ماینینگ یا استخراج بیت کوین چیست؟
به زبان ساده، ماینینگ بیت کوین فرآیندی است که طی آن بیت کوین های جدید تولید می شوند. وقتی سکه های بدون پشتوانه ضرب می شوند، ورقه های فلزی به داخل یک دستگاه ریخته می شود که سکه های بدون طرح از آن خارج می شود. سپس این سکه ها با طرحی که ارزش آن ها را تعیین می کند، ضرب می شوند. از آنجا که بیت کوین به صورت پول نقد وجود ندارد، بیت کوین های جدید باید از طریق فرآیندی متفاوت تولید شوند. این فرآیند ماینینگ نامیده می شود. ماینینگ بیت کوین هدف دیگری را نیز دنبال می کند، در واقع ماینینگ فرآیندی است که از طریق آن تراکنش ها تأیید شده و به دفتر کل اضافه می شوند.
اولین بلوک بیت کوین یا بلوک پیدایش
اولین بلوک بیت کوین یعنی بلوک پیدایش در سوم ژانویه 2009 توسط ساتوشی ناکاموتو استخراج شد. از آن به بعد، هزاران هزار بلوک استخراج شده اند که منجر به این شده که میلیون ها بیت کوین اکنون در گردش باشند. در رابطه با اینکه چه تعداد بیت کوین می تواند در جریان باشد یک سقف وجود دارد؛ تنها 21 میلیون بیت کوین را می توان تولید کرد و انتظار می رود که تا سال 2140 به این سقف برسند.
استخراج بیت کوین چگونه است؟
شبکه بیت کوین برای کارایی بهتر، به افراد زیادی نیاز دارد. اگر فقط تعداد محدودی افراد در این شبکه کار می کردند، آن چند نفر می توانستند باهم همدست شوند و همه داده های موجود در بلاک چین را دست کاری کنند و خودشان را ثروتمند کنند. در این صورت بیت کوین به جای ارز همتا-به-همتا به سرعت تبدیل می شد به حکومتی از یک اقلیت ثروتمند. علاوه بر این، از لحاظ کارکردی نیز به مدل خدمتگذار مشتری بر می گشت که مستعد هک شدن و رخنه امنیتی می بود، همان چیزی که بلاک چین به منظور پیشگیری از آن ساخته شده بود.
تفاوت میان مدل خدمتگذار مشتری با شبکه همتا-به-همتایی که بیت کوین از آن استفاده می کند
در مدل خدمتگذار مشتری، همه رایانه ها برای دریافت اطلاعاتشان باید به یک سرور مرکزی متصل باشند. چه اتفاقی می افتد اگر سرور به دلایلی خراب شود (مثلا حاوی ویروس باشد و یا هک شده باشد و همه اطلاعات موجود در آن توسط شخصی به سرقت برود؟) خوب، همه رایانه هایی که به آن سرور متصل هستند، به نحوی، گرفتار همان چیزی می شوند که در سرور اتفاق افتاده است.
بلاک چین هایی مانند بیت کوین، همچون یک شبکه همتا-به-همتا عمل می کنند. این بدان معناست که به جای متصل شدن به یک سرور مرکزی، کاربران به یکدیگر متصل می شوند. در حالی که به طور قطع ممکن است برخی افراد نادرست هم در شبکه باشند که سعی می کنند نقاط ضعف را پیدا کنند و از آنها سوء استفاده کنند، مأموریتشان شکست خواهد خورد مگر اینکه یکایک افرادی را که در شبکه هستند راضی کنند تا با کلاهبرداری آن ها همدست شوند. لازمه این کار آن است که یکایک کاربران شبکه فرآیند تأیید را نادیده بگیرند و با عطف به گذشته هر اطلاعاتی را که در دفتر كل دیجیتالی بلاک چین گنجانده شده دست کاری کنند.
فرآیند استخراج بیت کوین
اکنون به فرآیند استخراج وارد شوید، یک سازوکار ضد خطا که درون سیستم تعبیه شده و فرآیند اعتبارسنجی را تقویت می کند. کاربران در سراسر دنیا رایانه هایشان را به شبکه بیت کوین وصل می کنند و در واقع با این کار از برق و منابع رایانه هایشان برای پشتیبانی از بلاک چین استفاده می کنند. این رایانه ها تمام بلاک چین را به منظور اعتبارسنجی تراکنش های جدید، در نرم افزاری مخصوص ذخیره می کنند. تمام شبکه بایستی در مورد تراکنش های جدیدی که برای جلوگیری از مشکل خرج-دوباره رخ داده است، توافق داشته باشد.
خرج-دوباره وقتی اتفاق می افتد که فردی تلاش می کند یک مبلغ را دو بار خرج کند. برای مثال، تصور کنید که باب در حساب بانکی اش 10 دلار دارد و به جیم و جو هر کدام 10 دلار بدهکار است. باب به فکر یک راه حل آسان می افتد: همزمان دو برگه چک می نویسد، برای هر کدام 10 دلار و بانک از نقد کردن آخرین چک خودداری خواهد کرد.
در رابطه با بیت کوین، هیچ بانک مرکزی نیست که از چک (و یا تراکنش) دوم ممانعت کند، پس چطور این شبکه می تواند اطمینان حاصل کند که هیچ کسی یک مبلغ بیت کوین را دو بار خرج نمی کند؟ ساتوشی ناکاموتو، هنگام ساختن بیت کوین فرآیندی را اجرا کرده به نام تأیید-کار که جلوی خرج کردن دوباره بیت کوین را می گیرد. تأیید-کار، همان طور که از نامش پیداست، فرآیندی است که اطمینان می دهد انجام تراکنش پایان یافته است. به یاد داشته باشید که همه اطلاعات موجود در یک بلوک از تراکنش ها، قبل از آنکه آن بلوک بتواند به بخشی از بلاک چین بیت کوین بدل شود، باید تأیید شود. این اطلاعات با هش بلوک قبلی ترکیب می شود تا هش جدیدی بسازد، یک پازل رمزنگارانه که حل کردن آن لازمه تأیید آن بلوک است. اگر ذره ای از اطلاعات درون بلوک تغییر پیدا کند، اگر چیزی در حد یک ویرگول اضافه و یا در حد یک فاصله از آن حذف شود، تمام هش تغییر خواهد کرد.
اوضاع برای بقیه بلاک چین نیز واقعا به هم خواهد ریخت، زیرا از آن مقدار هش برای تولید مقدار هش بلوک بعدی استفاده می شود. همه کسانی که در شبکه هستند خواهند فهمید که کسی تلاش کرده تا آن اطلاعات را دست کاری کند و تلاش برای دست کاری اطلاعات ناکام خواهد ماند. ماینرها، افرادی که رایانه هایشان به شبکه بیت کوین متصل است تا معاملات را تأیید کنند، از قدرت محاسباتی خود برای حل کردن این پازل استفاده می کنند. اساسا، کامپیوترهایشان مجموعه ای از حدس های تصادفی تولید می کند.
برای تولید جواب درست حدود 10 به توان 21 عدد حدس لازم است که برابر با قدرت محاسباتی بسیار زیادی است. حدود 10 دقیقه طول می کشد تا یک رایانه بتواند یک جواب را تولید کند و این بدان معناست که پردازش تراکنش ها حدود 10 دقیقه طول می کشد. برخی تراشه ها و برنامه های کامپیوتری تولید شده اند که سرعت کامپیوترها در یافتن پاسخ را افزایش می دهند. داشتن قدرت محاسباتی بیشتر به معنای توانایی تولید بیشتر این گونه حدس های تصادفی است و بدین ترتیب احتمال اینکه یکی از آن حدس ها درست باشد نیز افزایش می یابد.
هر کسی که زودتر از همه به جواب درست برسد به عنوان پاداش بیت کوین های جدیدی برنده می شود که از طریق فرآیند اعتبارسنجی تولید شده اند. هر چه فناوری پیشرفت می کند و ماینرها هم سریع تر به جواب می رسند، سطح دشواری این الگوریتم ها افزایش می یابد. دلیلش آن است که اطمینان حاصل شود همچنان برای تأیید تراکنش ها میزان مشخصی کار صورت می گیرد و اینکه تنها تعداد مشخصی بیت کوین در گردش باشد.
استخراج بیت کوین مجانی نیست
برای بسیاری افراد، مادامی که کامپیوترهایشان از لحاظ قدرت به شکل باورنکردنی کارایی داشته باشد، این امر می تواند راه بسیار خوبی باشد تا پول بیشتری به دست بیاورند. برای آنکه فرآیند استخراج مقرون به صرفه باشد، هزینه برق کامپیوتر باید کمتر از میزان پولی باشد که به واسطه پاداش ها تولید می شود. بگذارید یک دقیقه به ایده تغییر اطلاعات در بلوک با عطف به گذشته برگردیم. به یاد بیاورید که اگر هر اطلاعاتی تغییر کند، حتی اگر یک نقطه ناچیز و یا یک آپاستروف باشد، تمام هش تغییر خواهد کرد و بنابراین هش همه بلوک های بعدی موجود در بلاک چین را تغییر خواهد داد. این بدان معناست که شما مجبور خواهید شد که برگردید و تک تک بلوک ها را دوباره استخراج کنید! اگر استخراج یک بلوک 10 دقیقه کامل طول بکشد و میزان زیادی قدرت محاسباتی لازم داشته باشد؛ در آن صورت حتی اگر بتوانید راهی برای بازگشت و تغییر اطلاعات به شکل عطف به ماسبق پیدا کنید، این فرآیند هزینه سرسام آوری خواهد داشت.
چطور این فرآیند استخراج و تأیید بلوک ها از مشکل خرج-دوباره جلوگیری می کند؟
تصور کنید که حدود 10 دقیقه طول می کشد تا یک بلوک از تراکنش ها تأیید شوند. یک کاربر ناشی ممکن است تصور کند که 10 دقیقه فرصت دارد تا این مقدار را هر چند بار که خواست خرج کند. فرض کنید که امیل در مجموع یک بیت کوین در حسابش دارد. او با استفاده از این بیت کوین یک ماشین کارکرده از امیلی می خرد. بعد از آن در کثری از ثانیه، از همین بیت کوین استفاده می کند تا یک ماشین چمن زنی سیار از امیلیا بخرد. هر یک از آن تراکنش ها به تک تک گره های روی شبکه ارسال می شود؛ با در نظر گرفتن اندازه خالص شبکه و تأخیری که در آن رخ می دهد، این امکان کاملا وجود دارد که تراکنش دوم پیش از تراکنش اول دریافت شود و بنابراین زودتر مورد تأیید قرار گیرد. تراکنش دیگر قادر به تأیید شدن نخواهد بود و متأسفانه، امیلی مجبور خواهد شد که شخص دیگری را برای خرید آهن قراضه اش پیدا کند.