هش ریت چیست و چرا اهمیت دارد

اگر برای مدتی در فضای پیچیده و مهیج رمزارزها حضور داشته‌اید، شاید با اصطلاح هش‌ریت (نرخ هش) آشنا شده باشید. در زمینه‌ی دارایی‌های رمزنگاری‌شده، مفهوم هش‌ریت در روند دستیابی به بیت‌کوین و سایر ارزهای دیجیتال که استخراج رمزارز نام دارد تعریف می‌شود. استخراج، روند کسب رمزارز ازطریق استفاده از کامپیوترهای قدرتمند و نرم‌افزارهایی است که با هدف به‌خصوصی طراحی شده‌اند. استخراج‌کنندگان رمزارز، این روش را با استفاده از تجهیزات بسیار پرقدرت و حل مسائل ریاضی بسیار پیچیده‌ای انجام می‌دهند، این مسائل آن‌چنان پیچیده هستند که کاربران نمی‌توانند آن‌ها را حل کنند.

پس از حل موفقیت‌آمیز مسائل ریاضی، استخراج‌کنندگان بیت‌کوین‌های جدیدی تولید و همچنین با تأیید اطلاعات معاملات، کل شبکه‌ی بیت‌کوین را ایمن و قابل اعتماد می‌کنند. ممکن است این روند آسان و سرراست به نظر برسد؛ ولی در واقع پیش از تولید بیت‌کوین کارهای فنی زیادی صورت می‌پذیرد. اما توان مصرفی لازم برای حل معادلات چقدر است؟ براساس گزارشی که در ژوئن سال ۲۰۱۹ منتشر شد، شبکه‌ی بیت‌کوین ۰٫۲ درصد از مصرف انرژی در سراسر جهان را به خود اختصاص داده و این شبکه‌ی پرمصرف هنوز در حال رشد است.

محاسبات ریاضی که در دستگاه‌های ماینر انجام می‌شود، تمامی معاملات گذشته در شبکه را بررسی می‌کند و آن‌ها را به‌روز نگه می‌دارد. برای مثال، اگر شما ده دلار به دوستتان ارسال کنید، ماینرها تأیید می‌کنند که چه کسی این ده دلار را فرستاده، برای چه ‌‎کسی فرستاده و مبلغ ارسال‌شده چقدر است. این اطلاعات درباره‌ی تراکنش‌ها در یک بلاک ذخیره می‌شود که همچون پرونده است. هر بلاک تنها مقدار مشخصی از اطلاعات را در خود جای می‌دهد. هشینگ یا هش ‌کردن هر بلاک، روند حل معادلات برای اطمینان از اعتبار تراکنش‌های شبکه است.

البته، این مفهوم در بلاک چین های قدیمی گواهی اثبات کار (PoW) همچون اتریوم و بیت‌کوین قابل تعریف است و نسخه‌ی ارتقایافته‌ی آن‌ها را شامل نمی‌شود. در راستای پاداش برای هشینگ بلاک‌ها و استخراج و به‌روز نگه‌داشتن سیستم ثبت سوابق بیت‌کوین، به اپراتورهای دخیل در روند استخراج برای هر بلاکی که با موفقیت هش می‌کنند پاداش پرداخت می‌شود. هنگامی که یک بلاک هش شد، این رخداد در سیستم ثبت سوابق بلاک‌چین دائمی می‌شود و امکان تغییر آن وجود ندارد.

d22b833787d9686d7d8c73ad60c225bb649d58e2c6e1896edf977ea841588a86

به زبان ساده، هش کردن یا هشینگ به معنای دریافت یک رشته با یک طول دلخواه و تبدیل آن به یک خروجی با طول ثابت است. برای استخراج موفقیت‌آمیز بلاک و دریافت بیت‌کوین، دستگاه ماینر باید هدر بلاک را که کوچک‌تر یا برابر با هدف است هش کند. همچون فراداده‌ها که جزئیات داده‌های دیگر را تشریح می‌کنند، هدر بلاک خلاصه‌ای از اطلاعات موجود در آن بلاک است. هدف، یک عدد هگزادسیمال است که ماینرها برای استخراج یک بلاک باید آن را پیدا کنند.

عملکرد هدف این است که اطمینان حاصل کند تعداد ثابتی از بیت‌کوین‌ها در طول زمان در بازار ارائه می‌شود. برای حفظ این ثبات، هدف کمک می‌کند تا با گذر زمان استخراج بیت‌کوین دشوارتر شود. شماره‌ی هدف تقریبا هر دو هفته تغییر می‌کند. ماینرها با استفاده از ترکیب‌های مختلف شماره‌ها و حروف ممکن در هر هدر بلاک، هدف را پیدا می‌کنند. به این رشته در هر هدر بلاک که مقدار متغیری دارد، نانس (Nonce) گفته می‌شود. ماینرها با نانس 0 شروع می‌کنند و پس از هربار حدس زدن، آن را افزایش می‌دهند تا به هدف برسند. احتمال دستیابی به هش صحیح بسیار کم است.

در واقع ماینرها در تلاش هستند تا با تغییر نانس، یک هش تولید کنند که مقدار عددی آن برابر با هش هدف است. هربار که نانس تغییر می‌کند، یک هش کاملا جدید ایجاد می‌شود. اساس این سیستم همچون سیستم بلیط بخت‌آزمایی است که در آن هر هش جدید یک بلیط با مجموعه شماره‌های خاص خودش را تداعی می‌کند. برای مثال، اگر حرف اول عبارت Zoomit را تغییر بدهیم و آن را تبدیل به Boomit کنیم، این هش ایجاد می‌شود:

dccdb1bfb674ac65c0cd7cacf37229d6d9dec939caae9af750917c56c1ff06aa

با توجه به اینکه هر هش به‌صورت کاملا تصادفی ایجاد می‌شود، ممکن است پیش از یافتن هدف و برنده شدن پاداش برای استخراج، میلیون‌ها حدس زده شود و در واقع میلیون‌ها هش تولید شود. برای کاهش عرضه‌ی کلی رمزارزها در طول عمرشان، پاداش بلاک برای ماینرها تحت برنامه‌ی از پیش‌ تعیین‌شده‌ای نصف می‌شود. در بیت‌کوین، پاداش بلاک در هر ۲۱۰ هزار بلاک، یعنی تقریبا ۴ سال زمان لازم برای استخراج آن‌ها، نصف می‌شود. در بلاک‌های جدید هنگامی‌که ماینرها یک بلاک را استخراج می‌کنند، ۶٫۲۵ بیت‌کوین پاداش می‌گیرند. انتظار می‌رود که در سال ۲۰۲۴، پاداش بلاک‌های بیت‌کوین کاهش یابد و به ۳٫۱۲۶ بیت‌کوین برسد. دش (Dash)، رمزارز قابل استخراج دیگری است که پاداش‌های بلاک خود را در هر ۲۱۰٬۲۴۰ بلاک ۷٫۱۴ درصد کاهش می‌دهد. پاداش‌های لایت‌کوین نیز در هر ۸۴۰ هزار بلاک نصف می‌شود.

هش‌ریت برابر با تعداد تلاش‌ها در هر ثانیه در شبکه‌ی بیت‌کوین برای کامل کردن محاسبات است. درحقیقت هش‌ریت تقریبا تعداد تمامی هش‌هایی است که ماینرها در سراسر جهان برای رسیدن به هدف تولید می‌کنند. هش‌ریت به‌عنوان تعداد هش‌ بر ثانیه محاسبه می‌شود. برای مثال:

• کیلوهش (KH/s) برابر است با ۱۰۰۰ هش بر ثانیه
• مگاهش (MH/s) برابر است با ۱۰۰۰ کیلوهش ‌بر ثانیه
• تراهش (TH/s) برابر است با ۱۰۰۰ مگاهش ‌بر ثانیه
• پتاهش (PH/s) برابر است با ۱۰۰۰ تراهش ‌بر ثانیه

نوسانات در توان استخراج روزانه‌ی بیت‌کوین می‌تواند چشم‌گیر باشد. افزایش یا کاهش ده ‌درصدی یا بیشتر در یک روز عموما رایج است. این نوسانات گسترده، لزوما به‌معنی افزودن یا روشن و خاموش کردن هزاران دستگاه ماینر در روز نیست. امکان محاسبه‌ی دقیق هش‌ریت شبکه‌ی بیت‌کوین وجود ندارد. ماینرهای بسیاری زیادی در سراسر جهان مشغول به کار هستند و تحلیلگران تنها می‌توانند رقمی تخمینی از هش‌ریت ارائه دهند. درنتیجه، در وب‌سایت‌های مختلف و گزارش‌های جداگانه، رقم این شاخص متفاوت است. با توجه به اینکه احتمال دارد دامنه‌ی نوسانات روزانه بسیار زیاد باشند، بررسی روزانه‌ی این شاخص چندان مفید نیست. با تمامی موارد یادشده، هش‌ریت در شبکه‌ی بیت‌کوین در تاریخ پنجم فوریه، ۱۷۱ میلیون EH / s، یعنی ۱۷۱ میلیون اگزاهش ‌بر ثانیه برآورد شده است.  هر میلیون اگزاهش برابر با یک کوینتیلیون هش است. در نتیجه، هش‌ریت بیت‌کوین در تاریخ یادشده ۱۷۱ کوینتیلیون ‌بر ثانیه بود.

در برخی از دستگاه‌های مدرن ماینینگ، هش‌ریت برابر با ۱۱۰ تراهش ‌بر ثانیه، یعنی ۱۱۰ تریلیون تلاش برای حل مسئله‌ی هشینگ در هر ثانیه است. هرچه نرخ هش بیشتر باشد بهتر است؛ زیرا شانس ماینر برای یافتن بلاک بعدی و دریافت پاداش افزایش می‌یابد. هنگام معرفی ماینرهای جدیدتر، از آن‌جایی که این دستگاه‌ها قدرتمندتر هستند، احتمال افزایش هش‌ریت شبکه‌ی بیت‌کوین بالاتر می‌رود. بااین‌حال، یک شبکه‌ی قدرتمندتر لزوما به‌معنی استخراج سریع‌تر بیت‌کوین نیست. طراحی منحصربه‌فرد بیت‌کوین سبب شده است تا تنها تعداد مشخصی از این رمزارز در گذر زمان آزاد شود. به‌طور متوسط، هر ده دقیقه یک بلاک جدید استخراج می‌شود و رفته‌رفته  دشواری در استخراج بیت‌کوین افزایش می‌یابد تا حتی در صورت افزایش هش‌ریت، این نرخ ثابت بماند.

باتوجه‌به اینکه سختی استخراج بیت‌کوین در یک‌دهه‌ی گذشته بیشتر و دستگاه‌های قدرتمند ماینر برای سرمایه‌گذاران گران‌تر شده، استخراج‌کنندگان مبتدی برای مشارکت در شبکه شرایط سخت‌تری پیدا کرده‌اند. بسیاری از استخراج‌کنندگان کنونی در شبکه‌ی بیت‌کوین، این کار را در مقیاس صنعتی انجام می‌دهند.

استخراج‌کنندگان برای جست‌وجوی پاداش‌های پولی، انگیزه‌ی انجام تمامی این کارها را دارند. بااین‌حال در روند یادشده، آن‌ها در ایمن‌سازی رمزارزها نقشی کلیدی دارند. این افراد دستیابی مهاجمان به کنترل ۵۱ درصد از شبکه‌ی بلاک‌چین را دشوار و درواقع، بسیار هزینه‌بر می‌کنند. مهاجمان درصورتی‌که بتوانند هنگام حمله کنترل بیش از ۵۰ درصد از هش‌ریت استخراج شبکه را به دست گیرند، امکان جلوگیری از تکمیل بلاک‌های دیگر استخراج‌کنندگان را خواهند داشت. این افراد که خود استخراج‌کننده هستند، در صورت تسلط روی شبکه، می‌توانند ساخت بلاک‌های جدید را متوقف کنند.

براساس تحقیقات انجام‌شده در سال ۲۰۱۸، شش گروه استخراج‌کننده بیشتر ۸۰ درصد استخراج بیت‌کوین را به خودشان اختصاص داده‌اند. اشخاص یا شرکت‌های چینی پنج گروه از این شش گروه را مستقیما مدیریت می‌کردند. در نتیجه از نظر تئوری، چین قدرت بسیار زیادی روی شبکه‌ی بیت‌کوین دارد.

بیت‌کوین و سایر ارزهای رمزپایه با استفاده از فناوری بلاک‌چین ساخته شده‌اند. مفهوم بلاک‌چین درون نام آن نهفته است؛ یعنی زنجیره‌ی بلاک‌ها. همان‌گونه که پیش‌تر گفته شد، بلاک‌ها پرونده‌هایی هستند که اطلاعات مربوط به آخرین تراکنش‌های انجام‌شده در شبکه را درون خود جای داده‌اند. هربار که شخصی بیت‌کوین خریداری می‌کند، تراکنش انجام‌شده در بلاک‌چین ثبت می‌شود. همه‌ی تراکنش‌ها را می‌توان به‌صورت عمومی مشاهده کرد؛ اما امکان تغییر آن‌ها وجود ندارد. بلاک‌چین بیت‌کوین در اصل یک دفتر ثبت دیجیتال از تمامی تراکنش‌های گذشته است. از آنجا که بلاک‌ها همچون پرونده هستند، برای هشینگ بلاک‌های بزرگ‌تر به توان مصرفی بیشتری نیاز است.

تغییرات در قدرت هشینگ با سختی، تعداد ماینرها در شبکه و درنهایت، سودی که استخراج‌کنندگان از استخراج به دست می‌آورند رابطه‌ای مستقیم دارد. همان‌گونه که پیش‌تر گفته شد، درصورتی‌که استخراج‌کنندگان جدیدی به شبکه محلق شوند، ماینینگ هر بلاک دشوارتر می‌شود؛ زیرا پس از این رخداد ماینرها برای حل محاسبات و دریافت پاداش بلاک، باید حدس‌های بیشتری در هر ثانیه بزنند. چنین موضوعی سودآوری برای استخراج‌کنندگان را سخت‌تر می‌کند. با افزایش سختی شبکه، هش‌ریت نیز بالاتر می‌رود.

هنگام سرمایه‌گذاری روی بیت‌کوین، توجه به هش‌ریت، سختی شبکه و سایر شاخص‌های اصلی بسیار حائز اهمیت است. بااین‌حال روند تغییرات قیمت در گذشته، ملاکی برای پیش‌بینی آینده نیست. بهتر است سرمایه‌گذاران پیش از سرمایه‌گذاری در هر چیز، احتیاط کنند، در مورد آن تحقیق کنند و در مورد ریسک‌پذیری خود تصمیم بگیرند. ممکن است هش‌ریت بالاتر باعث افزایش قیمت لحظه ای بیت کوین شود، اما عوامل دیگری نیز می‌توانند در کاهش قیمت نقش داشته باشند.