استخراج بیت کوین چیست و چگونه انجام میشود؟ این سوالی است که این روزها زیاد پرسیده میشود. این در حالی است که معروفیت ارزهای دیجیتالی و به خصوص بیت کوین در طی ماه های اخیر در ایران، رشد عجیبی پیدا کرده است. به طور خاص بعد از آنکه بانک مرکزی جمهوری اسلامی ایران خرید، فروش و استخراج بیت کوین را ممنوع اعلام کرد، کنجکاوی در این زمینه بیشتر از قبل شده است.

استخراج بیت کوین ابتدا به نظر نمی‌رسید کسی را ناراحت کند، اما کم کم مخالفت ها بیشتر شد تا جایی که برخی از مزرعه های بیت کوین پلمپ شدند و دستگاه‌های آن نیز ضبط گردید. استخراج بیت کوین از آن دست پدیده‌هایی است که سودای یک شبه پولدار شدن را در بعضی افراد بیدار میکند و آنها را سریعا به خود جذب میکند. بعضی از استخراج کنندگان (ماینرها) بیت کوین در ایران به سرنوشت چارلی چاپلین در فیلم جویندگان طلا دچار شده‌اند.

  (چارلی چاپلین در فیلم جویندگان طلا در حال تکه ‌تکه ‌کردن چکمه‌اش، تنها چیزی که برای خوردن برایش باقی مانده است)

اما آیا استخراج بیت کوین تنها یک سراب است یا می‌تواند یک کسب و کار مناسب باشد؟ اصولا هر اتفاق جدیدی بدون حواشی نیست. بخشی از حواشی بوجود آمده درباره استخراج و همچنین خرید و فروش بیت کوین در ایران، شاید به خلاء قانونی در این باره برمی‌گردد. صنعت بیت کوین و سایر ارزهای دیجیتالی مبحث جدیدی است و قطعا در کشورهای مختلف با چالش‌های زیادی روبرو خواهد شد.  به هر حال ما در این مقاله قصد نداریم زیاد به این حواشی بپردازیم، بلکه می‌خواهیم از دیدگاه فنی به این مسئله نگاه کنیم. سعی می‌کنیم به تمامی سوالات تکنیکی درباره استخراج بیت کوین پاسخ روشنی بدهیم. همچنین درباره آینده استخراج بیت کوین صحبت خواهیم کرد و ملزومات این کار را بیان می‌کنیم.

استخراج بیت کوین چیست؟

تا پیش از این کلمه استخراج را بیشتر به همراه معدن شنیده بودیم. در لغت نامه دهخدا برای معنی استخراج، عبارت برون آوری یا بیرون آوردن ذکر شده است. بنابراین باید چیزی از قبل وجود داشته باشد تا شما آنرا استخراج کنید. اصطلاح استخراج بیت کوین (Bitcoin Mining) درست مانند استخراج طلا، در واقع به معنی بیرون کشیدن بیت کوین است. این تقارن اسمی کاملا حساب شده و دقیق است. همان طور که ذخایر یک معدن روزی به پایان میرسد، بیت کوین‌ها نیز محدودیت دارند و روزی میرسد که تمام آنها استخراج شده و دیگر بیت کوینی برای استخراج کردن وجود نخواهد داشت. اما پیش از آنکه بفهمید استخراج بیت کوین چیست، ابتدا باید بیت کوین را بشناسید و درباره چگونگی انجام تراکنش‌های بیت کوین اطلاعات کافی داشته باشید. از این رو حتما ابتدا مقالات بیت کوین چیست و بیت کوین چگونه کار میکند را مطالعه کنید.

وقتی که یک تراکنش بیت کوینی اتفاق می‌افتد (منظور از تراکنش بیت کوینی انتقال بیت کوین بین دو کیف پول الکترونیکی است)، این تراکنش نیاز به تایید (Confirm) شدن دارد. در فرایند تایید تراکنش‌ها یک بلاک ساخته شده و به بلاک چین (ذنجیره‌ی بلاک‌ها) اضافه میشود. این پروسه توسط افرادی (نودها Nodes) صورت می‌گیرد که به آنها ماینر (Miner) می‌گویند. پروتکل سیستم  بیت کوین طوری طراحی شده است که به ماینرها در قبال ساخت هر بلاک جدید، مقداری بیت کوین پاداش میدهد.

اما نکته مهم این است که بیت کوینی که به ماینرها تعلق میگیرد، بیت کوین های جدیدی است که توسط سیستم به صورت اتوماتیک (با اضافه شدن هر بلاک جدید) تولید میشود. یعنی با هر تراکنش موفق، تعدادی بیت کوین جدید به کل بیت کوین های موجود (استخراج شده) اضافه میشود. این روند تا زمانی که سیستم اجازه دهد ادامه می یابد و روزی میرسد که همه بیت کوینهای پیش بینی شده، استخراج میشود.

استخراج بیت کوین حل یک معادله ریاضی است

 گفتیم که یک ماینر برای استخراج بیت کوین باید یک تراکنش را تایید و بلاک جدیدی به زنجیره‌ی بلاک ها اضافه کند. این کار نیازمند حل یک معادله ریاضی پیچیده است که باید توسط کامپیوتر انجام شود. همین معادله ریاضی است که سیستم بیت کوین را امن میکند. به همین دلیل میگویند که ریاضیات سیستم بیت کوین را پشتیبانی میکند. این قابلیت با الگوریتم ECDSA )مخفف عبارت Elliptic Curve Digital Signature Algorithm) امکان پذیر می‌شود. الگوریتم ECDSA  به معنای الگوریتم امضای دیجیتالی است که بر منحنی‌های بیضوی (منحنی هایی هستند که فرمولی به صورت  y^2=x^3+ax+b دارند) مبتنی هستند. امضای اطلاعات دیجیتالی در این الگوریتم به شیوه ای انجام می‌شود که اشخاص ثالث (همان ماینرها) می‌توانند اعتبار امضا را تایید کنند در حالی که فقط امضا کننده (فردی که درخواست تراکنش بیت کوین را داده است) قابلیت ایجاد امضا را در اختیار دارد.

در الگوریتم امضا دیجیتالی و فرآیند تایید آن به ترتیب از کلید خصوصی و کلید عمومی استفاده میشود. کلید درک این مسئله به خواص منحنی‌های بیضوی بر میگردد. یکی از خواص آنها این است که اگر خط غیر عمودی دو نقطه غیر مماس در منحنی را قطع ‌کند، همواره از روی نقطه سوم بر روی منحنی عبور می‌کند. در شکل زیر شمایل یک منحنی بیضوی را می‌بینید. همچنین به صورت کاملا تمثیلی جایگاه درخواست یک تراکنش از سوی یک کاربر و تایید آن توسط ماینر را مشاهده می‌کنید

. ماینری که کلید عمومی  را داشته باشد می‌تواند اطلاعات و امضای دیجیتالی را دریافت کند و به وسیله حل یک سری معادلات ریاضی تایید کند که ارسال کننده تراکنش دارای همان کلید عمومی است. اما از این روند نمی‌تواند کلید خصوصی را پیدا کند. اگرچه از نظر تئوری پیدا کردن کلید خصوصی نیز ممکن است، اما احتمال آن به صفر میل میکند که توضیح این مطلب خارج از حوصله این بحث است. به هر حال هر ماینری که جواب معادله ریاضی (که به آن هش میگویند) مربوط به تراکنشی را زودتر پیدا کند، آنرا به شبکه اعلام کرده و میتواند یک بلاک جدید به زنجیره اضافه کند و پاداش خود را دریافت کند.

ملزومات استخراج بیت کوین

اگر می‌خواهید بیت کوین استخراج کنید، به سخت افزار و انرژی نیاز دارید. یک ماینر برای استخراج بیت کوین باید یک تراکنش را تایید و برای این کار باید معادلات پیچیده ریاضی را حل کند که برای آن به کامپیوترهای قدرتمندی نیاز است. سیستم بیت کوین غیر متمرکز است و توسط هیچ کشور و نهادی کنترل نمیشود. همین شبکه عظیم کامپیوترها هستند که وظیفه امنیت و بررسی صحت تراکنش ها را بر عهده دارند. بنابراین وجود ماینر ها امری ضروری برای شبکه بیت کوین است.

اما شما نمی‌توانید با لپ تاب خود اقدام به استخراج بیت کوین کنید. گفتیم که استخراج بیت کوین یک کار رقابتی است و هر ماینری که زودتر به جواب برسد، پاداش خواهد گرفت. از این رو داشتن قدرت محاسباتی که لازمه آن داشتن ابر سیستم های کامپیوتری است، از ملزومات استخراج بیت کوین است.

به مرور از سال 2013 دستگاه های ویژه ای با عنوان دستگاه ماینر، به طور خاص برای استخراج بیت کوین به وجود آمد. اما این کامپوترهای قدرتمند نیاز به انرژی زیادی برای کارکردن دارند. معمولا برق مورد نیاز برای این کار یکی از موانع جدی بر سر راه این کار است. تا لحظه نوشتن این مقاله استفاده از برق یارانه‌ای (همین برقی که در توزیع شبکه برق سراسری وجود دارد) برای استخراج بیت کوین ممنوع است. این امر منطقی به نظر می رسد و شما باید به فکر یک منبع انرژی برای تامین برق مورد نیاز خود کنید. انرژی های تجدید پذیر مثل انرژی بادی یکی از راه‌های عاقلانه برای تامین برق است. همچنین میتوانید از یک ژنراتور گازی برای این کار استفاده کنید. به هر حال دستیابی به برق ارزان قیمت که توجیه اقتصادی داشته باشد بزرگترین دغدغه ماینرها است.

آیا استخراج بیت کوین سود آور است؟

ماینر ها دو درآمد دارند، اول پاداش شبکه در ازای تایید یک تراکنش و ساخت بلاک جدید و دوم کارمزد تراکنش. شما باید همه هزینه های مربوط به خرید دستگاه‌ها، اجاره یا خرید محلی برای راه اندازی آنها و همچنین هزینه برق مصرفی خود را محاسبه کنید. سپس باتوجه به میزان بازدهی دستگاه خود، میزان سود آوری استخراج بیت کوین را محاسبه کنید. استخراج مقرون به صرفه بیت کوین از طریق دستگاه‌های ماینر به ‌نام ای‌سیک (ASIC) انجام می‌شود. این دستگاه‌ها وارداتی هستند و اداره گمرک ایران، واردات دستگاه‌های استخراج بیت کوین را ممنوع کرده است و این دستگاه‌ها عمدتا به صورت قاچاق وارد کشور می‌شوند. همین موضوع ممکن است باعث ضبط دستگاه شما توسط مقامات مربوطه شود.

از طرفی در ایران استفاده از برق صنعتی برای چیزی که صنعت نیست، جرم است و می‌تواند به آن جریمه تعلق بگیرد. بنابراین شما باید هزینه راه اندازی نیروگاه برق شخصی را نیز کنار بگذارید. به هر حال استخراج بیت کوین وقتی سود آور است که درآمد شما بیشتر از نقطه سر به سر باشد. این نقطه در واقع قیمتی از یک ارز دیجیتالی 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 دستگاه در طول زمان برابری می‌کند.

انواع استخراج بیت کوین

استخراج بیت کوین انواع مختلفی دارد. هر یک از این روش ها باتوجه میزان بازدهی آن، دارای معایب و محسنات مختلفی است. به طور کلی در حال حاضر سه روش استخراج بیت کوین وجود دارد که عبارتند از:

• استخراج فردی
• استخراج استخری
• استخراج ابری

استخراج فردی همان طور که از نام آن پیداست توسط یک فرد حقیقی یا حقوقی انجام میشود و در آن از دستگاه های متمرکز برای استخراج بیت کوین استفاده می‌شود. یک دستگاه ماینر یا چند دستگاه ماینر متصل به هم، یک استخراج کننده فردی محسوب میشود.

استخراج استخری در واقع ترکیبی از چند استخراج کننده فردی است. اصطلاح استخراج استخری زمانی به کاربرده میشود که چند استخراج کننده توان و قدرت پردازش خود را بر روی یک شبکه به اشتراک می‌گذارند. پاداش دریافتی نسبت به مقدار کار هر استخراج کننده، بین تمامی انها تقسیم میشود.

از سوی دیگر استخراج ابری نوعی از استخراج بیت کوین است که میتوان با یک کامپیوتر معمولی در آن شرکت کرد. در این نوع از استخراج میتوانید بدون نیاز به خرید دستگاه های استخراج گران قیمت، در استخراج بیت کوین شرکت کنید. در استخراج ابری از قدرت پردازش از راه دور CPU دستگاه های مختلف استفاده میشود. سایت های زیادی خدمات استخراج ابری ارائه می‌دهند اما باید مواظب سایت های جعلی باشید.

سرنوشت استخراج بیت کوین

چقدر بیت کوین استخراج نشده وجود دارد؟

این سوالی است که قبل از شروع استخراج بیت کوین باید جواب آن را بدانید. در ابندای این مقاله گفتیم که معدن بیت کوین (معدن بیت کوین در واقع پروتکلی است که امکان تولید بیت کوین در آن وجود دارد) مانند تمامی معادن معمولی (مانند معادن نفت و طلا)، دارای ذخایر محدودی است و روزی تمام میشود. شاید کسی نداند یک معدن طلا چقدر طلا دارد، ولی ما میدانیم که کل بیت کوین‌هایی که امکان وجود دارند 21 میلیون است و تاکنون چیزی حدود 17 میلیون آن استخراج شده است. بنابراین تنها 4 میلیون بیت کوین استخراج نشده وجود دارد. یکی از علت‌های اینکه چرا تعداد بیت کوین ها محدود است، شاید به زیرکی سازنده آن یعنی ناکاموتو برگردد. او تعداد کل بیت کوینی را که در نهایت میتواند وجود داشته باشد را روی 21 میلیون تنظیم کرده است. ناکاموتو با محدود کردن بیت کوین به آن ارزش داده است. معمولا چیزی که کمیاب و محدود باشد، ارزشمند میشود. اگر بیت کوین میتوانست به طور نا محدودی تولید شود، دیگر چه ارزشی داشت؟! بنابراین تمام رقابت ماینرها بر سر 4 میلیون بیت کوین باقی مانده است. اکثر کارشناسان و کاربران بیت کوین بر این باورند که با پایان یافتن استخراج بیت کوین و باتوجه به محدود بودن آن، روز به روز به ارزش آن افزوده خواهد شد. نکته عجیبی که وجود دارد این است که هیچ زمان تعداد بیت کوین ها، دقیقا به 21 میلیون نمی رسند! اگر کمی گیج شده اید نگران نباشید. در ادامه، به این مطلب می‌پردازیم.

پاداش ماینرها چقدر است؟

ماینرها برای تایید هر تراکنش چقدر پاداش می‌گیرند؟ تاکنون گفتیم که ماینرها در ازای تایید تراکنش ها و ساخت بلاک های جدید، بیت کوین پاداش میگیرند. و همچنین گفتیم که تاکنون 17 میلیون بیت کوین استخراج شده است. اگر روزی همه بیت کوین ها استخراج شوند، تکلیف تایید تراکنش های جدید چه میشود؟ جواب این سوال نیازمند دقت در نحوه پرداخت پاداش ماینرهاست. در شروع فعالیت شبکه بیت کوین، پاداش هر تایید تراکنش 50 واحد بیت کوین بود. پروتکل سیستم بیت کوین به گونه‌ای طراحی شده است که در هر دوره تقریباً چهار ساله پاداش ماینرها به ازای افزودن یک بلاک جدید به سیستم، نصف می‌شود. یعنی در چهار ساله اول 50 بیت کوین، در چهار ساله دوم 25 بیت کوین، در چهار ساله سوم 12.5 بیت کوین، در چهار ساله چهارم 6.25 بیت کوین و الی آخر.

در حال حاضر ما در میانه‌های دوره سوم هستیم و ماینرها برای تایید هر تراکنش 12.5 بیت کوین پاداش دریافت میکنند. نکته‌ای که باید به آن توجه کنید این است که از نظر ریاضی هر چقدر پیش برویم باز هم میزان پاداش نصف میشود، اما هیچ وقت به صفر نمیرسد. یعنی همیشه مقداری بیت کوین استخراج نشده باقی خواهد مانند. در واقع روزی میرسد که مثلا 20.999999.9999 بیت کوین استخراج شده است ولی پاداش ساخت بلاک هنوز صفر نشده است و تعداد بیت کوین‌ها نیز به 21 میلیون نرسیده است. این روند ادامه می‌یابد تا پاداش تایید تراکنش‌ها به یک ساتوشی (یک صد میلیونیوم بیت کوین معادل 0.00000001 بیت کوین) برسد. پیش بینی میشود در سال 2140 پاداش ماینرها به این میزان برسد. اگر چه این واحد در حال حاضر کوچکترین مقداری است که می تواند در زنجیره بلاک ثبت شود، اما بعد از آن نیاز است تا پرداخت های خیلی کم تر از این میزان هم در نظر گرفته شود، به همین جهت امکان ایجاد واحدهای کوچکتر (مثل میلی ساتوشی) وجود دارد. نکته دیگری که باید توجه کنید این است که هم گام با کاهش بیت کوین باقی مانده، استخراج آن نیز سخت تر میشود. سخت شدن استخراج در کنار کاهش پاداش آن، ایجاد یک تناقض عجیبی میکند که شاید برخی ها را نگران کند. شاید بزرگ ترین مخالف بیت کوین وارن بافت است. او میگوید “بیت کوین سرانجام بسیار بدی خواهد داشت و از آن دوری کنید”. تنها راه حل این تناقض این است که قیمت این ارز باید به میزانی بالا برود که بتواند هزینه های مربوط به استخراج را جبران کند و برای ماینرها توجیه اقتصادی داشته باشد. بنابراین بعضی از کارشناسان پیش بینی میکنند قیمت بیت کوین به زودی به 200 هزار دلار میرسد! زمان همه چیز را مشخص خواهد کرد.

نتیجه گیری

بیت کوین طوری طراحی شده است که کاربران، خودشان اقدام به تایید تراکنش ها کنند و امنیت آن را خودشان به دست بگیرند. این هدف زیرکانه باعث میشود سیستم بیت کوین غیر متمرکز باشد و این بزرگترین مزیت آن است. سیستم، این وظیفه را بر عهده ماینرها گذاشته است و به ازای آن به آنها پاداش میدهد. در این مقاله به استخراج بیت کوین پرداختیم و دیدیم که استخراج بیت کوین چگونه انجام میشود، ملزومات آن چیست و آینده آن چگونه خواهد بود. استخراج بیت کوین تا زمانی که حتی یک کامپیوتر  در شبکه حاضر باشد، ادامه خواهد یافت و هیچوقت به پایان نخواهد رسید. مدل بیت کوینی که ناکاموتو آن را طراحی کرده، شامل دو منبع درآمدی برای ماینرها یا استخراج‌کنندگانی است که فرایند افزودن بلاک‌های جدید به شبکه را بر عهده دارند. می‌توان گفت که پاداشی که برای بلاک‌ها در نظر گرفته شده است، نقش محرک اولیه را برای مقبولیت سیستم بیت کوین در دهه‌های ابتدایی پیدایش این ارز دیجیتال ایفا خواهد کرد؛ اما پیشران اصلی برای ادامه حیات شبکه در آینده کارمزدهای تراکنش خواهد بود. به هرحال استخراج بیت کوین تا 13 سال آینده که 99 درصد بیت کوین های موجود استخراج خواهند شد، میتواند یکی از فعالیت های پر بازده باشد. البته به شرطی که موانع قانونی آن در کشور بر طرف شود و همچنین ماینرها راهی برای دست یابی به انرژی مقرون به صرفه پیدا کنند.