الأخبار

كيف يعمل تعدين البيتكوين

TL ؛ DR

  • تعدين Bitcoin هو عملية اكتشاف كتل جديدة ، والتحقق من المعاملات وإضافتها إلى Bitcoin blockchain.
  • في كل مرة يتم فيها اكتشاف كتلة جديدة ، يُمنح المُعدِّن الناجح الحق في ملء تلك الكتلة ببيانات المعاملات الجديدة.
  • في مقابل تكريس الوقت والموارد لأداء هذه المهمة ، يتلقى عمال المناجم الفائزون مبلغًا مجانيًا من عملة البيتكوين المسكوكة حديثًا والمعروفة باسم “مكافأة الكتلة” بالإضافة إلى أي رسوم مرتبطة بالمعاملات التي يقومون بتخزينها في الكتل الجديدة.
  • إن عملية منح عملات التعدين الناجحة عملة البيتكوين التي تم سكها حديثًا هي حصريًا كيفية دخول العملات المعدنية الجديدة في التداول.

لماذا يقوم الناس بتعدين البيتكوين؟

هناك سببان رئيسيان وراء رغبة شخص أو شركة في استخراج العملات المشفرة مثل البيتكوين.

  1. للحصول على فرصة لكسب مكافآت كتلة البيتكوين (والتي ، اعتبارًا من عام 2022 ، تساوي 6.25 بيتكوين – ما يقرب من 210 ألف دولار ، في وقت النشر.) يتم اكتشاف الكتل الجديدة تقريبًا مرة واحدة كل 10 دقائق.
  2. للمشاركة في تأمين وصيانة شبكة البيتكوين اللامركزية.

كيف يكتشف عمال مناجم البيتكوين كتل جديدة؟

من أجل التحقق من المعاملات الجديدة وإضافتها إلى blockchain ، يجب على المعدنين التنافس مع بعضهم البعض باستخدام معدات الحوسبة المتخصصة. يستخدمون معداتهم لإنشاء رموز ذات طول ثابت تُعرف باسم “التجزئة” (انظر أدناه.) من أجل اكتشاف الكتلة التالية ، يجب على المعدنين إنشاء تجزئة تحتوي على عدد مساوٍ أو أعلى من الأصفار أمامها من “الهدف” التجزئة “.

تجزئة الهدف عبارة عن رمز سداسي عشري مكون من 64 رقمًا (يتألف من الأرقام من 0 إلى 9 والأحرف AF) يحاول جميع المعدنين الوصول إليه من أجل اكتشاف الكتلة التالية.

كنقطة بداية ، يأخذ جميع المعدنين البيانات من الكتلة السابقة ، والمعروفة باسم “رأس الكتلة” – والتي تحتوي على أشياء مثل الطابع الزمني للكتلة ، وتجزئة بيانات الكتلة السابقة ، ومساحة فارغة تُعرف باسم “التشفير nonce. ” تم إصلاح معظم البيانات الموجودة في رأس الكتلة ، مما يعني أنه لا يمكن تغييرها ، باستثناء البيانات غير القابلة للتغير. تعني كلمة nonce “رقم يُستخدم مرة واحدة فقط” وهو جزء من رأس الكتلة السابق الذي يُسمح للمعدنين بتعديله. تذكر أن مجرد تغيير جزء واحد من الإدخال ينتج عنه تجزئة مختلفة تمامًا.

الجزء الصعب هو أنه يتم إنشاء التجزئة بشكل عشوائي تمامًا ، مما يعني أنه من المستحيل على عمال المناجم معرفة ما ستكون عليه التجزئة قبل أن يقوموا بإنشائها. لذا فهي ببساطة حالة من التجربة والخطأ حتى يجد شخص ما قيمة nonce الصحيحة – المعروفة باسم “nonce الذهبي”.

هذا هو السبب في أنه يتعين على المعدنين الاستثمار في أجهزة الكمبيوتر كثيفة الاستهلاك للطاقة ، ولا سيما أجهزة التعدين ذات الدوائر المتكاملة الخاصة بالتطبيقات (ASIC) ، والتي يمكنها توليد تريليونات من التجزئة في الثانية.

طريقة سهلة للتفكير في تعدين البيتكوين هي تخيل أن كل كتلة جديدة عبارة عن صندوق كنز به قفل مركب عليه. للحصول على مكافأة كتلة البيتكوين المجانية بالداخل والفوز بالحق في إضافة بيانات معاملات جديدة إليها (وتحصيل الرسوم المرتبطة بها) ، عليك الاستمرار في قلب إحدى عجلات الأرقام الموجودة على القفل (nonce) حتى تكسر المجموعة ( تجزئة الهدف.)

قفل بالرمز

فيما يلي مثال على الشكل الذي قد تبدو عليه التجزئة المستهدفة:

0000000000000000057fcc708cf0130d95e27c5819203e9f967ac56e4df598ee

لمعرفة مدى صعوبة إنشاء تجزئة تحتوي على عدد أكبر من الأصفار في المقدمة أكثر من تجزئة الهدف أعلاه ، حاول إنشاء تجزئة فائزة بنفسك باستخدام هذه التجزئة المجانية عبر الإنترنت مولد التجزئة. ما عليك سوى كتابة أي شيء تريده في مربع النص المتوفر ومعرفة ما إذا كان ينتج عنه تجزئة بأكثر من 17 صفراً في المقدمة!

ما هو الهاش؟

التجزئة هي وظيفة رياضية مشفرة تقوم بتحويل أي رسالة أو إدخال بيانات إلى رمز ذي طول ثابت. فكر في الأمر على أنه تقنية تشفير حيث يتم نقل الرسائل رياضيًا إلى سلسلة من الأرقام والحروف ذات الطول الثابت.

حددت المخرجات أطوالًا تجعل من المستحيل تخمين حجم الإدخال. على سبيل المثال ، فإن تجزئة كلمة “hi” ستكون بنفس طول تجزئة النص الكامل لكتاب هاري بوتر.

لا يمكن التراجع عن وظائف التجزئة هذه ، مما يعني أنه من المستحيل إعادة التجزئة مرة أخرى إلى الإدخال الأصلي. سيُنشئ نفس الإدخال دائمًا نفس تسلسل الأحرف والأرقام. على سبيل المثال ، ستكون تجزئة “hi” هي نفس الكود في كل مرة. كل رمز يتم إنشاؤه فريد تمامًا أيضًا ، مما يعني أنه من المستحيل إنتاج نفس التجزئة باستخدام مدخلين مختلفين.

في حالة Bitcoin ، يستخدم blockchain Secure Hash Algorithm 256 أو SHA 256 لإنشاء إخراج بطول 256 بت أو 64 حرفًا ، بغض النظر عن حجم الإدخال.

ما مدى فائدة تعدين البيتكوين؟

لكل كتلة جديدة تُضاف إلى blockchain ، يقوم البروتوكول – مجموعة من القواعد المبرمجة في Bitcoin – بإصدار كمية ثابتة من العملات المعدنية التي تم سكها حديثًا إلى المُعدِّن الناجح. يتضاعف نظام مكافأة الكتلة هذا كآلية توزيع لعملة البيتكوين.

كجزء من التدابير المبرمجة التي قدمها ساتوشي ناكاموتو لتقليل عدد عملات البيتكوين التي تم إصدارها بمرور الوقت ، فإن العملات المعدنية الممنوحة لعمال المناجم هي مقطوع كل أربع سنوات تقريبًا ، أو 210.000 كتلة ، في عملية تُعرف باسم “Bitcoin Halving”. في عام 2009 ، كانت مكافأة الكتلة 50 بيتكوين. تم تخفيض هذا الرقم إلى 25 BTC في عام 2013. آخر تخفيض إلى النصف حدث في عام 2020 ، وشهدت انخفاض مكافآت الكتلة من 12.5 BTC إلى 6.25 BTC.

لاحظ أن الحد الأقصى للعرض في البيتكوين هو 21 مليون ، ولدينا بالفعل 18.9 مليون قطعة نقدية متداولة. لن يتم توزيع مكافآت الكتلة بعد الآن بمجرد طرح 21 مليون بيتكوين في السوق. بمجرد حدوث ذلك ، سيتمكن المعدنون فقط من ربح مكافآت في شكل رسوم معاملات البيتكوين.

حتى مع هذا المزيج من مصدري الإيرادات ، لا يولد كل عامل منجم أرباحًا. لتغطية نفقاتهم ، يجب أن تتجاوز أرباح عامل المنجم المبلغ الذي يتم إنفاقه على الكهرباء وشراء وصيانة منصات التعدين. أيضًا ، مع زيادة صعوبة التعدين ، تضطر عمليات التعدين الكبيرة إلى توسيع أو ترقية معداتها للحفاظ على ميزة تنافسية. بالنسبة لمعظم المعدنين العاديين الذين لا يستطيعون الاستثمار في معدات باهظة الثمن ، هناك فرصة لدمج مواردهم مع عمال المناجم الآخرين حول العالم. يوافق كل عامل منجم على مشاركة المكافآت وفقًا لمساهمات كل عامل منجم. تسمى شبكات عمال المناجم هذه بـ “مجمع التعدين.

ومع ذلك ، هناك بعض الحالات النادرة التي نجح فيها عمال المناجم المنفردين في استخراج الكتل بمفردهم من المنزل.

صعوبة تعدين البيتكوين

من الأشياء المهمة التي يجب معرفتها عن Bitcoin أنه عندما أنشأ Satoshi Nakamoto البروتوكول ، قاموا ببرمجته في وقت اكتشاف الكتلة المستهدفة لمدة 10 دقائق. هذا يعني أنه من المفترض أن يستغرق المُعَدِّن حوالي 10 دقائق لإنشاء الكود الفائز بنجاح لاكتشاف الكتلة التالية.

إذن كيف تضمن الشبكة اكتشاف كتل جديدة كل 10 دقائق؟

يتمتع بروتوكول Bitcoin بالقدرة على زيادة أو تقليل تعقيد عملية التعدين تلقائيًا اعتمادًا على مدى سرعة أو بطء العثور على الكتل.

كل أسبوعين ، يقوم بروتوكول Bitcoin تلقائيًا بضبط التجزئة المستهدفة لجعل العثور على الكتل أكثر صعوبة أو أسهل على المعدنين. إذا استغرق الأمر وقتًا طويلاً (أكثر من 10 دقائق) ، فسوف تتكيف الصعوبة إلى أسفل ؛ أقل من 10 دقائق ، سيتم ضبطه لأعلى. وبشكل أكثر تحديدًا ، سيزيد البروتوكول أو ينقص عدد الأصفار في المقدمة. قد لا يبدو هذا كثيرًا ، ولكن مجرد إضافة صفر واحد إلى تجزئة الهدف يجعل من الصعب التغلب على الكود ، والعكس صحيح.

تسببت حملة 2021 على أنشطة التعدين في الصين في صعوبة شبكة البيتكوين لتجربة أكبر انخفاض لها في التاريخ. أدى هذا لاحقًا إلى بقاء عمال مناجم البيتكوين التقارير ارتفاعات كبيرة في عائدات التعدين.

من خلال هذا النظام ، يمكن لبروتوكول Bitcoin الحفاظ على أوقات اكتشاف الكتل قريبة من 10 دقائق قدر الإمكان. يمكنك تتبع صعوبة تعدين البيتكوين هنا.

في حين أن المشاركة النشطة في شبكة Bitcoin يمكن أن تكون مشروعًا مربحًا للغاية ، إلا أن متطلبات الكهرباء والأجهزة غالبًا ما تحد من ربحيتها – خاصة بالنسبة للمعدنين ذوي الموارد المحدودة.

لماذا يستخدم تعدين البيتكوين الكثير من الطاقة؟

واحدة من أكبر عيوب Bitcoin هي الكمية الهائلة من الطاقة التي تستخدمها لتعدين العملات المعدنية الجديدة ، والتحقق من صحة المعاملات وتأمين شبكتها. في وقت النشر ، معدل تجزئة Bitcoin – مقياس كل القوة الحسابية المخصصة لتعدين العملات الجديدة – يقف عند 183 إكساهاش (إيه / ث.) هذا يعني أن عمال مناجم البيتكوين يحاولون بشكل جماعي كسر التجزئة المستهدفة للكتلة الجديدة التالية 183 كوينتيليون مرة في الثانية.

بحسب ال مؤشر Cambridge Bitcoin لاستهلاك الكهرباء (CBECI ،) يستهلك هذا النشاط ما يقرب من 131 تيراوات ساعة (تيراوات ساعة) من الكهرباء سنويًا – وهو ما يمثل كهرباء أكثر مما تستهلكه دولة أوكرانيا خلال نفس الفترة الزمنية.

السبب الرئيسي لهذا الاستهلاك المفرط هو أنه في كل مرة يرتفع فيها سعر البيتكوين ، فإنه يشجع عمال المناجم الجدد على الانضمام إلى المعركة للفوز بعملات معدنية جديدة ويفرض على الأجهزة الموجودة شراء المزيد من الحفارات أو ترقية معداتهم لتظل قادرة على المنافسة. عندما يحدث هذا ، تزداد كمية الطاقة الحسابية المستخدمة لتعدين البيتكوين (يزداد معدل التجزئة) مما يؤدي بدوره إلى زيادة مستوى الصعوبة في بروتوكول البيتكوين بحيث يستمر اكتشاف الكتل بمعدل ثابت كل 10 دقائق.

نتيجة ثانوية طبيعية لهذه المنافسة المتزايدة هو زيادة استهلاك الطاقة – فكلما زاد عدد الآلات التي تطلق طنينًا لتعدين البيتكوين ، زاد الاستهلاك الجماعي للطاقة.

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى

أنت تستخدم إضافة Adblock

برجاء دعمنا عن طريق تعطيل إضافة Adblock