آشنایی با درک سختی استخراج بیت کوین و نحوه محاسبه آن

بلاک چین؛ فناوری پشت بیت کوین است که روی یک شبکه همتا به همتا ساخته شده است. از یک ساختار داده زنجیره‌ای برای ذخیره داده‌ها، یک الگوریتم اجماع توزیع شده برای تولید و به روز رسانی داده‌ها و رمزنگاری برای امنیت استفاده می‌کند. شبکه بیت کوین ارز دیجیتال را از طریق ماینرهایی که با قدرت محاسباتی خود یک پازل رمزنگاری را حل می‌کنند، به گردش در می‌آورد. با افزایش قدرت محاسباتی جهانی، بلاک‌ها احتمالاً با سرعت بسیار بیشتری ایجاد می‌شوند که بر ثبات و امنیت بیت‌کوین تأثیر منفی می‌گذارد. به‌عنوان راه حلی برای این مشکل، کرافت سختی شبکه بیت کوین را مطالعه کرد و روشی به‌عنوان به‌روز رسانی پیشنهاد کرد که تضمین می‌کرد زمان ثابتی برای یافتن بلاک‌های جدید وجود دارد. سختی استخراج بیت کوین یک مدت زمان 10 دقیقه‌ای را برای یافتن بلاک‌های جدید برای حفظ ثبات سیستم حفظ می‌کند.

مقدمه

هر بلاک از شبکه بلاک چین بیت کوین شامل سه فیلد به نام‌های اندازه بلاک، هدر بلاک و بدنه بلاک است. اندازه واقعی بلاک در قسمت اندازه بلاک ثبت می‌شود. به طور کلی، یک هدر بلاک از شش جزء تشکیل شده است که گفته می‌شود «نسخه»، «هش PrevBlock»، «هش MerkleRoot»، «مهر زمانی» یا «n-Time»، «هدف سختی» یا «nBits» و «Nonce». در مورد اندازه هدر بلاک، مقادیر فیلد “hashPrevBlock” و “hashMerkleRoot” هر دو 32 بایت هستند و فیلدهای دیگر هر کدام 4 بایت هستند.

اجزای هدر بلاک بیت کوین

بدنه بلاک دو بخش دارد: تعداد تراکنش‌ها و لیست تراکنش‌ها. تعداد تراکنش‌ها نشان‌دهنده تعداد تراکنش‌هایی است که توسط شبکه تأیید شده و در بلاک دسته‌بندی شده‌اند. هر تراکنش که در یک بلاک تأیید شده است در لیست تراکنش ثبت می‌شود. در این گروه از تراکنش‌ها، اولین تراکنش که تراکنش کوین‌بیس نامیده می‌شود، یک تراکنش خاص است زیرا به استخراج کنندگان اجازه می‌دهد آدرس ورودی را برای خود اختصاص دهند. هدر بلاک حاوی یک مقدار هدف است که در آن نتیجه باید کمتر یا مساوی با مقدار محاسبه شده توسط ماینرها برای بسته بندی تراکنش‌ها در بلاک باشد.

بدنه بلاک

ماینر برای حقوق حسابداری تراکنش‌های بیت کوین رقابت می‌کند و هرکسی که بلاک معتبر بعدی را بیابد، جوایز کوین و تمام هزینه‌های تراکنش را دریافت می‌کند. بلاک‌هایی که با مقدار هش SHA256 مقدار هدف مطابقت دارند، «بلاک‌های معتبر» هستند.

با انتخاب تراکنش‌هایی که می‌خواهید شامل شوند، بلاک جدیدی از تراکنش‌ها ایجاد می‌شود. ماینرها می‌توانند تراکنش‌ها را از لیست تراکنش‌ها برای تایید انتخاب کنند. صرف نظر از این که هر بلاک محدودیتی در ظرفیت دارد، ماینرها تراکنش‌ها را بر اساس میزان کارمزد تراکنش خود دسته‌بندی می‌کنند و سپس برای به حداکثر رساندن کارمزد تراکنش، تراکنش‌هایی با کارمزد تراکنش بالاتر را انتخاب می‌کنند.

سختی استخراج بیت کوین

سختی استخراج بیت کوین به دشواری یافتن یک بلاک معتبر اشاره دارد که در کل شبکه یکپارچه شده و هر 2016 بلاک به روز می‌شود. در این بخش روش محاسبه سختی یک بلاک را ارائه می‌دهیم و عوامل موثر بر آن را بررسی می‌کنیم.

Target of A Block

فیلد nBits سرصفحه بلاک نشان می‌دهد که آیا مقدار هش فعلی کمتر یا برابر با هدف است. نتیجه هش هدر بلاک 256 بیت است، در حالی که n بیت فقط 32 بیت (4 بایت) است. هدف از این بخش، معرفی فرآیند محاسبه هدف بر اساس مقدار nbits است. اعداد هگزاد سیمال با پیشوند ‘0x’ معمولاً برای نشان دادن مقدار nBits بلاک N استفاده می‌شوند. می‌توان nBit‌ها را به دو قسمت تقسیم کرد که دو رقم اول نشان دهنده توان و شش رقم آخر نشان دهنده ضریب است. در یک بلاک، n بیت‌ها با E، قسمت ضریب با c، و هدف بلاک با T نشان داده می‌شود. در زیر فرمولی وجود دارد که می‌توانیم برای محاسبه هدف بلاک N بر اساس آن استفاده کنیم. مقدار nBits آن:

(𝑁) = 𝑐(𝜔(𝑁)) × 256𝐸(𝜔(𝑁))-3.

بلاک‌های با نماهای بدون تغییر، اهداف خطی افزایشی خواهند داشت، در حالی که بلاک‌هایی با ضریب‌های بدون تغییر، رشد یکنواختی را نشان می‌دهند.

مثال: بلاک 𝑁1 = 277316 را در نظر بگیرید. مقدار 𝑛𝐵𝑖𝑡𝑠 بلاک 1 برابر است با 0

(𝜔(𝑁1)) = 0𝑥19، 𝑐(𝜔(𝑁1)) = 0𝑥03

هدف بلاک 𝑁1 است

(𝑁) = 𝑐(𝜔(𝑁)) × 256𝐸(𝜔(𝑁))-3

= 0𝑥03𝑎30c × 2560

سختی یک بلاک:

به طور کلی فرض می‌شود که مقدار سختی بلاک جنسیس شبکه بلاک‌چین بیت کوین 1 است، زیرا این اولین بلاک موجود در شبکه بلاک چین است. بلاک جنسیس را 𝑁0 و سختی بلاک را 𝐷 نشان می‌دهند. از این فرمول می‌توان برای محاسبه سختی هر بلاک N1 استفاده کرد 𝐷(𝑁1) = 𝑇0 𝑇. ( همانطور که هدف بلاک تغییر می‌کند، سختی کل شبکه بلاک‌چین بیت کوین تغییر می‌کند و منعکس‌کننده مشکل استخراج کنندگان برای یافتن بلاک معتبر جدید بعدی است.

چگونه سختی استخراج بیت کوین بر استخراج بیت کوین تأثیر می‌گذارد

طبق تعریف، سختی استخراج بیت کوین به دشواری یافتن بلاک‌های جدید بیت کوین از طریق استخراج اشاره دارد. به دلیل ماهیت غیرمتمرکز بیت کوین، الگوریتمی که توسط خالق بیت کوین، ساتوشی ناکاموتو، کدگذاری شده است، برای تأیید تراکنش‌ها استفاده می‌شود. برای اطمینان از کشف پیوسته بلاک‌ها، این الگوریتم به طور مداوم سطح دشواری را در پاسخ به تعداد ماینرهای شبکه تنظیم می‌کند. زمانی که سیل ماینرها یا دکل‌های ماینینگ وارد بازی می‌شوند، استخراج بیت کوین همیشه سخت‌تر است. این پروتکل در صورت کاهش تعداد ماینرها (یعنی اگر ماینرهای کمتری برای یافتن بلاک‌های جدید رقابت کنند) سختی استخراج را برای ماینرهای باقی مانده کاهش می‌دهد.

با افزودن یا کاهش صفر به هش هدف، سختی استخراج شبکه بیت کوین قابل تنظیم است. هر ماینر هر بار که ماینینگ را شروع می‌کند سعی می‌کند هش هدف (کد با طول ثابت) را شکست دهد. برندگان با توجه به اینکه چه کسی اولین کد تصادفی را با تعداد صفرهای برابر یا بیشتر از هش هدف تولید می‌کند، انتخاب می‌شوند.

فقدان چنین سیستمی احتمالاً منجر به کشف سریعتر  بلاک‌ها می‌شود زیرا ماینرهای بیشتری با تجهیزات پیچیده‌تر به شبکه می‌پیوندند. یک نتیجه بالقوه این خواهد بود که هجوم بیت کوین جدید با سرعتی سریع به گردش در می‌آید که می‌تواند افزایش ارزش آن را کاهش دهد. معمولاً دو هفته طول می‌کشد تا سختی استخراج بیت کوین به روز شود که هر 2016 بلاک اتفاق می‌افتد. در طول هر 2016 بازه بلاک، شبکه تعیین می‌کند که آیا زمان استخراج یک بلاک جدید بر اساس فعالیت استخراج در دو هفته گذشته کاهش یافته یا افزایش یافته است. اگر کمتر از 10 دقیقه طول بکشد، افزایش سختی استخراج اعمال خواهد شد و بالعکس. این بدان معناست که الگوریتم سختی بیت کوین یک زمان بلاک 10 دقیقه‌ای را برای یافتن بلاک‌های جدید حفظ می‌کند تا سیستم را پایدار نگه دارد.

تنظیم سختی چگونه کار می‌کند؟

یک ماینر هر زمان که یک بلاک جدید پیدا کند، مهر زمانی را در هدر هر بلاک رمزگذاری می‌کند. در یک درگاه سختی بلاک 2016، پروتکل بیت کوین میانگین زمان بین بلاک‌ها را اندازه‌گیری می‌کند و سپس تنظیم سختی را به صورت زیر انجام می‌دهد:

وقتی میانگین فاصله بلاک از 10 دقیقه بیشتر شود، سختی باید افزایش یابد.

یک بازه متوسط بلاک کمتر از 10 دقیقه باید منجر به کاهش سختی شود.

به این معنی که در حین استخراج 2016 بلاک آخر، شبکه کل زمان لازم را محاسبه می‌کند. یک 20160 دقیقه استاندارد (10 دقیقه در 2016 بلاک) بر زمان صرف شده برای مقیاس بندی آخرین دوره سختی تقسیم می‌شود، سپس آخرین سطح سختی در آن ضرب می‌شود. بر اساس محاسبات، می‌توانیم درصد تغییر سختی استخراج را برای رسیدن به زمان بلاک 10 دقیقه تعیین کنیم.

فرمول این است:

سختی جدید = مشکل فعلی * زمان مورد انتظار / زمان واقعی

دشواری جدید: سختی بلاک‌های بعدی 2016
سختی فعلی: سختی بلاک‌های گذشته 2016
زمان واقعی: تفاوت زمانی بین بلاک اول دوره سختی و بلاک 2016 این دوره
زمان مورد انتظار: 20160 دقیقه (همانطور که در اجرای مرجع ذکر شد)

سخن پایانی

اساساً سختی، میزان سختی یافتن هش زیر یک هدف معین را هنگام استخراج یک بلاک بیت کوین اندازه‌گیری می‌کند. وقتی سختی زیاد باشد، استخراج همان تعداد بلاک به قدرت محاسباتی بیشتری نیاز دارد و امنیت شبکه را در برابر هک‌ها بهبود می‌بخشد.

ماینرها باید یک بلاک معتبر جدید در یک بازه زمانی مشخص پیدا کنند زیرا سختی نقش مهمی دارد. تقریباً 10 دقیقه حداکثر زمان برای یافتن یک بلاک جدید در شبکه بیت کوین است. سختی هر بلاک 2016 تنظیم می‌شود. در نتیجه، سختی نقش مهمی در تضمین ثبات اکوسیستم بیت کوین ایفا می‌کند. به عنوان یک گام اولیه، ما اصول و عوامل تاثیرگذار سختی استخراج بیت کوین را بررسی کردیم.

کمی درباره صرافی اتراکس

صرافی ارز دیجیتال اتراکس، به عنوان یک صرافی رمز ارز پیشرو در دنیای ارزهای دیجیتال، با هدف ارائه خدمات بی‌نظیر به کاربران در زمینه خرید و فروش امن ارزهای دیجیتال به وجود آمده است. اتراکس با تأکید بر امنیت، تنوع ارزها و تجربه کاربری بی‌نظیر، توانسته است به عنوان یک مقصد معتبر و قابل اعتماد برای همه‌ علاقه‌مندان به دنیای ارزهای دیجیتال جلب توجه کند.

تکنولوژی رمزنگاری پیشرفته‌ ای که در اتراکس به‌کار گرفته‌ شده، تضمین می‌کند که اطلاعات شخصی و دارایی‌های کاربران به‌طور کامل محافظت می‌شوند. همچنین، انواع ارزهای دیجیتال معتبر از جمله بیت کوین، اتریوم و بیش از 400 ارز دیجیتال دیگر در اتراکس قابل خرید و فروش هستند.

همچنین بخوانید:

نکات کلیدی در انتخاب استخر استخراج بیت کوین

بهترین ارز دیجیتال برای استخراج