بیت کوین قطعا یکی از جنجالی‌ترین و هیجان انگیزترین ارزهای دیجیتال به شمار می‌رود. زمانی که حرف از این رمز ارز می‌شود، در ابتدا توجه افراد بر قیمت و ارزش آن متمرکز می‌شود. ولی دلیل ارزش و قیمت بالای بیت کوین چیست؟ چگونه این رمز ارز موفق به حفظ مقام پادشاهی ارزهای دیجیتال شده است؟
بیت کوین دارای یک شبکه کم نظیر با سازوکارهای کم خطا است. در واقع همین مسئله نقش اساسی در موفقیت آن و عدم کاهش محبوبیت آن در کنار سایر رمز ارزها داشته است. Difficulty از مهم‌ترین بخش‌ها در سازوکار بیت کوین است. لذا در ادامه برای آشنایی بیشتر توضیحاتی در خصوص سختی شبکه بیت کوین، تاثیرات آن بر قیمت و نکات آن ارائه می‌دهیم.
سختی شبکه بیت کوین چیست؟
افرادی که در زمینه بیت کوین و اخبار آن فعال هستند، حتما اصطلاح سختی شبکه یا همان Difficulty را شنیده‌اند. Difficulty بیت کوین در حقیقت یک معیار برای سنجش و اندازه‌گیری میزان استخراج بیت کوین است. به این معنی که تاییر تراکنش‌های بلاک چین برای یک ماینر عادی و همچنین کسب یک بیت کوین سخت و پیچیده است. آیا میدانید بهترین ماینر ارز دیجیتال در ایران کدام است؟ مقایسه بهترین ماینر های ارز دیجیتال در مقاله آکادمی گرانمایه
البته تنظیم این معیار در طی زمان بر اساس بعضی از فاکتورهای از پیش تعیین شده به صورت خودکار انجام می‌شود. به طور کلی، استخراج ارز بیت کوین سخت و زمان بر است و برای آن باید مسائل پیچیده ریاضی حل شود. با افزایش سختی شبکه، ماینرها برای کسب موفقیت در ماینینگ (تایید تراکنش ها) باید از دستگاه‌های قوی‌تر با توان محاسباتی بالاتر استفاده کنند.
به این صورت امکان حل مسائل برای آن‌ها فراهم می‌شود. دقت داشته باشید که کاهش یا افزایش سختی در استخراج با توجه به دلایل بسیار مهمی تعریف و اجرایی شده‌اند. یعنی تنها دلیل آن کاهش یا افزایش فعالیت‌های ماینترها نیست.
سختی شبکه بیت کوین به چه عواملی بستگی دارد؟
در حالت کلی عوامل مختلفی می‌توانند بر روی سختی شبکه بیت کوین تاثیر بگذارند. در ادامه به بررسی 3 تا از این عوامل مهم و اساسی می‌پردازیم.
هاوینگ
یکی از مهم‌ترین عوامل موثر در اندازه‌گیری Difficulty بیت کوین، هاوینگ نام دارد. هاوینگ در واقع به معنای نصف شدن پاداش است. در هر بار استخراج ارزهای دیجیتال، به ویژه ارز بیت کوین برای هر استخراج‌کننده بلوک جدید، 50 بیت کوین به عنوان هاوینگ قرار داده شده است. این این میزان هاوینگ بیت کوین به منظور استخراج بیت کوین در سال 2012 بود.
بعد از آن، هر 4 سال میزان هاوینگ نصف می‌شود. جالب است بدانید که کاهش هاوینگ بر روی کاهش تمایل تمایل افراد به استخراج تاثیر چشمگیری دارد. امروزه هاوینگ حدود 2.5 بیت کوین به ازای استخراج هر بلاک است. با این شرایط تا سال 2140 که آخرین بیت کوین استخراج می‌شود، چیزی تحت عنوان هاوینگ وجود نخواهد داشت.
بر اساس گفته‌های ساتوشی ناکامو، سال 2140، آخرین ارز بیت کوین از 21 میلیون استخراج می‌شود. به این ترتیب بعد از استخراج تمامی بیت کوین‌ها، هاوینگ و استخراج معنایی نخواهد داشت. در نتیجه ماینترها تنها قادر به دریافت سود کارمزد هستند و از نظر استخراج کارایی نخواهند داشت؛ چرا که هر ماینر تنها برای استخراج رمز ارز خاصی استفاده می‌شود.
طبق توضیحات ارائه شده، میزان هاوینگ با افزایش تعداد بیت کوین‌ها به صورت پله‌ای کاهش پیدا می‌کند. به این صورت که هر 4 سال یک بار، میزان هاوینگ نصف می‌شود.
ایجاد پایداری
همانطور که در ابتدا اشاره شد، مهم‌ترین دلیل ایجاد Difficulty بیت کوین، ایجاد پایداری در شبکه است. در این بین یک نسبت برقرار است. به این صورت که کاهش تعداد ماینترها سبب افزایش پایداری شبکه و افزایش ماینرها سبب کاهش پایداری شبکه می‌شود. به زبانی ساده‌تر، ایجاد پایداری بستگی به برقراری شرایطی که در طی آن استخراج بلاک به ازای هر ده دقیقه است، دارد.
هش ریت
هش ریت در حقیقت نشان‌دهنده قدرت ماینترها در شبکه است. به همین دلیل هش ریت علاوه‌بر اهمیت بالای خود، بر روی سختی شبکه نیز تاثیر بسزایی دارد. کاهش هش ریت سبب کاهش سختی شبکه بیت کوین و افزایش آن سبب افزایش سختی شبکه بیت کوین می‌شود. هش شامل تابعی از ریاضیات می‌شود که در تمامی برنامه های امنیتی به منظور حفظ امنیت مورد استفاده قرار می‌گیرد.
هش با دریافت دیتای مختلف، با توجه به اعداد ورودی قادر به ایجاد دیتای خروجی ثابت است. هش ریت به نوعی بیانگر قدرت محاسباتی کل است. یکی از وظایف مهم هش ریت، اندازه گیری تعداد هش‌های تولیدی توسط بلاک‌های مختلف به منظور رسیدن به پاداش نهایی (استخراج بلاک) است.
با توجه به بررسی‌های صورت گرفته شده، افزایش ماینرها در بازه‌های زمانی مشخص موجب افزایش هش ریت و سختی استخراج می‌شود. به همین ترتیب مقادیر کاهشی نیز مربوط به خروج ماینرها و کاهش هشت ریت است. پس در نتیجه هش ریت یک عامل اساسی و موثر در سختی شبکه بیت کوین است.
نکته: میان افزایش هش ریت و تلاش ماینرها به منظور استخراج رمز ارز ارتباط مستقیمی وجود دارد. یعنی افزایش تعداد استخراج‌کنندگان سبب زمان‌بر شدن پروسه شکستن رمز در هر بلاک و در نتیجه افزایش سختی شبکه بیت کوین می‌شود.
ارتباط سختی شبکه بیت کوین با هش ریت شبکه
کشور چین به دلیل داشتن بیش از 60 درصد از استخراج‌کنندگان ارزهای دیجیتال به ویژه بیت کوین، نقش پررنگی در تعیین قیمت ارزهای دیجیتال دارد. اولین کاهش شدید هش ریت در یک سال گذشته به دلیل جاری شدن سیل و خاموش شدن ماینترهای یکی از استان‌های چین بود.
وقوع سیل و کاهش تعداد ماینرها سبب کاهش میزان هش ریت تا 100 میلیون در ثانیه و کاهش سختی شبکه شد. پس از آن، این ماینترها فعالیت خود را در کشورهای دیگر آغاز کردند و در نتیجه آن، میزان هش ریت مجددا افزایش پیدا کرد. با ورود تمامی ماینرها به مدار استخراج بیت کوینريال میزان هش تا 156 میلیون در ثانیه افزایش یافت.
این مقدار به معنای رمزگشایی 156 میلیون هش در هر یک ثانیه است. دقت داشته باشید که میزان هش ریت تنها در دو حالت (کاهش قیمت بیت کوین، کاهش تعداد ماینرها) کاهش می‌یابد.
نکته: با افزایش تعداد استخراج‌کنندگان و ورود تجهیزات بیشتر به شبکه بیت کوین، سختی استخراج بیشتر می‌شود. یعنی ماینرها برای رسیدن به پاداش باید تلاش بسیار زیادی داشته باشند. از طرفی با افزایش سختی شبکه و هش ریت، استخراج‌کنندگان برای حل بلاک باید حدس‌های بیشتری بزنند.
تاثیر سختی شبکه بیت کوین بر قیمت آن
بعضی از کارشناسان با انجام بررسی‌های مختلف بر این باور رسیده‌اند که قیمت بیت کوین می‌تواند بر میزان هش و سختی شبکه تاثیر بسزایی داشته باشد. به این صورت که بر اساس اصل پویایی، پس از افزایش قیمت بیت کوین، ماینرهای بیشتری تشویق به ورود می‌شوند. ماینرها نیز تحت تاثیر افرادی قرار دارند که قیمت‌ها را در بازار آتی بیت کوین افزایش می‌دهند.
به همین علت میان تغییرات قیمت و Difficulty و میزان هش می‌توانیم یک هم زمانی معناداری را مشاهده کنیم. به عنوان مثال: قیمت بیت کوین در نوامبر سال 2021 به بالاترین سطح تاریخ خود یعنی 69.000 دلار رسید. در نتیجه میزان سختی شبکه نیز رکورد خود را در بالاترین سطح به ثبت رساند.
به این صورت می‌توانیم به نوعی متوجه ارتباط افزایش سختی استخراج بیت کوین با چرخه‌های صعودی این ارز دیجیتال شویم. از طرفی نیز افزایش قیمت به صورت هم زمان سبب جذب استخراج‌کنندگان بیشتری به منظور اعتبارسنجی شبکه می‌شود.
سختی شبکه یا همان Difficulty در واقع به معنی وجود تراکنش‌های معلق بالا در شبکه است که کاربران برای انجام تراکنش‌های خود مجبور به پرداخت هزینه‌های بیشتری می‌شوند. این مسئله گاهی به عنوان یک عامل و فاکتور موثر در افزایش فعالیت ماینرها و افزایش قیمت شناخته می‌شود.
دلایل بالا رفتن سختی شبکه بین کوین
تغییرات میزان سختی شبکه (Difficulty) امری کاملا طبیعی و ضروری است. و اما دلیل تغییر و افزایش سختی شبکه چیست؟ چرا این تغییرات ضروری هستند؟
برای پاسخ به سوالات، در ادامه دلایل افزایش Difficulty بیت کوین را به صورت مختصر مورد بررسی قرار می‌دهیم.
تطابق با پیشرفت فناوری
از ابتدای ظهور بیت کوین، امکان استخراج آن با یک کامپیوتر ساده نیز وجود داشت. حال این کار توسط دستگاه‌های سخت افزاری ماینینگ بسیار قوی و قدرتمندی انجام می‌شود. به همین دلیل نرخ هش شبکه همواره در حال افزایش است.
به عنوان مثال: فردی دارای تعداد زیادی دستگاه استخراج بیت کوین است و توان هش او به حدی زیاد است که امکان استخراج بلاک‌ها در زمان کم و به دست آوردن تمامی بیت کوین‌های باقی مانده برای آن فراهم می‌شود!.
ولی در واقعیت زمان مورد نیاز برای تولید هر بلاک در شبکه بیت کوین در حدود ده دقیقه تنظیم شده است. اگر توان هش شبکه زیاد شود، شبکه بیت کوین به صورت خودکار با افزایش سختی شبکه، فرآیند ماینینگ را تنظیم می‌کند. به این صورت از بروز مشکل ذکر شده در مثال جلوگیری می‌شود.
جالب است بدانید که Difficulty سبب خنثی شدن تهدید کامپیوترهای کوانتومی برای بلاک چین بیت کوین شده است. در واقع سختی استخراج می‌تواند با سرعت بالایی جلوی سوء استفاده را بگیرد. پس هر چقدر هم برای فرایند ماینینگ از دستگاه‌های پیشرفته و قدرتمندی استفاده شود، سختی شبکه خود را با آن‌ها تطبیق می‌دهد.
به این صورت تمام اکوسیستم بدون کوچک‌ترین مشکلی می‌توانند به زیست برنامه‌ریزی خود تا استخراج آخرین بلاک ادامه دهند.
کنترل میزان عرضه بیت کوین
تنظیم سختی شبکه به همراه رویدادهای هاوینگ سبب کاهش سرعت تولید بیت کوین در طی زمان می‌شوند. این مسئله سبب کمیابی و افزایش ارزش بیت کوین در طول زمان خواهد شد. زمانی که ما به تعداد حدود بیت کوین پی ببریم، احتمالا حداکثر تعداد آن 21 میلیون واحد خواهد بود.
بدون شک یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های هر دارایی ارزشمند، کمیابی آن است که می‌تواند نقش پررنگ و اساسی در سیاست پولی بیت کوین داشته باشد.
تضمین میزان سودآوری ماینر
در صورت افزایش زیاد سختی شبکه (Difficulty)، هزینه استخراج (برق و سخت افزار) می‌تواند از پاداش استخراج بیشتر شود. در چنین شرایطی برخی از افراد به منظور کاهش نرخ هش، تصمیم به خاموش کردن دستگاه‌های خود می‌گیرند. این موضوع گاهی سبب آسیب پذیر شدن شبکه در برابر حملات شود.
مکانیسم تنظیم سختی استخراج به نوعی می‌تواند سودآوری حاصل از ماینینگ را تضمین کند. در نتیجه ماینرها همواره شغول و مجذوب این شبکه باقی مانده و در کنار آن می‌توان از امنیت مداوم و تمرکززدایی شبکه اطمینان حاصل کرد.
جلوگیری از هک و اعمال خرابکارانه و افزایش امنیت
با افزایش سختی، پروسه ماینینگ نیز سخت‌تر می‌شود. به همین دلیل تعداد ماینر و توان تزریقی دستگاه‌های استخراج به شبکه موجب افزایش امنیت شبکه می‌شود. در واقع همین مسئله سبب در امان ماندن شبکه بیت کوین از حملات سایبری مانند: حمله 51 درصد در طول تاریخ خود شده است.
ایجاد ثبات در میانگین زمان تولید بلاک
یکی از مهم‌ترین دلایل افزایش سختی شبکه بیت کوین، زمان‌بندی خودکار سیستم آن است. ساتوشی ناکاموتو این مفهوم را در زمان طراحی معماری شبکه پیاده‌سازی کرده است. بیت کوین به منظور تثبیت میانگین زمان تولید بین بلاک‌ها با تغییر توان هش شبکه از سختی استخراج بهره می‌گیرد. به این صورت تولید بلاک می‌تواند بدون کند یا سریع شدن، روندی ثابت داشته باشد.
نکته: در نتیجه سختی استخراج در بلاک چین های گواه اثبات کار یک فاکتور و پارامتر محافظت‌کننده است. به این صورت علاوه بر جلوگیری از بروز تقلب، تراکنش‌های موجود تایید شده و ایجاد بلاک‌های جدید در یک بازه زمانی مشخص ثابت می‌ماند. در نتیجه آن، سودآوری ماینرها در طی زمان تضمین می‌شود.
دلایل کاهش سختی شبکه بیت کوین
اخیرا سختی بیت کوین به طور چشمگیری کاهش پیدا کرده است. از مهم‌ترین علل کاهش سختی شبکه بیت کوین می‌توان به غیرقانونی اعلام شدن استخراج ارز دیجیتال در کشور چین اشاره داشت. چین دارای بالاترین میزان هش ریت در میان تمام کشورهای دنیا است. به همین دلیل خروج ماینرهای این کشور از مدار بلاک چین، میزان هش ریت به سرعت کاهش یافت.
آخرین افت هش ریت در اوایل تیر ماه در حدود 50 درصد اتفاق افتاد. جالب است بدانید که این میزان افت در تاریخ ارز دیجیتالی مثل بیت کوین بی‌سابقه است. سپس در اواسط تیر ماه مجددا هش ریت کاهش یافت. به این صورت هش ریت چهارمین کاهش تاریخی خود را تجربه کرد که در نتیجه آن، سختی شبکه بیت کوین نیز کاهش یافت.
محاسبه سختی شبکه بیت کوین
طراحی و نحوه عملکرد شبکه بیت کوین به منظور تولید هر بلاک نیازمند 10 دقیقه زمان است. دقت داشته باشید که این مدت زمان در برخی مواقع به دلیل شرایط سیستم دچار تغییرات کوچکی می‌شود. ولی هدف کلی حفظ تولید بلاک در 10 دقیقه است. لذا برای محاسبه سختی استخراج فرمول زیر ارائه شده است:
Difficulty شبکه جدید = Difficulty شبکه قدیم * (2016 بلاک/ زمان صرف شده به منظور استخراج 2016 بلاک آخر)
نکته: Difficulty شبکه بیت کوین تقریبا هر دو هفته با هر 2016 بلاک جدید تغییر می‌کند. یعنی برای تولید هر یک بلاک در زنجیره بلاک‌ها، 10 دقیقه زمان صرف می‌شود. در صورت افزایش تعداد ماینترها و یا افزایش یا کاهش زمان حل معمای رمزنگاری شده؛ Difficulty شبکه باید خود را با تعداد ماینرها تطبیق دهد.
پس زمان صرف شده برای استخراج 2016 بلاک آخر، میانگین زمان صرف شده برای استخراج هر بلاک در آن دوره است و به منظور تنظیم سطح Difficulty شبکه کم یا زیاد شده است. در صورتی که میانگین زمان کمتر از 10 دقیقه باشد، سطح Difficulty افزایش می یابد. در نتیجه یافتن بلاک‌های جدید به مراتب برای ماینرها سخت‌تر و پیچیده‌تر می‌شود.
اگر این میانگین بیش از 10 دقیقه باشد، سطح Difficulty کاهش یافته و ماینرها راحت‌تر می‌توانند بلاک‌های جدید را پیدا کنند.
مثالی برای درک بهتر محاسبه محاسبه سختی شبکه
فرمول سختی شبکه از 2008 به درستی و بدون خطا کار کرده است. فرمول سختی شبکه فارغ از تعداد نهادهای مشارکت کننده در استخراج و کل هش شبکه، موفق به پایدار نگه داشتن فعالیت استخراج بیت کوین شده است. به گونه‌ای که این کار نه خیلی آسان و نه خیلی سخت، بلکه به صورت صحیح انجام شود. حال مثالی را برای درک بهتر ارائه می‌دهیم.
پس از افزایش تعداد ماینرها اگر زمان حل بلاک‌ها در دو هفته 19000 دقیقه باشد، شما می‌توانید به روش زیر میزان تغییرات سختی شبکه را محاسبه کنید.
06/ 1 ÷ 19000 = 20160
نکته: زمان مورد نیاز برای حل 2016 بلاک در طی زمان تقریبی 10 دقیقه برابر با 20160 دقیقه است. پس با توجه به تناسب ذکر شده در بالا متوجه الزام 3/1 برابر شدن سختی شبکه می‌شویم.
اگر این نسبت کم تر از 1 باشد، توانایی ماینرها در مقایسه با گذشته کاهش یافته است. ولی در صورتی که این نسبت بیش از 1 باشد، یعنی ماینرها با سرعت بیشتری عمل استخراج و ماینینگ را انجام داده اند.
با توجه به این که هدف تولید هر بلاک بر روی 10 دقیقه ثابت است، سطح سختی شبکه فقط بر طبق زمان صرف شده به منظور استخراج 2016 بلاک آخر و سطح سختی فعلی تنظیم می‌شود.