كيف يتم تأمين blockchain: دور المعدنين في الشبكة

الجوانب الرئيسية:

• استخراج العملات المشفرة هو آلية من خلالها يقوم المشاركون في الشبكة بترتيب والتحقق من العمليات في السجل الموزع.
• يضمن العملية إنشاء وحدات جديدة من الأصول الرقمية ويقوم في نفس الوقت بحماية الشبكة من التغييرات غير المصرح بها
• يقوم المعدنون بتجميع العمليات المعلقة في مجموعات ( كتل ) ويحلون المهام الحسابية لتأكيدها
• تعتمد الربحية على قوة المعدات، وتكاليف موارد الطاقة، وتقلبات الأسعار في السوق، والتغييرات في البروتوكولات

جوهر تعدين العملات المشفرة

تخيل نظامًا عالميًا حيث يتم تسجيل كل عملية مالية في دفتر أستاذ غير قابل للتغيير. يضمن تعدين العملات المشفرة سلامة هذا الدفتر ولا يسمح لأحد بتزوير السجلات. يستخدم المشاركون في الشبكة أجهزة كمبيوتر متخصصة لأداء عمليات رياضية معقدة – في الأساس، البحث عن قيمة عددية معينة تلبي شروطًا معينة.

الذي يجد الحل الصحيح أولاً يحصل على مكافأة في الأصول الرقمية. تعدين العملات المشفرة هو عملية أساسية تضمن موثوقية الأنظمة مثل Bitcoin (BTC). إنه يسمح بالتحقق من معاملات المستخدمين وإضافتها إلى السجل المفتوح.

التعدين هو عنصر حاسم في اللامركزية: تعمل الشبكة بدون تحكم مركزي، متحملة المسؤولية الموزعة. في الوقت نفسه، يولد هذا العملية عملات جديدة وفقاً لقواعد محددة مسبقاً، مشفرة في البروتوكول الأساسي. على عكس طباعة النقود الورقية، فإن إصدار العملات المشفرة شفاف تماماً ومتحكم فيه بواسطة آليات تلقائية.

يقوم المنقبون بتوجيه موارد الحوسبة لحل المعادلات التشفيرية. أول مشارك يجد الحل يحصل على حق إضافة حزمة جديدة من العمليات إلى سلسلة الكتل ونشرها في الشبكة.

ميكانيكا عملية الاستخراج

مخطط مختصر:

1. تجميع العمليات - عندما يقوم المستخدمون بإرسال أو استلام الأصول، تتجمع العمليات المعلقة في مجموعة واحدة جاهزة للتحقق.

2. حل اللغز الرياضي – يقوم المعدّنون باستخدام أجهزة الحوسبة للبحث عن رقم خاص (، وهو ما يسمى الرقم بدون استخدام عملي )، والذي يترافق مع بيانات المجموعة ليعطي نتيجة أقل من العتبة المستهدفة. يشبه ذلك اليانصيب الرقمي.

3. الإضافة إلى السجل – يحصل المُعَدِّن الذي يحل اللغز أولاً على حق إضافة مجموعته إلى السلسلة. يتحقق المشاركون الآخرون من صحة هذه المجموعة.

4. الحصول على التعويض – يحصل الفائز على مكافأة: العملات التي تم إنشاؤها حديثًا بالإضافة إلى الرسوم من جميع العمليات في المجموعة المستخرجة.

تحليل مفصل:

عندما تظهر عمليات جديدة في السلسلة، فإنها تدخل إلى مخزن خاص (مجموعة الذاكرة). يقوم أعضاء الشبكة الذين يقومون بوظائف التحقق بتأكيد شرعية كل عملية. يقوم المعدنون بأخذ هذه العمليات المعلقة، وجمعها في مجموعات، ومحاولة تأكيدها.

مجموعة تشبه صفحة السجل، حيث يتم تسجيل عدة عمليات مع معلومات إضافية. تقع على عاتق عقد التعدين مسؤولية جمع العمليات غير المؤكدة وتشكيل مجموعة مرشحة. بعد ذلك، يحاول المعدن تحويل هذه المسودة إلى مجموعة معتمدة من خلال حل مهمة معقدة تتطلب نفقات حسابية كبيرة.

عن كل مجموعة تم استخراجها بنجاح، يتلقى المشاركون تعويضًا - مزيج من الأصول الرقمية الجديدة والعمولات.

الخطوة 1: تجزئة العمليات

الخطوة الأولى هي أخذ العمليات المعلقة وتمريرها بشكل متتابع من خلال وظيفة خاصة، تقوم بتوليد رمز فريد بحجم ثابت. يتم تحويل كل عملية إلى هذا الرمز - بصمة فريدة تمثل جميع معلومات هذه العملية.

بالإضافة إلى ذلك، يقوم المُعدّن بإضافة عملية خاصة، حيث يُعيّن لنفسه مكافأة. تُسجّل هذه العملية أولاً في كتلة جديدة، وبعد ذلك تأتي جميع العمليات غير المكتملة.

الخطوة 2: بناء هيكل هرمي للتجزئة

بعد ترميز جميع العمليات، يتم تنظيم أكوادها في هيكل هرمي. يتم وضع الأكواد في أزواج وإعادة ترميزها. يتم دمج الأكواد الجديدة مرة أخرى في أزواج وترميزها حتى يتبقى رمز واحد فقط - جذر هذا الهيكل. يمثل هذا الرمز الجذري جميع الأكواد السابقة.

الخطوة 3: البحث عن رمز المجموعة الصالح

كل مجموعة لها معرف فريد - رمز المجموعة. عند إنشاء مجموعة جديدة، يجمع المنقب رمز المجموعة السابقة مع جذر مجموعة مرشحته ويضيف رقمًا عشوائيًا. يتم تمرير كل ذلك من خلال دالة الترميز.

الهدف هو الحصول على رمز المجموعة الذي سيكون أقل من العتبة المحددة بواسطة البروتوكول. نظرًا لأنه لا يمكن تغيير أول مكونين، يقوم المنقب بتغيير الرقم العشوائي عدة مرات حتى يصل إلى النتيجة. في شبكة Bitcoin، يجب أن يبدأ الرمز بعدد محدد من الأصفار - وهذا ما يسمى بصعوبة التعدين.

الخطوة 4: توزيع المجموعة المستخرجة

عندما يجد المعدن الكود الصحيح أخيرًا، فإنه ينشر المجموعة في جميع أنحاء الشبكة. تقوم جميع العقد المراجعة بتحليل المجموعة، وإذا كانت صالحة، تضيفها إلى نسخة سلسلة الكتل الخاصة بها. يقوم المعدنون الذين لم يتمكنوا من اللحاق بالركب بإسقاط مسوداتهم والبدء في المنافسة من جديد.

سيناريو استخراج مجموعتين في وقت واحد

أحيانًا يقوم اثنان من المعدنين باكتشاف الحل في نفس الوقت وينشران مجموعتين متنافستين. يتم تقسيم الشبكة مؤقتًا، ويبدأ المعدنون في العمل على المجموعة التالية بناءً على تلك التي حصلوا عليها أولاً. تستمر المنافسة حتى يتم إصدار كتلة جديدة فوق إحدى المجموعتين المتنافستين. المجموعة التي تظهر فوقها كتلة جديدة تصبح هي الفائزة. تُسمى المجموعة المرفوضة بكتلة اليتيم، ويجب على المعدنين الذين اختاروها العودة إلى العمل مع السلسلة الرئيسية.

تنظيم صعوبة التعدين

تقوم الشبكة بانتظام بضبط صعوبة المهام بحيث يتم استخراج مجموعات جديدة بسرعة ثابتة. هذه الآلية تتناسب مع إجمالي القدرة الحاسوبية للمشاركين.

عندما يأتي معدنون جدد إلى الشبكة وتزداد المنافسة، تزداد الصعوبة مما يمنع تسريع وتيرة إنشاء الكتل. إذا غادر المعدنون الشبكة، تنخفض الصعوبة مما يسهل التعدين. توفر هذه التعديلات استقرارًا في متوسط الوقت بين المجموعات.

تنوع طرق الاستخراج

استخراج على وحدة المعالجة المركزية (CPU)

في المراحل المبكرة من تطوير Bitcoin، كانت عملية التعدين متاحة على أجهزة الكمبيوتر العادية. ومع ذلك، مع زيادة الشعبية وقوة الشبكة، أصبحت المنافسة شرسة، وأصبح المعالج المركزي غير كافٍ. تم استبدال الأجهزة المتخصصة المعالجات. اليوم، يعتبر تعدين المعالج المركزي طريقة عتيقة.

تعدين على وحدات معالجة الرسوميات (GPU)

تعتبر وحدات معالجة الرسوميات أكثر تنوعًا وأرخص من المعدات المتخصصة، على الرغم من كونها أقل كفاءة. يمكن استخدام GPU لاستخراج بعض الأصول الرقمية البديلة، لكن الأداء يعتمد على الخوارزمية والصعوبة.

تعدين ASIC

الدارات المتكاملة المتخصصة هي معدات مصممة خصيصًا للتعدين. تعدين ASIC هو الأكثر كفاءة لكنه أيضًا الأكثر تكلفة. تتقادم المعدات بسرعة، مما يتطلب تحديثًا مستمرًا. ومع ذلك، فهي تحقق أعلى عائد عند التوسع على نطاق صناعي.

تجمعات التعدين

نظرًا لأن المكافأة تُمنح فقط لأول مُعدّن، فإن احتمال النجاح لوحدة التعدين منخفض للغاية. تُعتبر تجمعات التعدين ائتلافات من المشاركين الذين يجمعون مواردهم معًا. عندما تجد التجمع مجموعة، تُوزع المكافأة بشكل متناسب حسب مساهمة كل فرد. ومع ذلك، يثير هيمنة التجمعات مخاوف بشأن المركزية وخطر الهجمات الاحتكارية.

تعدين سحابي

بدلاً من شراء المعدات، يقوم المشاركون باستئجار القدرة الحاسوبية من المورد. هذه طريقة دخول أبسط، لكنها مرتبطة بمخاطر الاحتيال وعائد أقل. من المهم اختيار موردين موثوقين.

تعدين البيتكوين كحالة منفصلة

بيتكوين – أكثر الأصول المستخرجة شعبية. تعتمد آليته على خوارزمية إجماع إثبات العمل (PoW)، التي اقترحها ساتوشي ناكاموتو في الورقة البيضاء عام 2008.

تحدد PoW كيفية وصول شبكة موزعة إلى توافق بدون وسطاء. يتم تأمين الأمان من خلال أن الهجمات تبدو غير مجدية اقتصادياً بسبب التكاليف الكبيرة للطاقة والحسابات.

في شبكة PoW، ينظم المعدنون العمليات ويتنافسون في حل الألغاز. الفائز يمكنه توسيع مجموعته؛ إذا وافقت العقد عليها، يحصل المعدن على مكافأة.

المكافأة الحالية لمجموعة في Bitcoin هي 3.125 BTC ( اعتبارًا من ديسمبر 2024 ). بفضل آلية التقسيم التي تحدث كل 210,000 كتلة ( حوالي 4 سنوات )، تتناقص المكافأة تدريجياً إلى النصف.

هل يجب أن نتجه إلى التعدين؟

يمكن أن يكون التعدين مربحًا، ولكنه يتطلب تحليلًا دقيقًا وإدارة للمخاطر. تكاليف المعدات، تقلبات الأسعار، والتغييرات في البروتوكولات هي بعض من العوامل.

العوامل الرئيسية لربحية:

سعر الأصل – مع زيادة القيمة الفياتية للعملة المشفرة، تزداد مكافأة المعدن أيضًا. مع انخفاض السعر، يتناقص الربح.

فعالية المعدات - تقاس بالتكلفة، لذلك يجب على المستخرج أن يوازن بين التكلفة والعائد المحتمل.

تكلفة الكهرباء - يمكن أن تؤدي التكلفة العالية لموارد الطاقة إلى تقويض كل الأرباح.

تحديث المعدات - معدات التعدين تتقادم بسرعة؛ نماذج جديدة تتفوق على القديمة. بدون تحديث، من الصعب البقاء تنافسياً.

تغييرات البروتوكول – تقليل مكافأة البلوك للنصف في Bitcoin. في حالات أخرى، يمكن استبدال التعدين بآليات تحقق بديلة.

الاستنتاج

تظل عملية تعدين العملات المشفرة العنصر الأساسي في شبكات البلوكشين القائمة على آلية إثبات العمل. إنها توفر أمان الشبكة وتتحكم في إصدار عملات جديدة. الجائزة المحتملة مغرية، لكن المثالية خطيرة. قبل البدء، قم بإجراء البحث الخاص بك وقيِّم جميع المخاطر.

شاهد أيضاً

• كيف يعمل سلسلة الكتل؟
• من أين أبدأ الاستخراج؟
• ما هو تخزين الأصول الرقمية؟

إخلاء المسؤولية: يتم تقديم هذا المحتوى لأغراض تعليمية. لا ينبغي اعتباره نصيحة مالية أو استثمارية. أسواق العملات المشفرة متقلبة؛ قد تنخفض قيمة الاستثمارات. أنت تتحمل المسؤولية الكاملة عن قراراتك.