سختی شبکه یا سختی استخراج چیست؟

سختی شبکه (به انگلیسی: Network Difficulty) یا سختی استخراج مفهومی است که برای تمام رمز ارزهایی که قابلیت ماین شدن یا استخراج دارند استفاده می شود. در این مقاله قصد داریم با مفهوم سختی شبکه، اهمیت آن، عوامل تاثیر گذار بر کاهش و افزایش سختی استخراج، نحوه محاسبه آن و ارزهای دیجیتالی که سختی شبکه دارند به طور دقیق تر آشنا شویم.

اما پیش از آن نیاز است مروری بر چند مفهوم پایه ای نظیر استخراج ارزهای دیجیتال، تابع هش و هش ریت داشته باشیم. با ما همراه باشید.

مروری بر استخراج رمز ارز یا ماینینگ

فرایند ماینینگ یا استخراج رمز ارزها، در واقع فرایندی داوطلبانه است که طی آن ماینر ها (استخراج کنندگان رمز ارز) به صورت داوطلبانه توان و قدرت پردازش دستگاه های ماینینگ خود را در شبکه به اشتراک می گذارند. این کار به حفظ امنیت شبکه کمک می کند و باعث می شود تراکنش های مربوط به آن رمز ارز تایید شوند.
البته ماینر ها در ازای به اشتراک گذاشتن توان پردازشی دستگاه خود پاداش دریافت می کنند که این پاداش همان رمز ارز مربوطه (مثلا بیت کوین) است.

در فرایند استخراج برای تولید یک واحد از بیت کوین بایستی مسائلی که محاسبات پیچیده دارند حل شود. لذا سخت افزارهایی که ماینینگ انجام میدهند بایستی قدرت پردازش و توان محاسباتی بالایی داشته باشند.

بنابراین با انجام استخراج سه عمل انجام خواهد شد:

• تراکنش های مربوط به آن رمز ارز تایید می شوند.
• امنیت شبکه حفظ می شود.
• واحد های جدید رمز ارز به صورت غیر متمرکز تولید می شوند.

تابع هش

Hash یا هش یک تابع ریاضی است که کاربردهای امنیتی مختلفی دارد؛ از جمله: ذخیره امن کلمات عبور، امضاهای دیجیتال و … . ورودی این تابع می تواند از اعداد، حروف، تصویر، صدا و … با طول های مختلف باشد، اما خروجی آن همیشه طول ثابتی دارد. به مقداری که توسط تابع Hash برگردانده می شوند، هش گفته می شود.

هش ریت چیست؟

نرخ هش یا هش ریت (Hash Rate) تعداد عملیات هشینگ در فرایند استخراج رمز ارزها مانند بیت کوین است. به عبارت دیگر Hash Rate نشان دهنده سرعت عملکرد دستگاه ماینر است. هر چقدر میزان هش ریت افزایش پیدا کند، نشان دهنده افزایش رقابت است.

به عبارت دیگر هر چقدر نرخ هش ریت افزایش پیدا کند، به این معناست که جهت تایید و اضافه شدن تراکنش ها به شبکه بلاک چین به قدرت محاسباتی بیشتری نیاز است. این موضوع باعث بالا رفتن امنیت رمز ارز نیز می شوند؛ چراکه برای تسلط بر کل شبکه نیاز به دستگاه های ماینینگ بیشتر و همچنین زمان و انرژی بیشتری خواهد بود.

در نمودار زیر می توانید هش ریت بیت کوین را مشاهده کنید. آخرین نرخ هش ریت بیت کوین را می توانید از اینجا چک کنید.

سختی شبکه چیست؟

سختی شبکه (Network Difficulty) یا سختی استخراج (Mining Difficulty) مقداری است که مشخص می کند چه اندازه طول می کشد تا کاربران بتوانند یک معادله پیچیده ریاضی را حل کنند و بلاک جدیدی را به شبکه بلاک چین اضافه کنند.

میزان سختی شبکه هر 2 هفته یک بار آپدیت می شود تا شبکه مطمئن شود که به طور متوسط حدود 10 دقیقه زمان نیاز است تا یک بلاک جدید به شبکه BlockChain اضافه شود.

برای آنکه یک بلاک جدید تولید شود، ماینرها بایستی برای حل محاسبات پیچیده ای با یکدیگر رقابت کنند. این محاسبات شامل حل کردن تابع Hash است. پس برای آنکه ماینر بتواند یک بلوک ایجاد کند، می بایست تابع هش آن بلاک را بیابد. در واقع سختی Network difficulty واحدی است که نشان می دهد یافتن تابع هش در مدت زمان مشخص چه میزان سخت است.

هر بلاک در شبکه بلاک چین بعد از گذراندن میزان مشخصی زمان ساخته می شود. با توجه به اینکه نرخ هش یا هش ریت شبکه به طور کلی افزایش داشته یا کاهش، پس از دوره های مشخصی سختی شبکه نیز افزایش یا کاهش پیدا می کند.

هر چقدر سختی شبکه بیشتر شود، برای استخراج رمز ارز مورد نظر به سخت افزار پر قدرت تری نیاز است. به همین دلیل بود که در ابتدا که تعداد ماینر ها کم بود، با CPU نیز امکان ماین کردن وجود داشت. اما امروزه سخت افزارهای قدیمی تر که قدرت کمتری داشتند نظیر CPU، GPU و FPGA از رده خارج شده اند و دستگاه های ASIC جایگزین آن ها شده اند.

علت اهمیت سختی شبکه چیست؟

هرچه تعداد استخراج کنندگان یک رمز ارز مثلا بیت کوین یا هر ارز دیجیتال دیگری که قابل ماین شدن است، افزایش پیدا کند، بلاک ها نیز با سرعت بیشتری شناخته می شوند تا به زنجیره بلاک چین اضافه شوند. بنابراین زمان کمتری برای ساخت یک بلاک مصرف می شود. مثلا فرض کنید کاربران می توانستند در زمانی کمتر از 10 دقیقه، حتی در عرض چند ثانیه، بلاک های جدید را ایجاد کنند.
از طرف دیگر، اگر تعداد ماینرها به مرور زمان کم و کمتر شود، زمان بیشتری برای ساخت هر بلاک نیاز است. سختی شبکه اینجاست که کاربرد پیدا میکند. Network Difficulty از آن جهت اهمیت دارد که می تواند زمان استخراج را در یک محدوده معین نگه دارد و در واقع کاری کند که زمان ساخته شدن هر بلاک خیلی جزئی در محدود 10 دقیقه نوسان کند و خیلی بیشتر یا خیلی کمتر نشود.

رابطه سختی شبکه با هش ریت

سختی استخراج یا شبکه رابطه مستقیمی با میزان هش ریت دارد. این موضوع بدان معناست که هر چه تعداد ماینرها و دستگاه های استخراج در شبکه مثلا بیت کوین افزایش پیدا کنند، تلاش بیشتری نیز برای رسیدن به پاداش استخراج نیاز است. نتیجتا افزایش سختی شبکه، منجر به افزایش Hash Rate می شود. چرا که ماینر ها بایستی برای حل هر بلاک تعداد حدس های بیشتری بزنند.

افزایش و کاهش سختی شبکه

میزان سختی شبکه (Network difficulty) با توجه به شرایط شبکه تنظیم می شود. این مقدار در طول زمان تغییر می کند و ثابت نیست. به طور کلی هدف از استخراج، پیدا کردن و تولید یک بلاک جدید با توجه به برنامه نویسی آن شبکه است، پس سختی شبکه برای آن سیستم تنظیم و تعریف می شود. البته فراموش نکنید که هش ریت نیز بر روی میزان سختی شبکه تاثیرگذار است.

فرض کنید در شبکه Bitcoin در زمانی کمتر از 10 دقیقه بلاک های جدید تولید و اضافه شوند. هر چه بلاک ها سریع تر پیدا شوند سختی شبکه نیز افزایش پیدا میکند و برعکس هر چه بلاک ها دیرتر پیدا و تولید شوند، Network Difficulty نیز کاهش پیدا می کند.
عامل دیگری که بر درجه سختی شبکه بیت کوین تاثیر گذار است، ارزش رمز ارز بیت کوین در بازار و همچنین هزینه برق مصرفی است. هرگاه قیمت Bitcoin بالا می رود، ماین کردن آن سودآوری بیشتری دارد و بنابراین ماینرهای بیشتری نیز به شبکه متصل هستند.

این موضوع باعث می شود هش ریت بالا رود و درجه سختی نیز افزایش پیدا کند. از طرف دیگر اگر ماینینگ سود آور نباشد، قدرت هش کاهش میابد و سختی شبکه هم کم می شود.

سختی شبکه بیت کوین

سختی استخراج بیت کوین در واقع متغیری است که نشان می دهد میزان هش لازم برای هر بلاک از شبکه چه اندازه دشوار است؛ یعنی حل یک معادله رمزنگاری شده تا چه اندازه سخت است. در زیر نمودار سختی شبکه بیت کوین را ملاحظه می کنید.

همانطور که می بینید میزان سختی شبکه بیت کوین ثابت نیست و به تعداد ماینرهای موجود در شبکه وابسته است. در شبکه بیت کوین به طور خاص، پس از ماین کردن 2016 بلاک در شبکه، سختی شبکه به طور خودکار تنظیم می شود.

رمز ارزهای دارای سختی شبکه (Network Difficulty)

شاید این سوال برایتان پیش آمده باشد که کدام یک از رمز ارزها سختی استخراج دارند. به طور کلی رمز ارزهایی که مانند بیت کوین بر اساس الگوریتم اثبات کار (Proof of Work) کار میکنند، جهت کنترل تعداد استخراج کنندگان نیاز به سختی شبکه دارند. در ادامه به برخی از ارزهای دیجیتال دارای سختی شبکه اشاره میکنیم:

• اتریوم (Ethereum)

اتریوم پس از Bitcoin رتبه دوم را در بازار رمز ارزها به خود اختصاص داده است و یکی از ارزهای دیجیتال دارای سیستم غیرمتمرکز است. با استفاده از این ارز دیجیتال امکان قرار داد های هوشمند مختلف، به صورت دیجیتالی و بدون واسطه وجود دارد.

• مونرو (Monero)

Monero در سال های اخیر پیشرفت قابل توجهی داشته و در رده برترین رمز ارزهای بازار قرار گرفته است. اصلی ترین شاخصه های این رمز ارز تمرکز زدایی و همچنین امنیت بالای این رمز ارز است. از جمله مزایای این رمز ارز می توان به غیر ممکن بودن ردیابی تراکنش های آن و محرمانگی بالایش اشاره کرد.

• گرین (Grin)

ارز دیجیتال گرین به بیت کوین بسیار شبیه است، اما مهمترین خصوصیت آن حریم خصوصی است. این ارز دیجیتال یکی از اولین پیاده سازی های از میمبل ویمبل است که یک پروژه جامعه محور می باشد.

• زیکش (Zcash)

ارز Zcash از جمله رمز ارزهایی است که شبکه بلاکچین غیر متمرکز دارد. هدف اصلی زیکش محافظت از هویت افراد هنگام استفاده از رمز ارزها است. این رمز ارز نیز همانند Bitcoin بصورت Open Source یا متن باز فعالیت می کند؛ اما از نظر حفظ حریم خصوصی نسبت به بیت کوین تفاوت هایی دارد.

سخن پایانی

در این مقاله با سختی شبکه (Network Difficulty) یا سختی استخراج و اهمیت آن آشنا شدیم. همانطور که دیدید سختی شبکه در واقع معیاری است که تعداد ماینرها را با سرعت استخراج رمز ارز مورد نظر هماهنگ می کند تا ماینر ها نتوانند سریعتر یا کند تر بلاک ها را بسازند. هر چقدر سختی شبکه افزایش پیدا کند، یعنی به قدرت محاسباتی بیشتری برای استخراج بلاک ها و اضافه کردن آنها به شبکه بلاک چین نیاز است.

برای مطالعه مقالات بیشتر در حوزه رمز ارزها و استخراج آنها، به وبلاگ ویراماینر مراجعه کنید.