قرن هاست که با خلق پول و اعتبار، بشر سعی در ساده سازی و بالا بردن امنیت مبادلات کوچک و بزرگ کرده و تا به امروزهم، همزمان با پیشرفت در سایر زمینه ها، در زمینه پول و اعتبار نیز تا حد ممکن خود را به روز کرده است. پیشرفت تکنولوژی درسالیان گذشته در یکی از موارد به ایجاد پدیده ای به نام ارز دیجیتال منتهی شده که امروزه بخش زیادی از بازار سرمایه را پوشش می دهد. در این جا با مقدمه ای بر مفهوم ارز دیجیتال و نکات مهم موثر بر آن، تلاش می کنیم تا شما را با مقوله “هش” و “هش ریت” آشنا کنیم. با ما همراه باشید.

• ارز دیجیتال (digital currency)
• رمزارز(cryptocurrency)
• بلاک چین (block chain)
• استخراج رمز ارز (Mining)
• هش   (hash)
• نرخ هش (hash rate)
• زمان مورد نیاز استخراج بیت کوین با لپ تاپ 
• ارتباط بین سود ماینرها، هش ریت و سختی شبکه
• تاثیر هزینه برق بر سودآوری استخراج
• جمع بندی

ارز دیجیتال (digital currency)

ارز دیجیتال گونه ای از اعتبار است که صرفا در بستر دیجیتال و الکترونیک وجود داشته و به صورت فیزیکی در دسترس افراد نمی باشد. از نام های دیگر آن می توان به پول دیجیتال، پول الکترونیکی و اعتبار مجازی اشاره کرد. اعتبار دیجیتالی از آن جایی که دارای شکل الکترونیکی است از طریق کامپیوتر و یا تلفن همراه شما قابل دسترس است.

رمز ارز (cryptocurrency)

یکی از زیر مجموعه های ارز دیجیتال رمز ارز نام دارد. همان طور که از نام آن پیداست رمز ارز، نوعی از اعتبار دیجیتال است که به صورت بسیار پیچیده ای ساختار و شبکه آن رمز نگاری شده تا امنیت آن را تا بالاترین میزان ممکن تامین کرده و امکان تقلب را به حداقل رسانده و به نوعی آن را غیر قابل اجرا کند. همین عامل باعث تمایل بیش از پیش افراد برای ورود به این بازار شده است. بی شک تا به حال نام معروف ترین و شناخته شده ترین رمز ارز را که بیت کوین نام دارد شنیده اید.

در اینجا می توان گفت تمام رمز ارز ها، ارز دیجیتال محسوب می شوند ولی رابطه عکس صدق نمی کند.

بلاک چین( block chain )

بلاک چین بستری ست که معاملات در آن شکل می گیرد. هدف این شبکه حاصل کردن اطمینان از سلامت مبادلات و غیر ممکن ساختن تغییر و یا تقلب بعد از صورت گرفتن آن است. نحوه کار بلاک چین را می توان این طور تعریف کرد که معاملات تازه انجام گرفته وارد یک بلاک تازه شده و پس از تکمیل آن، با بلاک های قبلی متصل می شود. این پروسه باعث به وجود آمدن زنجیره ای از بلاک ها می شود که به ترتیب به یکدیگر متصل شده اند. از اهداف ایجاد این بستر می توان به تمرکز زدایی و جلوگیری از دخالت و کنترل هر شخص و سازمان در این شبکه اشاره کرد که نتیجه آن تقسیم کنترل بین تمام افراد شرکت کننده بوده است.

استخراج رمزارز (Mining)

استخراج رمزارز و یا همان ماین کردن نام روندی ست که با استفاده از سخت افزار های مخصوص رمز ارز های جدید وارد شبکه می شوند. روند استخراج به این صورت است که کامپیوترهای بسیارپیشرفته برای حل کردن معادلات به شدت پیچیده ریاضی فعالیت کرده تا به تامین امنیت و تایید مبادلات بستر کمک کنند. در نهایت به ازای میزان صورت گرفته میزانی رمز ارز به عنوان پاداش دریافت می کنند. روند استخراج عاملی مهم و ضروری برای گسترش و نگهداری بستر به شمار می آید. این پروسه علیرغم ظاهر ساده آن دارای روندی هزینه بر و پیچیدگی های بسیاری می باشد. با این وجود سرمایه گذاران متعددی در سالیان گذشته مشغول به استخراج رمز ارز شده اند و در ازای آن پاداش دریافت می کنند.

نرخ هش (hash rate)

هش ریت یا نرخ هش که گاهی از آن با عنوان قدرت هش (  hash power) یاد می شود در واقع سرعتی ست که سخت افزار استخراج رمز ارز فعالیت می کند. این نرخ نشان دهنده میزان توانایی اجرای عملیات محاسباتی یک دستگاه استخراج کننده و یا یک شبکه از دستگاه های استخراج کننده است. این مفهوم که همزمان با ایجاد اولین رمز ارز یا بیت کوین به وجود آمد، به علت نشان دادن قدرت این شبکه و چگونگی پیشرفت و تکامل آن به یک بخش مهم از مبحث رمز ارز تبدیل شد. البته که نرخ هش فرا تر از یک عدد بوده و یک مفهوم حیاتی برای تکنولوژی بیت کوین و رمز ارز های دیگری که پس از آن به وجود آمدند محسوب می شود. برای موفقیت آمیز بودن روند استخراج، سرعت یک عامل اساسی به شمار می رود. اهمیت سرعت در این روند از آن جاست که ( miner ) سعی بر این دارد که قبل از دیگران معادله را حل کرده و بلاک  را به زنجیره متصل کند. در واقع هر چه تعداد پیشنهادات دستگاه در مدت زمان کوتاه تر، بیشتر باشد شانس حل کردن بلاک بیشتر است. اهمیت این مسئله تا جایی پیش می رود که می تواند به یک درآمد میلیون یورویی منتهی شود. درآمدی که می تواند بسته به قدرت دستگاه استخراج کننده به شما و نه شخص دیگری اختصاص یابد. همین است که رقابت سختی برای به دست آوردن سخت افزاری که حداکثر سرعت و باز دهی را داشته باشد، به وجود آمده است. در اینجا می توانیم از زاویه ای دیگر نیز به مفهوم نرخ هش نگاه کنیم. شبکه ای که بستر را برای رمز ارز ها مهیا می کند در واقع به دستگاه های استخراج کننده نیاز دارد تا بتواند امنیت خود را تامین کند. در واقع این ماینر ها به این بستر خدمات خود را ارائه می دهند. همان گونه که قبلا اشاره کردیک شبکه بلاکچین در واقع از تعداد زیادی دستگاه استخراج کننده و یا همان ماینر تشکیل شده است که هر کدام از آن ها قدرت تحلیلی فرا تر از هر گونه کامپیوتر عادی را دارا هستند تا بتوانند بر مبنای نوع ( SHA-256 ) هش، معادلات را حل کنند. حال بهترین نکته در این شبکه از سخت افزار های استخراج کننده منتهی شدن آن ها به ایجاد یک قدرت برتر برای حل کردن یک پازل رمز نگاری شده، می شود. می توان گفت که هر چه نرخ هش کل شبکه بالاتر باشد، نشان دهنده این است که شبکه گسترش یافته، تعداد کاربران آن بیشتر شده و میزان استخراج نیز به تابع آن رشد کرده است. از روی دیگر این اتفاق می تواند نشان دهد که کاربرانی که سخت افزار هایی ضعیف تری دارند کار سخت تری در پیش روی خود دارند چرا که عملیات پردازش با گسترش شبکه سنگین تر شده است.

واحد اندازه گیری هش ریت و یا نرخ هش، هش بر ثانیه (h/s) می باشد و به اشکال زیر بیان می شود.

• 1 کیلو هش بر ثانیه ( 1 kh/s ) معادل هزار هش در ثانیه ( 1,000 h/s )
• 1 مگا هش بر ثانیه ( 1 mh/s ) معادل 1 میلیون هش بر ثانیه  ( 1,000,000 h/s )
• 1 گیگا هش بر ثانیه ( 1 gh/s ) معادل 1 میلیارد هش بر ثانیه ( 1,000,000,000 h/s )
• 1 ترا هش بر ثانیه ( 1 th/s ) معادل 1 بیلیون هش بر ثانیه ( 1,000,000,000,000 h/s )
• 1 پتا هش بر ثانیه ( 1 ph/s ) معادل هزار ترا هش بر ثانیه (1,000, th/s )
• 1 اکسا هش بر ثانیه ( 1 eh/s ) معادل هزار پتا هش بر ثانیه ( 1,000 eh/s )

نرخ هش هر دستگاه استخراج کننده بسته به مدل و نوع رمز ارزی که استخراج می کند متفاوت است. به طور مثال نرخ هش سخت افزاری که بیت کوین استخراج می کند و سخت افزاری که اتریوم استخراج می کند متفاوت است زیرا این مفهوم به وسیله الگوریتم های گوناگونی تعریف می شوند که توسط رمز ارز ها مورد استفاده قرار می گیرد چون میزان توان پردازش هر یک از آن ها متفاوت بوده و یکسان نیست.

هش (hash)

هش یک عملکرد ریاضی ست که یک ورودی با طول مشخص را به ساختاری رمز نگاری شده با طولی ثابت تبدیل می کند. می توان گفت که فارغ از میزان حجم اطلاعات ورودی و بزرگی آن یک هش منحصر به فرد با طولی مشخص به وجود می آید. در سال هزار و نهصد و هفتاد و شش “دفی” و “هلمن” نیاز به وجود یک عملکرد هش یک طرفه را شناسایی کرده و در طول دو دهه آینده پیشرفت رمزنگاری با سرعت بیشتری همراه شد. در سال هزار و نهصد و نود پروفسور ام آی تی و رمزنگار رونالد ریوست موفق به ابداع یک عملکرد هش به نام  ( md4 )شد و پس از آن نوع پنج و شش آن را ارائه کرد. پنج سال پس از آژانس امنیت ملی آمریکا یک الگوریتم امن هش را طراحی کرد که  ( SHA-1 )نام داشت که به مرور زمان باعث الهام گیری  ( SHA-256 )شد که پایه الگوریتم امروزی هش می باشد. عدد دویست و پنجاه و شش به این معنا ست که هر اطلاعاتی وارد این تابع شود به یک هش 256 بیتی که معمولا متشکل از شصت و چهار کارکتر است، تبدیل می شود. در نظر داشته باشید که در اینجا حجم اطلاعات ورودی تاثیری نداشته و در هر صورت هش خروجی دارای این مشخصات خواهد بود. عملکرد هش باید از نظر محاسباتی به صرفه باشد به این معنی که دارای یک سرعت قابل قبول برای رسیدن به خروجی بوده و تا حد امکان زمان کمی مصرف کند. این خروجی باید قطعی بوده، به گونه ای که برای یک ورودی مشخص به صورت قطعی یک خروجی یکسان داشته باشد و دیگر خصوصیت آن تغییر شکل آن است که به هیچ عنوان اثری از ورودی، در خروجی دیده نشود و تشخیص ورودی از خروجی غیر ممکن باشد. در نهایت یک عملکرد هش باید ضد برخورد باشد یعنی به هیچ عنوان و در هیچ زمانی برای دو ورودی متفاوت، یک خروجی یکسان ارائه ندهد. این سه خصوصیت مهم ترین عواملی هستند که در روند استخراج رمزارز باید رعایت شده تا امنیت شبکه به هیچ وجه تحت خطر قرار نگیرد. هش ها قابلیت برگشت نداشته و کاملا یک طرفه هستند. همچون گوشتی که پس از ورود به چرخ گوشت دیگر قابلیت برگشت به شکل اولیه خود را ندارد. با این وجود شما با ورود اطلاعات یکسان، یک هش مشخص دریافت می کنید و شما می توانید با این روش اگر هش مورد نظر را دارید، یکسان بودن ورودی را اعتبار سنجی کنید. این عملکرد رمز نگاری های مورد نیاز برای شبکه را تامین کرده و از آن اطمینان حاصل می کند. اطلاعاتی که به هش تبدیل شده اند به طور کامل برای اشخاص بیرونی غیر قابل نفوذ هستند و قابلیت شناسایی ورودی از هش وجود ندارد. در نهایت اینگونه است که مبادلات بر اساس هش قابلیت اعتبار سنجی آسان تری را در شبکه دارند. شاید برای شما جالب باشد که عبارت هش در واقع از عبارتی فرانسوی سر چشمه گرفته است که به معنای “به قطعات کوچک خرد شدن” است. این مفهوم نشان دهنده چگونگی خرد شدن اطلاعات در عملکرد هش است.

برای توضیح دقیق عملکرد هش در روند استخراج باید ابتدا به ساختار بلاک و بلاکچین اشاره کنیم. همان طور که قبلا گفته شد هر بلاک حاوی اطلاعاتی مشخص و در هم تنیده از تعدادی از تراکنش های بر مبنای هش است که بعد از تکمیل شدن به بلاک های قبلی متصل می شود. این مسئله به این معنی ست که اگر شخصی بخواهد در این ساختار دست برده و به طوری تقلب کند باید هش های تمام بلاک های گذشته را نیز تغییر دهد. حال برای این که یک بلاک جدید بتواند به زنیره بلاک ها متصل شود، دستگاه استخراج کننده باید به هش هدف دست پیدا کند. هر بلاک دارنده یک سر تیتر است که حاوی شماره نسخه بلاک، هش بلاک قبلی و یک نانس که یک زمان سنج را داراست، می باشد. نانس در واقع عددی ست که دستگاه استخراج کننده در تلاش برای به دست آوردن آن است. حال هر دستگاه استخراج کننده که به شبکه متصل است باید با حل معادلات و تولید هش، به هش مورد نظر دست پیدا کنند تا بتوانند در ازای آن نرخ مشخصی را به عنوان پاداش دریافت کنند. بعد از این توضیحات باید گفت که عملکرد هش روشی ایده آل برای پردازش تراکنش های رمزنگاری شده است که امنیت بسیار بالایی را داراست. استخراج که روند ضبط و تایید اطلاعات بر بستر بلاک چین است در واقع استفاده از دستگاه های کاربران برای حل معادلات بلاک جدیدی ست که پس از حل آن به زنجیره متصل می شود و این حل مسائل پیچیده ریاضی توسط دستگاه ماینر به واسطه پیشنهاد دادن هش توسط آن میسر می شود.

زمان مورد نیاز استخراج بیت کوین با لپ تاپ 

سرعت استخراج بیت کوین و مدت زمانی که این فرایند طول می‌کشد، به نوع سخت‌افزاری ماینینگ بستگی دارد. کامپیوترهای خانگی نسبت به دستگاه‌های قدرتمند ماینینگ سرعت پایین‌تری دارند و ممکن است استخراج یک بلوک واحد توسط آنها سال‌ها طول بکشد. با وجود ASIC ها و ریگ‌های ماینینگ پیشرفته، استفادهاز سیستم‌های خانگی (چه ویندوز چه مک) برای ماینینگ طبیعتا بازده بسیار کمی خواهد داشت.

 ارتباط بین سود ماینرها، هش ریت و سختی شبکه

سودی که ماینرها از استخراج بیت کوین به‌دست می‌آورند، تا حد زیادی تحت تاثیر نرخ هش و سختی ماینینگ قرار می‌گیرد. به‌طوری که کوچکترین کاهش در نرخ هش یا سختی شبکه، سود استخراج را بیشتر می‌کند. اما چرا این اتفاق می‌افتد؟

کاهش نرخ هش (قدرت محاسباتی جمعی ماینرها در سراسر جهان) یعنی ماینرهای کمتری در شبکه فعالیت می‌کنند؛ این یعنی تعداد بلوک‌های کمتری در روز تکمیل می‌شوند. از آنجا که تحمل این کاهش هش برای شبکه ممکن نیست، «سختی شبکه» وارد عمل می‌شود و زمان لازم برای تولید رمزارز را ثابت نگه می‌دارد. بنابراین ارتباط میان هش ریت و سختی شبکه یک ارتباط کاملا مستقیم است. هرگاه افزایش یا کاهشی در نرخ هش وجود داشته باشد، سختی استخراج نیز افزایش یا کاهش می یابد تا عملیات شبکه به خوبی اجرا شود.

هرچقدر هش ریت و سختی شبکه بیشتر باشد، سرعت ایجاد بلوک‌ها کم است و هزینه استخراج گران تمام می‌شود. اما برعکس، اگر هش ریت و سختی شبکه نسبتا کم باشد، ماینرهای بیشتری به شبکه می‌پیوندند، بلوک‌ها سریع‌تر ایجاد می‌شوند و سود ماینرها قابل‌توجه خواهد بود.

 تاثیر هزینه برق بر سودآوری استخراج

بخش عمده‌ای از هزینه‌هایی که ماینرها با آن سروکار دارند، مربوط به هزینه برق استخراج ارز است که مستقیما روی سودآوری فرایند استخراج تاثیر منفی می‌گذارد. جدا از برق مصرفی سخت‌افزار ماینر، اکثر مجموعه‌های استخراج از سیستم‌های خنک‌کننده اختصاصی مثل واحدهای تهویه مطبوع استفاده می‌کنند یا برای تازه‌سازی هوا و کمک به جریان آن، اطراف سخت‌افزار فن نصب می‌کنند. برق مصرفی این تجهیزات اضافه می‌شود به هزینه‌های فرایند استخراج. هرچه این هزینه‌ها بیشتر باشد، طبیعتا سود حاصل کمتر خواهد بود. اگرچه مخارج مربوط به برق با سیستم‌های ضعیف‌تر مثل اسمارت‌فون یا لپ‌تاپ خانگی به مراتب کمتر از ماینرهای ASIC است، همین هزینه‌ها در درازمدت قابل توجه خواهند بود.

این مسئله به قدری حائز اهمیت است که بسیاری از ماینرها اردوگاه ماینینگ خود را به مناطقی منتقل می‌کنند که تعرفه برق پایین‌تری دارند.

 جمع بندی

در این مقاله با سیر تا پیاز هش ریت و اهمیت آن در بحث استخراج ارزهای دیجیتال آشنا شدیم و دریافتیم این مفهوم به‌عنوان یک منبع ارزشمند برای تنظیم سختی شبکه استخراج ارزهای دیجیتال عمل می‌کند. معمولا هرچه نرخ هش شبکه‌ای بیشتر باشد، امنیت آن بیشتر است و با اطمینان بیشتری می‌توان روی آن سرمایه‌گذاری کرد.

انتظار داریم به‌عنوان یک ماینر یک مرتبه دیگر این مقاله را با دقت بخوانید و قبل از آنکه ارزی را برای استخراج انتخاب کنید، نگاهی به هش ریت آن بیندازید و تلاش کنید بفهمید چطور از آن به نفع خود استفاده کنید. چرا که این عدد ساده مستقیما بر میزان تلاش شما برای ایجاد یک بلوک و جایزه شما تاثیر می‌گذارد.

اگر اطلاعات بیشتری در این زمینه دارید، مشتاق شنیدن دانسته‌های شما عزیزان هستیم.