استخراج ارز دیجیتال؛ روش ها، میزان سود و چالش های پیش رو

از زمان ایجاد پول‌های فیزیکی یا ارزهای فیات (Fiat Money)، مسئولیت انتشار و مدیریت میزان عرضه همواره به عهده بانک‌های مرکزی و دولت‌ها بوده است؛ اما با خلق بلاک چین (Blockchain) و به وجود آمدن ارزهای دیجیتال رمزنگاری شده به رهبری بیت کوین (Bitcoin) که ماهیت فیزیکی ندارند، استخراج یا ماینینگ (Mining) با حذف بانک‌های مرکزی و دولت‌ها انتشار و عرضه سکه‌های جدید را به عهده گرفت.

استخراج ارز دیجیتال به زبان ساده همان تولید رمز ارزهای جدید بر بستر شبکه بلاکچین تحت نظارت تمامی اعضای شبکه و با استفاده از دستگاه‌های خاصی به نام ماینر (Miner) است.

در ادامه مطلب آن چه در مسیر استخراج ارزهای دیجیتال و تولید کوین‌های دیجیتال جدید رخ می‌دهد را توضیح داده و با انواع ماینرها و نحوه کار آن‌ها آشنا می‌شوید. همچنین فاکتورهای موثر در ماینینگ را مورد بررسی قرار داده و نحوه محاسبه سود حاصل از استخراج ارز دیجیتال را بیان می‌کنیم.

ارزهای دیجیتال و روش های دسترسی به آن ها

در بحبوحه بحران مالی جهانی طی سالهای ۲۰۰۷ تا ۲۰۰۹ و به دنبال آن بی‌اعتمادی به بانک‌ها و دولت‌های مرکزی، اولین و با ارزش‌ترین ارز رمزنگاری شده دیجیتال دنیای امروز یعنی بیت کوین (BTC) متولد شد. تاریخ دقیق آن به سوم ژانویه ۲۰۰۹ باز می‌گردد. روزی که اولین بلاک بیت کوین تحت عنوان بلاک آفرینش (Genesis Block) استخراج و ثبت شد.

در هفت ماه اول پس از راه‌اندازی بلاک چین بیت کوین، ساتوشی ناکاموتو (Satoshi Nakamoto) که بعنوان خالق بیت کوین شناخته می‌شود، موفق شد ۱.۱ میلیون بیت کوین استخراج و تولید کند.

در آن دوران تنها دو راه برای بدست آوردن بیت کوین وجود داشت! اولین راه ماینینگ یا استخراج بیت کوین بود. روش دوم، مبادله همتا به همتا (Peer to Peer) یا به اختصار P2P بیت کوین در فروم بیت کوین تاک بود. فرومی که ناکاموتو برای میزبانی از بحث و گفتگو با مضمون بیت کوین ایجاد کرده بود.

اما با گذشت زمان و افزایش علاقه افراد به بیت کوین، در سال ۲۰۱۰ روش‌های جدید دیگری هم برای بدست آوردن بیت کوین ایجاد شد. بیت کوین فاست از اولین روش‌های ارائه‌دهنده بیت کوین به صورت رایگان بود! اما چرا بیت کوین رایگان؟ بیت کوین فاست یک وب سایت بود که در ازای بازدید به هر یک از بازدیدکنندگان خود که آدرس بیت کوین داشت، پنج بیت کوین رایگان ارسال می‌کرد. این وبسایت توسط گاوین آندرسن، توسعه‌دهنده هسته بیت کوین راه‌اندازی شد. در این زمان بود که اولین صرافی‌های آنلاین پدید آمدند.

در همین سال (یعنی سال ۲۰۱۰) بازار بیت کوین راه‌اندازی شد و خبر آن در فروم بیت کوین تاک اعلام گردید. این بازار با در نظر گرفتن یک نرخ مبادله شناور برای بیت کوین، به کاربران اجازه می‌داد با استفاده از پی پال و دلار آمریکا برای خرید بیت کوین اقدام کنند.

به مرور روش‌های دیگری نیز برای کسب دارایی‌های دیجیتال به وجود آمد ولی به طور کلی سه روش اصلی برای بدست آوردن بیت کوین و سایر رمز ارزها وجود دارد که عبارتند از:

• خرید ارز دیجیتال از صرافی‌های معتبر داخلی و خارجی
• ایردراپ‌ها با هدف دریافت رایگان ارزهای دیجیتال
• ماین یا استخراج رمز ارزها

در این مقاله قصد داریم روش سوم به دست آوردن ارزهای دیجیتال که همان Mining یا استخراج است را توضیح داده و چالش‌های پیش روی این شیوه درآمدزایی از رمز ارزها را بیشتر بررسی کنیم.

استخراج ارز دیجیتال (Crypto Mining) چیست؟

قبل از اینکه درباره استخراج ارزهای دیجیتال عمیق تر شویم، خوب است بدانید تمامی ارزهای دیجیتال قابلیت استخراج یا ماینینگ ندارند. تنها رمزارزهایی که از مکانیزم اجماع اثبات کار (PROOF OF WORK) برای اعتبارسنجی تراکنش‌ها استفاده می‌کنند را می‌توان استخراج کرد. در ادامه مقاله درباره مکانیزم اثبات کار و انواع مکانیزم اجماع بیشتر توضیح خواهیم داد.

وقتی صحبت از استخراج می‌شود، اولین موضوعی که در ذهن خیلی از افراد تداعی می‌شود، بدست آوردن رمز ارز رایگان است! اما این رویایی بیش نیست چرا که استخراج ارز دیجیتال یا Crypto Mining عملیاتی بسیار پر هزینه است. ماینینگ، یک فرآیند محاسباتی است که طی آن تراکنش‌های جدید کاربران در یک بلاک چین اعتبارسنجی و تایید شده و در انتها منجر به تولید کوین یا ارز دیجیتال جدید می‌شود.

اجرای این فرآیند محاسباتی نیازمند تعداد زیادی از شبکه‌های کامپیوتری غیر متمرکز در سرتاسر دنیا است که بلاک‌های یک بلاک چین را در برابر حملات، ایمن‌سازی و تایید می‌کند. بلاک در واقع همان دفتر کل توزیع شده (Distributor Ledger) است که تراکنش‌های ارز دیجیتال را ثبت می‌کند.

کامپیوترهای شبکه در ازای مشارکت در فرآیند اعتبارسنجی و استفاده از قدرت پردازششان، تعدادی کوین جدید بعنوان پاداش دریافت می‌کنند.

استخراج رمز ارز، یک ضرورت برای بلاک چین است؛ چرا که دفترکل‌های توزیع شده، فاقد اختیار متمرکز برای اعتبارسنجی تراکنش‌ها هستند. بنابراین، ماینرها با مشارکت در فرآیند اعتبارسنجی تراکنش‌های شبکه که شانس آنها را برای برنده شدن کوین‌های تازه ضرب شده افزایش می‌دهد، تشویق می‌شوند تا شبکه را ایمن کنند.

ماینر (Miner) چیست؟

به بیان ساده، به افرادی گفته می‌شود که با استفاده از دستگاه‌های ماینینگ، ارز دیجیتال استخراج می‌کنند. بهتر است قبل از اینکه به معرفی مفصل تر ماینرها بپردازیم با فلسفه وجودی دستگاه‌های استخراج آشنا شوید.

تایید تراکنش‌ها در ارزهای دیجیتال و در رأس آن‌ها بیت کوین بدون دخالت و نظارت سازمان یا ارگان مرکزی، برای مثال بانک مرکزی یا دولت انجام می‌شود. ولی تراکنش‌ها چطور بررسی شده و از هر گونه تقلب یا کلاهبرداری بدون دخالت نهادهای نظارتی جلوگیری می‌شود؟

این نظارت توسط ماینرها صورت می‌گیرد. به عبارتی دیگر، تراکنش‌ها توسط Minerهای شبکه اعتبارسنجی و تایید می‌شوند و این فرآیند به نظارت هیچ مقام یا سازمان دولتی ای نیاز ندارد.

اما فرآیند تایید چگونه انجام می‌شود؟

ماینرها برای تایید تراکنش‌ها در بلاک چین ارز دیجیتالی مانند بیت کوین، باید یک معادله بسیار دشوار ریاضی به نام هش (Hash) را حل کنند. جواب این مسئله پیچیده عددی است به نام نانس! این کلمه «Nonce» مخفف عبارت «Number Only Used Once» و به معنی “عددی که تنها یک بار به کار می‌‌رود” است. تمام ماینرها در بلاک چین بیت کوین در یک مسابقه ده دقیقه ای، برای یافتن نانس با هم رقابت می‌کنند. در نهایت ماینری که موفق شود زودتر از سایر ماینرها پاسخ درست را پیدا کند پاداش استخراج بلاک (Block Reward) را دریافت می‌کند.

فرایند استخراج برای انجام این عملیات محاسباتی نیازمند تجهیزات به خصوصی بوده که اصطلاحا به آنها ریگ (Mining Rig) گفته می‌شود. این تجهیزات سخت افزاری از نظر قیمت، اندازه، مقیاس، عملکرد و کارایی متفاوت اند. تجهیزات ماینینگ (ریگ) در ۴ دسته کلی قرار می‌گیرند که عبارتند از:

• استخراج با استفاده از پردازنده مرکزی (CPU)
• استخراج با استفاده از پردازنده گرافیکی یا همان کارت گرافیک (GPU)
• استخراج با مدار مجتمع دیجیتال برنامه‌پذیر (FPGA)
• استخراج با مدارهای مجتمع با کاربرد خاص (ASIC)

با توجه به گستردگی و تنوع ویژگی‌های سخت افزاری دستگاه‌های استخراج ارز دیجیتال، ماینرها (مالکان تجهیزات ماینینگ) برای انتخاب دستگاه مورد نظر، دو عامل را مد نظر قرار می‌دهند. فاکتورهای مهم در انتخاب ماینر مناسب عبارتند از:

• هش ریت یا نرخ هش (Hash Rate)
• میزان مصرف برق

در ادامه به توضیح هر یک از این دو فاکتور بصورت جداگانه خواهیم پرداخت.

هش ریت

اولین عامل نرخ هش یا Hash Rate است. هش ریت که با واحد هش بر ثانیه (h/s) اندازه گیری می‌شود، به معنی میزان احتمال حل مسئله رمزنگاری و دریافت پاداش استخراج است. به عبارت دیگر و به بیان ساده می‌توان هش ریت را تعداد حدس‌هایی دانست که ماینر می‌تواند در واحد ثانیه برای یافتن عدد نانس داشته باشد.

برای مثال دستگاهی با قدرت ۵۰۴ ترا هش در ثانیه (TH/s)، می‌تواند در هر ثانیه ۵۰۴ تریلیون حدس مختلف برای عدد نانس بزند. بنابراین دستگاهی که نرخ هش یا هش ریت بالاتری داشته باشد، شانس بیشتری دارد زودتر از دیگران عدد نانس را حدس بزند و می‌توان گفت انتخاب مناسب تر یا دستگاه بهتری است.

مصرف برق دستگاه

دومین فاکتور مهم که در هنگام انتخاب ماینر باید به آن توجه داشت، میزان مصرف برق یا Energy Consumption است که با واحد کیلووات ساعت اندازه گیری می‌شود.
در صورت پایین بودن قدرت هش و بهره وری انرژی، عملیات استخراج ارز دیجیتال ضررده خواهد بود.

استخراج رمز ارزها چگونه انجام می شود؟

اگر تا اینجا مقاله را مطالعه کرده باشید می‌دانید که ماین ارز دیجیتال در واقع فرآیند اعتبارسنجی تراکنش‌های انجام شده روی یک شبکه بلاک چین است که با تعداد واحد مشخصی از رمز ارز تازه تولید شده بعنوان پاداش از ماینرهایی که در این اعتبارسنجی مشارکت دارند قدردانی می‌شود. اما یک ماینر چگونه تراکنش‌ها را تایید می‌کند؟ همراه ما باشید تا بیشتر این موضوع را بررسی کنیم:

اعتبار سنجی تراکنش‌ها نیازمند یک فرآیند منحصربفرد است که از ریاضیات پیچیده ای استفاده می‌کند. برای درک ساده تر این فرآیند را به چهار مرحله اصلی تقسیم می‌کنیم:

نرم افزار استخراج یا ماینینگ جهت تولید پازل هش رمزنگاری شده

این پازل ورودی‌های تراکنش (مبدا) را از چندین معامله انجام شده روی شبکه ارز دیجیتال جمع آوری و درخت مرکل (Merkle Tree) را تولید می‌کند. از نرم افزار ماینینگ برای وصل شدن به استخر استخراج جهت دسترسی به دفتر کل بلاک چین و همینطور معرفی کیف پول به آن استفاده می‌شود.

درخت مرکل برای کمک به بررسی تراکنش‌ها

درخت مرکل فهرستی از هش‌ها در یک بلوک است. تا زمانیکه یک هش واحد بتواند همه چیز را در درخت شناسایی کند، تراکنش‌های موجود در درخت به طور پیوسته با یکدیگر جفت می‌شوند.

سخت افزار قدرتمند برای محاسبه معادلات پیچیده ریاضی

محاسبه و تأیید زمان هر تراکنش در یک بلاک چین برای اطمینان از صحت صد درصدی داده‌های درخت مرکل ضروری است. به طور خلاصه در این مرحله ماینرها باید هش جدیدی را براساس مقدار هش بلاک قبلی، بلاک تراکنش جدید و عدد نانس تولید کنند. ماینرها برای هش جدید باید مقدار نانس را حدس بزنند که این امر نیازمند کامپیوترهایی با قدرت پردازش بالا است. بدین معنی که به GPU و ASIC‌های گران قیمتی نیاز است که با استفاده از آن‌ها بتوان تراکنش‌ها را در سریع ترین زمان ممکن محاسبه و تأیید کرد.

تایید بلاک توسط سایر نودها در بلاک چین

پیدا کردن هش بلاک یا به عبارتی اعتبارسنجی و تایید تراکنش‌ها توسط یک ماینر به تنهایی کافی نیست. بعد از حل مساله چالش برانگیز ریاضی توسط ماینر و پیدا کردن عدد نانس، راه حل باید برای سایر نودهای موجود در بلاک چین نیز ارسال شود تا درستی هش توسط سایر نودها بررسی و در صورت صحت تأیید شود.

زمانیکه این چهار مرحله با موفقیت تکمیل شد، تمام تراکنش‌های درخت مرکل اولیه با هم ترکیب شده و بعنوان یک بلاک جدید به زنجیره بلاک چین اضافه می‌شود. با اضافه شدن بلاک جدید به بلاکچین، ماینری که توانسته بود پازل هش را محاسبه کند بعنوان پاداش، تعدادی از کوین‌های جدید ماین شده در شبکه را دریافت می‌کند.

چه آینده ای برای استخراج ارز دیجیتال پیش بینی می شود؟

داده‌های آماری و نیز تحلیل کارشناسان حوزه کریپتوکارنسی نشان می‌دهد آینده بازارهای مالی متعلق به ارزهای دیجیتال رمزنگاری شده و در صدر آن‌ها بیت کوین است. کاربردهای روز افزون و نیز افزایش پذیرش رمز ارزها توسط شرکت‌های معتبر، لزوم تولید آن‌ها از طریق استخراج یا ماینینگ را بیش از پیش آشکار می‌کند.

صنعت استخراج ارز دیجیتال از سال ۲۰۰۹ و با پیدایش بیت کوین آغاز به کار کرده و همواره تحت تاثیر نوسانات بازار بوده است؛ اما روند کلی آن را می‌توان صعودی توصیف کرد. این فرایند که توسط دستگاه‌هایی به نام ماینر انجام می‌شود، از نظر میزان سوددهی وابسته به میزان مصرف برق ماینرها، هش ریت ماینر و نیز قیمت لحظه ای ارزهای دیجیتال است.

شایان ذکر است که تنها رمزارزهایی قابلیت استخراج دارند که با الگوریتم اجماع اثبات کار (Proof of Work) یا به اختصار PoW کار می‌کنند و در صدر آن‌ها بیت کوین با نماد معاملاتی BTC قرار دارد.

پیشنهاد می‌شود دسته بندی استخراج رمز ارزها در آکادمی آموزشی سایت بیت میت را دنبال کنید تا در جریان آخرین مباحث مرتبط با ماینینگ قرار بگیرید.