استخراج بیت کوین چگونه انجام می شود؟ آینده استخراج این ارز دیجیتال چه می شود؟

ارزش کل بازار بیت کوین در حدود 1.03 تریلیون دلار است (کل بازار کریپتو بیش از 3 تریلیون دلار ارزش دارد )، تقریبا معادل ارزش تسلا که در حدود 1.06 تریلیون دلار است.

اگر بیت کوین یک نهاد شرکتی بود، ششمین شرکت بزرگ جهان از نظر ارزش بازار به حساب می آمد. و دقیقا زیر تسلا و بالاتر از متا قرار می گرفت. با این حال، بر خلاف خودروهای الکتریکی تسلا و یا هر چیز تولیدی دیگر، بیتکوین این ارز دیجیتال نام آشنا در یک کارخانه تولید نمی شود.

در حقیقت بیت کوین مانند طلا، استخراج می شود اما نه از دل خاک و معادن، بلکه از طریق رایانه این استخراج انجام می شود.

دفتر کل غیرمتمرکز که در آن ارزهای رمزنگاری شده ثبت و ردیابی می شوند، به عنوان بلاک چین شناخته می شود و همانطور که گفته شد یک سیستم غیر متمرکز است.

بنابراین نقش مهمی در تقویت شبکه بیتکوین ایفا می کند. استخراج رمز ارز در اصل روش و راهی برای رمزگذاری و رمزگشایی این زنجیره بلوکی است.

جدا از اهمیت این رمز ارز برای صنعت مالی غیرمتمرکز (DeFi)، تجارت بیتکوین به عنوان یک فرصت تجاری سودآور برای سرمایه گذاران تبدیل شده است.

استخراج بیت کوین چیست و چگونه انجام می شود؟

بیتکوین (BTC) یک ارز دیجیتال غیرمتمرکز است، به این معنی که هیچ سازمان دولتی یا سازمان مالی (مانند بانک، سازمان تجارت جهانی، صندوق بین المللی پول و غیره) مالک شبکه بیت کوین نیست.

 استخراج‌ کنندگان بیت کوین از رایانه‌های تخصصی برای حل مشکلات رمزنگاری پیچیده استفاده می‌کنند که برای تأیید و اضافه کردن تراکنش‌ها در دفتر کل بلاک چین استفاده می‌شوند.

هر بلوک از تعدادی تراکنش معلق تشکیل شده است. هنگامی که یک ماینر مشکل رمزنگاری را حل می کند، آن را به سایر ماینر ها در شبکه اعلام می کند. سپس ماینرهای دیگر این راه حل ها را تأیید می کنند.

اگر تعداد زیادی ماینر این تایید را انجام دهند، بلاک مربوطه به دفتر کل بلاک چین اضافه می شود (یعنی توکن ها، خریداری یا فروخته می شوند و صاحب جدیدی خواهند داشت.)

سپس ماینرها به بلوک بعدی می روند. برای هر ورودی تایید شده، یک بلوک جدید در بلاک چین معرفی می شود و ماینر مقدار مشخصی بیت کوین را به عنوان پاداش دریافت خواهد کرد.

بیت کوین های تازه استخراج شده، به عنوان بخشی از پایگاه داده موجود در شبکه بیت کوین قرار می گیرند و کل این فرآیند، استخراج بیت کوین نامیده می شود.

ماینرها در تلاش هستند تا جزو اولین کسانی باشند که یک عدد 64 رقمی هگزادسیمال به نام “هش” را به شبکه ارائه کنند. این عدد 64 رقمی شماره داده های بلوک را رمزگذاری می کند.

تراکنش هایی که در یک بلاک چین انجام می شود، مانند خرید و فروش توکن ها، به جای داده هایی مانند نام و آدرس شخص، از هش استفاده می شود. که این باعث ایجاد محرمانگی و امنیت برای خریداران و فروشندگان ارزهای دیجیتال می شود.

هر بلوک حاوی یک هدر است که از یک شماره نسخه، یک مهر زمانی، هش استفاده شده در بلوک قبلی، ریشه Merkle (هش از همه هش‌ها و از تمام تراکنش‌های موجود در بلوک تا آن نقطه) و در نهایت شماره استخراج‌کنندگان تشکیل شده است. حل کردن که “nonce” نامیده می شود، به تعداد یک بار استفاده می شود و مقدار هدف برای هش هستند.

برای رمزگذاری داده ها و تکمیل یک هش، ماینر باید nonce را پیدا کند که رشته ای از اعداد تصادفی است. برای انجام این کار، ماینرها از الگوریتمی استفاده می‌کنند که از بین تمام راه‌حل‌های ممکن جست و جو می کند و می چرخد تا زمانی که راه‌حل درست را پیدا کنند. به این عملیات که برای پیدا کردن nonce انجام می گیرد، «اثبات کار» می‌گویند.

هنگامی که nonce پیدا شد، به محتویات هش شده بلوک قبلی اضافه و مجدداً هش می شود. اگر هش جدید کمتر یا مساوی با مقدار هدف در هدر باشد، به عنوان راه حل پذیرفته می شود. بیت کوین جدید ضرب شده و به ماینر داده می شود و بلاک به بلاک چین اضافه خواهد شد.

از نوامبر 2021 یعنی آبان 1400، 6.25 بیت کوین به عنوان پاداش استخراج به ماینر برنده داده می شود (در تاریخ 1400/10/11، یعنی شروع سال 2022 میلادی هر بیت کوین 35022 دلار ارزش گذاری شده بود که این رقم مدام تغییر می کند).

در ابتدای شروع فعالیت این ارز دیجیتال به هر ماینر  50 بیت کوین برای استخراج به عنوان پاداش داده می شد، اما در رویدادهایی که به آن هاوینگ گفته می شود، این عدد هر چهار سال 50 درصد کاهش می یابد. آخرین هاوینگ در سال 2020 انجام گرفته است.

برای دریافت این پاداش، ماینر باید اولین کسی باشد که هش کمتر یا مساوی با هش هدف ارائه می کند. از آنجایی که hashing شامل انجام تعداد زیادی عملیات بسیار سریع است، به مقدار زیادی قدرت پردازش کامپیوتری نیاز دارد.

رایانه هایی که برای این عملیات یعنی استخراج استفاده می‌شوند، رایانه‌های ماینینگ با قدرت بالا به نام «ریگ» هستند. که هم برق زیادی مصرف می کنند و هم بسیار گران قیمت هستند.

برای بالا بردن شانس خود به عنوان اولین کسی که هش هدف را پیدا می کند، ماینرها قدرت محاسباتی خودشان را در استخرها با هم ترکیب می کنند و پاداش استخراج را بین خودشان تقسیم می کنند.

اکثر ماینینگ ها در حال حاضر در استخرها متوقف می شوند و این نگرانی را به وجود می آورد که استخراج به طور فزاینده ای در انحصار استخرهای بزرگ قرار گرفته است.

از آنجایی که راه حل به دست آمده برای پازل هش را نمی توان مهندسی معکوس کرد، هر بلوک تایید شده پس از معرفی در بلاک چین غیرمتمرکز، کاملا ایمن است و هیچ کس نمی تواند اطلاعات ذخیره شده در داخل بلوک را تغییر دهد.

با این حال، می توان با بازنویسی بلاک چین، یک توکن را دو برابر کرد. برای انجام این کار، سارقان دیجیتال باید حداقل 51 درصد از ظرفیت حل پازل شبکه را در کنترل خود داشته باشند.

از آنجایی که استخرهای ماینینگ بزرگتر شده اند، این امکان برای برخی افراد وجود دارد تا به ظرفیت 51 درصدی گفته شده برای حل شبکه دست پیدا کنند.

چرا استخراج بیت کوین یک فرآیند پیچیده است؟

درست مانند هر کالای فیزیکی، بیتکوین نیز عرضه محدودی دارد. بر اساس شایعه مخترع بیت کوین، ساتوشی ناکاموتو (که ممکن است کریگ رایت، دانشمند کامپیوتر استرالیایی باشد)، در مجموع تنها 21 میلیون بیت کوین قابل استخراج است و گزارش اخیر نشان می دهد که 90 درصد بیت کوین ها قبلا استخراج شده اند.

در این گزارش آماده است که اگرچه تنها 10 درصد از بیت کوین ها برای استخراج باقی مانده است، اما الگوریتم های بیت کوین به گونه ای طراحی شده اند که آخرین بیت کوین تنها در سال 2140 منتشر خواهد شد.

تعداد بیتکوین داده شده به عنوان مشوق به ماینر ها عدد ثابتی نیست، اما هر چهار سال یکبار (هر بار پس از اضافه شدن 210000 بلاک) نصف می شود.

در سال 2009، یک ماینر برای هر تراکنش تایید شده 50 بیت کوین به دست می آورد، اما در سال 2024 که رویداد نصف شدن بعدی اتفاق می افتد، این تعداد از 6.25 بیت کوین فعلی به 3.125 بیتکوین کاهش می یابد. 

با این حال، علیرغم کاهش انگیزه ها، درآمد بالقوه استخراج به دلیل افزایش چشمگیر قیمت بیت کوین در چند سال اخیر به طور تصاعدی بهبود یافته است.

در حالی که در سال 2010، قیمت 50 بیت کوین تنها 0.04 دلار بود، امروزه تنها یک بیت کوین بیش از 35000 دلار ارزش دارد.

زمانی که بیت کوین برای اولین بار تاسیس شد، پاداش برای هر بلوک استخراج شده از 50 بیت کوین شروع شد. تا به امروز، که سه رویداد نصف شدن رخ داده است، و پاداش بلاک از 50 بیتکوین در سال 2009 به 25 بیتکوین در سال 2012 و 12.5بیتکوین در سال 2016 و در آخرین رویداد به 6.25 بیت کوین فعلی در سال 2020 رسیده است. آخرین رویداد نصف کردن بیت کوین در 11 می 2020 رخ داده است.

جالب اینجاست که هر کسی که دانش اولیه از کامپیوتر داشته باشد می تواند استخراج کننده بیت کوین شود،  هیچ دانش کدنویسی یا مهارت های کامپیوتری پیشرفته ای لازم نیست.

 با این حال، فعالیت‌های سودآور استخراج بیت‌کوین نیازمند یک سیستم کامپیوتری قدرتمند است که باید به یک مدار مجتمع مبتنی بر برنامه یا واحد پردازش گرافیکی (GPU) مجهز باشد تا بتواند نیازهای پردازش بالایی را برآورده کند.

ماینر همچنین باید به یک اتصال اینترنتی، سریع و نامحدود دسترسی داشته باشد، زیرا در طول فرآیند استخراج بیت کوین، یک ماینر باید دائما چندین گیگابایت داده را آپلود و دانلود کند.

یکی دیگر از نیازهای اصلی استخراج بیت کوین تامین انرژی مقرون به صرفه است. دکل‌های استخراج رمزنگاری (یک سیستم کامپیوتری یکپارچه با چندین پردازنده گرافیکی) 24 ساعت در روز اجرا می‌شوند و مقدار زیادی انرژی مصرف می‌کنند. به عنوان مثال، یک دستگاه ماینینگ تنها با سه پردازنده گرافیکی می تواند روزانه بیش از یک کیلووات برق مصرف کند.

مزارع بزرگ استخراج بیت کوین می توانند هزاران پردازنده گرافیکی داشته باشند. در آگوست 2021، یک مرکز جدید در اکیباستوز، قزاقستان ساخته شد که تصور می شود در صورت بهره برداری کامل، 50000 دکل را در خود جای دهد.

به همین دلیل است که بسیاری از ماینرهای کریپتو به دنبال انتقال پایگاه های خود به مناطق دیگر با برق ارزان و زیرساخت برق مناسب پس از ممنوعیت استخراج کریپتو توسط کشور چین بودند.

تاثیر استخراج بیت کوین بر محیط زیست

با این حال، نیازهای انرژی زیاد مرتبط با استخراج بیت کوین نیز تردیدهایی را در مورد تأثیر آن بر محیط زیست ایجاد می کند.

مطالعه منتشر شده در مجله Consilience دانشگاه کلمبیا نشان می دهد که استخراج بیت کوین سالانه 121.36 تراوات ساعت (TWh) انرژی مصرف می کند. که بیشتر از مصرف برق سالانه کشورهایی مانند امارات، آرژانتین و بلژیک است. 

همین مطالعه نشان می‌دهد که ۶۱ درصد از انرژی مصرف‌شده، با استفاده از منابع تجدید ناپذیر مانند زغال‌سنگ و گاز طبیعی و ۳۹ درصد از طریق انرژی تجدید پذیر و از انرژی آبی به دست می آید.

افزایش استفاده از منابع انرژی تجدید ناپذیر توسط مزارع بزرگ استخراج بیتکوین می تواند بر تلاش های جهانی به منظور کاهش انتشار کربن تأثیر منفی بگذارد.

در حالی که استفاده بیش از حد از انرژی آبی می تواند حیات آبزیان را به خطر بیندازد و باعث اختلال در جریان طبیعی رودخانه ها و حتی کیفیت آب شود.

تحقیقات منتشر شده در Nature همچنین هشدار می دهد که استخراج بیتکوین و سایر فعالیت های مرتبط می تواند گرمایش جهانی را تشدید کند. همچنین اعتقاد بر این است که استخراج ارز دیجیتال باعث تشدید مصرف آب صنعتی و مشکل زباله های الکترونیکی در سیاره ما می شود.

ماینرها به منظور افزایش قدرت پردازش برای استخراج سریع تر دائماً دکل های خود را به روز رسانی می کنند. سکوهای تخصصی هر 1.5 سال یکبار منسوخ می شوند و دیگر برای هیچ کار دیگری قابل استفاده نیستند. تخمین زده می شود که شبکه بیت کوین به تنهایی سالانه 11.5 کیلوتن زباله الکترونیکی تولید می کند.

آینده استخراج بیت کوین

در مارس 2021، ایلان ماسک، مدیرعامل تسلا، در توییتر اعلام کرد : «اکنون می‌توانید خودرو های تسلا را با بیتکوین خریداری کنید.».

اما پس از اعتراض شدید به پیامدهای زیست‌ محیطی این کار، تنها دو ماه بعد، تمام خرید خودرو های تسلا با استفاده از بیت‌کوین به حالت تعلیق درآمد.

در ماه ژوئن، ماسک در توییتی نوشت: «هنگامی که استفاده منطقی (حدود 50 درصد) از انرژی پاک توسط ماینرها تأیید شود، تسلا اجازه تراکنش های بیت کوین را از سر خواهد گرفت.

استخراج بیت کوین بخش مهمی از اقتصاد غیرمتمرکز نوظهور است که برخی معتقدند پتانسیل کاهش نابرابری درآمد و حتی فقر را دارد. از آنجایی که این یک تجارت پرسود است، بسیاری از بازیگران بزرگ نیز بازار بیت کوین را زیر نظر دارند.

با این حال، نگرانی‌های مربوط به تأثیر استخراج بیت‌کوین بر اکوسیستم سیاره ما که توسط ایلان ماسک و سازمان‌های مختلف متمرکز بر محیط‌زیست برجسته شده است، بسیار منطقی به نظر می‌رسد.

بنابراین، برای تبدیل استخراج بیت کوین به یک سرمایه گذاری موفق و بلند مدت، ماینرها باید روی اتخاذ راه حل های استخراج پایدار و مبتنی بر انرژی پاک تمرکز کنند.