هش ریت (HashRate) معیاری برای اندازه گیری عملکرد دستگاه ماینینگ است. به عبارت ساده‌تر، نرخ هش سرعت پردازش دستگاه‌های ماینر برای حل معمای استخراج بیت کوین را نشان می‌دهد. این مفهوم در شبکه‌های بلاک چین که از مکانیسم اجماع اثبات کار (POW) استفاده می‌کنند، استفاده می‌شود. در این شبکه‌ها، ماینرها با حل معادلات پیچیده ریاضی، بلوک‌های جدیدی ایجاد کرده و از شبکه پاداش دریافت می‌کنند. در این مقاله به شما نشان می‌دهیم که نرخ هش چیست، چگونه محاسبه می‌شود، چرا نرخ آن مهم است، دلایل تغییرات آن چیست و چه تاثیری بر روی شبکه دارد. با ما همراه باشید.
آشنایی با مفهوم هش ریت
ماینرها قدرت پردازش خاصی در واحد ثانیه دارند که به آن هشت نرخ می‌گویند. برای اینکه ماینرها خروجی یک مشکل را بدست آورند، از یک مقدار تصادفی یا (Nonce) استفاده می‌کنند. این مقدار را در تابع هش می‌گذارند و سپس خروجی به دست می‌آید، به این خروجی هش نیز می‌گویند. در شبکه‌های بلاک چین برای هر مشکل یک هش وجود دارد و اگر ماینر بتواند مقدار خروجی را با توجه به این هش به دست آورد، از شبکه جایزه دریافت می‌کند.
کسانی که قصد کسب درآمد از طریق حل تابع هش در شبکه بلاک چین را دارند باید از دستگاه‌های محاسباتی خصوصی یعنی ماینرها در این زمینه استفاده کنند. هر ماینر می‌تواند در هر واحد ثانیه تعدادی مشکل را حل کند، در تعریف دیگری از Hash Rate به تعداد مشکلات حل شده توسط ماینر هش ریت می‌گویند. کسانی که می‌خواهند یک مزرعه استخراج ارز دیجیتال راه اندازی کنند باید به سراغ ماشین‌هایی بروند که نرخ هش بالایی دارند. هرچه نرخ هش بالاتر باشد، دستگاه بهتر می‌تواند مشکلات را حل کند و زودتر پاداش دریافت کند.
برای درک بهتر موضوع، اجازه دهید در مورد ماینرهای بیت کوین صحبت کنیم. این ماینرها از الگوریتم هش رمزگذاری SHA-256 برای یافتن شماره هش هر شماره استفاده می‌کنند. ماینرها برای حل مشکلات باید داده‌های خاصی را در این تابع SHA-256 وارد کنند. این داده‌ها شامل تراکنش‌های جاری می‌شود. هش کردن نیز یکی از اصطلاحات مرتبط با هشت نرخ است. این مفهوم به استفاده از یک داده در تابع هش اشاره دارد که توسط آن هش ایجاد می‌شود. برای اینکه در مورد نرخ هش بیشتر بدانید، ابتدا باید با چند الگوریتم مهم آشنا شوید:
الگوریتم MD5
به عنوان مثال، اگر عبارت “آکادمی ارز دیجیتال” را با استفاده از الگوریتم MD5 هش کنیم، عبارت زیر به دست می‌آید:
cbb8e08cee7682bf5e8511a1d8e1ad21
ویژگی‌های خاص Hash باعث شده است که برای حفظ امنیت آنلاین به طور گسترده‌ای مورد استفاده قرار گیرد. به طور کلی در برخی از سایت‌ها پسوردها به صورت Hash ذخیره می‌شوند. این امر از دسترسی اپراتورها به رمزهای عبور کاربران جلوگیری می‌کند و در صورت فاش شدن رمزهای عبور، اطلاعات حساب کاربری به دلیل هش شدن اطلاعات محفوظ می‌ماند. در فرآیند رمزگذاری شبکه‌های بلاک چین، داده‌ها با استفاده از الگوریتم‌های خاص و فرآیند هش به عباراتی متشکل از حروف و اعداد تصادفی تبدیل می‌شوند. توابع هش رمزنگاری ویژگی‌های امنیتی را به توابع هش معمولی اضافه می‌کنند و در نتیجه؛ شناسایی پیام‌ها و اطلاعات مربوط به گیرندگان و فرستنده‌ها دشوارتر می‌شود.
الگوریتم SHA-256
یکی دیگر از الگوریتم‌های هش پرکاربرد SHA-256 از خانواده SHA یا Secure Hashing Algorithm است. این الگوریتم همان مکانیزمی است که برای هش بیت کوین استفاده می‌شود. با توجه به اعتراض برخی از سرویس‌های وب که از الگوریتم SHA-1 به عنوان امضای دیجیتال برای تأیید گواهینامه‌های خود استفاده می‌کردند، آژانس امنیت ملی در سال 2001 به دنبال جایگزینی برای نسخه SHA-1 بود که در نهایت یک نوع خاص از SHA را انتخاب کرد.
الگوریتم md5
در این الگوریتم، تمام داده‌های اولیه با اندازه‌های مختلف به یک کلید یا هش 256 بیتی تبدیل می‌شوند که تا حد زیادی قابل رمزگشایی (شکستن هش) نیستند. به همین دلیل این الگوریتم SHA-256 نامیده می‌شود. مکانیزم مورد نظر توانست تمامی مشکلات نسخه‌های قبلی را حل کند و پس از گذشت حدود بیست سال همچنان در بین الگوریتم‌های هش محبوب باقی مانده است.
در فضای وب، مولدهای هش آنلاین مختلفی وجود دارد که با الگوریتم‌های پرکاربرد کار می‌کنند. برای مثال می‌توان به passwordsgenerator.net اشاره کرد. با لمس این لینک می‌توانید پس از وارد کردن عبارت مورد نظر خود، هش الگوریتم SHA-256 را دریافت کنید.
اهمیت هش پاور (Hash power)
به خاطر داشته باشید که نرخ هش معیار مهمی برای ارزیابی امنیت و قدرت شبکه بلاک چین است. هرچه ماینرها بیشتر برای کشف بلاک‌های جدید استفاده کنند، قدرت هش شبکه بیشتر می‌شود. در این شرایط امکان ایجاد اختلال در شبکه دشوارتر می‌شود.
به عنوان مثال، یک حمله 51 درصدی زمانی رخ می‌دهد که یک فرد یا گروهی از افراد با استفاده از تجهیزات ماینینگ کافی بتوانند نرخ هش بیش از 50 درصد از قدرت هش شبکه را به دست آورند. در این صورت این گروه می‌توانند شبکه بلاک چین را کنترل کنند. بنابراین؛ کاهش نرخ هش می‌تواند به این معنی باشد که شبکه آسیب پذیرتر می‌شود و هزینه‌های انجام یک حمله 51٪ را کاهش می‌دهد.
قدرت هش بالاتر نشان دهنده امنیت و سودآوری شبکه است. هر چه نرخ هش بالاتر باشد، شانس استخراج کنندگان برای یافتن بلاک‌های جدید و افزایش سود و دریافت پاداش از شبکه بیشتر می‌شود. همچنین هش ریت بالاتر (به دلیل امنیت شبکه بالاتر) قیمت آن ارز دیجیتال را افزایش می‌دهد.
نرخ هش چیست؟
به زبان ساده، نرخ هش قدرت پردازش دستگاه‌های ماینینگ در هر ثانیه است. استخراج‌کنندگان در شبکه‌های بلاک چین که از مکانیزم اجماع اثبات کار استفاده می‌کنند، سعی می‌کنند هش هدف شبکه را به دست آورند و با قرار دادن اعداد تصادفی Nonce در تابع هش، یک بلوک جدید ایجاد کنند. ماینر با به دست آوردن شماره هش و ایجاد یک بلوک جدید، پاداش بلوک را دریافت می‌کند.
ماشین‌های ماینینگ باید میلیون‌ها حدس در ثانیه انجام دهند تا پاسخ صحیح را برای حل بلوک بیابند. به عبارت دیگر، برای استخراج یک بلوک، ماینر باید بلوک را هش کند تا کمتر یا برابر با هش هدف شود. با تغییر سختی شبکه، هش هدف نیز تغییر می‌کند. برای رسیدن به هش هدف، ماینر باید برخی از هدرهای بلوک به نام اعداد Nonce را تغییر دهد.
از آنجایی که تغییر Nonce کاملاً تصادفی است، احتمال رسیدن به هش هدف بسیار کم است. بنابراین ماینر باید تلاش زیادی برای بدست آوردن شماره Nonce انجام دهد. تعداد دفعاتی که یک ماینر سعی می‌کند هش در هر ثانیه به دست آورد، نرخ هش یا قدرت هش نامیده می‌شود.
در شبکه‌های POW، توابع هش با دستگاه‌های ماینر حل می‌شوند و تعداد معادلاتی که دستگاه‌های ماینر می‌توانند در هر ثانیه حل کنند، نرخ هش نامیده می‌شود. هرچه هش ریت یک ماینر بیشتر باشد، قدرت پردازش معادلات بیشتری دارد و شانس بیشتری برای استخراج بلوک دارد.
اهمیت نرخ هش چیست؟
نرخ هش برای همه اعضای جامعه ارزهای دیجیتال، از سرمایه گذاران گرفته تا ماینرها، مهم است. بنابراین باید تاثیر هش ریت را از دیدگاه هر دو گروه بررسی کنیم.
اهمیت نرخ هش برای ماینرها
ماینرها برای ماینینگ با یکدیگر رقابت می‌کنند و به دنبال کسب پاداش بیشتر هستند. این جایزه فقط به اولین هش ماینر بلاک داده می‌شود، بنابراین رقابت روز به روز داغ تر می‌شود. نمونه‌ای از آن را می‌توان به وضوح در شبکه بیت کوین مشاهده کرد. یک دهه پیش، ماینرها به راحتی می‌توانستند با استفاده از رایانه‌های خانگی خود استخراج کنند، اما اکنون، آنها باید از مجموعه‌ای از سیستم‌های سخت‌افزاری پیشرفته (دستگاه‌های ASIC) برای حدس زدن هش‌ها در کوتاه‌ترین زمان ممکن استفاده کنند.
افزایش رقابت بر سر استخراج باعث شده است که نرخ هش در شبکه بلاک چین بیت کوین روز به روز افزایش یابد. طبیعی است که با افزایش نرخ هش در شبکه، رقابت برای استخراج نیز افزایش می‌یابد. بنابراین، ماینرها باید قدرت محاسباتی خود را ارتقا دهند تا شانس موفقیت خود را حفظ کنند. در غیر این صورت قطعا از رقبا عقب خواهند ماند. بر این اساس می‌توان قدرت هش را یکی از معیارهای سنجش سودآوری استخراج ارز دیجیتال دانست.
اهمیت قدرت هش برای سرمایه گذاران
سرمایه گذاران در یک ارز دیجیتال مانند بیت کوین باید نرخ هش را نیز در نظر بگیرند. قدرت هش یک شاخص کلیدی در ارزیابی امنیت شبکه بلاک چین است. هرچه نرخ هش بالاتر باشد، حمله هکرها به شبکه سخت‌تر خواهد بود. این به این دلیل است که تعداد سخت افزارهایی که در فرآیند تأیید تراکنش‌ها شرکت می‌کنند افزایش می‌یابد. از سوی دیگر، شبکه بلاک چین تنها در صورتی قابل هک است که مهاجم 51 درصد گره‌ها را تصاحب کند.
استفاده از نرخ هش برای یافتن نقطه ورود و خروج
با نگاهی بلندمدت به قیمت ارزهای دیجیتال مانند بیت کوین، می‌توان تشخیص داد که نوعی همبستگی بین نرخ هش و قیمت این دارایی‌ها وجود دارد. البته نباید فراموش کرد که هیچ اصل قطعی و خدشه ناپذیری در تحلیل قیمت ارزهای دیجیتال وجود ندارد، بلکه تکرار برخی اتفاقات در طول زمان باعث می‌شود تا شواهدی برای تحلیل قیمت ارزهای دیجیتال به دست آید.
وقتی قیمت بیت کوین بالا باشد، نرخ هش افزایش می‌یابد. زیرا در این شرایط ماینرهای بیشتری به شبکه اضافه شده و حاشیه سود آنها افزایش می‌یابد. در مقابل، با کاهش قیمت بیت کوین، حاشیه سود ماینرها نیز کاهش می‌یابد. به همین دلیل تعداد ماینرهای فعال در شبکه کاهش می‌یابد و در نتیجه قدرت هش کاهش می‌یابد.
رابطه بین استخراج و نرخ هش
برای توضیح رابطه بین استخراج و نرخ هش، شبکه بیت کوین را بررسی می‌کنیم. به طور خلاصه، فرآیند ماینینگ شامل تلاش‌های هش بسیاری است. این تلاش‌ها تا زمانی که یک هش معتبر تولید شود ادامه می‌یابد. به عبارت ساده تر، ماینر بیت کوین باید اطلاعات زیادی را از طریق تابع هش اجرا کند تا هش تولید کند. اجرای این اطلاعات و تولید یک هش معتبر تنها زمانی موفقیت آمیز خواهد بود که یک مقدار هش خاص تولید شود.
هشینگ چیست؟ آشنایی با فرآیند هش کردن
به ارزهای دیجیتال جدیدی که پس از تایید موفقیت آمیز یک بلاک جدید ایجاد و به ماینر داده می‌شود، پاداش بلاک می‌گویند. پاداش بلوک دارای دو جزء است: یارانه و کارمزد تراکنش. یارانه بلوک شامل سکه‌های تازه ایجاد شده است که بیشترین بخش از پاداش بلوک را تشکیل می‌دهد. کارمزد تراکنش همچنین شامل کلیه کارمزدهای پرداخت شده توسط تراکنش‌های موجود در بلوک می‌شود. همچنین، از آنجایی که تقریباً کل پاداش بلاک، یارانه بلوکی است، پاداشی که ماینر پس از ایجاد یک بلوک جدید دریافت می‌کند، به طور کلی پاداش بلوک نامیده می‌شود.
پاداش بلوک در ابتدای شبکه بیت کوین برابر با 50 BTC بود. اما با استخراج هر 210000 بلوک (تقریباً هر 4 سال)، این مقدار به نصف کاهش می‌یابد. این فرآیند نصف شدن بیت کوین نامیده می‌شود. پاداش بلاک بیت کوین به 25 بیت کوین در سال 2012، 12.5 بیت کوین در سال 2016، 6.25 بیت کوین در سال 2020 و 3.25 بیت کوین در سال 2024 کاهش یافت. استخراج کنندگان بیت کوین از الگوریتم هش رمزگذاری SHA-256 برای یافتن هش استفاده می‌کنند. برای درک بهتر نحوه عملکرد تابع هش، ابتدا مفهوم تابع هش را به اختصار بررسی می‌کنیم.
تابع هش چیست؟
تابع هش از چندین بخش تشکیل شده است. هر مقدار دیجیتالی را می‌توان در قسمت ورودی این تابع وارد کرد. پس از وارد کردن اطلاعات به تابع هش، یک عدد تصادفی ایجاد می‌شود و در نهایت پس از هش شدن داده‌ها، مقدار خروجی به دست می‌آید. همانطور که گفته شد، شبکه بیت کوین از تابع هش SHA-256 استفاده می‌کند.
ورودی تابع هش بیت کوین شامل مواردی مانند اندازه بلوک، هدر هدر بلوک‌های قبلی، هش ریشه تراکنش‌های مرکل، زمان و شماره Nonce است و خروجی آن یک عدد 256 بیتی است. از تمام ورودی‌های ذکر شده، همه آنها مشخص هستند و ماینر فقط باید شماره Nonce را پیدا کند.
عدد 256 بیتی به معنای یک عدد باینری با طول 256 رقم است. عدد باینری به این معنی است که مقدار عدد مورد نظر با دو علامت 1 یا 0 نشان داده می‌شود. اعداد باینری را می‌توان به فرمت‌های دیگر مانند اعداد اعشاری پایه ده تبدیل کرد. اگرچه تابع SHA-256 یک عدد باینری 256 رقمی را در اختیار ما قرار می‌دهد، مقدار مورد نظر معمولاً به صورت 64 رقمی هگزادسیمال بیان می‌شود.
Nonce یک عدد شبه تصادفی است که ماینر در هر هش آن را تغییر می‌دهد تا خروجی جدیدی به دست آورد. ماینرهای بیت کوین در حال حاضر باید هشی را پیدا کنند که با نوزده صفر شروع می‌شود تا ارزش هش بلوک جدید را بدست آورند.
چگونه SHA256 و ماینینگ شبکه بیت کوین را ایمن می‌کنند؟
همانطور که گفته شد، ماینرها برای به دست آوردن شماره Nonce تلاش زیادی کردند. پس از یافتن هش هدف، یک بلوک جدید ایجاد شده و به بلاک چین اضافه می‌شود و پس از آن استخراج کنندگان پاداش خود را از شبکه بیت کوین دریافت می‌کنند. بنابراین می‌توان گفت که نرخ هش تعداد تلاش‌های ماینر برای رسیدن به عدد هش مورد نظر برای ایجاد بلاک‌های جدید است.
نرخ هش معمولاً بر حسب هش در ثانیه (H/S) با پیشوند استانداردی مانند مگا، گیگا یا ترا اندازه گیری و بیان می‌شود. به عنوان مثال، یک شبکه بلاک چین که یک تریلیون هش در ثانیه را محاسبه می‌کند دارای نرخ هش یک تراهرتز در ثانیه است. ماینرها نقش کلیدی در امنیت شبکه بیت کوین دارند. وظیفه ماینر جمع آوری تراکنش‌های تایید نشده از Mempool و سازماندهی آنها در بلوکی است که سعی در تایید آن دارد.
پس از ایجاد لیستی از تراکنش‌های تایید نشده، هر تراکنش هش می‌شود و خروجی آنها به صورت جفت سازماندهی می‌شود. سپس این جفت‌ها هش می‌شوند، خروجی‌های جدید تولید و دوباره هش می‌شوند. این فرآیند تا زمانی که یک هش منحصر به فرد تولید شود تکرار می‌شود. این هش ریشه هش یا ریشه درخت مرکل نامیده می‌شود.
سپس هش ریشه با هش بلوک تایید شده قبلی همراه با یک عدد شبه تصادفی به نام Nonce به اضافه برخی پارامترهای دیگر ترکیب می‌شود. سپس این موارد هش می‌شوند و بلوک هش مورد نظر را تولید می‌کنند. ماینر تنها در صورتی موفق می‌شود که خروجی به دست آمده برای بلوک مورد نظر کمتر از مقدار مشخص شده باشد.
ایمن سازی شبکه بیت کوین، یک فرآیند آزمون و خطاست
در نتیجه این فرآیند مبتنی بر آزمون و خطا است و ماینرها باید چندین بار تابع هش را با نانس‌های مختلف اجرا کنند تا نتیجه معتبر و صحیحی به دست آورند. اولین ماینری که به هش صحیح دست می‌یابد، بلاک مورد نظر را تایید می‌کند و پاداش بلاک را دریافت می‌کند. کل این فرآیند به طور متوسط 10 دقیقه طول می‌کشد.
پس از تایید بلوک، به بلاک چین اضافه می‌شود و ماینرها شروع به کار بر روی بلوک بعدی می‌کنند. هش درست ایجاد شده توسط ماینرها به عنوان گواهی برای کار آنها در نظر گرفته می‌شود، به همین دلیل است که الگوریتم اجماع شبکه بیت کوین Proof of Work نامیده می‌شود. هر بلوک تایید شده دارای یک بلوک هش منحصر به فرد است که به عنوان یک شناسه عمل می‌کند.
تاریخچه نرخ هش شبکه بیت کوین
نرخ هش بیت کوین در سال 2011 به 1 تراهرتز در ثانیه و در سال 2013 به 1000 تراهرتز در ثانیه رسید. در روزهای اولیه شبکه بیت کوین، کاربران می‌توانستند با استفاده از رایانه شخصی و کارت گرافیک خود، بلوک‌های جدیدی استخراج کنند.
اما با ایجاد سخت افزار مخصوص ماینینگ یا ماینرهای ASIC، نرخ هش شبکه بیت کوین به سرعت افزایش یافت و باعث شد که سختی استخراج افزایش یابد. بنابراین، رایانه‌های شخصی و کارت‌های گرافیک دیگر برای استخراج بیت کوین مناسب نیستند. در سال 2016، نرخ هش بیت کوین از مرز یک میلیون تراه در ثانیه و در سال 2017 از ده میلیون تراه در ثانیه عبور کرد. تا جولای 2018، نرخ هش شبکه بیت کوین تقریباً 67، 500، 000 تراهرش در ثانیه بود.
چرا هش ریت مهم است؟
در شبکه‌های بلاک چین، هش ریت یک معیار بسیار مهم با توجه به سطح غیرمتمرکز بودن شبکه بر اساس اثبات کار و عملکرد آن در برابر هکرها است، زیرا هر چه نرخ هش بالاتر باشد، حمله به شبکه مذکور دشوارتر و پرهزینه تر خواهد بود. . کاهش ناگهانی نرخ هش ممکن است منجر به توقف معاملات ارز دیجیتال مذکور یا حذف آن از لیست خود توسط صرافی‌ها شود تا از مشتریان خود در برابر انواع حملات محافظت کنند.
نرخ هش یک معیار مهم برای ارزیابی قدرت و به ویژه امنیت یک شبکه بلاک چین است. هر چه تعداد دستگاه‌هایی که ماینرها برای به دست آوردن بلوک بعدی قدرت خود را به شبکه داده‌اند بیشتر باشد، هش ریت بالاتر خواهد بود و اختلال در شبکه برای عوامل مخرب دشوارتر می‌شود.
به عنوان مثال، حمله 51 درصدی زمانی رخ می‌دهد که فرد یا گروهی از مهاجمان تجهیزات استخراج ارز دیجیتال را به اندازه کافی خریداری کرده یا اجاره کرده باشند تا بتوانند بیش از 50 درصد از نرخ هش بلاک چین را کنترل کنند. از آنجایی که شبکه‌های بلاک چین غیرمتمرکز و غیرقابل اعتماد هستند، شخص یا گروهی که اکثریت هش ریت را در اختیار دارد، می‌تواند از نظر تئوری تراکنش‌ها را مسدود یا دوباره سفارش دهد و حتی تراکنش‌ها و پرداخت‌های خود را معکوس و معکوس کند. این مسئله می‌تواند منجر به یک حمله هزینه مضاعف شود که بر یکپارچگی و اعتبار بلاک چین به عنوان یک کل تأثیر می‌گذارد. بنابراین کاهش هش ریت به معنای کاهش 51 درصدی هزینه اجرای حمله و آسیب پذیر شدن شبکه است.
نحوه اندازه گیری هش ریت
همانطور که گفته شد نرخ هش قدرت پردازش یک ماینر در ثانیه را نشان می‌دهد و بر حسب میلیاردها، تریلیون‌ها و … اندازه گیری می‌شود، به عنوان مثال یک تراهرتز در ثانیه به این معنی است که در هر ثانیه می‌توان یک تریلیون محاسبه را انجام داد. به عنوان مثال، ماشینی با سرعت 1000 هش در ثانیه هنگام تلاش برای حل یک بلوک، 1000 حدس در ثانیه انجام می‌دهد. همانطور که گفته شد واحد اندازه گیری هش ریت هش بر ثانیه H/S است و بر اساس واحدهای زیر اندازه گیری می‌شود.
دستگاه‌های مختلفی که برای استخراج ارزهای دیجیتال مختلف استفاده می‌شوند، هش برابر ندارند. به عنوان مثال، در حال حاضر و در زمان نگارش این مقاله، دستگاه‌های زیر دارای بالاترین نرخ هش برای استخراج بیت کوین هستند.
دلایل تغییر هش ریت چیست؟
دلایل زیادی می‌تواند بر نرخ هش تأثیر بگذارد. ماینرها می‌توانند تصمیم بگیرند و انتخاب کنند که کدام ارز دیجیتال را استخراج کنند. از آنجایی که استخراج ارز دیجیتال شامل هزینه‌های مختلفی مانند انرژی، سخت‌افزار و زمان است، ماینرها تشویق می‌شوند تا ارزهای رمزپایه‌ای را استخراج کنند که بالاترین بازگشت سرمایه را دارند.
نرخ هش بالا نشان می‌دهد که رقابت بیشتری بین ماینرها وجود دارد. اما از سوی دیگر، میزان پاداش ماینینگ عاملی است که ارزش این رقابت را دارد. به عنوان مثال، نرخ هش شبکه بیت‌کوین به 179 اگزا در ثانیه رسیده است، اما ماینرها همچنان تشویق می‌شوند تا برای استخراج این ارز دیجیتال شرکت کنند و رقابت کنند، زیرا پاداش استخراج بیت‌کوین همچنان بالاتر از هزینه استخراج آن است.
ماینرها معمولاً با ارزیابی هزینه استخراج در مقابل مقدار پاداش، تصمیم می‌گیرند که کدام ارزهای دیجیتال را استخراج کنند. در شبکه بیت کوین، هر دو هفته یک بار، پروتکل شبکه به طور خودکار دشواری استخراج بیت کوین را بر اساس نرخ هش فعلی تنظیم می‌کند. وقتی نرخ هش در سطح بالایی باشد، سختی استخراج نیز در سطح بالایی خواهد بود. با کاهش نرخ هش، دشواری استخراج نیز کاهش می‌یابد. بنابراین، ماینرها می‌توانند بر اساس سختی ماینینگ محاسبه کنند که آیا استخراج ارز دیجیتال مورد نظرشان ارزش صرف هزینه و تلاش خود را دارد یا خیر.
سختی استخراج چیست؟
درجه سختی تولید هش توسط ماینرها که کمتر از هش هدف است را سختی ماینینگ می‌گویند. به عنوان مثال، دشواری شبکه بیت کوین با استفاده از امتیاز داخلی شبکه اندازه گیری می‌شود. این پایه امتیاز از 1 (ساده ترین سطح) شروع می‌شود و بر اساس تعداد ماینرهایی که در شبکه رقابت می‌کنند، افزایش یا کاهش می‌یابد. این امتیاز به طور خودکار هر 16 بلوک (تقریباً هر دو هفته) تنظیم می‌شود.
اضافه شدن ماینرهای جدید به شبکه، هش ریت شبکه بیت کوین را افزایش می‌دهد و به همین دلیل، سختی استخراج بیت کوین پس از هر بلاک ۲۰۱۶ ریست می‌شود. به عبارت ساده تر، با اضافه شدن ماینرها به شبکه بیت کوین، قدرت محاسباتی برای ایجاد بلاک‌های جدید افزایش می‌یابد و زمان لازم برای ایجاد بلاک‌های جدید کاهش می‌یابد. به همین دلیل، شبکه بیت کوین سختی استخراج را افزایش داده است به طوری که زمان ایجاد بلاک‌های جدید به زمان اولیه خود یعنی هر 10 دقیقه یکبار باز می‌گردد. سطح دشواری استخراج بیت کوین بر اساس تعداد ماینرهای فعال در شبکه تغییر می‌کند و با افزایش تعداد آنها افزایش می‌یابد و با کاهش تعداد آنها کاهش می‌یابد.
در اکتبر 2022 (اکتبر 1401)، نرخ هش شبکه بیت کوین تقریباً به 240 میلیون تراه در ثانیه رسید. نرخ هش این شبکه برای اولین بار در می2011 به تقریبا یک ترهاش در ثانیه رسید و از آن زمان تاکنون رو به افزایش بوده است. در حال حاضر نرخ هش شبکه بیت کوین 261 میلیون ترابایت بر ثانیه است.
چرا نرخ هش بیت کوین افزایش یافته است؟
در تاریخچه شبکه بیت کوین، ماینرهای بیشتری وارد این شبکه شده‌اند تا برای استخراج بلاک‌های جدید به رقابت بپردازند. بنابراین، نرخ هش این شبکه همیشه افزایش یافته است. محتمل ترین دلیل برای پیوستن ماینرهای جدید به فضای بسیار رقابتی شبکه بیت کوین، پتانسیل بسیار زیاد ارز دیجیتال بیت کوین برای افزایش قیمت است.
افزایش تقاضا برای بیت کوین باعث شده است که قیمت بیت کوین به بیش از 60 هزار دلار برسد. به این ترتیب ماینرهای بیشتری جذب این شبکه شده‌اند که استخراج بیت کوین را فرصت بسیار خوبی برای کسب سود می‌دانند. افزایش تعداد ماینرها سختی استخراج را افزایش می‌دهد و در نتیجه هش ریت شبکه نیز افزایش می‌یابد.
اگر نرخ هش کاهش یابد چه اتفاقی می‌افتد؟
نرخ هش کمتر به این معنی است که برای تأیید و افزودن تراکنش‌ها به بلاک چین به قدرت پردازش و محاسبات کمتری نیاز است. این امر سطح غیرمتمرکز شبکه را کاهش می‌دهد، زیرا ماینرهای کمتری برای کنترل کامل شبکه مورد نیاز است
هرچه سطح غیرمتمرکز شبکه کمتر باشد، خطرات مرتبط با آن بیشتر می‌شود. اگر یک عامل مخرب کنترل شبکه را در دست بگیرد، می‌تواند باعث اختلال شدید در شبکه شود و سرمایه گذاران و پلتفرم‌های رمزنگاری را در معرض خطر بزرگی قرار دهد.
اگر نرخ هش شبکه به طور پیوسته یا سریع کاهش یابد، پلتفرم‌های رمزنگاری ممکن است تصمیم بگیرند که تجارت آن ارز دیجیتال را محدود کرده یا آن را از فهرست حذف کنند تا از خود و مشتریان خود و سرمایه‌شان در برابر تسلیم نشدن محافظت کنند.
به طور کلی، هنگامی که نرخ هش کاهش می‌یابد، شرایط زیر رخ می‌دهد:
- ماینرهای کمتری برای اضافه کردن بلوک و کسب پاداش بلوک رقابت می‌کنند.
- امنیت شبکه کاهش می‌یابد و شبکه 51 درصد در برابر حملات آسیب پذیرتر می‌شود. حمله 51 درصدی زمانی اتفاق می‌افتد که گروهی از ماینرها کنترل بیش از 50 درصد از نرخ هش شبکه را در دست بگیرند.
- مصرف برق توسط رایانه‌ها و دستگاه‌های استخراج کاهش می‌یابد.
- دشواری استخراج کاهش می‌یابد و استخراج بلوک‌ها آسان تر است.
اگر نرخ هش افزایش یابد چه اتفاقی می‌افتد؟
نرخ هش بالاتر به این معنی است که برای تأیید و افزودن تراکنش‌ها به بلاک چین به قدرت پردازش و محاسبات بیشتری نیاز است. این باعث می‌شود شبکه ایمن تر شود، زیرا برای کنترل کامل شبکه به ماینرهای بیشتری نیاز است. به طور کلی، نرخ هش در واقع معیاری از فعالیت کلی شبکه است که توسط ماینرها انجام می‌شود. هنگامی که نرخ هش افزایش می‌یابد، شرایط زیر رخ می‌دهد:
- برای استخراج بلوک از منابع محاسباتی و پردازش بیشتری استفاده می‌شود.
- مصرف برق افزایش می‌یابد.
- امنیت شبکه با بزرگ شدن و قدرتمند شدن آن چنان افزایش می‌یابد که هیچ شخص یا نهادی نمی‌تواند بر آن تسلط یابد.
- ماینینگ بسیار دشوارتر می‌شود و اکثر الگوریتم‌های شبکه بلاک چین دشواری استخراج را افزایش می‌دهند.
چگونه نرخ هش شبکه را کنترل کنیم؟
وب سایت‌های مختلفی مانند BitInfoCharts برای نظارت و ردیابی نرخ هش وجود دارد. در این وب سایت‌ها می‌توانید نرخ هش ارزهای دیجیتال مانند بیت کوین، بیت کوین کش، بیت کوین اس وی، دوج کوین، اتریوم کلاسیک، لایت کوین و غیره را کنترل کنید.
رابطه بین هزینه برق، نرخ هش و سختی شبکه با سود ماینرها
اگر به استخراج بیت کوین علاقه دارید، احتمالاً یکی از سؤالات شما رابطه بین نرخ هش و سختی شبکه با سود ماینرها خواهد بود. در واقع سوال این است که با افزایش نرخ هش و سختی شبکه، سود ماینرها چگونه تغییر خواهد کرد؟ نرخ هش و سختی شبکه به روش‌های مختلف بر سودآوری استخراج و استخراج ارز دیجیتال تأثیر می‌گذارد. برای مثال بیت کوین را در نظر بگیرید. زمانی که نرخ هش شبکه افزایش می‌یابد، سختی شبکه افزایش می‌یابد و در نتیجه درآمد ماینرها کاهش می‌یابد.
هزینه برق چگونه بر سودآوری معدن تاثیر می‌گذارد؟
در صنعت استخراج ارز دیجیتال، هزینه برق یکی از عناصر مهم در محاسبه سودآوری است. به عنوان مثال، یک دستگاه استخراج بیت کوین با نرخ هش 12 ترابایت در ثانیه را در نظر بگیرید. با توجه به سطح دشواری شبکه فعلی بیت کوین، این دستگاه از نظر تئوری قادر است 0.318 بیت کوین در سال استخراج کند. اما برای محاسبه سود خالص آن باید هزینه برق را نیز در نظر گرفت. به این کارایی ماینر می‌گویند.
با افزایش نرخ هش یک دستگاه، هزینه برق مصرفی و در نهایت سودآوری آن کاهش می‌یابد. به طور کلی، هنگام انتخاب ماینر، هش ریت بالاتر دستگاه همیشه به معنای سودآوری آن در مقایسه با سایر دستگاه‌ها نیست. هنگام انتخاب ماینر، همیشه به کارایی آن توجه کنید.
سختی شبکه چه تاثیری بر سود ماینینگ دارد؟
سختی شبکه دشواری فرآیند تولید یک بلوک جدید را به ما نشان می‌دهد. بنابراین، هرچه یک شبکه ارز دیجیتال دشوارتر باشد، کار ماینرها دشوارتر خواهد بود و برای تولید یک بلوک جدید به قدرت پردازش بیشتری نیاز است. به عبارت دیگر، هر زمان که سختی شبکه افزایش یابد، معمولاً سود ماینرها کاهش می‌یابد.
هدف از داشتن سختی متغیر در بلاک چین، پایدار کردن آن است. بسیاری از بلاک چین‌های اثبات کار، سختی استخراج را با توجه به تعداد ماینرها (و قدرت پردازش آنها) تنظیم می‌کنند تا هر بلوک با فاصله زمانی نسبتاً مساوی پیدا شود.
استخراج بیت کوین با لپ تاپ چقدر طول می‌کشد؟
همانطور که در بالا ذکر شد، استفاده از لپ تاپ برای استخراج بیت کوین کاملا منسوخ شده است. اما شاید برایتان جالب باشد که بدانید برای استخراج بیت کوین با سیستم معمولی شخصی چقدر زمان لازم است. نرخ هش یک لپ تاپ را 48 در نظر بگیرید. از نظر تئوری، برای استخراج یک بیت کوین در روز، به 16500 تراش در ثانیه نیاز داریم. این مقدار برابر با 1.425.600.000 تراهرتز در روز است.
در نتیجه، ما به 1,425,600,000,000,000,000,000 هش برای استخراج یک بیت کوین در روز نیاز داریم. هش ریت لپ تاپ 48 هش در ثانیه است. این دو عدد را مقایسه کنید! با یک محاسبه ساده متوجه می‌شویم که برای تامین مقدار هش مورد نیاز برای استخراج یک بیت کوین با لپ تاپ، 343,750,000,000,000 روز نیاز است! محاسبات بالا نشان می‌دهد که چرا استخراج با استفاده از رایانه‌های معمولی منسوخ شده است. همچنین دلیل استفاده از استخرهای ماینینگ، هش ریت بالای شبکه است.
استخراج بیت کوین دیگر برای کاربران عادی امکان پذیر نیست!
در سال‌های اول ظهور بیت کوین، کاربران از کامپیوترهای خانگی و حتی لپ تاپ‌های معمولی خود برای استخراج و ایمن سازی شبکه استفاده می‌کردند. در ابتدا، پاداش تکمیل هر بلوک 50 BTC بود. آنها سپس با هدف افزایش سودآوری، به قدرتمندتر کردن دستگاه‌های خود روی آوردند. در هر صورت، ماینینگ یک فرآیند رقابتی است و ماینری با نرخ هش بالاتر شانس بسیار بیشتری دارد.
مزرعه استخراج
ارتقای دستگاه‌های استخراج منجر به افزایش نرخ هش شد. اکنون یک ارتقاء اساسی دیگر مورد نیاز بود. در اینجا ایده انتساب وظیفه هش کردن به GPU مطرح شد. کارت‌های گرافیک (GPU) در مقایسه با پردازنده‌های معمولی (CPU) قدرت پردازشی بسیار بسیار بالاتری دارند. برای به حداکثر رساندن سودآوری، کاربران شروع به ساخت ریگ‌های ماینینگ با چندین کارت گرافیک کردند. نرخ هش شبکه بیت کوین دوباره افزایش یافت.
گام بعدی در توسعه، مدار مجتمع دیجیتال قابل برنامه ریزی (FPGA) بود. این یک مدار مجتمع است که برای پیکربندی پس از تولید طراحی شده است. از آنجایی که یک دستگاه ماینر ساخته شده با FPGA فقط استخراج ارز دیجیتال را انجام می‌دهد و کاربرد دیگری ندارد، کارایی آن در مقایسه با دستگاه‌های دو نسل قبلی بسیار افزایش یافته است. مزیت بزرگ دیگر کاهش مصرف انرژی و افزایش نرخ هش بود. برای مقایسه باید بدانید که یک پردازنده گرافیکی با نرخ هش 600 مگابایت بر ثانیه، 400 وات برق مصرف می‌کند، اما این مقدار برای یک FPGA استاندارد با نرخ هش 826 مگابایت بر ثانیه به 80 وات کاهش می‌یابد! به لطف دستیابی به این مصرف بهینه انرژی، زمینه برای احداث اولین مزارع معدنی فراهم شد.
مزرعه استخراج مجموعه‌ای از تعداد زیادی از ماشین‌های ماینر با هم برای دستیابی به نرخ هش فوق العاده در یک خوشه است. با ظهور مزارع استخراج بیشتر، کار برای کاربران خانگی بود که با یک کامپیوتر چند GPU یا یک ماینر مبتنی بر FPGA کار می‌کردند. خیلی سخت بود. آنها دست به دست هم دادند و استخرهای معدن را برای رقابت با مزارع ایجاد کردند. در استخراج سکه، تعدادی از ماینرها قدرت پردازش خود را جمع می‌کنند و به صورت گروهی کار می‌کنند. پس از اهدای جایزه، هر فرد بخشی از هدیه را بابت قدرت محاسباتی که در اختیار مجموعه قرار داده است، دریافت می‌کند.
ASIC
پس از مدتی، رقابت وارد مرحله کاملاً متفاوتی شد. زیرا نرخ هش Asic بیت کوین وارونه بود! ASIC یک ریزتراشه است که صرفاً برای استخراج بیت کوین با سرعت بسیار بالا طراحی و ساخته شده است. جالب است بدانید که اگرچه یک ماینر Asic تا صد برابر نرخ هش بالاتری دارد، اما در مقایسه با دستگاه‌های مبتنی بر فناوری قبلی، انرژی بسیار کمتری مصرف می‌کند! برخی از کارشناسان معتقدند ASIC پایان مسیر توسعه سخت افزار استخراج بیت کوین است و حداقل در آینده نزدیک فناوری بهتری ارائه نخواهد شد.
این روزها کاربران عادی با استفاده از ماینرهای Asic ماینینگ می‌کنند و سرمایه داران نیز از آنها برای ایجاد مزارع ماینینگ استفاده خواهند کرد.
تاثیر نرخ هش بر امنیت شبکه بلاک چین چیست؟
نرخ هش معیار بسیار خوبی برای ارزیابی سلامت شبکه بلاک چین است. به عنوان مثال، هنگامی که نرخ هش شبکه بیت کوین افزایش می‌یابد، احتمال حمله تا حد زیادی تا 51٪ کاهش می‌یابد. نرخ هش بالای بیت کوین به این معنی است که ماینرهای بیشتری برای حمله به شبکه باید درگیر شوند. به عبارت دیگر، برای حمله به یک شبکه سالم به قدرت پردازش بالاتری نیاز است. این ویژگی در شبکه بیت کوین نفوذ به این شبکه را بسیار سخت کرده و عملا غیرممکن به نظر می‌رسد.
هش پاور یک نکته نگران کننده در شبکه بیت کوین است. برای توضیح این جمله به تحقیقی که در سال 2018 انجام شده است اشاره می‌کنیم.تحقیقات نشان می‌دهد که 80 درصد استخراج بیت کوین توسط شش گروه ماینر انجام می‌شود و پنج گروه از آنها مستقیماً توسط افراد یا شرکت‌های چینی مدیریت می‌شوند. این تحقیق نشان می‌دهد که قدرت قابل توجهی از شبکه بیت کوین توسط چینی‌ها ارائه می‌شود.
رابطه نرخ هش و قیمت بیت کوین
در گذشته، نرخ هش شبکه BTC در حال افزایش بوده است و قیمت بیت کوین روند صعودی را طی می‌کند. از سوی دیگر، کاهش نرخ هش نیز به معنای کاهش علاقه ماینرها به استخراج بیت کوین است و نشان دهنده افت قیمت است.
افزایش قیمت بیت کوین در واقع پاداش ماینرها را افزایش می‌دهد، به همین دلیل است که معمولاً با افزایش نرخ هش شبکه همراه است. اما زمانی که قیمت بیت کوین و در نتیجه پاداش ماینر کاهش یابد، افراد کمتری می‌توانند سود مناسبی دریافت کنند و ماینرهایی که به دنبال فروش فوری پاداش خود هستند و روی احتمال افزایش قیمت بیت کوین در آینده حساب نمی‌کنند.، به ارزهای دیگر روی خواهد آورد. رفت
دلیل کاهش و افزایش هش ریت و نتایج آن چیست؟
افزایش و کاهش نرخ هش یک شبکه ارز دیجیتال به مواردی مانند تقاضا برای ارز دیجیتال بومی آن، نوسانات قیمت و تحولات کلی بازار کریپتو بستگی دارد.
به عنوان مثال، زمانی که الگوریتم اجماع اتریوم از اثبات کار به اثبات سهام تغییر کرد، بسیاری از ماینرهای این شبکه مجبور شدند به شبکه‌های ارزهای دیجیتال جایگزین بروند که هم مبتنی بر PoW و هم با دستگاه‌های استخراج آنها سازگار بودند. به همین دلیل، پس از به روز رسانی ادغام اتریوم (The Merge)، شاهد افزایش ناگهانی نرخ هش شبکه اتریوم کلاسیک و برخی بلاک چین‌های دیگر بودیم. علاوه بر این، باید در نظر داشته باشید که اکثر ماینرها به دنبال دستیابی به حداکثر سود ممکن هستند و ممکن است هر لحظه به شبکه دیگری مهاجرت کنند. به همین دلیل، نرخ هش اکثر شبکه‌ها همیشه در نوسان است.
به طور کلی، هر زمان که نرخ هش یک شبکه افزایش یابد، به این معنی است که قیمت ارز دیجیتال آن نیز افزایش می‌یابد و ماینرهای بیشتری به دنبال استخراج آن هستند. از سوی دیگر، نرخ هش هر بار کاهش می‌یابد، به این معنی که قیمت ارز دیجیتال مربوطه کاهش یافته است و تعدادی از ماینرها به سمت ارزهایی رفته‌اند که استخراج آنها سود بیشتری به همراه دارد. البته فراموش نکنید که درجه سختی بلاک چین‌ها نیز نقش اساسی دارد و به عنوان مثال، بلاک چین بیت کوین اجازه استخراج واحدهای جدید BTC را با سرعت بالاتر از حد از پیش تعیین شده نمی‌دهد. بنابراین، در نهایت به تعادلی بین پاداش و سختی می‌رسیم که باعث می‌شود تعداد ماینرهای BTC خیلی زیاد نباشد.
اطلاع در مورد نرخ هش و سختی شبکه چه کاربردی دارد؟
اکنون می‌توانید با استفاده از سختی شبکه و قدرت دستگاهی که قرار است برای استخراج بیت کوین از آن استفاده کنید، زمان دریافت یک بیت کوین را تخمین بزنید. مدت زمان استخراج یک بیت کوین با دستگاهی که در نظر گرفتیم و در شرایط خوبی که در نظر گرفتیم تقریباً 1200 روز است. بنابراین، شما می‌توانید هر روز حدود 0.000833 بیت کوین پاداش کسب کنید.
این ممکن است در نگاه اول عدد کمی به نظر برسد، اما با توجه به قیمت بیت کوین، این مقدار احتمالاً ارزش زیادی دارد. در نظر بگیرید که بعد از حدود 4 سال می‌توانید یک بیت کوین داشته باشید. با قیمت‌های بالای 30 هزار و 40 هزار دلار برای یک بیت کوین، می‌توان رقمی در حدود یک میلیارد تومان را برای آن در زمان حاضر متصور شد.
پس با این تفاسیر می‌توانید هر ماه بیش از 80 میلیون تومان پاداش ماینینگ کسب کنید. البته توجه داشته باشید که همه این مبلغ سود شما نیست و باید هزینه‌های مکان، دستگاه‌ها، شاید افرادی که نیاز به نظارت بر دستگاه دارند، تجهیزات و هزینه‌های بالای انرژی را کم کنید.
بنابراین نمی‌توان گفت که استخراج بیت کوین در هر مکان و برای همه افراد سودآور است. شما باید تخمینی از کار با استفاده از مدت زمان استخراج یک بیت کوین و سایر هزینه‌ها داشته باشید و سپس استخراج را شروع کنید. اما همچنان در بسیاری از نقاط جهان فرآیند استخراج مقرون به صرفه است و افراد یا شرکت‌های مختلفی به آن مشغول هستند.
سخن پایانی
اگر بخواهیم معنی نرخ هش را در یک جمله بیان کنیم، نرخ هش سرعت پردازش یک ماشین ماینینگ است. با جمع کردن قدرت پردازش همه آنها، نرخ هش شبکه بیت کوین یا هر شبکه ارز دیجیتال دیگری محاسبه می‌شود. استخراج ارزهای دیجیتال به معنای یافتن یک پازل ریاضی برای بلوک‌های حاوی تراکنش است. ماشین‌های زیادی در سرتاسر دنیا برای یافتن سریع‌تر پاسخ صحیح این معما با یکدیگر رقابت می‌کنند. کارت برنده آنها در این مسابقه نرخ هش است.
ماینرها با هدف یافتن پاسخ این معما در هر ثانیه تعداد بی‌شماری پاسخ‌های مختلف را ارائه می‌کنند تا در نهایت یکی از آنها طبق قوانین پروتکل قابل قبول باشد. هرچه سرعت پردازش یک ماینر بیشتر باشد، پاسخ‌های بیشتری را در بازه زمانی کوتاه‌تری برای یافتن هش شبکه ارائه می‌دهد. به همین دلیل احتمال موفقیت ماینر افزایش می‌یابد. بنابراین هش ریت یک دستگاه ماینینگ مهمترین عامل دخیل در انتخاب آن خواهد بود اما این تنها ملاک خرید دستگاه ماینینگ نیست و باید به موارد دیگری مانند مصرف برق نیز توجه کنید.