست‌آوردن پاداش بیت‌کوین آن را حل کنند. این پازل اثبات کار (PoW) نامیده می‌شود، که اشاره‌ای به کار محاسباتی استخراج‌کننده‌ها برای استخراج بیت‌کوین است. در حالی که اغلب از آن به عنوان استخراج پیچیده یاد می‌شود، در واقع، پازل استخراج نسبتاً ساده است و می‌توان آن را به عنوان حدس و گمان توصیف کرد.
ماینرها در شبکه بیت‌کوین سعی می‌کنند یک عدد 64 رقمی هگزادسیمال به نام هش بیابند که کمتر یا مساوی با هش هدف در SHA256، الگوریتم PoW بیت‌کوین است. سیستم‌های ماینر از نیروی بی‌رحم قابل‌توجهی به شکل واحدهای پردازشی متعددی استفاده می‌کنند که روی هم چیده شده‌اند و هش‌ها را با سرعت‌های مختلف بیرون می‌دهند مگا هش در ثانیه (MH/s)، گیگا هش در ثانیه (GH/s)، یا تراهش در ثانیه (TH/s)) بسته به واحد، حدس‌زدن تمام ترکیبات 64 رقمی ممکن تا زمانی که به یک راه حل برسند. سیستم‌هایی که عددی کمتر یا مساوی هش را حدس می‌زنند با بیت‌کوین پاداش می‌گیرند.
در اینجا یک مثال برای توضیح روند وجود دارد. از دوستان می‌خواهم عددی بین 1 تا 100 را که من فکر کرده‌ام و روی یک کاغذ یادداشت کرده‌ام حدس بزنند. دوستان من مجبور نیستند عدد دقیق را حدس بزنند. آن‌ها فقط باید اولین نفری باشند که عددی کمتر یا مساوی عدد من را حدس می‌زند.
اگر من به عدد 19 فکر می‌کنم و دوستی با 21 می‌آید، آن‌ها می‌بازند زیرا 21 بزرگتر از 19 است. اما اگر کسی 16 را حدس بزند و دوست دیگری 18 را حدس بزند، آن دومی برنده می‌شود زیرا 18 به 19 نزدیک‌تر است تا 16 به عبارت بسیار ساده، معمای ریاضی استخراج بیت‌کوین همان وضعیتی است که در بالا توضیح داده شد، به جز اعداد هگزا دسیمال 64 رقمی و هزاران سیستم محاسباتی.

بیشتر بخوانید: دلایل افزایش قیمت بیت‌کوین چیست؟

سختی استخراج چیست؟

یکی از اصطلاحاتی که اغلب در ادبیات استخراج بیت‌کوین با آن مواجه می‌شوید سختی استخراج است. سختی ماینینگ به دشواری حل پازل ریاضی و تولید بیت‌کوین اشاره دارد. دشواری استخراج بر نرخ تولید بیت‌کوین تأثیر می‌گذارد.
دشواری استخراج هر 2016 بلوک یا تقریباً هر دو هفته یکبار تغییر می‌کند. سطح دشواری موفقیت آمیز به میزان کارآمدی ماینرها در چرخه قبلی بستگی دارد. همچنین تحت تأثیر تعداد ماینرهای جدیدی است که به شبکه بیت‌کوین ملحق شده‌اند زیرا نرخ هش یا میزان قدرت محاسباتی به کار گرفته شده برای استخراج ارزدیجیتال را افزایش می‌دهد.

در سال‌های 2013 و 2014، با افزایش قیمت بیت‌کوین، استخراج‌کنندگان بیشتری به شبکه آن ملحق شدند و میانگین زمان کشف یک بلوک تراکنش از 10 دقیقه به 9 دقیقه کاهش یافت. اما برعکس آن نیز می‌تواند صادق باشد. یعنی هر چه ماینرها برای یافتن راه حل رقابت کنند، مشکل دشوارتر می‌شود. اگر توان محاسباتی از شبکه خارج شود، سختی به سمت پایین تنظیم می‌شود تا استخراج آسان‌تر شود.
سطح دشواری استخراج در آگوست 2020 بیش از 16 تریلیون بود. یعنی احتمال اینکه یک کامپیوتر هش کمتری از هدف تولید کند 1 در 16 تریلیون است. برای در نظر گرفتن این موضوع، احتمال برنده شدن جکپات پاوربال با یک بلیط بخت آزمایی 44500 برابر بیشتر از انتخاب هش صحیح با یک بار امتحان است.

اقتصاد استخراج بیت‌کوین چیست؟

در پایان روز، استخراج بیت‌کوین یک سرمایه‌گذاری تجاری است. سود حاصل از خروجی آن بیت‌کوین به سرمایه‌گذاری انجام شده در ورودی‌های آن بستگی دارد.
سه هزینه اصلی در استخراج بیت‌کوین وجود دارد:
الکتریسیته: این توانی است که برای راه اندازی سیستم‌های ماینینگ شما به صورت 24×7 استفاده می‌شود. می‌تواند تا یک صورت‌حساب قابل توجه اجرا شود. بر اساس برخی برآوردها، برق حدود 90 درصد از هزینه‌های استخراج بیت‌کوین را بر عهده دارد. وقتی در نظر بگیرید که این فرآیند به اندازه برق مصرفی برخی کشورها مصرف می‌کند، هزینه‌ها می‌تواند بسیار زیاد باشد.
سیستم‌های استخراج: برخلاف روایت رایج، رایانه‌های رومیزی و سیستم‌های بازی معمولی برای استخراج بیت‌کوین مناسب یا کارآمد نیستند. این فرآیند می‌تواند چنین سیستم‌هایی را گرم کند و باعث مشکلات پهنای باند در یک شبکه خانگی شود. سیستم‌های تراشه یکپارچه ویژه برنامه (ASIC)، که ماشین‌های سفارشی‌سازی شده برای استخراج بیت‌کوین هستند، سرمایه‌گذاری زیر ساختی اصلی برای استخراج‌کنندگان بیت‌کوین هستند. محدوده قیمت برای چنین ماشین‌هایی می‌تواند از 4000 دلار تا 12000 دلار متغیر باشد.

حتی با چنین هزینه‌های بالایی، یک سیستم مجهز به ASIC کمتر از یک بیت‌کوین تولید می‌کند. استخراج‌کنندگان بیت‌کوین هزاران سیستم ASIC را در استخرهای ماینینگ سازماندهی می‌کنند که 7×24 اجرا می‌شوند تا عدد 64 رقمی هگزادسیمال مورد نیاز برای حل یک پازل هش را تولید کنند.
زیرساخت شبکه: سرعت شبکه تفاوت قابل توجهی در فرآیند استخراج بیت‌کوین ایجاد نمی‌کند. با این حال، مهم است که یک اتصال اینترنتی داشته باشید که 24×7 بدون هیچ وقفه‌ای در دسترس باشد. اتصال همچنین باید از استخرهای ماینینگ مجاور تأخیر داشته باشد.

شبکه‌های اختصاصی وابستگی خارجی را کاهش می‌دهند و تضمین می‌کنند که تأخیر به حداقل می‌رسد. آفلاین بودن لزوماً روند همگام‌سازی تراکنش‌ها را متوقف نمی‌کند. اما می‌تواند فرآیند را زمان‌بر و احتمالاً پس از از سرگیری اتصال، مستعد خطا کند.
مجموع هزینه‌های این سه ورودی باید کمتر از خروجی (در این مورد قیمت بیت‌کوین) باشد تا ماینرها از سرمایه‌گذاری خود سود کسب کنند. با توجه به قیمت سرسام آور بیت‌کوین، ایده استخراج ارزدیجیتال خود ممکن است پیشنهاد جذابی به نظر برسد.
با این حال، علیرغم آنچه که طرفداران بیت‌کوین به شما می‌گویند، استخراج ارزدیجیتال یک سرگرمی نیست. این یک سرمایه‌گذاری گران‌قیمت با احتمال شکست بالا است. همانطور که در بخش دشواری استخراج نشان داده شده است، هیچ تضمینی وجود ندارد که حتی پس از صرف هزینه‌ها و تلاش‌های قابل‌توجه، پاداش بیت‌کوین به دست آورید.

تجمیع سیستم‌های ماینینگ برای راه‌اندازی یک کسب‌وکار کوچک که بیت‌کوین را استخراج می‌کند، ممکن است راهی برای خروج از آن ارائه دهد. با این حال، حتی چنین کسب و کارهایی تحت تاثیر قیمت‌های نوسان ارزهای دیجیتال قرار دارند. اگر قیمت کریپتوکارنسی مانند سال 2018 سقوط کند، اجرای سیستم‌های استخراج بیت‌کوین غیراقتصادی می‌شود و ماینرهای کوچک مجبور می‌شوند از تجارت خارج شوند.

کاهش تعداد بیت‌کوین‌هایی که هر چهار سال به ماینرها اعطا می‌شود باعث می‌شود این فعالیت انجام شود.
با توجه به دشواری قابل توجهی که در اقتصاد استخراج بیت‌کوین وجود دارد، این فعالیت در حال حاضر تحت تسلط شرکت‌های استخراج بزرگی است که در قاره‌های مختلف فعالیت دارند. Antpool، بزرگترین شرکت استخراج بیت‌کوین در جهان، استخرهای استخراج را در بسیاری از کشورها راه اندازی می‌کند. بسیاری از شرکت‌های استخراج بیت‌کوین نیز به صورت عمومی درآمده‌اند، اگرچه ارزش‌گذاری آن‌ها نسبتاً متوسط است.

در فرآیند استخراج بیت‌کوین چقدر برق مصرف می‌شود؟

در بیشتر تاریخ کوتاه بیت‌کوین، فرآیند استخراج آن یک فرآیند انرژی بر بوده است. در دهه پس از راه‌اندازی، استخراج بیت‌کوین در چین متمرکز شد، کشوری که برای تولید بیشتر برق خود به سوخت‌های فسیلی مانند زغال سنگ متکی است.

جای تعجب نیست که هزینه‌های انرژی نجومی استخراج بیت‌کوین توجه فعالان تغییرات آب و هوایی را به خود جلب کرده است که این فعالیت را عامل افزایش انتشار گازهای گلخانه‌ای می‌دانند. براساس برخی برآوردها، فرآیند استخراج ارزدیجیتال به اندازه کل کشورها برق مصرف می‌کند. اما طرفداران بیت‌کوین مطالعاتی منتشر کرده‌اند که ادعا می‌کنند انرژی رمزارز عمدتاً از منابع انرژی تجدیدپذیر تامین می‌شود.
نکته‌ای که باید در مورد این مطالعات به خاطر بسپارید این است که آن‌ها بر اساس حدس و گمان‌ها و داده‌های خود گزارش شده از استخرهای استخراج هستند. به عنوان مثال، گزارش Coinshares از سال 2019 چندین فرض را در مورد منابع انرژی استخراج‌کنندگان در ارزیابی آن‌ها از اکوسیستم استخراج بیت‌کوین ارائه می‌کند.

نقشه ژوئیه 2021 از مکان‌های استخراج بیت‌کوین توسط مرکز تأمین مالی جایگزین کمبریج از داده‌های چهار اپراتور استخراج بیت‌کوین BTC.com، PoolIn، ViaBTC و ریخته‌گری استفاده می‌کند، اما آمار AntPool، بزرگ‌ترین اپراتور استخر استخراج در جهان را شامل نمی‌شود. به این ترتیب، ارزیابی دقیق یافته‌های این مطالعات دشوار است.
با این حال، همانطور که جهان برای تامین انرژی خود به سمت منابع انرژی تجدیدپذیر حرکت می‌کند، استخراج بیت‌کوین نیز می‌تواند به یک صنعت سبز تبدیل شود و اکثریت انرژی خود را از منابع انرژی تجدیدپذیر تولید کند.