ماینینگ بیت‌کوین چگونه کار می‌کند؟ راهنمای مبتدیان

نقاط کلیدی

ماینرهای بیت‌کوین به‌عنوان پاداش برای ایجاد بلاک‌های جدید که به بلاکچین اضافه می‌شوند، بیت‌کوین دریافت می‌کنند.

دریافت پاداش ماینینگ به دلیل رقابت شدید ممکن است دشوار باشد.

احتمال اینکه یک شرکت‌کننده راه‌حل را کشف کند، به ظرفیت کل ماینینگ شبکه بستگی دارد.

ماینینگ بیت‌کوین نیازمند سرمایه‌گذاری قابل‌توجهی در سخت‌افزار است.

ماینرها به یکی یا چند مدار مجتمع خاص برای برنامه (ASIC) که به‌طور خاص برای ماینینگ طراحی شده‌اند، نیاز دارند تا رقابتی باشند.

حقیقت جالب

بر اساس استانداردها، بیت‌کوین با «B» بزرگ نوشته می‌شود وقتی به‌عنوان یک مفهوم یا شبکه ارز رمزنگاری‌شده اشاره شود. با «b» کوچک نوشته می‌شود وقتی به خود ارز یا توکن‌های فردی اشاره شود.

فرآیند ماینینگ بیت‌کوین چگونه کار می‌کند؟

ماینینگ فرآیندی پیچیده است، اما به‌طور خلاصه وقتی تراکنشی بین کیف‌پول‌ها انجام می‌شود، آدرس‌ها و مبالغ در یک بلاک از بلاکچین وارد می‌شوند. بلاک اطلاعات خاصی دریافت می‌کند و تمام داده‌های داخل آن از طریق یک الگوریتم رمزنگاری (که به آن هش کردن می‌گویند) پردازش می‌شود. نتیجه هش کردن یک عدد هگزادسیمال 64 رقمی یا هش است.

گام بعدی برای سرمایه‌گذاری

بیت‌کوین در 5 دسامبر 2024 از سد قیمتی بسیار مورد انتظار 100,000 دلار عبور کرد و در برخی صرافی‌ها بیش از 104,000 دلار معامله شد.

هش

اینجا یک مثال از یک هش آورده شده است:

0000000000000000057fcc708cf0130d95e27c5819203e9f967ac56e4df598ee

عدد بالا 64 رقم دارد. همان‌طور که احتمالاً متوجه شده‌اید، این عدد فقط از اعداد تشکیل نشده، بلکه حروف هم دارد. چرا این‌طور است؟

سیستم اعشاری از عوامل 100 به‌عنوان پایه استفاده می‌کند (مثلاً 1% = 0.01). این به این معناست که هر رقم یک عدد چندرقمی 100 امکان دارد، از صفر تا 99. در محاسبات، سیستم اعشاری به پایه 10 یا اعداد صفر تا نه ساده‌سازی می‌شود.

از سوی دیگر، هگزادسیمال به معنای پایه 16 است، زیرا “hex” از کلمه یونانی برای شش و “deca” از کلمه یونانی برای 10 گرفته شده است. در سیستم هگزادسیمال، هر رقم 16 امکان دارد. با این حال، سیستم عددی ما فقط 10 روش برای نمایش اعداد (صفر تا نه) ارائه می‌دهد. یک عدد 10 رقمی 10^10 امکان (10 میلیارد) دارد—رمزنگاری برای اهداف امنیتی به مراتب بیشتر از این نیاز دارد.

به همین دلیل از حروف استفاده می‌شود—به‌طور خاص حروف A، B، C، D، E و F. با استفاده از این ترکیب، 16^64 ترکیب ممکن (1.1579 نوومویگینتیلیون) با یک تابع هش که یک هش 64 رقمی تولید می‌کند، قابل تولید است. یک نوومویگینتیلیون یک 1 با 90 صفر است.

هش هدف و نانس

ماینرها سعی می‌کنند عددی تولید کنند که کمتر از ارزش هش هدف شبکه باشد. ماینرهای بیت‌کوین می‌توانند تریلیون‌ها هش در ثانیه تولید کنند، بنابراین شبکه باید میانگین تعداد بسیار بالایی از تلاش‌ها برای تولید یک هش تنظیم کند. با یادآوری اینکه یک هش 64 رقمی 16^64 امکان دارد، هش هدف یک عدد هگزادسیمال با ارزش خاص است که برای تنظیم نرخ هش بیت‌کوین استفاده می‌شود.

ماینرها این حدس‌ها را با تنظیم نانس انجام می‌دهند که بخشی از اطلاعات هش‌شده است. “نانس” مخفف “عدد فقط یک‌بار استفاده‌شده” است و کلید تولید این اعداد هگزادسیمال 64 بیتی است. به دلیل محدودیت اندازه، فیلد بلاک که نانس در آن ذخیره می‌شود، فقط تا حدود 4.5 میلیارد عدد را مجاز می‌کند؛ باید با یک شمارنده دیگر چرخش داده شود، زیرا تولید 4.5 میلیارد هش کمتر از یک ثانیه طول می‌کشد. این شمارنده از فیلد تراکنش کوین‌بیس می‌آید که بسیار بزرگ‌تر است—به آن نانس اضافی می‌گویند. استفاده از نانس و نانس اضافی به‌عنوان شمارنده‌ها به بلاکچین اجازه می‌دهد تعداد بی‌شماری تلاش تولید کند.

وقتی اطلاعات هش می‌شود، همیشه همان خروجی را تولید می‌کند مگر اینکه چیزی تغییر کند. بنابراین، برنامه ماینینگ اطلاعات بلاک را با صفر به‌عنوان اولین نانس از طریق تابع هش ارسال می‌کند. اگر آن عدد اشتباه باشد، نانس با مقدار یک افزایش می‌یابد و هش دوباره تولید می‌شود. این فرآیند تا زمانی ادامه می‌یابد که هشی با ارزش کمتر از هش هدف تولید شود.

اینجا چند مثال از هش‌ها و معیارهایی برای موفقیت ماینر آورده شده است:

توجه: این هش‌ها ساختگی هستند.

مثال هش

بنابراین، اگر “سلام دنیا!” را با استفاده از یک مولد SHA256 آنلاین هش کنید، ممکن است این را دریافت کنید:

7f83b1657ff1fc53b92dc18148a1d65dfc2d4b1fa3d677284addd200126d9069

یک رقم به آخر اضافه کنید، مثل “سلام دنیا!0” و دوباره هش کنید. ممکن است این را دریافت کنید:

e59f8bdf1305e382a4919ccefd613d3eebae612aa4c443f3af2d65663de3b075

سپس، عدد را یک واحد افزایش دهید—”سلام دنیا!1″ و دوباره هش کنید. ممکن است این را دریافت کنید:

9e2be792bcd092bd5ab7bdac7bda1ae5d0db9f6d052a3c819615900c7c06e9be

این ماینینگ است، اما به‌صورت خودکار توسط برنامه ماینینگ انجام می‌شود. شبکه ماینرها برای یافتن راه‌حل به تریلیون‌ها تلاش نیاز دارد.

ماینینگ بلاک 490163

تصویر زیر که از سایت Blockchain.info گرفته شده، ممکن است به شما کمک کند تا تمام این اطلاعات را با یک نگاه کنار هم قرار دهید. شما در حال مشاهده خلاصه‌ای از همه چیزهایی هستید که هنگام ماین شدن بلاک شماره 490163 اتفاق افتاده است.

نانس که هش برنده را تولید کرد، 731511405 بود (یادتان باشد، نانس از صفر شروع می‌شود و با هر تلاش یک واحد افزایش می‌یابد و با نانس اضافی به‌عنوان یک شمارنده اضافی چرخش داده می‌شود—احتمالاً تریلیون‌ها تلاش دیگر انجام شده است). هش هدف در بالا نشان داده شده است. ورود AntPool در فیلد “ارسال‌شده توسط” به این معناست که این بلاک خاص توسط AntPool، یکی از موفق‌ترین استخرهای ماینینگ، تکمیل شده است.

همان‌طور که اینجا می‌بینید، مشارکت در جامعه بیت‌کوین این است که استخر 1,768 تراکنش برای این بلاک تأیید کرده است. اگر می‌خواهید تمام 1,768 تراکنش این بلاک را ببینید، به این صفحه بروید و بخش “تراکنش‌ها” را بررسی کنید.

همچنین سطح دشواری این بلاک را مشاهده می‌کنید. شبکه بیت‌کوین هدفش تولید یک بلاک در هر 10 دقیقه یا بیشتر است. سیستم طراحی شده است تا هر 2,016 بلاک یا تقریباً هر دو هفته (بر اساس تعداد مشارکت‌کنندگان) دشواری ماینینگ را ارزیابی و تنظیم کند. این همیشه به زمان بلاک 10 دقیقه منجر نمی‌شود، اما نزدیک به آن است.

عدد دشواری ماینینگ نشان‌دهنده 2,016 تقسیم بر میانگین زمان لازم برای ماین یک بلاک در دوره گذشته، ضرب در سطح دشواری قبلی است، یا:

= دشواری قبلی × (2,016 ÷ میانگین زمان ماین در دوره گذشته)

پایین‌ترین سطح دشواری 1.0 است. هرچه عدد بالاتر باشد، یافتن راه‌حل دشوارتر است. سطح دشواری در 5 دسامبر 2024 (اندازه‌گیری شده در 1 دسامبر) 102.89 تریلیون بود. ممکن است این به‌صورت 102.89T منتشر شود.

چرا بیت‌کوین به ماینرها نیاز دارد؟

ماینینگ بلاکچین کار محاسباتی است که گره‌های شبکه برای اعتبارسنجی اطلاعات موجود در بلاک‌ها انجام می‌دهند. بنابراین، در واقع، ماینرها به‌عنوان پاداش کارشان به‌عنوان حسابرسان پرداخت می‌شوند. آنها اولین تأیید تراکنش‌های بیت‌کوین (BTC) را انجام می‌دهند، بلاک جدیدی باز می‌کنند و برای کارشان پاداش می‌گیرند.

چرا بیت‌کوین ماین کنیم؟

یکی از دلایل اصلی که افراد زمان و پول خود را در ماینینگ سرمایه‌گذاری می‌کنند، پاداش بیت‌کوین‌هاست که با گذشت زمان بسیار ارزشمند شده‌اند. مثلاً در 5 دسامبر 2024، قیمت بیت‌کوین برای اولین بار از 100,000 دلار عبور کرد و در صرافی کوین‌بیس بیش از 101,000 دلار بسته شد. پاداش در آن زمان 3.125 بیت‌کوین بود. در پایان معاملات آن روز، این پاداش حدود 315,625 دلار ارزش داشت.

پاداش‌های ماینینگ بیت‌کوین هر چهار سال یک‌بار نصف می‌شود. وقتی برای اولین بار در 2009 ماین شد، یک بلاک 50 BTC به شما می‌داد. در 2012، این به 25 BTC کاهش یافت. تا 2016، دوباره به 12.5 BTC نصف شد. در 11 مه 2020، پاداش دوباره به 6.25 BTC کاهش یافت. پاداش در آوریل 2024 به 3.125 BTC نصف شد.

به دلیل فرآیند نصف شدن و افزایش قیمت‌ها، ماینرها می‌خواهند تا حد ممکن بیت‌کوین دریافت کنند، زیرا عرضه جدید سکه‌ها به‌آرامی کاهش می‌یابد. حدود سال 2140، دیگر بیت‌کوین جدیدی ایجاد نخواهد شد.

انگیزه رقابتی برای ماینینگ از بین خواهد رفت و فقط کارمزد تراکنش‌ها به‌عنوان دلیلی برای مشارکت در شبکه بیت‌کوین باقی می‌ماند. برخی ماینرها ممکن است همچنان به‌عنوان راهی برای مشارکت در یک ارز غیرمتمرکز شرکت کنند، اما احتمالاً بدون پاداش، اکثر آنها تمایلی به ماینینگ نخواهند داشت، مگر اینکه کارمزدها به حدی افزایش یابد که ارزش وقتشان را داشته باشد.

ماینینگ یک بیت‌کوین چقدر طول می‌کشد؟

پاداش بیت‌کوین حدود هر چهار سال یک‌بار در رویدادی به نام “نصف شدن” یا وقتی بلاکچین 210,000 بلاک دیگر پردازش کرده باشد، نصف می‌شود. زمان دقیق به مشارکت شبکه و نرخ هش بستگی دارد و کمی متفاوت است.

آخرین نصف شدن در آوریل 2024 رخ داد و پاداش را به 3.125 هر 10 دقیقه کاهش داد. در 2028، 1.5625 بیت‌کوین هر 10 دقیقه ماین خواهد شد. در 2032، 10 دقیقه طول می‌کشد تا 0.78125 بیت‌کوین ماین شود. با این ارقام، می‌توانید ببینید که هیچ راهی برای ماین کردن دقیقاً یک بیت‌کوین وجود ندارد.

با این حال، می‌توانید از میانگین زمان بلاک و پاداش بلاک برای محاسبه نرخ ایجاد بلاکچین استفاده کنید. مثلاً در 5 دسامبر 2024، میانگین زمان بلاک بلاکچین 9.796 دقیقه بود و پاداش 3.125 بیت‌کوین بود. بنابراین، فرمول این خواهد بود:

زمان بلاک ÷ پاداش بلاک = نرخ میانگین برای 1 BTC

بنابراین، نرخ ایجاد 1 BTC توسط بلاکچین در آن روز:

9.796 دقیقه ÷ 3.125 BTC = 3.13 دقیقه

این نرخ با تغییر میانگین زمان ایجاد بلاکچین به دلیل نرخ هش شبکه تغییر خواهد کرد.

چه چیزی برای ماین بیت‌کوین نیاز دارید؟

بیشتر ظرفیت ماینینگ شبکه بیت‌کوین توسط شرکت‌های بزرگ ماینینگ و استخرها در اختیار دارد. هنوز هم با یک کامپیوتر شخصی خانگی امکان مشارکت در ماینینگ بیت‌کوین وجود دارد اگر یکی از جدیدترین و سریع‌ترین واحدهای پردازش گرافیکی (GPU) را داشته باشید. با این حال، احتمال دریافت هر پاداشی با ماین کردن تنها با یک GPU منفرد در کامپیوتر شما بسیار ناچیز است. باید یک استخر ماینینگ (که در زیر بحث شده) پیدا کنید تا شانس خود را افزایش دهید.

مثلاً، یک کارت پردازش که می‌توانید با چند هزار دلار بخرید، کمتر از 0.001٪ از توان ماینینگ شبکه را نشان می‌دهد. ممکن است مدت زیادی—اگر تا به حال—نتوانید هشی را حل کنید، زیرا همه‌چیز به تعداد هش‌هایی که ماشین شما در ثانیه می‌تواند تولید کند بستگی دارد. با شانس اندک یافتن بلاک بعدی، ممکن است هرگز سرمایه‌گذاری خود را جبران نکنید.

سخت‌افزار ماینینگ

برای اینکه بتوانید با شانس موفقیت ماین کنید، باید در یکی از بهترین واحدهای پردازش گرافیکی (GPU، که اغلب به‌عنوان کارت گرافیک شناخته می‌شود) برای کامپیوتر خود یا یک مدار مجتمع خاص برای برنامه (ASIC) سرمایه‌گذاری کنید. GPUهای قادر می‌توانند از حدود 1,000 تا 2,000 دلار قیمت داشته باشند؛ ASICها می‌توانند بسیار بیشتر، تا ده‌ها هزار دلار، هزینه داشته باشند.

امروز، بیشتر توان هشینگ شبکه ماینینگ بیت‌کوین تقریباً به‌طور کامل از مزارع ماینینگ ماشین‌های ASIC و ماینرهای فردی استخرشده تشکیل شده است. ASICها چندین مرتبه قدرتمندتر از CPUها یا GPUها هستند. آنها هر سال با توسعه و استقرار چیپ‌های جدید، قدرت هشینگ و کارایی انرژی بیشتری به دست می‌آورند. با قیمت مناسب (بیش از 11,000 دلار)، می‌توانید با 335 TH و 16.0 ژول بر تراهش (16 وات در یک تریلیون هش در ثانیه) ماین کنید. نسخه‌های سخت‌افزاری بسیار ارزان‌تر هم وجود دارد، اما هرچه بیشتر بپردازید، سریع‌تر می‌توانید هش کنید.

استخرهای ماینینگ

استخرهای ماینینگ توسط اشخاص ثالث اداره می‌شوند و گروه‌هایی از ماینرها را هماهنگ می‌کنند. با همکاری در یک استخر و تقسیم پاداش‌ها بین همه مشارکت‌کنندگان، ماینرها شانس بیشتری برای دریافت پاداش نسبت به کار کردن به‌تنهایی دارند.

مهم

بیشتر استخرها از سیستمی برای پرداخت بر اساس میزان کاری که انجام می‌دهید استفاده می‌کنند. مثلاً، اگر یک GPU داشته باشید که 121 مگا (میلیون) هش در ثانیه ارائه دهد و استخر مجموع نرخ هش 121 اگزا (کویینتیلیون) هش در ثانیه داشته باشد، پاداش شما، بر اساس سهم کاری که انجام داده‌اید، بسیار کوچک خواهد بود.

معایب ماینینگ

ریسک‌های ماینینگ عمدتاً مالی هستند. ماینینگ بیت‌کوین نیازمند صرف همه تلاش و هزینه برای خرید تجهیزات به ارزش صدها یا هزاران دلار است، اما ممکن است هیچ بازگشت سرمایه‌ای نداشته باشید.

در برخی مناطق، ماینینگ و استفاده از بیت‌کوین غیرقانونی است. ممکن است بررسی وضعیت قانونی کشورتان و نگرش کلی به ارزهای رمزنگاری‌شده قبل از سرمایه‌گذاری در تجهیزات ماینینگ ایده خوبی باشد.

چند نگرانی درباره تأثیرات زیست‌محیطی و ردپای کربن ماینینگ بیت‌کوین وجود دارد. مثلاً، انرژی مورد نیاز شبکه عظیم است و برخی آن را معادل انرژی مورد استفاده کشورهای کوچک تخمین می‌زنند.

هرچند کارایی میکروچیپ‌ها برای ASICها به‌طور چشمگیری افزایش یافته، شرکت‌های بزرگ ماینینگ مقدار زیادی زباله الکترونیکی (e-waste) تولید می‌کنند، زیرا به‌طور مداوم تجهیزات خود را برای رقابت با سرعت‌های هش روبه‌رشد ارتقا می‌دهند. Digiconmist تخمین می‌زند که مقدار زباله الکترونیکی سالانه تولیدشده 39.89 کیلوتن است.

تجهیزات ماینینگ همچنین گرمای زیادی تولید می‌کنند، بنابراین هزینه خنک‌کننده شما احتمالاً افزایش می‌یابد، به‌خصوص اگر یک یا چند ASIC را 24 ساعت در روز روشن نگه دارید.

با این حال، تلاش‌هایی برای کاهش این externality منفی با جستجوی منابع انرژی پاک‌تر و سبز (مثل منابع زمین‌گرمایی یا خورشیدی) برای عملیات ماینینگ و استفاده از اعتبار جبران کربن انجام شده است. همچنین، برخی مناطق اقداماتی برای کاهش اثرات منفی بیت‌کوین بر آب‌وهوا و محیط‌زیست انجام داده‌اند.

ماینینگ بیت‌کوین در کجا غیرقانونی است؟

ماینینگ بیت‌کوین در بسیاری از کشورها قانونی است، اما این فعالیت به دلیل نگرانی‌هایی درباره ظرفیت شبکه برق، ظرفیت شبکه و تغییرات آب‌وهوایی بیشتر تنظیم می‌شود. بسیاری از کشورها ممنوعیت‌های موقت اعمال کرده‌اند یا قوانینی معرفی کرده‌اند که آن را بیش از حد پرهزینه کرده‌اند، در حالی که برخی دیگر آن را به‌طور کامل ممنوع کرده‌اند. در اینجا برخی از اقدامات کشورهای منتخب در مورد ماینینگ بیت‌کوین آمده است:

پاراگوئه: در آوریل 2024 یک ممنوعیت موقت ماینینگ به مدت حداقل شش ماه معرفی کرد.

سوئد: افزایش 6,000 درصدی مالیات بر انرژی مورد استفاده برای اهداف ماینینگ ارزهای رمزنگاری‌شده را معرفی کرد.

نروژ: در 2024 پیشنهادی برای الزام مراکز داده به درخواست برای فعالیت‌های موردنظرشان معرفی کرد که به دولت اجازه می‌دهد درخواست‌های ماینینگ ارزهای رمزنگاری‌شده یا سایر فعالیت‌های ناخواسته مراکز داده را رد کند.

چین: در 2021 ممنوعیت کلی بر ماینینگ ارزهای رمزنگاری‌شده اعمال کرد.

قزاقستان: در 2022 مالیات بر انرژی مورد استفاده برای ماینینگ ارزهای رمزنگاری‌شده را افزایش داد و در 2023 تصمیم گرفت فقط در صورت وجود انرژی اضافی، ماینینگ ارزهای رمزنگاری‌شده را مجاز کند.

آیا یک فرد عادی می‌تواند بیت‌کوین ماین کند؟

افراد می‌توانند در ماینینگ بیت‌کوین مشارکت کنند، اما این کار به اندازه گذشته سودآور نیست. اگر هنوز می‌خواهید ماین کنید، مهم است که قوانین کشور خود را بررسی کنید تا مطمئن شوید می‌توانید به‌صورت قانونی در ماینینگ مشارکت کنید.

آیا ماینینگ بیت‌کوین غیرقانونی است؟

بسیاری از کشورها ماینینگ بیت‌کوین را در مقیاس بزرگ غیرقانونی یا بیش از حد پرهزینه کرده‌اند، اما ماینرهای فردی باید قوانین کشور خود را بررسی کنند تا مطمئن شوند به دلیل ماینینگ ارزهای رمزنگاری‌شده به مشکلی برنخورند.

آیا ماینینگ بیت‌کوین قابل ردیابی است؟

بیت‌کوین‌ها می‌توانند با استفاده از آدرس‌های بلاکچین به ماینرهایشان ردیابی شوند، اما مالکان آدرس‌ها نمی‌توانند شناسایی شوند مگر اینکه بیت‌کوین‌های خود را در صرافی‌هایی که از تأیید هویت مشتری استفاده می‌کنند، به ارز فیات تبدیل کنند. در کشورهایی که ماینینگ غیرقانونی است یا مصرف انرژی آن با مالیات بالاتری مواجه است، افزایش مصرف انرژی از ماینینگ ممکن است توجه را جلب کند. بهتر است با قوانین حوزه قضایی خود هنگام ماینینگ بیت‌کوین مطابقت داشته باشید.

خط آخر

ماینینگ بیت‌کوین نقش حیاتی در تأیید و اعتبارسنجی تراکنش‌های جدید در بلاکچین بیت‌کوین دارد. این همچنین راهی است که بیت‌کوین‌های جدید به سیستم وارد می‌شوند. امکان ماین کردن با انواع سخت‌افزار و ماشین‌ها وجود دارد، اما برای دستیابی به سودآوری و رقابت، باید به یک استخر ماینینگ بپیوندید.