مشکل شبکه چیست؟ با این مفهوم از دنیای بلاک چین آشنا شوید

سختی شبکه؛ نگاهی به این شاخص مهم برای دنیای ارزهای دیجیتال

سختی شبکه یا سختی ماینینگ در واقع نشان دهنده مشکل در حل معماهای پیچیده ریاضی فرآیند استخراج است. سختی شبکه متغیری است که هدف آن ثابت نگه داشتن میانگین زمان ایجاد یک بلوک در شبکه است. چنین متغیری را می توان برای ارزهای دیجیتالی که مکانیزم ثابتی دارند استفاده کرد.

سختی استخراج یک تابع کنترل شده است که باعث می شود تعداد مورد نظر سکه در یک بازه زمانی مشخص تولید و کنترل شود. با افزایش سختی شبکه، فرآیند استخراج پیچیده تر می شود. به همین دلیل بهتر است هنگام بررسی اینکه کدام ارز دیجیتال را باید استخراج کنید، ضریب سختی شبکه را در نظر بگیرید و محاسبات مربوط به سودآوری خود را انجام دهید. از سوی دیگر، با محبوبیت روز به روز ارزهای دیجیتال مانند بیت کوین، تعداد رایانه های شرکت کننده در شبکه همتا به همتا نیز افزایش می یابد.

بررسی مفهوم هش؛ موضوعی مهم برای درک بهتر پیچیدگی وب

هش تابعی است که هر ورودی با طول دلخواه را به خروجی با طول ثابت تبدیل می کند. هنگام بحث در مورد بازار ارزهای دیجیتال، به ویژه بیت کوین، با هش های زیادی مواجه می شویم. اساساً هر تراکنش در بلاک چین بیت کوین حاوی اطلاعاتی است که بسیار طولانی است و ما نباید با مرور آنها به جزئیات تراکنش پی ببریم. در واقع مبلغ تراکنش و شخصی که آن را ثبت کرده است باید کاملا مخفی باشد. تابع هش این وظیفه مهم را بر عهده دارد.

به همین دلیل است که تراکنش های بیت کوین برگشت ناپذیر است. در این میان مفهومی به نام hashrate نیز وجود دارد. هاشرت تعیین می کند که چند فرآیند هش در حال انجام است. در واقع هش ریت قدرت و سرعت دستگاه ماینینگ را نشان می دهد. هرچه هش ریت بالاتر باشد، شانس بیشتری برای ماین داریم.

نحوه عملکرد سفتی مش

در بلاک چین های ارز دیجیتال اثبات کار مانند بیت کوین کش، هش ریت همیشه باید متناسب با سختی استخراج باشد. در واقع، هش زمانی معتبر است که کمتر یا مساوی با مقدار هش هدف مشخص شده باشد. هش هدف نیز به صورت دوره ای و خودکار توسط پروتکل هر ارز دیجیتال محاسبه می شود. هرچه فاصله مجاز بین هش استخراج شده از ماینر و هش هدف کمتر باشد، ماینر باید تعداد دفعات بیشتری تابع هش هدف را اجرا کند تا به مقدار قابل قبولی دست یابد.

در نتیجه، می توان گفت که هش هدف دقیق تر معادل دشواری استخراج بالاتر است. روی کاغذ، اگر بخواهیم یک ماینر خوب در نظر بگیریم، او ممکن است در اولین تلاش خود بتواند یک هش معتبر برای بلاک پیدا کند. با این حال، با گذشت زمان و افزایش سختی استخراج، ماینرها باید به طور متوسط ​​برای هر بلوک تلاش بیشتری را صرف پیدا کردن یک هش معتبر کنند.

قدرت کامپیوتر

به طور معمول، افراد و سازمان ها قدرت محاسباتی را با یکدیگر به اشتراک می گذارند تا شانس خود را در رقابت برای یافتن هش معتبر افزایش دهند. بنابراین، قدرت هش یک شبکه ارز دیجیتال در واقع بازنشانی هش تمام دستگاه های استخراج است. هشرس به نوبه خود تعداد هش هایی را که یک ماینر می تواند در هر ثانیه تولید کند را نشان می دهد.

از آنجایی که هر هش با احراز هویت ایجاد می شود، می توان میلیون ها هش را قبل از یافتن هش معتبر تولید کرد. هنگامی که یک هش معتبر پیدا شد، سکه های جدید ایجاد می شود و به عنوان پاداش به ماینر برنده تعلق می گیرد. به عبارت ساده‌تر، می‌توان گفت که فرآیند هش کردن دقیقاً مانند یک قرعه‌کشی است که در آن تنها برنده می‌تواند یک بلوک جدید به بلاک چین اضافه کند و واجد شرایط دریافت جایزه باشد.

نوسانات سختی شبکه چگونه ارزیابی می شود؟

سختی استخراج به عنوان یک پارامتر پویا عمل می کند که به طور مداوم با توجه به شرایط شبکه تنظیم می شود. بهتر است به یاد داشته باشید که هدف ماینینگ، کشف و تولید یک بلوک جدید با توجه به برنامه نویسی شبکه است. در نتیجه، سختی نیز باید توسط همان سیستم تنظیم شود. این همه با در نظر گرفتن قدرت هش شبکه در هر زمان انجام می شود.

مثالی برای درک بهتر نوسانات سختی شبکه

فرض کنید اگر شبکه بیت کوین بلوک های جدیدی را در کمتر از 10 دقیقه تولید کند، همان شبکه سختی را تا حد بیشتری تنظیم می کند. این بدان معناست که با تولید بلوک ها سریعتر از استاندارد، سختی آن افزایش می یابد. برعکس، اگر شبکه بلوک‌های جدیدی را برای مدت بیش از 10 دقیقه تولید کند، دشواری استخراج کاهش می‌یابد زیرا نرخ تولید بلوک کاهش می‌یابد.

چه عواملی بر مشکل شبکه بیت کوین تأثیر می گذارد؟

یکی از جنبه هایی که بر دشواری شبکه بیت کوین تأثیر می گذارد، قیمت برق و ارزش بیت کوین در بازار است. این مقاله در مورد ارز امنیتی مورد استفاده برای پوشش هزینه های عملیاتی شبکه است. وقتی قیمت بیت کوین بالا باشد، استخراج سودآور می شود. برعکس، اگر قیمت بیت کوین پایین باشد، برخی از ماینرها شبکه را ترک می کنند زیرا سود آنها هزینه های عملیاتی را پوشش نمی دهد. در نتیجه زمانی که استخراج سودآور باشد، تعداد ماینرهای متصل به شبکه افزایش می یابد و در نتیجه قدرت هش افزایش می یابد و درجه سختی آن افزایش می یابد.

از طرفی اگر ماینینگ سودی نداشته باشد، قدرت کاهش می یابد و سختی نیز به همراه آن کاهش می یابد. سطح دشواری شبکه بیت کوین بسته به سهولت استخراج می تواند کاهش یا افزایش یابد. در شبکه بیت کوین، زمان ایجاد یک بلاک جدید باید 10 دقیقه باشد. این بدان معناست که هر 10 دقیقه یک بلاک جدید در شبکه بیت کوین ایجاد می شود. بنابراین، برای اطمینان از حفظ تعادل و یکپارچگی شبکه، زمانی که تعداد ماینرها افزایش می یابد یا به اصطلاح ماینینگ آسان می شود، سختی آن نیز افزایش می یابد. برعکس، زمانی که استخراج به دلیل کاهش ماینرها دشوار می شود، سختی شبکه نیز افزایش می یابد.

مشکل شبکه بیت کوین چقدر مهم است؟

برای درک اهمیت دشواری استخراج در اکوسیستم بیت کوین، ابتدا باید بفهمیم مکانیسم اجماع این ارز دیجیتال چیست. در یک شبکه بزرگ که واقعاً به هیچ مرجع مرکزی متکی نیست، پروتکل های اجماع تنها راه برای ایجاد تغییرات هستند. در همین حال، ساختارهای اجماع سنتی نمی توانند انتظارات یک شبکه بزرگ رمزنگاری غیرمتمرکز را برآورده کنند. در همین راستا، ساتوشی ناکاموتو، خالق بیت کوین، ابتکاری به نام مکانیسم اجماع اثبات کار را راه اندازی کرد. ایده اصلی پشت این ساختار این است که هر فردی که می خواهد در شبکه بیت کوین شرکت کند باید هزینه ای بپردازد. در این شبکه بیت کوین، کاربران از طریق کار خود این قیمت را پرداخت می کنند.

منظور از کار چیست؟

نکته قابل توجه در این بحث، میزان قدرت محاسباتی است که هر کاربر یا ماینر باید برای استخراج واحدهای جدید بیت کوین مصرف کند. در حال حاضر، شاخص سختی ماینینگ به گونه ای تعریف شده است که با رشد شبکه و افزایش تعداد ماینرها، استخراج بیت کوین های جدید به آسانی سابق نیست.

از سوی دیگر، دشواری شبکه را می توان معیاری دانست که دشواری استخراج بیت کوین را افزایش می دهد به طوری که استخراج کنندگان مخرب دیگر نمی توانند به قدرت محاسباتی روزافزون خود برای خرابکاری شبکه تکیه کنند.

تکامل تجهیزات استخراج بیت کوین از آغاز تا امروز

در ابتدا، اولین ماینرها از CPU کامپیوترهای شخصی خود برای استخراج بیت کوین استفاده کردند. سپس ماینرها با استفاده از کارت های گرافیکی توسعه یافتند تا بیت کوین را تا حد امکان بهینه تر استخراج کنند. با این حال، کارت های گرافیک نیز به قدرت بیشتری نیاز دارند.

در سال‌های اخیر، ASIC یا تراشه‌های مدار مجتمع ویژه برنامه، به‌طور خاص برای استخراج بیت‌کوین توسعه یافته‌اند. بیت کوین و سایر ارزهای دیجیتال در حال حاضر از طریق استخرهای استخراج استخراج می شوند. برخلاف طلا که دارای ذخایر کشف نشده است، بیت کوین دارای عرضه محدود 21 میلیون واحدی است. آمار در حال حاضر نشان می دهد که بیش از 85 درصد از کل بیت کوین ها قبلا استخراج شده اند و انتظار می رود آخرین بیت کوین تا سال 2140 استخراج شود.

استخراج ارزهای دیجیتال در کدام بازار سخت است

علاوه بر بیت کوین، هر ارز دیجیتال دیگری که از روش اثبات کار برای تایید و اعتبارسنجی تراکنش ها استفاده می کند، در استخراج با مشکل مواجه است. در روش اثبات کار، ماینرها علاوه بر یافتن یک بلوک جدید و افزودن آن به زنجیره، با یکدیگر رقابت می کنند.

از میان بسیاری از ارزهایی که مبتنی بر بلاک چین اثبات کار هستند، می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• اتریوم
• لایت کوین
• بیت کوین کش
• اتریوم کلاسیک
• مونرو
• زیکاش
• دوج کوین

سختی شبکه بیت کوین چگونه محاسبه می شود؟

سختی شبکه بیت کوین با هر بلاک جدید ۲۰۱۶ تقریباً هر دو هفته یکبار تغییر می کند. این بدان معناست که هر بار که بلاک های 2016 در بلاک چین ساخته می شوند، حدود 10 دقیقه طول می کشد تا هر بلوک ایجاد شود. با این حال، اگر تعداد ماینرها افزایش یابد یا زمان حل معمای رمزنگاری افزایش یا کاهش یابد، دشواری شبکه باید با تعداد ماینرها سازگار شود.

ذکر نمونه ای از محاسبه سختی شبکه بیت کوین

اگر فرض کنیم با افزایش تعداد ماینرها، زمان حل بلاک ها در دو هفته 19000 دقیقه است، می توانیم سطح سختی شبکه را با استفاده از روشی که در ادامه به آن خواهیم پرداخت، محاسبه کنیم. زمان حل بلوک های 2016 تقریباً در 10 دقیقه برابر با 20160 دقیقه است. بنابراین با رابطه زیر متوجه می شویم که سفتی مش باید 3.1 برابر حالت قبلی باشد.

اگر این نسبت بیشتر از یک باشد، نشان می دهد که ماینرها فرآیند استخراج را سریعتر انجام داده اند. اما اگر این نسبت کمتر از یک باشد به این معنی است که توانایی ماینرها نسبت به حالت قبل کاهش یافته است.

نمودار سختی شبکه چه پارامترهایی را به ما نشان می دهد؟

اگر به نمودار سختی شبکه بیت کوین دقت کنیم، اعدادی را خواهیم دید که درجه سختی و نسبت را نشان می دهند. این نسبت سختی شبکه استخراج بیت کوین را به ما نشان می دهد، به این معنا که سختی شبکه در مقایسه با هفته گذشته یا روزهای اول راه اندازی بیت کوین چقدر دشوارتر شده است.

تصور کنید که اعداد از یک تا صد روی یک نمودار قرار می گیرند و هر دقیقه یک ماشین یک عدد تصادفی را انتخاب می کند. اگر یکی از آن اعداد تصادفی 50 باشد، انتخاب یک عدد زیر 50 به طور متوسط ​​دو دقیقه طول می کشد.

حال اگر هدف انتخاب عددی زیر 20 باشد، انتخاب آن عدد 5 دقیقه طول می کشد. البته ممکن است اولین عددی که ماشین به صورت تصادفی انتخاب می کند کمتر از 20 دقیقه باشد. اما در یک بازه زمانی طولانی مدت زمان لازم برای یافتن عدد زیر 20 5 دقیقه خواهد بود. اگر هر عدد انتخاب شده دیگری را به عنوان هدف در نظر بگیریم، زمان لازم برای به دست آوردن آن نیز تغییر می کند.

اعداد تصادفی چه نقشی در استخراج دارند؟

در واقع می توان گفت که تابع سختی شبکه مشابه چیزی است که قبلا ذکر کردیم. ماینرها سعی می کنند با استخراج اعداد تصادفی، هش هایی را به دست آورند که کوچکتر از هش هدف هستند. با دشوارتر شدن استخراج، مقدار هش هدف نیز کاهش می یابد. در واقع صفرهای بیشتری به ابتدای هش اضافه می شود و باعث کاهش هش هدف می شود. بررسی بلوک‌های هش شبکه جدیدتر هر ارز دیجیتال، از جمله بیت‌کوین، نشان می‌دهد که آنها صفرهای بیشتری نسبت به بلاک‌های سال‌های اولیه تولید دارند.

آخرین کلمه

افرادی که در رشته های مرتبط با علوم کامپیوتر تحصیل کرده اند به خوبی می دانند که الگوریتم هایی که برای جستجو طراحی شده اند معمولاً نسبت به سایر الگوریتم ها به زمان بسیار بیشتری برای اجرا نیاز دارند. حال تصور کنید می خواهید عددی با ارقام زیاد را در شبکه بلاک چین و ارز دیجیتال بیت کوین جستجو کنید. البته این کار به خودی خود و در شرایط عادی بسیار سخت است. سختی شبکه عاملی است که باید شبکه را کنترل کرد تا ماینرها زیاد نباشند و تعداد کوین های استخراج شده در حالت متعادل باقی بماند.