آموزش جامع ماینینگ و دستگاه های ماینر

ماینینگ Mining چیست؟ از آنجایی که ارزهای رمزنگاری شده عموما دارای ساختاری غیرمتمرکز (decentralized) می باشند، بنابراین برای ادامه بقا به توزیع و تایید تراکنش ها به صورت غیرمتمرکز نیاز دارند.

ماینینگ یک نوع فرایند رقابتی است که برای اولین بار طی پروتکل SHA-256 شبکه بیت کوین به منظور ایجاد انگیزه برای پایداری شبکه و ایجاد بیت کوین جدید طراحی گردید. به زبان ساده ماینرها کامپیوترهایشان را به منظور تایید تراکنش ها در اختیار شبکه قرار میدهند و در ازای قدرت و فعالیت کامپیوترهایشان بیت کوین بعنوان جایزه دریافت می کنند، به این عملیات اصطلاحاً ماینینگ اطلاق میشود. پیشنهاد میکنیم قبل از مطالعه مطلب ویدیو زیر در خصوص ماینینگ را مشاهده نمائید و در ادامه به کلیه سوالاتی که در ذهن شما ایجاد شده است پاسخ خواهیم داد :

درسال 2009 میلادی که استخراج بیت کوین تازه شروع می‌شد، پاداش هر بلاک در حدود 50 بیت کوین بود. و در سال 2012 این پاداش به 25 بیت‌کوین کاهش یافت. با این وجود هر 4 سال یکبار پاداش استخراج هر بلاک بیت کوین به نصف خواهد رسید و تا در سال 2020 به 6.25 بیت‌کوین می رسد.

برای اطلاع از امار های بلاک های استخراج شده ی بیت کوین می توانید به صورت زنده از وب سایت‌هایی مانند  (Blockchain.info) کسب اطلاعات کنید.

ماینر چیست ؟ بیت‌کوین ماینر یا ماینر اصطلاحا به دستگاه‌هایی گفته می‌شود که مخصوص استخراج بیت‌کوین است و انواع بسیار گوناگونی دارد.

کار ماینر چیست؟

ماینر در لغت به معنی معدنچی است اما قاعدتا معدنچی برای دنیای دیجیتالی مفهومی دور از ذهن است. پس چرا این نام را به کار می‌برند؟ همانطور که می‌دانید، کار معدنچی در معادن مختلف استخراج است (استخراج طلا، الماس و یا هر چیز با ارزش دیگری). ارزهای دیجیتال نیز همانند طلا و الماس به سختی به دست می‌آیند و به همین دلیل فرآیند به دست آوردن آن را به استخراج تشبیه کرده‌اند.

کار ماینر بدین گونه است که ابتدا تراکنش‌های موجود را هش می کند. ماینر قبل از شروع هش، خود نیز تراکنشی با نام کوین بیس به راس تراکنش‌ها اضافه می‌کند. کوین بیس در واقع تراکنشی است که در آن آدرس ماینر وجود دارد و اگر ماینر بتواند آن تراکنش را حل کند و به بلاک اضافه کند، جایزه ماینینگ به کوین بیس ارسال می شود. کوین بیس تراکنشی است که در آن کوین‌های جدید ایجاد می شوند و معمولا اولین تراکنش بلاک جدید است.

پس از این مرحله، ماینر شروع به هش تراکنش می‌کند و با هش هر تراکنش هش ها به صورت جفت در می‌آیند. هش‌هایی که به صورت جفت در آمده‌اند، مجددا با یکدیگر هش می‌شوند تا یک هش کلی به دست بیاید و به بالاترین بخش یعنی درخت مرکل یا هش ریشه برسد. به این هش ها، هش ریشه یا ریشه مرکل نیز می‌گویند.

هش ریشه سپس با هش بلاک قبلی و نانس یا همان اعداد تصادفی همراه می‌شود و در هدر بلاک قرار می‌گیرد. قابل توجه است که هش بلاک‌ها نیز هش می‌شوند و یک خروجی تولید می‌کنند. این خروجی به عنوان تعیین کننده بلاک به کار می‌رود. در این بخش میزان عدد خروجی یا همان تعیین کننده بلاک باید از مقدار مشخصی که توسط پروتکل تعیین شده است کمتر باشد به اصطلاح می‌گویند هش هدر بلاک باید با تعداد مشخصی صفر شروع شود. این مقدار مورد نظر که پس از این مرحله تعیین می‌شود را سختی هش می نامند. کار سختی هش این است که اطمینان حاصل کند تا بلاک‌های جدید ایجاد می‌شوند و بلاک‌ها به میزان توان هشینگ شبکه هستند.

ماینرها از طریق بازخوانی نانس، بارها و بارها هدر را هش می‌کنند تا اینکه یک ماینر در شبکه بالاخره هش معتبر تولید کند. پس از پیدا شدن هش معتبر، نود مورد نظر بلاک را به شبکه ارسال خواهد کرد. سپس دیگر نودها، معتبر بودن هش یا بلاک را بررسی می‌کنند و در صورتی که نودها به اجماع رسیدند و اعتبار آن را تایید کردند، بلاک را به بلاک چبن اضافه می‌کنند و به سراغ بلاک بعدی می‌روند تا آن را استخراج کنند.

برای مثال در شبکه بیت کوین،‌ ماینرها تراکنش های هر ۱۰ دقیقه را در بلاک هایی قرار میدن و بلاک پس از تایید در بلاکچین ثبت میگردد. که این روند تقریبا در تمام کوین هایی که روی بلاکچین قرار دارند و نیاز به تایید تراکنش از طریق قدرت پردازشی دارند به همین صورت هست.

استخراج ارزهای دیجیتال باعث می‌شود ارزهای دیجیتال به عنوان شبکه غیرمتمرکز و بدون نیاز به نهاد مرکزی شخص ثالث کار کنند.یعنی دولت ویا سیستم های واسطه ای مانند بانک مرکزی هیچ دخالتی در فرآیند ماینینگ یا تولید کوین ندارند. در فرآیند ماینینگ افرادی داوطلب به‌نام «استخراج‌کننده» (ماینر)، قدرت پردازش دستگاه‌های استخراج خود را در اختیار شبکه قرار می‌دهند تا امنیت شبکه حفظ و تراکنش‌های بیت کوین تأیید شود. ماینر ها در ازای این کار پاداش میگیرند که این پاداش همان بیت کوین است. در واقع وقتی شما قصد ارسال بیت کوین برای شخصی دارید ماینر هادر پشت قضیه با فعالیت خود  به تأیید شدن تراکنش‌ شما کمک می‌کنند و شبکه به این کار آنها پاداش می‌دهد. ماینر از سخت افزارهایی مانند سی پی یو، کارت گرافیک یا دستگاه ASIC استفاده می‌کند تا یک مساله رمزنگاری را حل کنند و اعتبار تراکنش را تایید کند. اولین فردی که این وظیفه را تکمیل کند، نتایج را به شبکه گزارش می دهد.  زمانی که اجماع صورت گرفت، فرد مذکور این حق را خواهد داشت که یک بلاک به بلاک چین موجود اضافه کند و جایزه خود را دریافت کند.

در واقع وقتی ماینینگ انجام می شود سه کار اصلی صورت می گیرد:

1. تأیید تراکنش‌های ارزهای دیجیتال
2. حفظ امنیت شبکه‌ ارزهای دیجیتال
3. تولید واحدهای جدید ارزهای دیجیتال به‌صورت غیرمتمرکز

زمانی که یک بلاک حل میشود چه اتفاقی رخ میدهد؟

همه تراکنش های داخل بلاک تایید میشوند و از خرج شدن مجدد پول هایی که از حساب ها خارج شده است جلوگیری بعمل می آید (double spending) ، کامپیوتری که زودتر به جواب صحیح رسیده یک مقداری از آن کوین که جایزه بلاک (block reward) عنوان میشود را دریافت میکند. درون هر بلاک ممکن است تراکنش وجود داشته باشد یا نباشد ولی جایزه بلاک را دریافت میکند، البته الان تقریبا غیر ممکن است که یک بلاک خالی ماین نشود.

یکی از پارامترهای ورودی تابع هشینگ، هش آخرین بلاکی است که از قبل حل شده است. یعنی تا یک بلاک حل نشود و جوابش پیدا نشود، نمی توان بلاک های بعدی را حل کرد و پیشاپیش به جایزه اش رسید. هر چقدر هم بلاک های بیشتری حل شود، سختی حل بلاک های بعدی بالاتر خواهد رفت و همینطور جایزه هر بلاک هم بسته به کوین مورد نظر کمتر خواهد شد. برای مثال در حال حاضر پاداش ماین هر بلاک ۱۲٫۵ بیت کوین هست که تقریبا هر چهارسال یک بار این میزان باز هم نصف میشود. که در نهایت در بلاکچین بیت کوین ۲۱ میلیون کوین استخراج خواهد شد و بعد از این مقدار بلاک ها جایزه ای نخواهند داشت و فقط کارمزد تراکنش ها به ماینر ها خواهد رسید.

هر چقدر تعداد ماینرها هم بیشتر شود شبکه، پیدا کردن بلاکهای مجاز را بطور خودکار دشوارتر میسازد تا مطمئن شود که زمان متوسط برای یافتن یک بلاک، همان ۱۰ دقیقه باقی خواهد ماند. لذا، ماینینگ یک کار بسیار رقابتی است که هیچ ماینری نمیتواند کنترل و تصرفی بر روی آن چیزی که درون بلاکچین هست داشته باشد به کل فرآیند ماینینگ اصطلاحا Proof of Work یا اثبات کار (POW) میگویند. یعنی هر چقدر دستگاه من کار انجام بدهد در ازای آن جایزه دریافت میکنم.

به بحث اثبات کار خیلی ایراد گرفته میشود که اتلاف انرژی زیادی دارد و روشی جدید پیشنهاد شده است به نام Proof of Stake یا اثبات سهام (POS). که در این سیستم افرادی که دارایی زیادی دارند به عنوان یک Node انتخاب میشوند و رای میدهند که این تراکنش صحیح است یا خیر. برای مثال ارزی مثل اتریوم قرار است در آینده به رویه POS تبدیل شود و به احتمال قوی دیگر قابل ماین نخواهد بود.

سوالی که پیش می آید این است که بیت کوین که فیزیکی نیست پس چرا نام این فرآیند را استخراج می نامیم؟

چون استخراج بیت کوین از نظر فلسفی بی‌شباهت به استخراج طلا نیست. به این صورت که بیت کوین‌ها در طراحیِ کد و پروتکل بیت کوین وجود دارند (مثل طلا که در معادن وجود دارد) اما هنوز قابل دسترسی نیستند (مثل طلاهایی که هنوز از معادن بیرون کشیده نشده‌اند). بر اساس پروتکل یا همان قوانین بیت کوین، فقط تعداد ۲۱ میلیون واحد از آن وجود خواهد داشت؛ مثل طلا که کمیاب و محدود است.به دلیل شباهت این فعالیت با معنای واقعی کلمه‌ ماینینگ، استخراج ارزهای رمزنگاری شده، ماینینگ نام گذاری شده است.

تاریخچه‌ای در مورد استخراج ارزهای دیجیتال

بطور کلی چهار نوع سخت‌افزار برای عملیات استخراج بیت کوین وجود دارد: CPUها، GPUها، FPGAها و ASICها.

ضعیفترین سخت‌افزار استخراج بیتکوین کامپیوتر خود شماست. به لحاظ نظری شما می‌توانید از CPU کامپیوترتان برای استخراج بیت کوین استفاده کنید اما در عمل، با استانداردهای امروزی این کار خنده دار میباشد. شما می‌توانید سرعت پردازش استخراج بیت کوین را با اضافه کردن سخت‌افزار گرافیکی به کامپیوتر شخصی خودتان تقویت کنید.

کارت‌های گرافیکی واحد‌های پردازش گرافیکی (GPU) دارند. آنها برای انجام محاسبات ریاضی سنگین طراحی شدند بطوریکه قادرند تمامی چندضلعی‌های پیچیده مورد نیاز برای باز‌های ویدئویی سطح بالا را محاسبه کنند. آنها بویژه برای محاسبات هشینگ SHA جهت حل بلاک‌های نقل و انتقال مناسب هستند. اما امروزه با آمدن و فراگیر شدن دستگاه های ایسیک، کارت های گرافیک هم برای استخراج بیت کوین موضوعیتی ندارند.

 خوبی GPU این است که دست کاربرش را باز میگذارد تا رمزارزهای دیگری به جز بیت کوین را که اتفاقا کم هم نیستند ماین کند. برای مثال، اتریوم از الگوریتم کاری متفاوتی با بیت کوین استفاده می‌کند.این الگوریتم به گونه‌ای بهینه شده که با GPU شما همخوانی داشته باشد و گزینه خوبی برای ماینرها با GPU تلقی میگردد. همانطور که گفته شد این روزها استخراج بیت کوین با GPU کمتر انجام میشود. دشواری استخراج بیت کوین با وجود قدرت استخراج ASIC به قدری زیاد شده است که کارت‌های گرافیکی توانایی رقابت را ندارند.

با گذشت زمان و کارکردن بصورت انفرادی ماینرها متوجه شدند که طی حل کردن الگوریتم هایی با میلیاردها ورودی اشتباه و درنهایت یافتن یک ورودی صحیح منجر به خروجی درست، واجد گرفتن پاداش بصورت بیتکوین میگردند، گفتنی است ممکن بود ورودی هایی که برای مثال ماینر A وارد میکرد را ماینر B هم وارد کند که این مساله باعث اتلاف انرژی زیادی می گردید و واریانس رسیدن به درآمد، بسیار زیاد میشد، لذا ماینرها یک مکانیزمی را پایه گذاری کردند به اسم استخر محاسباتی یا pool.

در این استخرها ماینر ها قدرت محاسباتیشان را کنار یکدیگر گذاشته و در اصل یک ابرکامپیوتر ایجاد میکردند و بدین ترتیب هر ماینری موظف میگردید بخشی از ورودی ها را وارد کند که ماینرهای دیگر وارد نمیکنند. هر ماینر بر حسب کاری (job) که از طرف استخر به وی محول میشود محاسبات یک بخش خاصی را بعهده گرفته و ناگزیر به انجام آن میگردد و جواب آن را به اسم share به استخر ارسال میکند. وقتی قدرت هشینگ ماینرها کنار هم گذاشته میشد باعث میشد که ورودی های تکراری که ماینر دیگر آنرا انجام داده است وارد الگوریتم نشود.

با این ایده استخراج بیتکوین بسیار مقرون به صرفه تر از حالتی شد که ممکن بود یک ماینر روزها ماین کند و به جواب بلاک خاصی نرسد و میلیارد ها میلیارد ورودی اشتباه هم محاسبه کند و ناگزیر به پرداخت هزینه برق بشود و در نهایت یکی از ماینرها به جواب بلاک خواهد رسید یا بهتراست بگوییم این استخر یا همان ابرکامپیوتر بود که به جواب بلاک رسیده است، وقتی یک بلاک حل میشود جایزه بلاک یا همان ریوارد به ماینرهایی که در حل شدن آن بلاک و دادن ورودی های دیگر مشارکت داشتند به نسبت قدرت و سرعت پردازش کامپیوتر و تجهیزات مشارکت داده شده تقسیم میشود.

لازم به ذکر است که بحث به وجود آمدن و شکل گرفتن استخر ها میتواند بالقوه سبب بروز و مواجهه شبکه با مشکل دیگری آنهم بطور جدی گردد. وقتی چندین استخر بزرگ ماینینگ وجود داشته باشد به واقع ماینرها دیگر افراد نیستند بلکه همان استخر ها نقش ماینرها را خواهند داشت. یعنی ما هزاران ماینر نداریم و چندین ماینر بسیار قدرتمند داریم که هر کدام بخش زیادی از قدرت شبکه را در اختیار دارند و این در حالیست که اگر یک استخر ۵۰ درصد قدرت شبکه را در دست بگیرد یا چند استخر با قدرت های کمتر با هم الحاق بشوند میتوانند برای شبکه خطر ساز بشوند. برای مثال میتوانند برای خودشان تراکنش های جعلی را تایید کنند، که به این حالت به اصطلاح حمله ۵۱ درصدی یا ۵۱ Percent Attack گفته میشود.

استخراج بیت کوین توسط FPGA

در ادامه روند پیشرفت و بهینه سازی مکانیزم استخراج و پس از مساله استخرها تعـدادی از ماینرهـا به FPGA هـا یا همان Field Programmable Gate Array که متشکل از یکسری مدارهـای الکترونیکی مجتمع شده میباشد و طوری طراحی گردیده که بعد از ساخت قابلیت برنامه ریزی کردن را دارد، روی آوردند. با این دستگاه ها میشود چیپ‌هایی زیادی را خریداری کرده و سپس آنها را برای استخراج بیتکوین قبل از قراردادن در تجهیزات، سفارشی سازی کرد. از آنجایی که این چیپ‌ها بطورخاص مخصوص استخراج تنظیم شده اند، اجرای بهتری از CPU و GPU خواهند داشت. یک سخت‌افزار FPGA با یک چیپ، در بالاترین سطح خود، با توانایی حدود ۷۵۰ مگاهش بر ثانیه عمل میکند. البته میتوان بیش از یک چیپ در یک دستگاه قرار داد. ولی این دستگاه ها هم عملا با آمدن ایسیک ها(ASIC) به بازار که قدرت گیگاهش و تراهش دارند عملا دیگر توجیهی ندارند.

استخراج‌کننده‌های ASIC بیت کوین

این سخت افزار با نام Application Specific Integrated Circuits، یا مدار مجتمع خاص برنامه کاربردی، به طور ویژه برای انجام فقط یک کار طراحی شده است و آن استخراج بیت کوین با سرعت باورنکردنی و با مصرف برق نسبتا پایین می باشد. اولین سری این ایسیک‌ها در حد یک USB Memory بودند و شاید دلیل نام گذاری انت ماینر (ماینر مورچه‌ای) به همین دلیل باشد.

ولی ایسیک ها یک مساله و نگرانی جدیدی را با خود بهمراه آوردند. برای تولید ایسیک ها میبایست در ابتدا طراحی نسبتاً سختی به دلیل بهینه بودن با الگوریتم مدنظر انجام گیرد و سپس بعد از طراحی ایسیک تولید شده روانه کارخانه های تولید چیپست شود. کارخانه ها ناگزیر به تولید تیراژ بالایی از ایسیک ها هستند. تصور کنید فرض قیمت تولید هر ایسیک ۱۰۰ دلار تمام شود و مینیمم تیراژ مورد نیاز برای تولید ۱۰۰ هزار عدد باشد، یعنی کسی که قصد سرمایه گذاری و تولید ایسیک را دارد باید حداقل ۱۰ میلیون دلار هزینه کند و این مقدار از توان بسیاری خارج است، لذا سرمایه گذاران بزرگ به تولید و ماین بیتکوین پرداختند.

این موضوع سبب شد تا سرمایه داران ثروتمندتر شدند و بیت کوین های زیادی را در اختیار بگیرند، به طوری که در حال حاضر ۴۰ درصد بیت کوین تولید شده در اختیار ۱۰۰۰ نفر میباشد که در بازار ارزهای دیجیتال به این گروه از صاحبان بیتکوین ” نهنگ” اطلاق میشود. نهنگ ها خطر بزرگی برای بازار کریپتو هستند و میتوانند به شدت بر بازار تاثیر بگذارند.

انت ماینر (Antminer) ها نوعی از اسیک‌ها هستند که توسط شرکت بیت مین (Bitmain) ارائه می‌شود و شامل مدل‌های مختلفی هستند که در این مقاله به معرفی برخی از محبوب‌ترین آنها می‌پردازیم.

انواع روشهای استخراج یا ماینینگ

Solo mining یا استخراج انفرادی

استخراج انفرادی (سولو ماینینگ) به حالتی گفته می شود که ماینر یا همان استخراج کننده، به صورت انفرادی اقدام به استخراج یک کوین کند و به هیچ استخری متصل نشود. در اینصورت اعتبار تمام بلاک هایی که این افراد استخراج می کنند از آن آنهاست؛ همچنین پاداش بلاک را نیز به تنهایی دریافت می کنند.

مزایا:
– این روش کمتر مستعد قطع شدن سرویس است و در نتیجه موجب افزایش زمان کار می شود

– استخراج انفرادی هیچ هزینه اضافی یا کارمزدی را به دوش فرد نمی گذارد. برای استخراج هر بلاک، 12.5 بیت کوین و همچنین کارمزد تراکنش های آن بلاک، به همان یک استخراج کننده می رسد

 معایب:
– در این روش، کسب درآمد به صورت نامنظم است و دقیقا مشخص نیست فرد، چه زمانی می تواند یک بلاک را کشف کند و به درآمد برسد.

– در روش استخراج انفرادی زمان زیادی به هدر می رود، احتمال درآمدزایی در روش دسته جمعی بیشتر است.

Pooled mining یا استخراج استخری

در این روش، تمام منابع استخراج افراد مختلف با هم جمع می شود؛ سپس پروسه تولید راه حل برای یک بلاک، شروع می شود. زمانی که استخر موفق به حل (یا همان استخراج) یک بلاک شود، پاداش آن بلاک بین افراد مشارکت کننده در استخراج آن بلاک تقسیم می شود؛ واضح است که هرکس به همان میزان منبعی که برای این کار اختصاص داده، پاداش دریافت می کند. فعلا پاداش استخراج هر بلاک 12.5 بیت کوین است.

 مزایا:
– درآمد در روش استخراج استخری منظم تر است.

– احتمال رسیدن به درآمد سریعتر از روش انفرادی است.

معایب:
– در این روش احتمال از کار افتادن سرویس و وقفه در عملیات استخراج به دلیل از وجود مشکل برای استخر وجود دارد.
(استخرها در معرض حملات DoS هم هستند؛ تنظیم استخر پشتیبان و استخراج انفرادی می تواند روشی برای این مواقع باشد).

– در این روش ممکن است درآمد کمی کاهش یابد، چرا که باید به استخر کارمزد پرداخت شود. همچنین کارمزد تراکنش ها نیز به ماینر تعلق نمی گیرد؛ البته در برخی از روش های تقسیم پاداش، استخرها به تقسیم کارمزد تراکنش های موجود در بلاک ها نیز می پردازند.

می‌توان گفت نام علمی‌تر ماینینگ، اثبات کار (Proof Of Work) است. در واقع فرایند استخراج از الگوریتمی به نام اثبات کار سرچشمه گرفته است که فردی به نام آدام بک (Adam Back) اولین بار در سیستم ضد اسپم خود از آن استفاده کرد که هش‌کش (HashCash) نام داشت.

قبل از انتخاب یک استخر استخراج نکته‌های زیر را در نظر بگیرید

 سازگاری زیرساخت

در حال حاضر باوجود صدها دستگاه ماینینگ در بازار و دستگاه‌های پیشرفته و مدرنی که هر روز در فروشگاه‌ها عرضه می‌شوند، بسیار مهم است که در ابتدا بررسی کنید آیا این دستگاه ماینینگ با نیازمندی‌های استخر مدنظرتان سازگار است یا خیر. به‌عنوان مثال، «Slushpool» که یکی از قدیمی‌ترین استخرهای ماینینگ است، در خصوص استفاده از CPU ،GPU یا ماینینگ مبتنی بر تلفن‌های هوشمند به طور شفاف، نکات موردنیاز خود را ذکر کرده است که قبل از هر چیز باید این الزامات را مطالعه کنید. ممکن است یک استخر از تمام پکیج‌های نرم‌افزاری ماینینگ پشتیبانی نکند و در استخری دیگر شاید نیاز باشد تا فقط از نرم‌افزار سازگار با آن استخر استفاده شود. همچنین برخی از استخرها ممکن است حداقل سرعت اتصال شبکه به سرور استخر را تعیین کرده باشند. به همین دلیل باید در ابتدا سرعت اینترنت در دسترس ماینر، تائید شود.

 مکانیسم تقسیم وظایف

استخرهای مختلف برای تقسیم کار بین ماینرها، از روش‌های مختلفی استفاده می‌کنند. برای مثال استخر A دارای ماینرهای قوی‌تر و استخر B ماینرهای ضعیف‌تری دارد. الگوریتم مورد اجرا روی سرور استخر A باید به‌ اندازه کافی کارآمد باشد تا وظایف ماینینگ را به‌طور مساوی توزیع کند. یکی از روش‌های متداولش این است که وظایف دشوارتر را به استخر قوی‌تر A و وظایفی که نسبتاً آسان‌تر هستند را به استخر ضعیف B اختصاص می‌دهند. چنین کاری یکنواختی را در فرکانس‌های ارتباطی متوسط ایجاد می‌کند. این فرکانس‌های ارتباطی متوسط، بین ماینرهای مختلف با ظرفیت‌های گوناگون در شبکه جریان دارند. به‌عنوان مثال، Slushpool از یک الگوریتم طراحی شده‌ ویژه به نام VarDiff (Variable Difficulty Algorithm) استفاده می‌کند که کار زیادی را به هر یک از ماینرها اختصاص می‌دهد.

درنتیجه این امکان ایجاد می‌شود تا نتایج هر ۱۶ الی ۲۰ بار در دقیقه به استخر ارسال شوند. دست آخر نیز جریانی متعادل از داده‌های هش به سمت سرور استخر ایجاد می‌شود. بنابراین هر یک از ماینرها شانس عادلانه‌ای برای دریافت پاداش دارند. قبل از پیوستن به یک استخر استخراج، یک ماینر باید به یکنواختی در وظایف هش که بدون توجه به قدرت ماینینگ دستگاه شرکت کننده توسط سرور استخر، اختصاص داده می‌شود توجه داشته باشد. تصور کنید به استخری پیوسته‌اید که بر اساس دستگاه‌های پرسرعت الویت بندی را انجام می‌دهد. باوجود اینکه ممکن است در حال حاضر جدیدترین و سریع‌ترین ماینر استخر باشید، اما این امکان وجود دارد که فردا دستگاه‌های جدید و قدرتمندتری به استخر بپیوندند و مزیتتان را از شما بگیرند. درنتیجه دقت کنید که مکانیزم استخر مورد نظرتان فرصت برابری را برای همه ایجاد کند.

 شفافیت استخر توسط اپراتور

اپراتور استخر استخراج ارز دیجیتال، وظایف خاصی را انجام می‌دهد. انجام این وظایف برای اطمینان از شفافیت و قابلیت اعتماد بین اعضای ماینینگ مورد نیاز است. به‌عنوان مثال چگونه یک ماینر متوجه می‌شود، نرخ هشی که در این سطح از استخر اعلام شده عادلانه است؟ استخرهای ماینینگ تدابیر مختلفی را به کار می‌گیرند، مثلا برای ایجاد شفافیت، نمایی از سیستم اطلاعاتی را به ماینرها ارائه می‌دهند. ماینرها باید به دنبال وجود چنین شفافیتی در داده‌ها باشند و به استخرهایی بپیوندند که جریان کاری شفاف‌تری دارند. به‌ عنوان مثال، Slushpool یک Hash Rate Proof اثبات نرخ هش را ارائه می‌دهد که هدف آن جمع‌آوری و تأیید صحت داده‌هایی با ویژگی‌های منحصر به فرد است. این ارائه به ماینرها کمک می‌کند تا در ازای پرسش‌هایشان در مورد وظایف اپراتور استخر، به پاسخی عادلانه برسند.

 پایداری و استحکام استخر

یکی دیگر از نکات مهمی که باید قبل از پیوستن به یک استخر استخراج در نظر بگیرید، ارزیابی امنیت آن است. آیا این استخر اتصالی مطمئن را ارائه می‌دهد یا از اتصال باز پشتیبانی می‌کند؟ آیا این استخر در برابر حملات DDoS که با افزایش فعالیت‌های استخر متداول شده‌اند، آسیب‌پذیر است؟ و در صورت هک شدن، آیا این استخر استخراج می‌تواند در برابر حملات ایستادگی و آن را متوقف کند؟

ساختار هزینه استخر

در کنار استخرهایی که مبلغی جزئی از شرکت‌کنندگان برای استفاده از خدمات استخر استخراج ارز دیجیتال دریافت می‌کنند، استخرهایی وجود دارند که به هیچ وجه هزینه‌ای ندارند. بااین‌حال، ماینرها باید به ساختار هزینه و طریقه‌ محاسبه‌ پرداختشان توجه داشته باشند چون ممکن است هزینه‌های دیگری را نیز دربر بگیرند. برخی از استخرهایی که هیچ‌گونه هزینه‌ای ندارند ممکن است فقط برای مدت‌زمان محدودی خدمات خود را به شما ارائه دهند و بعد از آن به‌صورت شارژ هزینه دریافت کنند. درحالی‌که برخی دیگر ممکن است هزینه‌ ثابت یا پیاپی را به‌صورت جداگانه با نام «کمک مالی (donation)» از شما طلب کنند. در برخی از استخرها نیز شما باید نرم افزار آن را به جای سرور استخر، روی دستگاه خودتان اجرا کنید که این شرایط، هزینه‌ ورودی بالایی را برای شما به عنوان یک ماینر به دنبال خواهد داشت.

بسیاری از افراد تصور می‌کنند که اندازه‌ استخر اهمیت چندانی ندارد. اما استخرهای بزرگ‌تر به دلیل داشتن قدرت محاسباتی بالاتر، احتمال بیشتری برای یافتن بلاک‌ها آن هم به‌طور منظم دارند. استخرهایی با اندازه‌ کوچک‌تر ممکن است زمان طولانی‌تری را در این پروسه طی کنند. در حقیقت، اگر یک بازه زمانی طولانی را در نظر بگیریم، اندازه‌ استخرها در پیدا کردن یک بلاک اهمیتی ندارند و نرخ موفقیت در استخرهای کوچک و بزرگ، یکسان است. اگر پرداخت‌های نامنظم در طی یک دوره زمانی طولانی برایتان مناسب است، استخرهای کوچک‌تر پرداخت بالاتری را ارائه می‌دهند. در مقابل، کسی که به درآمد پایدار و با احتمال بالاتری نیاز دارد، می‌تواند استخر بزرگ‌تر البته با پرداختی کمتر را انتخاب کند. بااین‌حال، در نظر داشته باشید که اندازه‌ یک استخر استخراج به میزان قابل‌اعتماد بودن آن نیز اشاره دارد.

استخراج ابری  Cloud Mining

علاقه‌مندان به سرمایه گذاری در استخراج بیت کوین بدون پرداخت هزینه برای خرید سخت افزار و برق و … می‌توانند از «استخراج ابری» یا کلود ماینینگ (Cloud Mining) بهره ببرند. در این روش بر اساس یک قرارداد و پرداخت مبلغی به شرکت‌های ارائه دهنده، مقدار مشخصی توان پردازشی به دست می‌آید که با این کار فقط نیاز به یک کامپیوتر ساده برای ارتباطات و یک کیف پول خواهد بود. اما این روش همراه با خطر کلاهبرداری و تقلب است که سرمایه گذاران باید قبل از پرداخت پول، از شرکت‌های طرف قرارداد اطمینان حاصل کنند. همچنین در این روش کنترلی روی سخت افزارها وجود ندارد. اگر متصدیان ارزش بیت کوین را ناپایدار ببینند، ممکن است عملیات استخراج را متوقف کنند و در نتیجه، سودآوری کاهش یابد.

مزایای استخراج ابری:

• عدم نیاز به مکان برای استخراج
• عدم نیاز به مصرف برق
• عدم نیاز به دستگاه و تجهیزات ماینینگ

معایب استخراج ابری:

• ریسک کلاهبرداری
• استخراج غیرشفاف
• سود پایین‌تر – اپراتورها باید هزینه‌های خود را تأمین کنند.
• نوسانات قیمت که ممکن است باعث کم شدن سود یا توقف فعالیت شود.
• عدم کنترل و انعطاف پذیری

برخی از شرکت‌های فعال در زمینه کلود ماینینگ، و نه همه آنها، یا بر اساس مدل‌های کاری ناسالمی کار می‌کنند و یا تنها به دنبال خالی کردن جیب شما هستند. منظور از مدل‌های ناسالم این است که در پایان یا پولتان را از دست می‌دهید یا سود شما کمتر از هنگامی خواهد بود که به‌صورت مستقیم در بیت کوین سرمایه‌گذاری می‌کنید.

هش چیست؟

هش تابعی است که ورودی از حروف و اعداد را به یک خروجی رمزگذاری شده با طولی ثابت تبدیل می‌کند. توابع hash در سرتاسر اینترنت به منظور ذخیره ایمن کلمه عبور، یافتن سوابق تکراری، ذخیره سریع و بازیابی اطلاعات و موارد این‌چنین به‌کاربرده می‌شوند. هش با استفاده از یک الگوریتم ایجاد می‌شود که برای مدیریت بلاک چین در فضای کریپتوکارنسی‌ها بسیار ضروری است و درواقع پایه و اساس شبکه بلاک چین نیز محسوب می‌شود. هشینگ در ایجاد فناوری بلاک چین، نقش بسیار اساسی ایفا کرده است. هشینگ با استفاده از یک تابع ریاضی مقداری را به مقدار دیگر تبدیل می‌کند. هشینگ یکی از راه‌های ایجاد امنیت در هنگام انتقال پیام است(زمانی که می‌خواهیم پیام فقط برای یک گیرنده خاص قابل‌شناسایی باشد).

هش کش چیست؟

هش کش مانند بسیاری از الگوریتم های رمزنگاری از یک عملکرد هش به عنوان یک بلاک ساختاری استفاده می کند، به همان روشی که امضا های HMAC یا RSA بر روی یک عملکرد هش قابل اتصال تعریف می شوند (معمولا با یک مجموعه نامگذاری شده از الگوریتم و هش مانند HMAC-SHA1، HMAC-MD5، HMAC-SHA256، RSA-SHA1 و غیره نشان داده می شوند)، هش کش را می توان با عملکرد های مختلفی مانند hashcash-SHA1 (اولیه)، hashcash-SHA256^2 (بیت کوین) و hashcash-Scrypt(iter=1) ارائه داد.

در واقع اثبات کار به این معنی است که استخراج‌کنندگان بیت کوین یا ماینرها کاری انجام می‌دهند که به‌وسیله آن می‌توانند بلاک معتبر ایجاد و به بیت کوین‌ دست پیدا کنند. ماینرها با تولید بلاک‌هایی از تراکنش‌های معتبر و اتصال آنها به بلاک چین پاداش دریافت می‌کنند. با وجود این فرایند، برای حمله تأثیرگذار به شبکه بیت کوین و به‌دست گرفتن کنترل آن، افراد خرابکار باید بیش از ۵۰٪ از قدرت پردازش شبکه را از آن خود کنند که برای شبکه‌ای به بزرگی بیت کوین، هزینه بسیار بالایی دارد و انجام آن منطقی نیست.

هش ریت چیست ؟

نرخ هش به زبان ساده یعنی دستگاه یا سخت‌افزار موردنظر، با چه سرعتی می‌تواند مسائل ریاضی را حل کند. مقدار قدرت پردازش دستگاه برای تولید هش که هر چقدر بالاتر باشد، میزان بیت کوین‌های استخراج شده بالاتر می‌رود. مثال: قدرت دستگاه Antminer S17+  حدود ۷۳ تراهش بر ثانیه (73TH/S) است.

نمودار نسبت هش ریت و قیمت بیت کوین (منبع IEA)

بنابراین نرخ هش که به ازای ثانیه محاسبه می‌شود، هرچقدر بالاتر باشد، درآمد بیشتری از استخراج ارز دیجیتال می‌توانید بدست آورید.

برخی از واحدهای شمارش نرخ هش:

KH/s: محاسبه کیلوهش در ثانیه یا یک هزارم هش در ثانیه

MH/s: محاسبه مگاهش در ثانیه یا یک میلیون هش در ثانیه

GH/s: محاسبه گیگاهش در ثانیه یا یک بیلیون هش در ثانیه

TH/s: محاسبه تتراهش در ثانیه یا یک تریلیون هش در ثانیه

PH/s: محاسبه پتاهش در ثانیه یا یک کوادریلیون در ثانیه

بدان معناست که ماینرها با یکدیگر رقابت می‌کنند تا هش‌های بیشتری را محاسبه کنند و امیدوارند که اولین نفری باشند که به هش صحیح و ارز دیجیتال خود دست می‌یابند. هرچند سختی محاسبه هش‌ها نیز به تدریج افزایش می‌یابد و استخراج هر بلاک جدید کوین سخت تر می‌شود. از نظر تئوری، این امر نرخ ایجاد شدن بلاک‌های جدید را ثابت حفظ می‌کند. بسیاری از ارزهای دیجیتال، سقف مشخصی برای تعداد واحدهایی دارند که می‌توان تولید کرد. برای مثال، فقط ۲۱ میلیون بیت کوین وجود دارد. پس از استخراج تمامی بیت کوین‌ها، استخراج بلاک جدید دیگر بیت کوینی تولید نخواهد کرد. بلکه ماینرها از کارمزد شبکه پاداش دریافت می‌کنند.

محدودیت‌های ماینینگ

درست است که ماینینگ سودآور است، اما ممکن است در مراحلی ماینینگ دیگر سودآور نباشد. به هنگام مانینیگ هزینه ها حرف اول را می‌زنند. برای آنکه بخواهید اولین نفری باشید که هش را حدس می‌زنید، باید هش ریت زیادی داشته باشید. هرچه سیستم شما قوی‌تر باشد، هش‌های بیشتری را می‌توانید بررسی کنید. هرکس که اولین حدس درست را بزند و بتواند تراکنش را حل کند برنده است. هر کس که بتواند سرعت حدس زدن خود را بیشتر کند، شانس برنده شدن بیشتری خواهد داشت. با افزایش تعداد افرادی که به ماینینگ می‌پردازند، کیفیت و کمیت سخت افزاری که برای استخراج مناسب نیاز دارید نیز افزایش می‌یابد. این موضوع را اینطور می‌توان مشاهده کرد که رایانه‌هایی با پردازنده یا کارت گرافیک قدرتمند جای خود را به چندین کارت گرافیک داده اند که همزمان با هم کار می‌کنند و یا حتی چیپ‌های تخصصی که به طور ویژه برای استخراج ارز دیجیتال ساخته و پرداخته شده‌اند.

مهمترین عواملی که بر سودآوری و بازگشت سرمایه یک دستگاه تاثیرگذار هستند، عبارت‌اند از:

قدرت دستگاه (هش ریت/نرخ هش): مقدار قدرت پردازش دستگاه برای تولید هش که هر چقدر بالاتر باشد، میزان بیت کوین‌های استخراج شده بالاتر می‌رود. مثال: قدرت دستگاه Antminer S17+ حدود ۷۳ تراهش بر ثانیه (73TH/S) است.

مصرف برق دستگاه: مقدار برق مصرفی دستگاه استخراج بر حسب وات که هر چقدر بالاتر باشد، هزینه برق بیشتری را بر گردن ماینر می‌گذارد. مثال: مصرف برق دستگاه +Antminer S17 حدود ۲,۹۲۰ وات (2920W) است.

قیمت دستگاه: میزان پولی که برای خرید دستگاه استخراج پرداخت می‌شود که هر چقدر بیشتر باشد ماینر باید مدت بیشتری فعالیت کند تا سرمایه خرید برگردد و بنابراین زمان بازگشت سرمایه افزایش می‌یابد.

باید توجه داشت که عوامل ذکر شده مربوط به بازگشت سرمایه دستگاه هستند و عوامل دیگری مانند تعرفه برق ,قیمت بیت کوین وسختی شبکه در بازگشت سرمایه تاثیر گذار هستند.

سایت‌های زیادی هستند که با دارا بودن ماشین حساب برای محاسبه سودآوری استخراج، کار محاسبه را برای ما آسان کرده‌اند.

نمونه این سایت‌ها، سایت (Cryptocompare) است که براساس هزینه برق و نرخ سرعت هش به شما در مورد سود و زیان، اطلاعات جالبی می‌دهد.

ماینینگ (Mining) در حال حاضر بخشی جدا نشدنی از دنیای ارزهای رمزنگاری شده است. تصویر فوق میزان موفقیت ماینینگ پول های مختلف را نمایش میدهد.  هر فردی می‌تواند با فراهم کردن شرایط مربوط به ماینینگ یک ماینر شود و در ازای ارائه خدمات به شبکه پاداش دریافت کند. این پاداش در قالب ارز دیجیتالی شبکه مورد نظر است. در تصویر زیر کارآمدی دستگاه های ماینینگ را در گذر زمان مشاهده می کنید.

نمودار کارآمدی دستگاه های ماینینگ

لیست برخی از دستگاههای ماینینگ (ماینرها): (اطلاعات به روز رسانی شده در 30 مرداد 1399)

لیست برخی از دستگاههای ماینینگ (ماینرها): منبع ویکی پدیا

امیدواریم این مطلب برای شما مفید واقع شده باشد، برای اطلاع از قوانین جاری کشور در خصوص ماینینگ کلیک کنید. همچنین اگر از این مطلب خوشتون اومده حتما با دوستان خود به اشتراک قرار دهید.

منابع :

mihanblockchain, azrdigital , seadnews , khanesarmaye , bitmain , Xblockchain , cryptocompare , blockchain , whatsminer