استخراج ارز دیجیتال یا ماینینگ (Mining) چیست؟

استخراج از معادن کاری است که انسان‌ها هزاران سال آن را انجام می‌دهند. از زمان سکونت اولیه انسان‌ها در آفریقا تا اوج امپراطوری رومی‌ها، و حتی در حال حاضر، استخراج همچنان ادامه دارد و بهترین راه رسیدن به مواد معدنی ارزشمند است.

اما همان‌طور که به علت دیجیتالی شدن جهانمان در آستانه طلوع یک انقلاب اقتصادی جدید هستیم، دیگر نیازی نیست که برای به دست آوردن طلا و الماس تیشه برداریم و شروع به کندن سنگ‌های سخت کنیم.

در حال حاضر می‌توانیم این کار را به راحتی حرکت دادن دست‌ها و کلیک روی ماوس خود انجام دهیم. می‌پرسید چگونه؟ با استخراج ارز دیجیتال

نگران نباشید، چون ارزهای دیجیتال از چیزی که فکر می‌کنید با ارزش‌ترند. محبوب‌ترین و پادشاه بازار ارزهای دیجیتال بیت کوین است. ۱۰ سال پیش بیت کوین ارزش چندانی نداشت اما ‌هم‌اکنون ارزش آن از بسیاری از چیزهایی که می‌توانید فکرش را بکنید هم بیشتر است.

اصطلاح «استخراج ارز دیجیتال» کمی گمراه‌کننده است، چرا که شما صرفا ارزهای دیجیتال را پیدا نمی‌کنید. بلکه در طی این فرآیند به تامین امنیت شبکه بلاک چین نیز کمک می‌کنید.

استخراج ارز دیجیتال

عملکرد بیشتر ارزهای دیجیتال مشابه یک شبکه همتا به همتاست و تراکنش‌های این شبکه‌ها بدون نیاز به واسطه ها انجام می‌شوند. این بدان معناست که ما برای انجام تراکنش‌ها دیگر به نهاد‌های متمرکز مانند بانک‌ها یا موسسات نیاز نداریم.

با این وجود شاید برای شما این سوال ایجاد شود که امنیت این شبکه‌ها چگونه تامین می‌شود. در واقع ماینرها یا استخراج‌کنندگان این وظیفه را به عهده دارند.

تراکنش‌ها در شبکه‌های ارز دیجیتال می‌توانند شامل انتقال سکه‌ بین افراد مختلف، ایجاد قراردادهای هوشمند و انواع مختلف دیگری باشند. تراکنش‌ها پس از اعتبارسنجی توسط مشارکت‌کنندگان شبکه که نود (node) خوانده می‌شوند، برای پردازش و ثبت شدن در بلاک چین باید پردازش شوند.

از آنجا که هیچ نهاد مرکزی وجود ندارد که بتواند فرایند پردازش تمامی تراکنش‌ها را به تنهایی و با ضریب اطمینان بسیار بالا انجام دهد، استخراج‌کنندگان کامیپوترها و دستگاه‌های محاسباتی مخصوص خود را در اختیار شبکه قرار می‌دهند تا به انجام این فرایند کمک کنند.

زمانی که فرایند پردازش یک بلاک داده تمام شده و آن بلاک به اصطلاح استخراج می‌شود، ماینری که موفق به پردازش بلاک شده پاداشی از شبکه تحت عنوان پاداش بلاک (Block Reward) و همچنین کارمزدهای مربوط به تراکنش‌های بلاک را از آن خود می‌کند.

نحوه کار کردن ارزهای دیجیتالی که شبکه‌ آن‌ها مبتنی بر استخراج است که به اصطلاح به آن اثبات کار می‌گوییم، ایجاد انگیزه اقتصادی کافی برای ماینرهاست تا بتوانند در فرآیند مورد نظر سهم خود را از تایید تراکنش‌ها دریافت کنند.

هدف اصلی تایید تراکنش‌هایی است که باید در دفتر کل توزیع شده‌ای که بلاک چین نام دارد، ثبت شوند. انجام این کار شما را به بخش مهمی از شبکه تبدیل می‌کند. پاداش ماینرها به صورت سکه‌های دیجیتال برای کمکی که به شبکه‌ کرده‌اند و انرژی که دستگاه محاسباتی آن‌ها صرف کرده، در نظر گرفته می‌شود.

نکته مثبت استخراج کردن این است که تا زمانی که شما سخت‌افزار محاسباتی قدرتمند و متصل به اینترنت داشته باشید، می‌توان در هر زمان و مکانی استخراج را انجام داد.

استخراج ارز دیجیتال را می‌توان با استخراج طلا مقایسه کرد؛ به این صورت که ارزهای دیجیتال در طراحی قوانین و مقررات شبکه (که پروتکل خوانده می‌شود) وجود دارند، همانند طلاهایی که در معادن وجود دارند اما هنوز قابل دسترسی نیستند یا که هنوز از دل خاک بیرون کشیده نشده‌اند.

استخراج‌کنندگان ارزهای دیجیتال یا ماینرها کاری انجام می‌دهند که به وسیله آن می‌توانند به ارزهای دیجیتال دست پیدا کنند.

استخراج ارزهای دیجیتال مستلزم حل معادلات پیچیده ریاضی است که تنها سخت‌افزارهای پیشرفته می‌توانند آن را انجام دهند. سطح پیچیدگی با حضور استخراج‌کنندگان بیشتر در طول زمان، افزایش می‌یابد و به همین خاطر استخراج‌کردن نیز سخت‌تر می‌شود؛ درست مانند استخراج طلا که با گذشت زمان سخت‌تر می‌شود چرا که ذخایر معادن آن کاهش می‌یابد.

فرایند استخراج ارز دیجیتال

فرآیند استخراج ارز دیجیتال تماما درباره‌ی زمان و توان به اشتراک‌ گذاشته شده با دفتر کل دیجیتال بلاک چین است؛ یعنی دقیقا جایی که تایید تراکنش‌های ارز دیجیتال در شبکه اتفاق می‌افتد. استخراج خدمات دفترداری را با کمک سخت‌افزارهای کامپیوتری برای شبکه ارز دیجیتال فراهم می‌کند.

استخراج فرآیندی است که برق زیادی مصرف می‌کند، بنابراین شما باید مطمئن شوید که حداقل می‌توانید از پس هزینه‌های آن مانند هزینه انرژی و سخت‌افزار بربیاید. بخش کوچکی از ارز استخراج‌شده به عنوان پاداش همکاریتان به شما پرداخت می‌شود.

برای شروع فرآیند استخراج، یک استخراج‌کننده باید یک سیستم سخت‌افزار قدرتمند تهیه کند که شامل کارت گرافیک اختصاصی یا تراشه پردازش گرافیکی(GPU)، مدار مجتمع با کاربرد خاص و یا ای‌سیک (ASIC)، ابزار خنک‌کننده مناسب برای نرم‌افزار، اتصال همیشگی به اینترنت، بسته نرم‌افزاری استخراج ارز دیجیتال می‌شود. همچنین ماینر باید یک کیف پول ارز دیجیتال داشته و در یک استخر استخراج نیز عضو باشد.

استخراج مبتنی بر اثبات کار

سیستم اثبات کار (Proof of Work) که پایه و مبنای محبوب‌ترین و رایج ترین ارزهای دیجیتال مانند بیت کوین است، یک ساز و کار اجماع مبتنی بر قدرت محاسباتی است.

کاربران مشارکت کننده لازم است مسائل ریاضیاتی دشوار را برای تعیین اعتبار تراکنش ها حل کنند. شبکه‌های بزرگ مبتنی بر علم رمزنگاری مانند بیت کوین، الگوریتم اثبات کار را بنیان کار خود قرار داده‌اند زیرا این به غیرمتمرکز بودن هر چه بیشتر قدرت و کنترل بر روی توزیع و پیاده‌سازی تغییرات عمده اقتصادی و فنی در شبکه می‌انجامد.

در این سازوکار، هر کامپیوتر با انجام میزان محاسبات به اشتراک گذاشته در شبکه، به عنوان پاداش بیت کوین دریافت می کند یا در واقع ماین می‌کند.

اما الگوریتم اجماع دیگری به نام اثبات سهام (Proof of Stake) نیز وجود دارد که به معنی قراردادن مقداری توکن به عنوان یک سپرده امنیتی (Stake) است تا حقی در تایید تراکنش‌ها در پروتکل توافق جمعی داشته باشید.

استخر استخراج

با افزایش تعداد استخراج‌کنندگان یک شبکه، سختی (Difficulty) آن افزایش می‌یابد و به تبع آن حل معادلات ریاضی نیز دشوارتر می‌شود، به منظور رفع این مشکل، ماینرها روش استخر استخراج (Mining Pool) را توسعه دادند تا بتوانند با همکاری یکدیگر معادلات را حل کنند. چرا که با افزایش سختی شبکه، قدرت محاسباتی بیشتری برای هر استخراج‌کننده مورد نیاز است تا شانس دریافت پاداش خود را از شبکه حفظ کند.

استخرهای استخراج جامعه‌ای از ماینرها را در بر می‌گیرد که منابع (قدرت پردازشی) خود را برای استخراج ارزهای دیجیتال گرد هم آورده‌اند. افزایش قدرت محاسباتی برای یک ماینر تنها، به دلیل هزینه بالای انرژی و دستگاه‌های مخصوص پردازش بسیار پرهزینه است. بدین منظور ماینرها قدرت پردازشی خود را در محلی به نام «استخر» جمع می‌کنند تا بتوانند هزینه‌های مربوط به این پردازش را کاهش دهند.

در این روش هر یک از ماینرها، متناسب با میزان کار یا همان محاسباتی که انجام می‌دهد، پاداش دریافت می‌کند.

بهترین ارزهای دیجیتال برای استخراج

شاید بیت‌ کوین معروف‌ترین ارز دیجیتال تاریخ باشد، اما این همیشه بدان معنا نیست که بهترین ارز دیجیتال برای استخراج است. شاید اگر شما به سال ۲۰۰۹ برمی‌گشتید، به زمانی که بیت کوین هنوز یک ارز دیجیتال کم ارزش و ناشناخته بود، آن‌گاه استخراج آن با کامپیوترهای شخصی خوب بود. اما هم‌اکنون وضعیت تغییر کرده است.

بدون این‌که بخواهیم به افزایش روزافزون سختی استخراج بیت کوین اشاره کنیم، استخراج‌ این ارز دیجیتال در مقیاس کوچک عملی نیست، مخصوصا اگر شما از سخت‌افزارهای سطح متوسط استفاده می‌کنید. اما استخراج بیت کوین برای عملیات‌های در مقیاس بزرگ ایده‌آل به نظر می‌رسد.

با گذشت زمان و ظهور دستگاه‌های ای‌سیک برای ارزهای دیجیتال مختلف، استخراج کردن با کامپیوترها دیگر منسوخ شده و کارت‌های گرافیک نیز در همین مسیر قرار گرفته‌اند.

به خاطر داشته باشید استخراج ارز دیجیتال به دلیل استقبال بسیار زیاد مردم ر روز سخت‌تر می‌شود. شما در نهایت باید سخت‌افزار خود را ارتقا دهید و سرمایه‌گذاری زیادی انجام دهید تا بتواند در کورس استخراج یک ارز دیجیتال باقی بمانید.

آیا استخراج بیت کوین روزی به پایان خواهد رسید؟

به احتمال زیاد یکی از سوالاتی که در بدو آشنایی با ارزهای دیجیتال و بیت کوین برای شما مطرح شده این بوده که آیا استخراج بیت کوین یک روز تمام خواهد شد؟ یا اینکه پس از استخراج ۲۱ میلیون سکه شبکه چه اتفاقی خواهد افتاد؟ می‌دانیم که تعداد بیت کوین‌های شبکه محدود است و نحوه شکل‌گیری این محدودیت در مقاله‌ای با عنوان «چرا بیت کوین استثنائی است؛ سوالاتی که کسی پاسخ نمی‌دهد!» مورد بررسی قرار گرفته است. در این مقاله سعی شده تا به پرسش‌های طرح شده، پاسخ‌های مناسبی داده شود.

از آنجا که فرایند پیدا کردن هش بلاک در شبکه بیت کوین مانند پیدا کردن طلا توسط معدنچیان است، نام استخراج یا ماینینگ را بر روی آن گذاشته‌اند. اما استخراج بیت کوین همان فرایند افزودن بلاک‌های جدید به بلاک چین است.

از این رو فرایند استخراج را نمی‌توان تنها دریافت پاداش شبکه یا به عبارت ساده‌تر یافتن سکه‌های ارزشمند بیت کوین تلقی کرد. تعداد سکه‌های بیت کوین محدودیت ۲۱ میلیون واحدی دارد. تاکنون بیش از ۱۷.۵ میلیون سکه از این تعداد در شبکه آزاد شده و قابلیت گردش یا انتقال پیدا کرده است. البته تعداد زیادی بیت کوین نیز از دست رفته‌اند و به دلیل فراموش شدن کلید خصوصی‌ آن‌ها توسط مالکینشان، دیگر امکان دسترسی به آن‌ها وجود ندارد.

در نهایت می‌توان نتیجه گرفت که استخراج بیت کوین و افزودن بلاک‌های جدید به شبکه برای همیشه ادامه خواهد یافت اما این قضیه درباره‌ی پاداش بلاک‌ها کمی متفاوت است.

قبل از هر چیز، باید بدانید که هیچ وقت تعداد واحدهای مطلق بیت کوین به ۲۱ میلیون عدد نخواهد رسید. یعنی این امکان وجود دارد که ۲۰,۹۹۹,۹۹۹.۹ واحد بیت کوین داشته باشیم، اما پاداش بلاک هیچ وقت صفر مطلق نخواهد شد. پاداش فعلی بیت کوین ۱۲.۵ واحد بیت کوین است. این مقدار در سال آینده به ۶.۲۵ بیت کوین خواهد رسید. پس از ۴ سال دیگر این پاداش به ۳.۱۲۵ واحد می‌رسد. هر چقدر که این تقسیم پاداش ادامه پیدا کند، از نظر ریاضی باز هم هرگز به صفر مطلق نخواهیم رسید.

پروتکل بیت کوین به گونه‌ای است که در هر دوره تقریباً چهار ساله پاداش بلاک‌های آن نصف می‌شود. اگر این را مانند نصف کردن ذره‌ای از یک ماده در نظر بگیرید که در نهایت به کوچکترین بخش تشکیل‌دهنده آن یعنی اتم می‌رسید، پاداش بلاک‌ها نیز به همین منوال با هر بار نصف شدن به کوچکترین واحد فعلی پروتکل بیت کوین یعنی یک ساتوشی (معادل ۰.۰۰۰۰۰۰۰۱ واحد بیت کوین) می‌رسد.

استخراج آخرین ساتوشی در بلاک شماره ۶,۹۳۰,۰۰۰ اتفاق خواهد افتاد، اما آیا نمی‌شود یک ساتوشی (satoshi) را به میلیون‌ها واحد کوچکتر تقسیم کرد؟ با در نظر گرفتن دوره حدودی ۴ ساله با هر بار نصف شدن پاداش، سال ۲۱۴۰ آخرین سالی خواهد بود که طبق پروتکل فعلی، استخراج‌کنندگان بیت کوین دیگر پاداشی از بابت افزودن بلاک‌های جدید به بلاک چین دریافت نخواهند کرد. در حال حاضر در دوره سوم کاهش پاداش بلاک قرار داریم و پاداشی که برای استخراج‌کننده هر بلاک تعلق می‌گیرد، مقدار ۱۲.۵ واحد بیت کوین (BTC) است.

البته با تغییر دادن کوچکترین واحد بیت کوین در پروتکل آن می‌توان روند استخراج را برای واحدهای کوچکتر از ساتوشی نیز ادامه داد. یعنی برای مثال اگر زمانی توسعه‌دهندگان بیت کوین تصمیم بگیرند هر واحد ساتوشی را مثلاً به هزاران واحد ریزتر تقسیم کنند، در این صورت روند دریافت پاداش توسط ماینرها از سال ۲۱۴۰ به این سو نیز ادامه می‌یابد. ناگفته نماند که در شبکه لایتنینگ به دلیل کارمزد بسیار اندک، از واحد میلی ساتوشی (یک هزارم ساتوشی) استفاده می‌شود.

برای پاسخ دادن به این سوال که آیا تولید بیت کوین روزی به پایان می‌رسد، باید بررسی کنیم که اضافه کردن اعشار بیشتر به بیت کوین مورد نیاز خواهد بود یا خیر.

برای درک بهتر این پرسش می‌توان فرض کرد که قیمت بیت کوین در آینده به ۱ میلیون دلار برسد. در اینصورت هر ساتوشی معادل ۱ سنت خواهد بود. این یکای ارزی برای انجام تراکنش‌های خرد هم کافی به نظر می‌رسد؛ حال آنکه دلار نیز در طول زمان دچار تورم می‌شود و قدرت خرید یک سنت پس از گذشت چند دهه به شدت کاهش خواهد یافت. از این نظر احتمال ایجاد تغییراتی در کوچکترین واحد بیت کوین، حتی با وجود فرض ۱ میلیون دلار شدن هر واحد از آن نیز غیرضروری خواهد بود.

دوم آنکه منبع درآمد ماینرها از فرایند استخراج، تنها به پاداش بلاک‌ ختم نمی‌شود و کارمزد تراکنش نیز بخش دیگری از درآمد آن‌ها را تشکیل می‌دهد.

با یک نگاه اجمالی به میزان کارمزد تراکنش‌های شبکه بیت کوین، روند صعودی ملایم افزایش کارمزد‌ها را در بلندمدت می‌توان مشاهده کرد.

میانگین کارمزد روزانه تراکنش‌های شبکه به BTC

البته این نمودار به دلیل تفاوت در تعداد تراکنش‌ها روزانه نمی‌تواند معیار دقیقی باشد و برای این منظور باید میانگین کارمزد‌ شبکه به ازای هر تراکنش را به دست آورد.

میانگین کارمزد‌های شبکه به ازای هر تراکنش به BTC

این نمودار اطلاعات بهتری در اختیار می‌گذارد، به طوریکه میانگین کارمزد برای هر تراکنش اغلب اوقات بین ۰.۰۰۱ تا ۰.۰۰۰۱ بیت کوین در نوسان بوده است. در صورتی که کارمزد‌ هر تراکنش روند ثبات تقریبی خود را به بیت کوین در طول زمان حفظ کند، با فرض افزایش قیمت آن، می‌توان کارمزد‌ها را به عنوان منبع درآمد جدید ماینرها در دهه‌های بعدی معرفی کرد. در این صورت دیگر اهمیتی نخواهد داشت که پاداش ماینرها به چه اندازه‌ای باشد و کسی به آن توجه نخواهد کرد.

مورد آخر که باید به آن توجه داشت، ضرورت انجام هاردفورک در تغییر اعشار هر واحد بیت کوین است. هاردفورک که در دنیای ارزهای دیجیتال همواره یک واژه‌ی جنجال‌ برانگیز بوده، همراه با بزرگ شدن جامعه‌ی بیت کوین در آینده، باعث افزایش احتمال بروز اختلافات نیز خواهد شد؛ هنوز از یاد نبرده‌ایم که بر سر تغییر سایز بلاک‌های شبکه، چه مشاجراتی در جامعه بیت کوین به وجود آمد.

سودآوری استخراج

اما با چند سوال مهم مواجه می‌شویم. ماینرها در سال ۲۱۴۰ و حتی قبل تر از آن که پاداش بلاک‌ها به اندازه زیادی کاهش یافته، دیگر چه انگیزه‌ اقتصادی برای استخراج که در واقع همان فرایند تایید تراکنش‌ها، برقراری حیات و مهمتر از همه تامین امنیت در شبکه است، خواهند داشت؟ در صورتی که این کار برای آن‌ها نفع مالی نداشته باشد و درآمد حاصل از استخراج، کفاف هزینه‌هایی که از بابت پول انرژی و نگهداری دستگاه‌های استخراج می‌پردازند را ندهد، برای آن‌ها عقلانی نخواهد بود که استخراج بیت کوین را ادامه دهند.

در نظر داشته باشید که حدود ۱۳ سال دیگر بیش از ۹۹ درصد سکه‌های شبکه آزاد شده‌اند و مابقی سکه‌ها برای استخراج شدن باید بیش از یک قرن منتظر بمانند. این مورد می‌تواند عاملی پیشران در گسترش صنعت ماینینگ برای استخراج حدود ۱۵ درصد از سکه‌های شبکه در ۱۳ سال آینده باشد. سود آور بودن استخراج بیت کوین در آینده نزدیک، با توجه به کاهش شدید پاداش بلاک نسبت به زمان حال حاضر تنها در چند وضعیت قابل توجیه است.

در حالت اول یا باید هزینه‌های استخراج به شدت کاهش یابند (که قسمت عمده آن به ارزان شدن برق و دستگاه‌ها در آینده وابسته است) یا اینکه درآمد حاصل از استخراج به شدت افزایش یابد (با غیر قابل تغییر بودن نحوه‌ی عرضه بیت کوین، این مورد را می‌توان به افزایش قیمت بیت کوین، یا افزایش منبع درآمد از طریق کارمزدها ربط داد). البته هر دو حالت می‌توانند همزمان با یکدیگر اتفاق بیافتند که این مورد بیشتر از بقیه محتمل است.

کارمزدهای شبکه در آینده می‌توانند جایگزین منبع درآمد فعلی ماینرها شوند. البته با در نظر داشتن گسترش راهکارهای مقیاس‌پذیری مانند شبکه لایتنینگ، نمی‌توان از کارمزدها در آینده‌ای نزدیک انتظار زیادی داشت.

این را هم نباید فراموش کرد که طراحی پروتکل بیت کوین به گونه‌ای است که با خارج شدن تعدادی از ماینرها به دلیل به صرفه نبودن استخراج، کاهش سختی شبکه موجب آسان‌تر شدن استخراج یا به عبارت دیگر ورود افراد دیگری خواهد شد که استخراج برای آن‌ها سودآور تلقی می‌شود.

نقطه سر به سر

«نقطه سر به سر» مفهومی است که هر ماینری باید با آن آشنا باشد. این نقطه در واقع قیمتی از بیت کوین یا هر ارز دیجیتال با قابلیت استخراج را نشان می‌دهد که در آن درآمد ناشی از فروش بیت کوین‌های استخراج شده با هزینه‌های برآمده از پول انرژی، هزینه نگهداری و هزینه استهلاک در طول زمان برابری می‌کند. البته درباره دستگاه‌های استخراج با توجه به اینکه میزان سختی شبکه (که از میزان هش ریت یا به نوعی مشارکت در امر استخراج به دست می‌آید) در یک روند افزایشی قرار دارد، هر دستگاه بازه زمانی سودآوری معینی دارد که این پارامتر متغیر را نیز در محاسبه نقطه سر به سر در آینده باید لحاظ کرد.

آینده چه خواهد شد؟!

حوزه ارز دیجیتال سرشار از پتانسیل‌ اتفاق‌های خوب است. نه تنها آن‌ها تراکنش‌های مالی را آسان‌تر می‌کنند، بلکه باعث می‌شوند که این تراکنش‌ها شفاف‌تر شده و برای همگان در دسترس‎ باشند.

ارزهای دیجیتال درحال حاضر بیشتر از چیزی که ما انتظارش را داریم در حال شکل دادن به دنیای ما هستند. فقط مساله زمان است، این‌که چه زمانی این امر به جریان اصلی تبدیل خواهد شد.

زمانی که این اتفاق بیفتد، ما باید در یک دنیای بهتری که بر پایه یک مدل اقتصادی پایدارتری برقرار است، زندگی کنیم.