موضوع استخراج "بيت‌کوين" به بحث داغ اين روزها در کشورمان تبديل شده است که به دليل مصرف بالاي برق فعلاً از جانب مقامات قضائي ممنوع اعلام شده است، اما ما در اين گزارش سعي داريم شما را با نحوه شکل‌گيري و فلسفه وجودي اين ارز رمزنگاري شده و فناوري بلاک‌چين که حکم "مادر بيت‌کوين" را دارد، آشنا کنيم.
پايگاه خبري فناوري اطلاعات و ارتباطات- بيت‌کوين(Bitcoin) يک ارز رمزنگاري شده يا اصطلاحاً "رمز ارز" است که هنوز مانند پول‌هاي فيزيکي در بسياري از کشورها به رسميت شناخته نمي‌شود اما همان کارکرد را دارد. اين رمز ارز يک ارز ديجيتالي است که روشي خاص براي استخراج دارد و ما در ادامه اين روش را مفصل توضيح مي‌دهيم.
براي آشنايي با بيت‌کوين ابتدا بايد اساس فناوري بلاک‌چين(Blockchian) يا زنجيره بلوکي را شناخت.
اگر طي 10 سال اخير بانکداري، سرمايه‌گذاري و يا ارز رمزنگاري شده (رمز ارز) را دنبال کرده باشيد، ممکن است با واژه و مفهوم بلاک‌چين که فناوري ثبت تراکنش‌ها و فناوري پشتيبان بيت‌کوين است، آشنا شده باشيد. براي کسب اطلاعات بيشتر در مورد بلاک‌چين بايد دانست که بلاک‌چين يک دفتر کل توزيع شده، غير متمرکز و عمومي است. البته فهميدن نحوه کارايي بلاک‌چين به پيچيدگي فهميدن جمله قبل نيست.
بلاک‌چين چيست؟
اگر اين فناوري بسيار پيچيده است، چرا آن را بلاک‌چين مي‌نامند؟ بلاک‌چين در پايين‌ترين سطح خود، به معناي واقعي کلمه يک زنجيره از بلوک‌هاي ديجيتالي است. وقتي ما از کلمات "بلوک" و "زنجيره" در اين زمينه صحبت مي‌کنيم، در واقع درباره اطلاعات ديجيتال (بلوک) ذخيره شده در پايگاه داده عمومي (زنجيره) صحبت مي‌کنيم.
بلوک‌ها در زنجيره بلوکي از قطعات ديجيتالي اطلاعات تشکيل شده‌اند. به طور مشخص آنها سه بخش دارند:
1. بلوک‌ها اطلاعات مربوط به معاملات مانند تاريخ، زمان و مقدار دلاري خريد اخير کاربران از سايت‌هاي خرده‌فروش اينترنتي مانند آمازون را ذخيره مي‌کند.
2. بلوک‌ها اطلاعات مربوط به اينکه چه کسي در تراکنش‌ها دخيل است را ذخيره مي‌کند. مثلاً يک بلوک براي خريد شما از آمازون، بلوک نام مستعار منحصر به فرد شما را همراه با سايت آمازون ثبت مي‌کند. بنابراين به جاي استفاده از نام واقعي شما، خريد شما بدون هيچ اطلاعات شناسايي هويت و با استفاده از يک امضاي ديجيتال منحصر به فرد مانند يک نام کاربري ثبت مي‌شود.
3. بلوک‌ها اطلاعاتي را ذخيره مي‌کنند که آنها را از بلوک‌هاي ديگر متمايز مي‌کند. مثل اينکه دو نفر نام‌هاي متفاوتي دارند تا از يکديگر تشخيص داده شوند، هر بلوک هم يک کد منحصر به فرد به نام "هش"(hash) ذخيره مي‌کند که به ما اجازه مي‌دهد آن را از هر بلوک ديگر متمايز بدانيم.
يک بلوک واحد در بلاک‌چين بسته به اندازه تراکنش‌ها مي‌تواند تا يک مگابايت داده ذخيره کند. به اين معني که يک بلوک واحد مي‌تواند چند هزار تراکنش را زير يک سقف جمع کند.
بلاک‌چين چگونه کار مي‌کند؟
هنگامي که يک بلوک داده‌هاي جديد را ذخيره مي‌کند، در انتها به زنجيره بلوکي اضافه مي‌شود. زنجيره بلوکي همانطور که از نامش پيداست، متشکل از چند بلوک متصل شده است و براي اينکه يک بلوک به بلاک‌چين اضافه شود، بايد چهار چيز اتفاق بيافتد: معامله بايد رخ دهد، بايد تأييد شود، بايد در يک بلوک ذخيره شود و در نهايت بايد يک "هش" به آن بلوک اختصاص داده شود.
هنگامي که يک بلوک جديد به بلاک‌چين اضافه مي‌شود، در معرض ديد همگان قرار مي‌گيرد و به صورت عمومي در دسترس است. اگر نگاهي به بلاک‌چين بيت‌کوين بياندازيد، خواهيد ديد که شما به داده‌هاي تراکنش، همراه با اطلاعات در مورد زمان، مکان و کسي که بلوک را به بلاک‌چين اضافه کرده، دسترسي داريد.
آيا بلاک‌چين خصوصي است؟
همه مي‌توانند محتويات بلاک‌چين را مشاهده کنند، اما کاربران همچنين مي‌توانند رايانه خود را به شبکه بلاک‌چين وصل کنند. با انجام اين کار، رايانه يک کپي از بلاک‌چين را دريافت مي‌کند که به طور خودکار هر زمان که يک بلوک جديد اضافه شود به‌روزرساني مي‌شود.
هر رايانه در شبکه بلاک‌چين، يک کپي از بلاک‌چين دارد، به اين معني که هزاران يا در مورد بيت‌کوين، ميليون‌ها نسخه از يک بلاک‌چين وجود دارد. اگرچه که کپي‌هاي بلاک‌چين يکسان هستند، اما انتشار اطلاعات در يک شبکه از رايانه‌ها باعث مي‌شود که دستکاري اطلاعات خيلي دشوار باشد. در واقع يک هکر براي هک اطلاعات بلاک‌چين نياز به دستکاري هر کپي از بلاک‌چين در شبکه دارد!
آيا بلاک‌چين امن است؟
فناوري بلاک‌چين با چندين روش حافظ مسائل امنيتي است. اول اينکه بلوک‌هاي جديد هميشه به صورت خطي و با زمان‌بندي ذخيره مي‌شوند. به عبارت ديگر آنها هميشه به انتهاي بلاک‌چين اضافه مي‌شوند. اگر نگاهي به بلاک‌چين بيت‌کوين بياندازيد، مي‌بينيد که هر بلوک موقعيتي را در زنجيره دارد به نام "هِيت" به معني ارتفاع. در فوريه 2019 ارتفاع بلوک‌ها به 562 هزار رسيده بود.
پس از اينکه يک بلوک به انتهاي بلاک‌چين اضافه شد، به عقب برگشتن و تغيير محتويات بلوک بسيار دشوار است، چرا که هر بلوک حاوي "هش" مخصوص خود همراه با "هش" بلوک قبل از خود است.
کدهاي "هش" توسط يک تابع رياضي ايجاد مي‌شوند که اطلاعات ديجيتال را به يک رشته از اعداد و حروف تبديل مي‌کند. اگر اطلاعات بلوک به هر نحوي ويرايش شود، کد "هش" نيز تغيير مي‌کند.
به همين دليل است که بلاک‌چين امنيت بالايي دارد. بنابراين اگر يک هکر بخواهد يکي از تراکنش‌ها در يکي از از بلوک‌ها را دستکاري کند مجبور خواهد بود تمام بلوک‌هاي بعد از آن را نيز دستکاري کند و براي اين کار بايد ابتدا کدهاي هش هر بلوک را پيدا کند که چيزي در حد غيرممکن است.
براي حل مسئله اعتماد، شبکه‌هاي بلاک‌چين مسائل رياضي را براي رايانه‌هايي که مي‌خواهند به شبکه بپيوندند و بلوک به آن اضافه کنند، طراحي مي‌کند. اين مسائل که "مدل‌هاي اجماع" ناميده مي‌شوند از کاربران مي‌خواهند که خود را قبل از اينکه بتوانند به شبکه بلاک‌چين بپيوندند، اثبات کنند. يکي از رايج‌ترين نمونه‌هاي آن "اثبات کارکرد"(proof of work) ناميده مي‌شود که توسط بيت‌کوين به خدمت گرفته شده است.
در استخراج بيت‌کوين، رايانه‌ها براي "اثبات کارکرد" بايد خود را با حل يک مسئله رياضي محاسباتي پيچيده ثابت کنند. اگر يک رايانه يکي از اين مسائل را حل کند، براي اضافه کردن يک بلوک به بلاک‌چين واجد شرايط مي‌شود.
اما فرآيند اضافه کردن بلوک به بلاک‌چين که جهان رمزنگاري آن را "استخراج"(mining) مي‌نامد، آسان نيست. در واقع احتمال حل يکي از اين مسائل رياضي در شبکه بيت‌کوين در فوريه 2019 حدود 1 در 5.8 تريليون بود! براي حل مسائل پيچيده رياضي با اين ميزان شانس، رايانه‌ها بايد برنامه‌هايي را اجرا کنند که به مقدار هنگفتي انرژي (شما بخوانيد پول) نياز دارند.
"اثبات کارکرد" حمله هکرها را غيرممکن نمي‌کند، اما اين کار را تا حدودي بي‌فايده مي‌کند. اگر يک هکر بخواهد به بلاک‌چين حمله کند، بايد مسائل پيچيده محاسباتي رياضي را حل کند که مثل بقيه تنها 1 در 5.8 تريليون شانس دارد.
ارتباط بلاک‌چين با بيت‌کوين
هدف بلاک‌چين فراهم کردن امکان ثبت و توزيع اطلاعات ديجيتال اما بدون امکان ويرايش است. فهم اين مفهوم مي‌تواند بدون اينکه اين فناوري را در عمل ببينيم، دشوار باشد.
فناوري بلاک‌چين براي اولين بار در سال 1991 توسط "استوارت هابر" و دبليو.اسکات استورنتا" معرفي شد که دو محقق بودند که در پي پياده‌سازي سيستم‌هايي بودند که زمان نشانه‌گذاري اسناد را نتوان در آنها تغيير داد. اما تقريباً تا دو دهه بعد و قبل از ظهور بيت‌کوين در ژانويه 2009 محقق نشد. در واقع اولين ظهور بلاک‌چين و کاربرد آن در دنياي واقعي با بيت‌کوين رقم خورد.
پروتکل بيت‌کوين روي بلاک‌چين ساخته شده است. در يک مقاله پژوهشي که در مورد ارز ديجيتال منتشر شده است، "ساتوشي ناکاموتو" خالق اسطوره‌اي بيت‌کوين، آن را به عنوان يک سيستم نقدي الکترونيک جديد و همتا به همتا معرفي کرد که به هيچ شخص يا سيستم ثالثي اعتماد ندارد.
بر اساس يک مطالعه در سال 2017 توسط مرکز کمبريج، تعداد کل دارندگان بيت‌کوين حدود 5.9 ميليون نفر بوده است. فرض کنيد يکي از اين 5.9 ميليون نفر مي‌خواهد بيت‌کوين خود را در بازار خرج کند. اين جايي است که بلاک‌چين وارد مي‌شود.
هنگامي که پاي پول چاپي وسط باشد، استفاده از آن توسط يک سازمان مرکزي، معمولاً يک بانک مرکزي يا دولت تأييد مي‌شود، اما بيت‌کوين توسط هيچ کسي کنترل نمي‌شود. در عوض، تراکنش‌هاي انجام شده در بيت‌کوين توسط شبکه‌اي از رايانه‌ها تأييد مي‌شوند.
هنگامي که يک شخص براي کالاهاي خريداري کرده خود از حساب بيت‌کوين خود پرداخت انجام دهد، رايانه‌ها در شبکه بيت‌کوين رقابت مي‌کنند تا تراکنش را تأييد کنند. به منظور انجام اين کار، کاربران بر روي رايانه خود يک برنامه اجرا مي‌کنند و سعي مي‌کنند يک مسئله پيچيده رياضي به نام «هش» را حل کنند. هنگامي که يک رايانه مسئله را حل کند، بلوک را تأييد کرده است و معامله کامل به طور عمومي به عنوان يک بلوک در بلاک‌چين ضبط و ذخيره مي‌شود که در اين نقطه غير قابل تغيير مي‌شود.
در مورد بيت‌کوين و اکثر بلاک‌چين‌هاي ديگر، رايانه‌هايي که بلوک‌ها را با موفقيت تأييد و به بلاک‌چين اضافه مي‌کنند، براي کار خود، رمز ارز پاداش مي‌گيرند که فرآيند اين کار و نحوه استحصال پاداش در روش استخراج بيت‌کوين را در ادامه توضيح خواهيم داد.
اگرچه تراکنش‌ها بصورت عمومي در يک بلوک ثبت مي‌شوند، اما اطلاعات کاربر يا ثبت نمي‌شود يا حداقل کامل ثبت نمي‌شود. براي انجام معاملات در شبکه بيت‌کوين، شرکت کنندگان بايد يک برنامه را به نام "والت"(wallet) اجرا کنند. هر والت شامل دو کليد رمزنگاري منحصر به فرد و متمايز است: يک کليد عمومي و يک کليد خصوصي. کليد عمومي، محلي است که در آن تراکنش‌ها به آن سپرده و از آن خارج مي‌شوند. همچنين کليدي است که به عنوان امضاي ديجيتال کاربر بر روي دفتر توزيع بلاک‌چين ظاهر مي‌شود.
کليد عمومي کاربر يک نسخه کوتاه از کليد خصوصي وي است که از طريق يک الگوريتم پيچيده رياضي ايجاد شده است. با اين حال، با توجه به پيچيدگي اين معادله، تقريباً غيرممکن است که روند را معکوس کرده و يک کليد خصوصي را از يک کليد عمومي توليد کرد. به همين دليل، فناوري بلاک‌چين محرمانه محسوب مي‌شود.
در نهايت فناوري بلاک‌چين به دليل ايمني فوق العاده و غير قابل هک بودن مي‌تواند در موارد قابل توجه بسياري به کار گرفته شود و اول از همه بانکداري را متحول کند. همچنين مي‌توان از اين فناوري در مواردي از قبيل پزشکي و سلامت عمومي، ثبت اسناد و دارايي، صنايع غذايي و انتخابات بهره جست. چرا که امکان تقلب و کلاهبرداري در هر يک از اين موارد را از بين خواهد برد.
معاملات کارآمد
سر و سامان دادن به معاملات و تراکنش‌هاي انجام شده از طريق يک مقام مرکزي ممکن است چند روز طول بکشد. براي مثال اگر در روز چهارشنبه يک تراکنش انجام شود، ممکن است تا صبح روز شنبه تأييد نشود. در حالي که بانک‌ها و مؤسسات مالي در ساعات اداري و پنج روز يا پنج روز و نيم در هفته کار مي‌کنند، بلاک‌چين 24 ساعته در هفت روز هفته کار مي‌کند و معاملات مي‌تواند در حدود ده دقيقه کامل شود و تنها چند ساعت پس از آن ايمن مي‌شود. اين امر مخصوصاً براي معاملات خارجي و فرامرزي که معمولاً به دليل مسائل مربوط به منطقه زماني و نياز به تأييد سازمان‌هاي مختلف طول مي‌کشد، مفيد است.
معاملات خصوصي
بسياري از شبکه‌هاي بلاک‌چين به عنوان پايگاه داده‌هاي عمومي عمل مي‌کنند، به اين معني که هر کسي با اتصال به اينترنت مي‌تواند فهرستي از تاريخ تراکنش را در شبکه مشاهده کند. اگر چه کاربران مي‌توانند جزئيات مربوط به تراکنش‌ها را بدست آورند، آنها نمي‌توانند اطلاعات شناسايي مربوط به کاربران را ببينند. اين يک تصور غلط رايج است که شبکه‌هاي بلاک‌چين مانند بيت‌کوين، ناشناس هستند، در حقيقت آنها فقط محرمانه هستند.
به عبارت ديگر، وقتي يک کاربر تراکنش‌هاي عمومي را انجام مي‌دهد، کد منحصر به فرد آن موسوم به کليد عمومي به جاي اطلاعات شخصي در بلاک‌چين ثبت مي‌شود. اگر چه هويت فرد هنوز با آدرس بلاک‌چين وي مرتبط است، اما از دستيابي هکرها به اطلاعات شخصي کاربر جلوگيري مي‌شود.
تراکنش‌هاي امن
هنگامي که يک تراکنش ثبت مي‌شود، اصالت آن بايد توسط شبکه بلاک‌چين تأييد شود. هزاران يا حتي ميليون‌ها رايانه به سرعت براي تأييد جزئيات تراکنش دست به کار مي‌شوند. پس از اينکه يک رايانه تراکنش را تأييد کند، آن را به صورت يک بلوک به بلاک‌چين اضافه مي‌کند. هر بلوک در بلاک‌چين حاوي "هش" منحصر به فرد خود و هش منحصر به فرد بلوک قبل از خود است. هنگامي که اطلاعات در يک بلوک به هر شيوه ويرايش شود، کد هش بلوک تغيير مي‌کند. با اين حال، کد هش بلوک پس از آن تغيير نمي‌کند. اين اختلاف موجب مي‌شود که تغيير در اطلاعات بلاک‌چين بدون اطلاع قبلي بسيار دشوار شود.
شفافيت
با اينکه اطلاعات شخصي در بلاک‌چين خصوصي و محرمانه است، اين فناوري تقريباً هميشه "منبع باز " (open source) است.
معايب بلاک‌چين
در حالي که پيشرفت‌هاي قابل ملاحظه‌اي براي بلاک‌چين وجود دارد، اين فناوري با چالش‌هاي مهمي نيز روبروست. موانع براي استفاده از فناوري بلاک‌چين فقط فني نيست. چالش‌هاي اصلي، سياسي و نظارتي است. زيرا هزينه زيادي براي طراحي نرم‌افزارهاي مناسب و برنامه نويسي متناسب با اين فناوري نياز است و نظام مالي و زيرساخت‌هاي کشورها براي استفاده از اين فناوري بايد دگرگون شود.
در اينجا برخي از چالش‌هايي که در راه پذيرش گسترده بلاک‌چين وجود دارد را ذکر مي‌کنيم.
هزينه فناوري بلاک‌چين
اگرچه بلاک‌چين مي‌تواند در هزينه کاربران صرفه‌جويي کند، اما اين فناوري تا رايگان شدن راه زيادي دارد. براي مثال، سيستم "اثبات کارکرد" که بيت‌کوين براي تأييد اعتبار تراکنش‌ها از آن استفاده مي‌کند، مقدار زيادي انرژي و توان محاسباتي را مصرف مي‌کند. مثلاً قدرتي که ميليون‌ها رايانه در شبکه بيت‌کوين مصرف مي‌کنند نزديک به مصرف انرژي سالانه کشور دانمارک است.
با توجه به مطالعات اخير شرکت تحقيقاتي "الايت فيکسچرز"(Elite Fixtures)، هزينه استخراج يک بيت‌کوين با توجه به مناطق مختلف جهان، بين 531 دلار تا 26 هزار و 170 دلار است که همانطور که مي‌بينيد به طور چشمگيري متفاوت است و موجب مي‌شود در برخي نقاط دنيا از ارزان بودن برق سوءاستفاده شود. اين هزينه در ايالات متحده نزديک به 4758 دلار است.
با وجود هزينه‌هاي گزاف استخراج بيت‌کوين، کاربران با وجود هزينه برق مصرفي، همچنان به تأييد تراکنش‌ها در بلاک‌چين ادامه مي‌دهند، چرا که درآمد استخراج بيت‌کوين از هزينه برق مصرفي بيشتر مي‌شود.
سرعت پايين
بيت‌کوين يک مورد مطالعاتي ايده آل در مورد سرعت پايين بلاک‌چين است. سيستم "اثبات کارکرد" بيت‌کوين حدود 10 دقيقه طول مي‌کشد تا يک بلوک جديد به بلاک‌چين اضافه کند. با اين سرعت، برآورد شده است که شبکه بلاک‌چين تنها مي‌تواند هفت تراکنش در ثانيه را مديريت کند. اگرچه ديگر رمز ارزها مانند "اتريوم"(Ethereum ) 20 تراکنش در ثانيه و "بيت‌کوين کش"(Bitcoin Cash) 60 تراکنش در ثانيه مديريت مي‌کنند که بهتر از بيت‌کوين عمل مي‌کنند، اما آنها هنوز توسط بلاک‌چين محدود شده‌اند.
اين در حالي است که مثلاً سرعت "ويزا"(Visa) در پردازش تراکنش‌ها 24 هزار تراکنش در ثانيه است.
فعاليت غيرقانوني
در حالي که محرمانه بودن در شبکه بلاک‌چين، کاربران را از هک محافظت مي‌کند و حريم خصوصي آنها را نيز حفظ مي‌کند، اما امکان فعاليت و تجارت غيرقانوني را نيز فراهم مي‌کند.
بارزترين نمونه ذکر شده از استفاده از بلاک‌چين در معاملات غيرقانوني، احتمالاً "جاده ابريشم"(Silk Road) است که يک بازار اينترنتي "وب تاريک"(dark web) بود که از فوريه 2011 تا اکتبر 2013 فعاليت مي‌کرد و توسط اف‌بي‌آي بسته شد. اين وب‌سايت به کاربران اجازه مي‌داد بدون اينکه رديابي شوند اقدام به خريدهاي غير قانوني با بيت‌کوين کنند.
مقررات موجود در ايالات متحده، کاربران را از تبادل ارز آنلاين مانند چيزي که بر روي بلاک‌چين ساخته شده، منع مي‌کند. چرا که کاربران را ناشناس مي‌کند. در ايالات متحده هنگام تبادل ارز آنلاين بايد اطلاعات مربوط به مشتريان هنگام باز کردن يک حساب ثبت شود و هويت هر مشتري تأييد شود تا مشتريان در فهرست سازمان‌هاي شناخته شده به عنوان تروريست يا مشکوک به تروريست نباشد.
نگراني بانک‌هاي مرکزي
چندين بانک مرکزي از جمله بانک فدرال آمريکا، بانک مرکزي کانادا و بانک مرکزي انگلستان تحقيقات خود را در مورد ارزهاي ديجيتال آغاز کرده‌اند و همگي در مورد توانايي يک سيستم در سر و سامان دادن به معاملات بدون نياز به نظارت و تأييد بانک مرکزي براي کنترل ارزش و امنيت سيستم شک دارند.
قابليت هک
شبکه‌هاي رمزنگاري جديد و شبکه بلاک‌چين مورد حملات بسياري از جانب هکرها قرار مي‌گيرند. "جوزف بونو" پژوهشگر علوم رايانه‌اي مي‌گويد: اين حملات بسيار دشوار است زيرا نياز به قدرت محاسباتي بسياري دارد، اما هکرها هم‌اکنون مي‌توانند به سادگي محاسبات را اجاره کنند و نيازي به خريد تمام تجهيزات ندارند.
البته اين حملات به گروهي از استخراج کنندگان يا اصطلاحاً "ماينرها" انجام مي‌شود که بيش از 50 درصد از شبکه استخراج و قدرت محاسباتي را در اختيار دارند.
استخراج بيت‌کوين
بحث استخراج بيت‌کوين(mining bitcoin) اين روزها در ايران خيلي داغ شده است.
استخراج بيت‌کوين با استفاده از رايانه‌هاي پرقدرت که قدرت حل مسائل پيچيده محاسباتي رياضي را دارند، انجام مي‌شود. به اين دليل به آن استخراج گفته مي‌شود که به همان ميزان شانس و زحمت زيادي نياز دارد که براي پيدا کردن طلا در معدن طلا نياز است.
استخراج بيت‌کوين يک کار دو سر سود است. اول اينکه وقتي رايانه‌ها اين مسائل پيچيده رياضي را در شبکه بيت‌کوين حل مي‌کنند، بيت‌کوين جديد توليد مي‌کنند و در واقع به آنها بيت‌کوين پاداش داده مي‌شود. دوم اينکه با حل اين مسائل رياضي، ماينرها اطلاعات مربوط به تراکنش‌ها را در شبکه پرداخت بيت‌کوين تأييد مي‌کنند و اين شبکه را قابل اعتماد مي‌سازند.
مردم تمايل به استفاده از ارزهاي چاپي مانند دلار دارند و به آنها اعتماد دارند، چرا که پول‌هاي چاپي توسط بانک‌هاي مرکزي و دولت‌ها حمايت مي‌شوند. علاوه بر اينکه بانک مرکزي توليد پول جديد را مديريت مي‌کند و استفاده از پول جعلي را محاکمه مي‌کند.
حتي پرداخت‌هاي ديجيتال با استفاده از پول‌هاي چاپي نيز توسط يک مقام مرکزي حمايت مي‌شود. براي مثال، هنگام خريد آنلاين با استفاده از کارت اعتباري، اين تراکنش توسط يک شرکت پردازش پرداخت پردازش مي‌شود و علاوه بر ضبط سابقه تراکنش، اين شرکت‌ها تأييد مي‌کنند که تراکنش جعلي نيست.
از سوي ديگر بيت‌کوين توسط يک مقام مرکزي مديريت نمي‌شود. در عوض، بيت‌کوين توسط ميليون‌ها رايانه در سراسر جهان به نام "ماينر" پشتيباني مي‌شود. اين شبکه رايانه‌اي مثل بانک مرکزي عمل مي‌کند.
هنگامي که ماينرهاي بيت‌کوين يک بلوک جديد از تراکنش‌ها را به بلاک‌چين اضافه مي‌کنند، بخشي از کار آنها اين است که مطمئن شوند که اين تراکنش‌ها دقيق هستند و تکراري نيستند و در ازاي آن پاداش دريافت مي‌کنند.
حدود 600 هزار خريد و فروش روزانه در شبکه بيت‌کوين، کار ماينرها را دشوار مي‌کند. مقدار بيت‌کويني که با افزودن هر بلوک پاداش داده مي‌شود، "پاداش بلوک" ناميده مي‌شود. پاداش بلوک در هر 210 هزار بلوک يا تقريباً هر 4 سال تقريباً نصف مي‌شود.
پاداش بلوک در سال 2009، 50 بود. در سال 2013 به 25 رسيد و در سال 2018 کمتر از 12.5 بود و در اواسط سال 2020، به نصف، يعني 6.25 مي‌رسد.
با اين نرخ نصف شدن، تعداد کل بيت‌کوين‌هاي در گردش به معادل 21 ميليون خواهد رسيد و اين باعث مي‌شود که اين رمز ارز در طول زمان کمياب و ارزشمند شود، اما استخراج آن براي استخراج کنندگان، هزينه بيشتري دارد.
استخراج بيت‌کوين چگونه کار مي‌کند؟
همانطور که در بالا گفته شد براي استخراج بيت‌کوين بايد دو چيز رخ دهد. اول اينکه تا 1 مگابايت تراکنش شامل چند هزار تراکنش بررسي و تأييد شود. دوم اضافه کردن يک بلوک از تراکنش‌ها به بلاک‌چين که براي آن بايد يک مسئله رياضي محاسباتي پيچيده حل شود که "اثبات کارکرد" ناميده مي‌شود.
آنچه که ماينرها در واقع انجام مي‌دهند، تلاش براي حل يک مسئله دستگاه اعداد پايه 16 يا دستگاه شانزده شانزدهي 64 رقمي به نام "هش" است که کمتر مساوي هشِ هدف باشد. اساساً يک رايانه استخراج کننده يا همان ماينر بايد تمام جواب‌هاي 64 رقمي ممکن را حدس بزند تا به هش هدف برسد. به عبارت ديگر، اين کار يک قمار است.
سطح دشواري بلوک‌هاي جديد در زمان نوشتن اين گزارش حدود 6,061,518,831,027 است. به اين معني که احتمال رسيدن رايانه به يک هش، 1 در 6,061,518,831,027، به عبارتي کمتر از 1 در 6 تريليون است.
اين سطح در هر 2016 بلوک يا تقريباً هر 2 هفته با هدف حفظ ثبات استخراج، تنظيم مي‌شود. به اين معنا که هر چه ماينرهاي بيشتري براي استخراج رقابت کنند، مسئله مشکل‌تر مي‌شود. مخالفش هم درست است. اگر قدرت محاسباتي از شبکه برداشته شود، استخراج ساده‌تر مي‌شود.
بگذاريد يک مثال بزنيم: بياييد بگوييم من به سه تن از دوستان خود مي‌گويم که دارم به يک عدد بين 1 تا 100 فکر مي‌کنم و اين شماره را روي يک قطعه کاغذ مي‌نويسم و آن را در يک پاکت مي‌گذارم. دوستان من مجبور نيستند عدد دقيق را حدس بزنند، آنها فقط بايد نخستين فردي باشند که مي‌تواند عددي را که کمتر يا مساوي با عدد من است را حدس بزنند و هيچ محدوديتي هم براي تعداد حدس‌هاي آنها وجود ندارد.
مثلاً من به شماره 19 فکر مي‌کنم. اگر دوست اول من عدد 21 را حدس بزند، باخته است، چرا که 21 از 19 بزرگ‌تر است. اگر دوست دوم من عدد 16 و دوست سومم عدد 12 را حدس بزند، هر دوي آنها به لحاظ نظري به پاسخ‌هاي قابل قبولي رسيده‌اند و دوست دومم بخاطر اينکه عدد نزديکتري را حدس زده است، به دوست سومم برتري ندارد.
حالا تصور کنيد که من نه يک عدد بين 1 تا 100 و نه تنها از سه نفر، بلکه يک عدد در دستگاه شانزده شانزدهي 64 رقمي و از ميليون‌ها ماينر مي‌پرسم. حالا مي‌بينيد که حدس زدن جواب درست چقدر دشوار است.
اگر احتمال 1 در 6 تريليون به اندازه کافي نااميد کننده نيست، بايد بگوييم که ماينرها نه تنها بايد به جواب درست برسند بلکه بايد اولين ماينري باشند که به هش درست مي‌رسند.
از آنجايي که استخراج بيت‌کوين اصولاً بر پايه حدس است، پس استخراج بيت‌کوين به سرعت توليد هش توسط رايانه استخراج کننده بستگي دارد. يک دهه پيش ماينرها مي‌توانستند بر روي رايانه‌هاي معمولي کار کنند. اما با گذشت زمان، ماينرها متوجه شدند که کارت‌هاي گرافيکي که معمولاً براي بازي‌هاي ويدئويي مورد استفاده قرار مي‌گيرند، در استخراج مؤثرتر هستند و واحد پردازش گرافيکي(GPU) در اين فرآيند دخيل است.
ماينرها از سال 2013 شروع به استفاده از رايانه‌هاي طراحي شده سفارشي براي استخراج بيت‌کوين کردند که هزينه آنها بين 500 تا دهها هزار دلار است.
امروزه استخراج بيت‌کوين بسيار رقابتي است و تنها با مجموعه‌اي از رايانه‌هاي جديد سودآور مي‌شود و هزينه مصرف انرژي رايانه‌هاي قديمي بيش از درآمد حاصل از استخراج بيت‌کوين مي‌شود. حتي جديدترين رايانه هم به ندرت مي‌تواند با آنچه ماينرها به آن «مزرعه استخراج» يا «استخر استخراج» مي‌گويند، رقابت کند.
يک مزرعه استخراج شامل گروهي از ماينرها است که قدرت محاسباتي خود را ترکيب کرده‌اند و بيت‌کوين استخراج شده را بين هم تقسيم مي‌کنند. تعداد بي‌شماري از بلوک‌ها به وسيله مزارع استخراج توليد مي‌شوند. در ژوئيه 2017، مزارع استخراج 80 تا 90 درصد از قدرت محاسبات بيت‌کوين را تشکيل مي‌دادند.
منبع: ايسنا