استخراج ارز دیجیتال چه فرایندی است و چگونه می‌توان این کار را انجام داد؟

استخراج ارز دیجیتال؛ کسب درآمد عالی از بازار رمزارزها

ارز دیجیتال را می‌توان یکی از بهترین گزینه‌ها برای سرمایه‌گذاری و کسب درآمد معرفی کرد. یکی از راهکارها برای کسب درآمد حداکثری از این رمزارزها، استخراج آن‌ها است. استخراج ارز دیجیتال با کمک دستگاه‌های مخصوص انجام می‌شود و  این سخت‌افزارها دائما در حال به‌روز شدن هستند. برای آشنایی با این سیستم‌ها و روش کار آن‌ها، در این مطلب ما را همراهی کنید.

آیا می‌دانید استخراج ارز دیجیتال چیست؟

استخراج ارزهای دیجیتال به فرآیند تأیید تراکنش‌های بلاک چین گفته می‌شود. این فرایندی است که واحدهای جدید ارزهای دیجیتالی را به وجود می‌آورد. برای انجام این کار نیاز به دستگاه ماینر دارید. این دستگاه‌ها به منابع محاسباتی فشرده نیاز دارند که این منابع، همان محافظ‌های شبکه بلاک چین هستند. ماینرها می‌توانند با توجه به ارز دیجیتالی که استخراج می‌کنند، در کنار دریافت هزینه کارمزد تراکنش، پاداشی را نیز دریافت می‌کنند.

به زبان ساده می‌توان گفت ماینینگ یا استخراج ارز دیجیتال فرآیندی است که در آن تراکنش‌های ارزهای دیجیتال بین کاربران تایید شده و به دفتر کل بلاک چین اضافه می‌شوند. همچنین با ماینینگ می‌توان ارزهای دیجیتالی جدید را نیز استخراج کرد. استخراج یکی از عناصر کلیدی است که به بلاک چین بیت کوین اجازه می‌دهد تا به عنوان یک دفتر کل توزیع شده کار کند. همه تراکنش‌ها در یک شبکه همتا به همتا بدون نیاز به مرجع و دفتر مرکزی ثبت می‌شوند.

استخراج چگونه کار می کند؟

تراکنش‌هایی که در بلاک چین انجام می‌شوند، به یک استخر به نام حوضچه حافظه فرستاده می‌شوند. وظیفه ماینر این است که اعتبار این تراکنش‌های معلق را تایید کرده و آنها را در بلوک‌ها سازماندهی کند. شما می‌توانید یک بلوک را به عنوان صفحه‌ای از دفتر کل بلاک چین در نظر بگیرید که در آن چندین تراکنش (به همراه سایر داده ها) ثبت می‌شود.

در حالت کلی، یک نقطه اتصال یا گره ماینینگ مسئول جمع‌آوری تراکنش‌های تایید نشده از استخر حافظه و قرار دادن آنها در یک بلوک کاندید است. پس از آن، ماینر تلاش می‌کند تا این بلوک نامزد را به یک بلوک معتبر و تایید شده تبدیل کند. برای انجام این کار، ماینرها باید راه حلی برای یک مسئله پیچیده ریاضی پیدا کنند. این کار به منابع محاسباتی زیادی نیاز دارد. هر بلاکی که با موفقیت استخراج شود، به ماینر یک پاداش بلاک می‌دهد که شامل ارزهای دیجیتال جدید به اضافه کارمزد تراکنش است. این‌گونه فرایند استخراج صورت می‌گیرد.

مرحله اول استخراج ارز دیجیتال؛ هش کردن تراکنش ها

اولین مرحله استخراج یک بلوک (ارز دیجیتال) این است که تراکنش‌های معلق را از استخر حافظه گرفته و آنها را یک به یک از طریق یک تابع هش ارسال کنید. هر بار که ما یک قطعه داده را از طریق یک تابع هش ارسال می‌کنیم، یک خروجی با اندازه ثابت به نام هش تولید خواهیم کرد. در مورد استخراج ارز دیجیتال، هش هر تراکنش شامل رشته‌ای از اعداد و حروف است که به عنوان یک شناسه عمل می کند. هش تراکنش تمام اطلاعات موجود در آن تراکنش را نشان می دهد.

به غیر از هش کردن و فهرست کردن هر تراکنش به صورت جداگانه، ماینر یک تراکنش سفارشی را نیز به لیست کارهای خود اضافه می‌کند که پاداش تایید بلوک آن نیز برای خود دستگاه ارسال می‌شود. این تراکنش به عنوان تراکنش coinbase شناخته می شود و کوین‌های جدیدی را ایجاد می‌کند. در بیشتر موارد، ابتدا تراکنش‌های Coinbase در بلوک‌های جدید ثبت می‌شوند و در ادامه دستگاه ماینر به سراغ تراکنش‌های معلق و اعتبارسنجی آن‌ها می‌رود.

ایجاد درخت مرکل؛ مرحله دوم استخراج رمز ارز

پس از هش شدن هر تراکنش، هش‌ها در آیتمی به نام درخت مرکل سازماندهی می شوند. درخت مرکل که به نام درخت هش نیز شناخته می شود، با سازماندهی هش‌های تراکنش به صورت جفت و سپس هش کردن آن‌ها تشکیل می‌شود. سپس خروجی‌های هش جدید به صورت جفت سازماندهی می‌شوند و یک بار دیگر هش می‌شوند و این فرایند تا زمانی که یک هش واحد ایجاد شود تکرار می‌شود. این هش آخر هش ریشه (یا ریشه مرکل) نامیده می‌شود و اساسا هش است که نشان دهنده تمام هش‌های قبلی است که برای تولید آن استفاده شده است.

مرحله سوم؛ پیدا کردن یک هدر بلوک (هش بلوک)

هدر بلوک به عنوان یک شناسه برای هر بلوک جداگانه به شمار می‌رود. به این معنی که هر بلوک دارای یک هش منحصر به فرد است. هنگام ایجاد یک بلوک جدید، ماینرها هش بلوک قبلی را با هش ریشه بلوک کاندید خود ترکیب می‌کنند تا یک هش بلاک جدید ایجاد کنند. اما جدا از این دو عنصر، ماینرها باید یک عدد دلخواه به نام nonce را نیز اضافه کنند.

هنگام تلاش برای اعتبارسنجی بلوک کاندید، یک ماینر باید هش ریشه، هش بلوک قبلی و یک nonce را ترکیب و همه آن‌ها را از طریق یک تابع هش ارسال کند. در واقع، هدف ماینرها ایجاد یک هش معتبر است. توجه داشته باشید که هش ریشه و هش بلوک قبلی را نمی توان تغییر داد، بنابراین ماینرها باید مقدار nonce را چندین بار تغییر دهند تا زمانی که یک هش معتبر ایجاد شود.

برای اینکه یک هش معتبر در نظر گرفته شود، خروجی (هش بلوک) باید کمتر از مقدار هدف مشخصی باشد که توسط پروتکل تعیین می شود. در استخراج بیت کوین، هش بلاک باید با تعداد مشخصی صفر شروع شود. این همان چیزی است که ما به آن سختی استخراج می گوییم.

پخش بلوک استخراج شده آخرین مرحله از استخراج ارز دیجیتال است

همان‌طور که قبل‌تر به آن اشاره شد، ماینرها باید هدر(Header) بلوک را بارها و بارها با مقادیر nonce مختلف هش کنند. آن‌ها این کار را تا زمانی تکرار می‌کنند که یک هش بلاک معتبر پیدا شود. ماینری که این هش را پیدا کرده است، بلوک خود را به شبکه پخش کرده و تمام گره‌های دیگر بررسی می‌کنند که آیا بلوک و هش آن معتبر هستند یا خیر. در این صورت، بلوک جدید را به بلاک چین اضافه خواهد کرد. در این مرحله، بلوک کاندید به یک بلوک تایید شده تبدیل می‌شود و همه ماینرها به سراغ استخراج ارز دیجیتال بعدی می‌روند. همه ماینرهایی که نتوانستند به موقع هش معتبری پیدا کنند، بلوک نامزد خود را کنار می‌گذارند و رقابت برای ماینینگ دوباره شروع می‌شود.

تنظیم درجه سختی ماینینگ ارز دیجیتال

میزان دشواری استخراج ارز دیجیتال به طور منظم توسط پروتکل تنظیم می شود. این باعث می‌شود که در بازه‌های زمانی مشخص، ماینر بتواند مقدار بلوک‌های ثابت و مشخصی را ماین کند. این همان چیزی است که باعث می شود میزان انتشار کوین‌های جدید، ثابت و قابل پیش‌بینی باشد. سختی متناسب با مقدار توان محاسباتی (هش ریت) اختصاص داده شده به شبکه تنظیم می‌شود.

هر بار که ماینرهای جدید به شبکه بلاک چین اضافه می‌شوند و رقابت برای ماین کردن افزایش پیدا می‌کند، دشواری هش نیز به مراتب بیشتر می‌شود و از کاهش میانگین زمان برای باز کردن بلاک جلوگیری می‌کند. در مقابل، اگر بسیاری از ماینرها تصمیم به ترک شبکه داشته باشند، درجه سختی هش کاهش پیدا می‌کند و استخراج یک بلوک جدید به مراتب آسان‌تر می‌شود.

استخراج همزمان یک بلوک توسط دو ماینر

گاهی اوقات اتفاق می‌افتد که دو ماینر همزمان یک بلوک را اعتبارسنجی و هش آن را حل می‌کنند. در این صورت شبکه مورد نظر به دو بلوک دیگر تقسیم می‌شود. سپس ماینرها بر اساس بلاکی که ابتدا دریافت کردند شروع به استخراج بلوک بعدی می کنند. این باعث می شود که شبکه (به طور موقت) به دو نسخه مختلف از بلاک چین تقسیم شود.

رقابت میان بلوک‌ها تا زمانی که بلوک بعدی در بالای یکی از بلوک های رقیب استخراج شود ادامه خواهد داشت. هنگامی که یک بلوک جدید استخراج می شود، هر بلوکی که قبل از آن آمده باشد، برنده محسوب می شود. بلوکی که رها می‌شود، بلوک یتیم یا بلوک قدیمی نامیده خواهد شد. این بلوک باعث می‌شود همه ماینرهایی که این بلوک را انتخاب کرده‌اند، به زنجیره استخراج بلوک برگردند.

آیا همه ارزهای دیجیتال قابل استخراج هستند؟

بیت کوین محبوب‌ترین و شناخته شده‌ترین نمونه از ارزهای دیجیتال قابل استخراج است، اما همه ارزهای دیجیتال قابل استخراج نیستند. استخراج بیت کوین بر اساس یک الگوریتم اجماع به نام اثبات کار (PoW) است.

اثبات کار (PoW) چه الگوریتمی است؟

الگوریتم اثبات کار (PoW) مکانیزم اجماع اصلی بلاک چین می‌باشد که توسط ساتوشی ناکاموتو ایجاد شده است. بیت کوین در وایت پیپر در اواخر سال 2008 معرفی شد. به طور خلاصه، اثبات کار یا PoW تعیین می‌کند که چگونه یک بلاک چین در بین تمام شرکت کنندگان توزیع شده بدون نیاز به واسطه شخص ثالث به اجماع برسد. انجام این کار نیاز به قدرت محاسباتی بالا دارد که ماینرها وظیفه آن را بر عهده دارند.

برای به دست آوردن حق استخراج بلوک بعدی، ماینرها با حل پازل‌های رمزنگاری پیچیده با سخت‌افزار استخراج تخصصی خود به رقابت مشغول می‌شوند. اولین ماینری که راه‌حل معتبری پیدا می‌کند، می‌تواند بلوک تراکنش‌های خود را به زنجیره بلوکی ارسال کرده و پاداش بلوک را دریافت کند.

مقدار ارز دیجیتال ارائه شده به عنوان پاداش در بلاک چین‌های مختلف متفاوت است. به عنوان مثال، در بلاک چین بیت کوین، ماینرها می توانند از دسامبر 2021، 6.25 بیت کوین را به عنوان پاداش بلاک دریافت کنند. به دلیل مکانیسم نصف شدن، مقدار BTC در پاداش بلاک هر 210000 بلاک (تقریبا هر چهار سال) به نصف کاهش پیدا می‌کند.

سخت‌افزارهای کامپیوتری عمل ماین را انجام می‌دهند

هیچ روش واحدی برای استخراج ارزهای دیجیتال وجود ندارد. تجهیزات و فرایندهای مختلف با ظهور سخت‌افزارهای جدید و الگوریتم‌های اجماع تغییر می‌کنند. در حالت کلی، ماینرها از سیستم‌های کامپیوتری تخصصی برای حل معادلات رمزنگاری پیچیده استفاده می‌کنند. در ادامه با برخی از سیستم‌های سخت‌افزاری ماینینگ ارز دیجیتال آشنا می‌شویم.

استخراج به کمک CPU

استخراج واحد پردازش مرکزی (CPU) شامل استفاده از CPU کامپیوتر برای انجام عملکردهای هش مورد نیاز PoW است. در روزهای اولیه بیت کوین، هزینه ورود برای استخراج پایین بود. در نتیجه، ماینینگ را می‌توانستید توسط یک CPU معمولی شروع کنید. به زبان ساده‌تر، در روزهای ابتدایی معرفی بیت کوین، تقریبا هرکسی می‌توانست این ارز دیجیتالی را معرفی استخراج کند.

هرچه افراد بیشتری شروع به استخراج بیت کوین کردند و هش ریت شبکه افزایش یافت، استخراج سودآورتر و البته دشوارتر شد. علاوه بر این، ظهور سخت‌افزارهای استخراج تخصصی با قدرت محاسباتی بالاتر استخراج با کمک CPU را غیرممکن کرد. امروزه استخراج CPU دیگر گزینه‌ای مناسب نیست؛ زیرا همه ماینرها از سخت افزارهای تخصصی استفاده می کنند.

استخراج با کمک پردازنده گرافیکی

واحدهای پردازش گرافیکی (GPU) برای پردازش طیف گسترده‌ای از برنامه‌ها به صورت موازی طراحی شده‌اند. در حالی که آن‌ها معمولا برای بازی های ویدیویی یا رندر گرافیک استفاده می شوند، می‌توانند برای استخراج نیز استفاده شوند.

پردازنده‌های گرافیکی نسبتا ارزان‌تر و انعطاف‌پذیرتر از سخت‌افزار استخراج محبوب ASIC هستند. همچنین برخی آلت‌کوین‌ها را می توان با پردازنده گرافیکی استخراج کرد. البته میزان ارز استخراج شده به قدرت و شرایط پردازنده گرافیکی بستگی دارد.

استخراج با کمک سخت‌افزار ASIC

یک مدار مجتمع ویژه برنامه (ASIC) با یک هدف خاص، یعنی استخراج رمزارز طراحی و ساخته شده است. استخراج با کمک سخت‌افزار ASIC بسیار کارآمد و پربازده اما گران است. در نتیجه، افرادی که بودجه محدودی دارند، معمولا این روش را برای استخراج ارز دیجیتال انتخاب نمی‌کنند.

فرایند ماینینگ یک فرایند رقابتی است که در آن، ماینری که از سیستم سخت‌افزاری برتری برخوردار باشد، شانس بالاتری برای موفقیت در ماین را خواهند داشت. از آنجایی که ماینرهای ASIC جدیدترین فناوری ماینینگ هستند، این شانس موفقیت را به شما می‌دهند. در مقابل، هزینه تهیه آن‌ها بسیار بالاتر از CPU یا GPU است. همچنین، پیشرفت های مداوم در فناوری ASIC باعث ناکارآمدی مدل‌های قدیمی‌تر می‌شود. در نتیجه، باید دائما نسخه‌های جدیدتر این فناوری را تهیه کنید.

ماینینگ ارز دیجیتال؛ درآمدی میلیاردی

استخراج ارزهای دیجیتالی را می‌توان یکی از کارآمدترین روش‌ها برای کسب درآمد در حوزه رمزارزها دانست. برای انجام این کار شما نیاز به ماینر دارید که بتواند بلاک‌های مختلفی را اعتبارسنجی کرده و از طریق آن ارزهای دیجیتالی را استخراج کند. امروزه استخراج ارز دیجیتال از طریق سه سیستم سخت‌افزاری CPU، GPU و ASIC انجام می‌شود که بهترین آن‌ها سیستم ASIC است.