سختی شبکه یا سختی استخراج چیست؟

۱. سختی شبکه یا سختی استخراج چیست؟

سختی شبکه در ارزهای دیجیتالی مانند بیت‌کوین، اتریوم و سایر ارزهای دیجیتالی، به میزان پیچیدگی و سختی کاربران برای انجام محاسبات رمزنگاری و تأیید تراکنش‌های انجام شده در شبکه ارز دیجیتالی اشاره دارد. در واقع، سختی شبکه برای ایجاد تأیید قطعی تراکنش‌ها، محاسبات پیچیده و زمان‌بری را برای کاربران شبکه در نظر می‌گیرد.

سختی شبکه(Network Difficulty) در شبکه‌های بلاکچینی، به میزان سختی استخراج بلاک‌ها توسط ماینرها اشاره دارد. سختی شبکه تعیین کننده‌ای است که نشان می‌دهد چقدر سخت است برای ماینرها یا افرادی که به استخراج بلاک‌ها در شبکه می‌پردازند، یک بلاک جدید را پیدا کنند.

سختی شبکه به صورت متغیر تنظیم می‌شود و به طور معمول در هر بلاک جدید توسط پروتکل بلاکچین به روزرسانی می‌شود. هدف اصلی از تنظیم سختی شبکه، ثابت نگه داشتن میانگین زمان ایجاد بلاک‌ها است.

وقتی سختی شبکه بالا باشد، استخراج بلاک جدید زمان بیشتری را می‌طلبد و برای پیدا کردن یک حل معتبر برای مسئله‌ی استخراج، نیاز به قدرت محاسباتی بیشتری دارد. این باعث می‌شود تا در صورت افزایش تعداد ماینرها در شبکه، میانگین زمان تولید بلاک‌ها ثابت بماند.

به عبارت دیگر، سختی شبکه باعث تنظیم نرخ استخراج بلاک‌ها در شبکه می‌شود، به طوری که با افزایش یا کاهش قدرت محاسباتی شبکه، زمان تولید بلاک‌ها ثابت باقی بماند.

آموزش رایگان ارز دیجیتال در نیم ساعت

همین الان با وارد کردن اطلاعات خود در فرم، دوره آموزش ارز دیجیتال را به صورت رایگان دریافت کرده و 10/000 تومان شارژ هدیه دریافت نمایید.

رمز عبور موقت همان شماره موبایل خواهد بود

ثبت نام فوری و دریافت دوره رایگان

علت اهمیت سختی شبکه چیست؟

سختی شبکه (Network Difficulty) برای حفظ استقرار و پایداری شبکه‌های بلاکچینی بسیار اهمیت دارد. دلایل اصلی اهمیت سختی شبکه عبارتند از:

• پیشگیری از تورم: سختی شبکه به طور مستقیم تاثیری در نرخ تولید ارز دیجیتال دارد. اگر سختی شبکه کاهش یابد و زمان تولید بلاک‌ها کاهش یابد، ارز دیجیتال با سرعت بیشتری تولید می‌شود و این می‌تواند منجر به تورم نامطلوب و کاهش ارزش ارز دیجیتال شود. سختی شبکه به عنوان یک مکانیسم کنترلی در برابر تورم، زمان تولید بلاک‌ها را در یک بازه زمانی ثابت نگه می‌دارد و حجم تولید ارز دیجیتال را محدود می‌کند.
• حفظ امنیت شبکه: سختی شبکه نقش مهمی در امنیت شبکه‌های بلاکچینی ایفا می‌کند. با افزایش سختی شبکه، پیدا کردن حل معتبر برای مسئله استخراج بلاک بسیار دشوارتر می‌شود و نیاز به قدرت محاسباتی بیشتری دارد. این به معنای نیاز به استفاده از سخت‌افزارهای قدرتمندتر یا افزایش تعداد ماینرها است. با افزایش تعداد ماینرها، قوه‌ی افشا نشده و همبسته‌ی آن‌ها در شبکه افزایش می‌یابد و احتمال حملاتی مانند حمله ۵۱٪ را کاهش می‌دهد.
• انعطاف‌پذیری در مقابل تغییرات خارجی: با تنظیمات سختی شبکه، شبکه بلاکچین انعطاف‌پذیر می‌شود و می‌تواند با تغییرات در تعداد ماینرها و قدرت محاسباتی شبکه، تعادل را حفظ کند. در صورت افزایش یا کاهش تعداد ماینرها، سختی شبکه تنظیم می‌شود تا میانگین زمان تولید بلاک‌ها ثابت بماند. این انعطاف‌پذیری باعث می‌شود تا شبکه بتواند با تغییرات خارجی، مانند نرخ استخراج و تعداد ماینرها، تطبیق پیدا کرده و پایداری خود را حفظ کند.

به طور کلی، سختی شبکه در شبکه‌های بلاکچینی با مکانیسم اثبات کار (PoW) اهمیت بالایی دارد و به منظور حفظ استقرار، امنیت و پایداری شبکه بلاکچین ضروری است.

۲. سختی شبکه بیت کوین

سختی شبکه بیت کوین مرتبط با فرایند استخراج بلاک‌ها در شبکه بلاکچین بیتکوین است. با افزایش تعداد ماینرها و توان محاسباتی در شبکه، اگر سختی شبکه ثابت باقی بماند، بلاک‌ها به طور سریع‌تر ایجاد خواهند شد و نرخ ایجاد بلاک بیش از حد مورد انتظار خواهد بود. این ممکن است باعث اشباع شبکه و افزایش احتمال حد وحدودی استخراج بلاک‌ها توسط یک ماینر یا گروهی از ماینرها شود.

برای پیشگیری از این اتفاق، ساتوشی ناکاموتو الگوریتمی را به نام “تنظیم سختی” (Difficulty Adjustment) در شبکه بیتکوین پیاده کرد. این الگوریتم میزان سختی استخراج بلاک‌ها را به طور دوره‌ای تنظیم می‌کند. با افزایش توان محاسباتی در شبکه، سختی شبکه افزایش می‌یابد و ماینرها برای استخراج بلاک‌های جدید باید زمان و تلاش بیشتری را صرف کنند. به همین ترتیب، اگر توان محاسباتی کاهش یابد، سختی شبکه کاهش می‌یابد و استخراج بلاک‌ها را آسان‌تر می‌کند.

علت سختی شبکه بیت کوین و هدف از این تنظیم آن، حفظ تعادل بین نرخ استخراج بلاک و زمان پیدا شدن بلاک‌ها است. با تنظیم سختی به این شکل، هدف نهایی حفظ نرخ استخراج میانگین 10 دقیقه‌ای بلاک‌ها در شبکه بیتکوین است. این تنظیم سختی شبکه باعث پایداری و امنیت بیتکوین می‌شود و جلوی اشباع شبکه و تمرکز قدرت در دست چندین ماینر را می‌گیرد.

نحوه عملکرد سختی شبکه بیت کوین

در شبکه بیتکوین، سختی شبکه به عنوان یک پارامتر مهم برای کنترل فرایند استخراج بلاک‌ها استفاده می‌شود. مقدار سختی شبکه هر دو هفته یکبار (معادل با 2016 بلاک) تغییر می‌کند. هدف این تغییرات، حفظ زمان پیدا شدن بلاک‌ها در حدود 10 دقیقه است.

برای درک بهتر عملکرد سختی شبکه بیت کوین، به این مثال توجه کنید. فرض کنید شما باید یک عدد در بازه 1 تا 100 را پیدا کنید و هر دقیقه فقط یک عدد انتخاب می‌کنید. اگر عدد انتخابی 50 باشد، برای رسیدن به این عدد، به طور میانگین دو دقیقه زمان لازم است. اما اگر عدد مورد نظر را به 20 تغییر دهیم، شما باید به طور میانگین پنج دقیقه صبر کنید تا به عدد 20 برسید.

این مثال نشان می‌دهد که زمان لازم برای رسیدن به هدف مشخص شده (یعنی یافتن عدد مورد نظر) بستگی به میزان سختی و دشواری وظیفه استخراج دارد. در شبکه بیتکوین، سختی شبکه تنظیم می‌شود تا همواره زمان پیدا شدن بلاک‌ها در حدود 10 دقیقه باقی بماند. در صورتی که زمان پیدا شدن 2016 بلاک از این حد بیشتر یا کمتر شود، سختی شبکه بر اساس قوانینی که در الگوریتم استخراج بیتکوین تعریف شده‌اند، تغییر می‌کند.

در نتیجه، با افزایش قدرت محاسباتی و تعداد ماینرها، تعداد حدس‌هایی که برای استخراج بلاک‌ها زده می‌شود، افزایش پیدا می‌کند. این افزایش تعداد حدس‌ها، احتمال پیدا شدن هر بلاک در زمانی کمتر از 10 دقیقه را افزایش می‌دهد. به همین ترتیب، در صورت کاهش قدرت محاسباتی و تعداد ماینرها، تعداد حدس‌های زده شده کاهش می‌یابد و زمان پیدا شدن بلاک‌ها افزایش می‌یابد. سختی شبکه بیتکوین این تغییرات را کنترل کرده و با توجه به تعداد ماینرها، سطح سختی را تنظیم می‌کند تا زمان پیدا شدن بلاک‌ها در محدوده مورد نظر باقی بماند.

دلیل افزایش سختی شبکه بیت کوین

دلیل افزایش سختی شبکه بیت کوین عبارت است از:

• برقراری تعادل شبکه: هدف اصلی افزایش سختی شبکه بیت کوین، حفظ تعادل و یکپارچگی شبکه است. با افزایش تعداد ماینرها و افزایش توان محاسباتی در شبکه، اگر سختی شبکه ثابت باقی بماند، بلاک‌ها به طور سریع‌تر ایجاد خواهند شد و نرخ ایجاد بلاک بیش از حد مورد انتظار خواهد بود. این ممکن است باعث اشباع شبکه و افزایش احتمال حد وحدودی استخراج بلاک‌ها توسط یک ماینر یا گروهی از ماینرها شود. با افزایش سختی شبکه، ماینرها برای استخراج بلاک‌های جدید باید زمان و تلاش بیشتری را صرف کنند و این باعث برقراری تعادل در شبکه می‌شود.
• هش ریت: هش ریت، که به عنوان قدرت محاسباتی یک شبکه اثبات کار (Proof-of-Work) استفاده می‌شود، نیز نقشی در تعیین سختی شبکه بیتکوین دارد. هش ریت نشان دهنده میزان قدرت ماینرها است و با افزایش هش ریت، سختی شبکه نیز افزایش می‌یابد با کاهش هش ریت، سختی شبکه کاهش می‌یابد. بالا رفتن و پایین آمدن هش ریت باعث تنظیم سختی شبکه بیتکوین می‌شود و در نتیجه تعادل در عملکرد شبکه حفظ می‌شود. به علاوه، برقیمت بیتکوین نیز تأثیر می‌گذارد؛ می توان گفت رابطه سختی شبکه و قیمت به این صورت است: با کاهش قیمت بیتکوین، توان محاسباتی در شبکه کاهش می‌یابد و هش ریت نیز کاهش می‌یابد که در نهایت به کاهش سختی شبکه منجر می‌شود. در ادامه نمودار سختی شبکه نشان داده شده است.

به طور کلی، سختی شبکه بیت کوین با هدف حفظ تعادل، پایداری و امنیت شبکه، با توجه به تعداد ماینرها، توان محاسباتی، و هش ریت تنظیم می‌شود. این تنظیمات باعث می‌شود که شبکه بیتکوین همواره به صورت بهینه عمل کند و از تمرکز قدرت در دست چندین ماینر جلوگیری شود.

۳. سختی شبکه اتریوم

سختی شبکه اتریوم (Ethereum) مشابه سختی شبکه بیت کوین، یکی از عوامل اساسی برای حفظ تعادل و امنیت شبکه است. سختی شبکه اتریوم نیز توسط الگوریتم اثبات کار (Proof of Work) تنظیم می‌شود. این سختی به صورت دینامیک تغییر می‌کند و دارای چندین عامل است که بر آن تأثیر می‌گذارند. در زیر به برخی از علل و عوامل تعیین کننده سختی شبکه اتریوم اشاره می‌کنم:

• هدف تولید بلاک‌ها: همانند بیت کوین، هدف تنظیم سختی شبکه اتریوم نیز تأمین زمان تولید هر بلاک در شبکه است. در اتریوم، زمان تولید هر بلاک حدوداً ۱۵ ثانیه است. بنابراین، سختی شبکه باید به گونه‌ای تنظیم شود که هم زمان تولید بلاک‌ها حفظ شود و هم از نظر امنیتی قابل قبول باشد.
• قدرت محاسباتی شبکه: سختی شبکه اتریوم توسط قدرت محاسباتی ماینرها تحت تأثیر قرار می‌گیرد. هرچه قدرت محاسباتی ماینرها بیشتر شود، سختی شبکه نیز افزایش می‌یابد. این امر باعث جلوگیری از تمرکز قدرت محاسباتی در دست چندین ماینر بزرگ می‌شود و امنیت شبکه را تضمین می‌کند.
• نرخ تولید توکن: اتریوم نیز مانند بیت کوین، تعداد محدودی توکن دارد. با افزایش سختی شبکه، نرخ تولید توکن‌های اتریوم کاهش می‌یابد و از افزایش نامناسب توکن‌ها جلوگیری می‌شود.
• مقاومت در برابر حملات: سختی شبکه اتریوم نیز مانند بیت کوین، برای مقابله با حملات مختلف به شبکه ایجاد می‌شود. با افزایش سختی شبکه، هزینه و تلاش لازم برای حملات نیز افزایش می‌یابد و امنیت شبکه تضمین می‌شود.

با توجه به این عوامل، سختی شبکه اتریوم به منظور حفظ تعادل، امنیت و پایداری شبکه تنظیم می‌شود.

پکیج آموزش ارز دیجیتال

در پکیج آموزش ارز دیجیتال قدم به قدم همراه با پشتیبان اختصاصی خود به ۱.مقدمات و اصطلاحات ارز دیجیتال ۲.نحوه تحلیل فاندامنتال، کیف پول ها و صرافی ها ۳.الگوهای نموداری و پرایس اکشن و اندیکاتورها و استراتژی‌های معاملاتی مسلط ...

%50 تخفیف

5.000.000 تومان

2.500.000 تومان

بررسی و خرید دوره

۴. الگوریتم های استخراج

الگوریتم Proof of Work (PoW)

یک الگوریتم امنیتی است که برای تأیید و اعتماد به تراکنش‌هایی که در یک شبکه ارز دیجیتالی انجام می‌شوند، استفاده می‌شود. این الگوریتم از قدرت محاسباتی کاربران شبکه برای انجام محاسبات پیچیده و تأیید تراکنش‌های شبکه استفاده می‌کند.

به طور کلی، الگوریتم PoW به این صورت عمل می‌کند که برای استخراج یک بلوک جدید در شبکه، کاربران باید ابتدا یک محاسبه پیچیده را انجام دهند. این محاسبه شامل حل یک مسأله ریاضی است که برای رسیدن به پاسخ صحیح، نیاز به تلاش و هزینه زیادی دارد. همچنین، پاسخ به این مسأله باید درستی قابل تأیید و قابل اثبات باشد.

پس از حل این مسأله، کاربران باید اثبات کنند که محاسبه‌ای که انجام داده‌اند، درست و صحیح بوده است. برای این منظور، آن‌ها باید محاسبه‌ای را که انجام داده‌اند به عنوان شاهد (proof) ارائه کنند. این شاهد نشان دهنده این است که آن‌ها واقعاً محاسبه‌ای پیچیده را انجام داده‌اند و پاسخ درستی به مسأله داده‌اند.

سپس بعد از ارائه شاهد و تأیید آن توسط دیگر کاربران شبکه، کاربر موفق به استخراج بلوک جدید می‌شود و مجاز به دریافت پاداشی در قالب ارز دیجیتالی مورد نظر می‌شود. با این کار، این کاربر به عنوان کارگزار تأیید تراکنش‌های جدید در شبکه عمل می‌کند.

در این الگوریتم، قدرت محاسباتی کاربران مستقیما با سختی استخراج بلوک‌ها و پیدا کردن پاسخ صحیح مسأله، در مستقیماً در تأیید تراکنش‌ها نیز نقش دارد. با این حال، تأیید تراکنش‌ها به صورت پخش شده در شبکه انجام می‌شود و هر کاربر به عنوان یک گره در شبکه، تراکنش‌های جدید را تأیید می‌کند.

الگوریتم PoW در ارزهای دیجیتالی مختلفی مانند بیت‌کوین (Bitcoin) و اتریوم (Ethereum) استفاده می‌شود. در بیت‌کوین، برای استخراج هر بلوک نیاز به حل یک مسأله کامپیوتری پیچیده با نام “مسأله اثبات کار” (Proof of Work) دارید، که برای حل آن به قدرت محاسباتی زیادی نیاز است. در اتریوم نیز، الگوریتم PoW استفاده می‌شود، اما با توجه به ساختار شبکه، سختی استخراج بلوک‌ها در اتریوم پایین‌تر از بیت‌کوین است.

در کل، الگوریتم PoW امنیت بالایی برای شبکه‌های ارز دیجیتال فراهم می‌کند، اما به دلیل نیاز به قدرت محاسباتی بالا و هزینه زیادی که برای استخراج بلوک‌ها به همراه دارد، مصرف انرژی بالا و هزینه‌های مرتبط با آن نیز بالا است. به همین دلیل، الگوریتم‌های دیگری مانند الگوریتم Proof of Stake (PoS) نیز برای استخراج بلوک‌ها در شبکه‌های ارز دیجیتال استفاده می‌شوند که مصرف انرژی کمتری دارند.

الگوریتم Proof of Stake (PoS)

یکی از الگوریتم‌هایی است که برای استخراج بلوک‌های جدید در شبکه‌های ارز دیجیتال استفاده می‌شود. در این الگوریتم، به جای استفاده از قدرت محاسباتی، بر اساس تعداد ارزهای دارایی که در کیف پول کاربران وجود دارد، قراردادهای هوشمند (smart contracts) به گونه‌ای طراحی می‌شوند که تعیین کننده‌ی کسانی هستند که می‌توانند بلوک‌های جدید را استخراج کنند. به عبارت دیگر، در این الگوریتم، قدرت استخراج بلوک به نسبت تعداد ارزهای دارایی در کیف پول هر کاربر محاسبه می‌شود.

در این الگوریتم، برای تأیید تراکنش‌ها نیز از تعداد ارزهای دارایی هر کاربر استفاده می‌شود. به این صورت که تراکنش‌هایی که بیشترین تعداد ارزهای دارایی به آنها مرتبط هستند، اولویت بالاتری در تأیید دارند.

الگوریتم PoS در مقایسه با الگوریتم PoW مزایایی مانند مصرف انرژی کمتر و سرعت بیشتر در استخراج بلوک‌ها دارد، اما در مقابل نقایصی مانند امنیت پایین‌تر به دلیل وجود حملات مختلفی مانند حملات Sybil و Long-range وجود دارد. به همین دلیل، تعداد کمی ارز دیجیتال از این الگوریتم استفاده می‌کنند و بیشتر ارزهای دیجیتال هنوز از الگوریتم PoW استفاده می‌کنند.

در الگوریتم PoS، برای اینکه کاربران بتوانند به عنوان استخراج کننده‌ها (validator) در شبکه فعالیت کنند، باید تعداد مشخصی از ارزهای دیجیتال را به صورت stake (سهام) به صورت قابل مشاهده در شبکه قرار دهند. این سهام به عنوان تضمین وفاداری کاربران به شبکه و پایداری آن استفاده می‌شوند. هر کاربری که سهام بیشتری در اختیار داشته باشد، احتمال بالاتری برای انتخاب به عنوان استخراج کننده بلوک‌های جدید دارد. به عبارت دیگر، در الگوریتم PoS، بیشتر ارزهای دیجیتال به کاربرانی که بیشتر به پایداری واماندگاری شبکه علاقه‌مند هستند و به عنوان validator در شبکه فعالیت می‌کنند، تعلق می‌گیرد.

برای جلوگیری از اینکه کاربران با مقدار بسیار بالایی از ارزهای دیجیتال قابل مشاهده در شبکه، بتوانند به راحتی بلوک‌های جعلی را تولید کنند، الگوریتم PoS از روش‌هایی مانند Randomized Block Selection استفاده می‌کند. در این روش، تعیین استخراج کننده بلوک بر اساس تصادفی بودن انجام می‌شود و به عنوان استخراج کننده، فقط کاربرانی انتخاب می‌شوند که دارای stake (سهام) در شبکه هستند.

در مجموع، الگوریتم PoS نسبت به PoW هزینه کمتری برای استخراج بلوک دارد و از لحاظ انرژی، سرعت و هزینه‌های پردازشی، مزایایی دارد. اما به دلیل حملات مختلفی که می‌تواند به آن وارد شود، توسعه‌ی آن در برخی ارزهای دیجیتال به چالش‌هایی برمی‌خورد

الگوریتم Proof of Authority (PoA)

الگوریتم Proof of Authority (PoA) یک الگوریتم تأیید معامله است که در برخی از بلاکچین ها استفاده می شود. در این الگوریتم، به جای استفاده از مفهوم انرژی برای انجام معاملات و بررسی معتبر بودن یک بلاک، بر اساس یک سری از افراد (یا اتوریتی ها) که در ساختار بلاکچین دخیل هستند، تأیید معامله انجام می شود. به این معنی که اتوریتی ها، به عنوان نمایندگانی از سیستم، معتبریت معاملات را تأیید می کنند.

در الگوریتم PoA، اتوریتی ها می توانند با توجه به توافق قبلی در شبکه، بلاک ها را تولید کنند و به تأیید معاملات بپردازند. به عنوان مثال، در بلاکچین Ethereum، PoA برای شبکه Kovan استفاده می شود. در این شبکه، اتوریتی ها به عنوان معدن کنندگان عمل می کنند و معتبریت معاملات را تأیید می کنند.

از مزایای استفاده از PoA می توان به سرعت بیشتر تراکنش ها و کاهش مصرف انرژی نسبت به الگوریتم PoW اشاره کرد. با این حال، در مقایسه با الگوریتم PoS، این الگوریتم کمتر از انعطاف پذیری برخوردار است و بیشتر برای بلاکچین های کوچک و خصوصی مناسب است.

همچنین، در PoA، اتوریتی ها بر اساس قوانین و قواعد تعیین شده توسط شبکه انتخاب می شوند و به عنوان نمایندگان شبکه عمل می کنند. این قوانین ممکن است شامل معیارهای مانند تاریخچه معاملات یا حجم مالی در یک کیف پول دیجیتال باشد.

استفاده از الگوریتم PoA، نیاز به تجهیزات سخت افزاری قوی و پرمصرف برای تولید بلاک ندارد، بنابراین می تواند منجر به کاهش هزینه ها و افزایش سرعت تأیید معاملات شود. به علاوه، در الگوریتم PoA، به دلیل استفاده از اتوریتی ها به عنوان نمایندگان، امکان حملات ۵۱ درصدی که در PoW وجود دارد، نیست.

با این حال، یکی از محدودیت های الگوریتم PoA، وابستگی به اتوریتی ها است. در صورتی که یکی از اتوریتی ها از شبکه خارج شود یا دچار مشکل شود، فعالیت شبکه ممکن است تحت تأثیر قرار گیرد و مشکلات امنیتی پیش آید. همچنین، از آنجا که اتوریتی ها تأیید معاملات را انجام می دهند، این الگوریتم نسبت به حملات حریصانه ضعیف تر است و ممکن است در برابر حملات مورد استفاده قرار گیرد.

۵. نحوه تعیین سختی استخراج مناسب

تعیین سختی مناسب یک شبکه بر اساس نوع الگوریتم امنیتی استفاده شده در آن شبکه صورت می‌گیرد. در حالت کلی، اگر سختی شبکه بسیار کم باشد، افرادی که به دنبال نفع شخصی خود هستند، به راحتی می‌توانند با تولید بلاک‌های جعلی و ایجاد تعداد زیادی از معاملات تقلبی، شبکه را تهدید کنند و در صورتی که سختی شبکه بسیار زیاد باشد، کاربران معمولی نمی‌توانند در فرایند تولید بلاک شرکت کنند و تنها تجهیزات قوی و پر هزینه‌ای که بتوانند با سرعت بالا بلاک تولید کنند، می‌توانند به فرایند تولید بلاک در شبکه شرکت کنند.

به عنوان مثال، در الگوریتم PoW، سختی شبکه بر اساس پیچیدگی محاسباتی الگوریتم محاسبه می‌شود. سختی شبکه در این الگوریتم، با تغییر سختی دشواری (difficulty) که توسط شبکه برای تولید بلاک‌ها تنظیم می‌شود، کنترل می‌شود. سختی شبکه باید به گونه‌ای تنظیم شود که تعداد بلاک‌های جدید به میانگین یک بلاک در هر زمان مشخص برسد، اما باید به حدی بالا باشد که هزینه تولید بلاک برای افرادی که به دنبال نفع شخصی هستند، از یک حد مشخص بیشتر نشود.

در الگوریتم PoS، سختی شبکه بر اساس میزان سرمایه گذاری (staking) در شبکه تنظیم می‌شود. افرادی که سرمایه خود را در شبکه قرار می‌دهند و به فرایند تأیید معاملات کمک می‌کنند، به عنوان نمایندگان انتخاب می‌شوند و سختی شبکه که باید به گونه‌ای تنظیم شود که از یک سو، امنیت شبکه تضمین شود و از سوی دیگر، افرادی که قصد دارند به فرایند تأیید معاملات و تولید بلاک در شبکه شرکت کنند، به صورت اقتصادی جایگاه خود را پیدا کنند. بنابراین، برای تعیین سختی مناسب یک شبکه، باید به مزیت‌ها و محدودیت‌های هر الگوریتم و نوع شبکه‌ای که در آن استفاده می‌شود، توجه کرد و با توجه به نیازهای شبکه و محدودیت‌های اقتصادی و فنی، سطح سختی را تعیین کرد. به طور کلی، سختی مناسب باید به گونه‌ای تنظیم شود که به نحو احتمالی امنیت شبکه تضمین شود و به دسترسی افراد معمولی برای شرکت در فرایند تولید بلاک نیز اجازه داده شود.

تعیین سختی مناسب شبکه برای هر ارز دیجیتال بستگی به عوامل مختلفی دارد، از جمله تعداد کاربران، تعداد تراکنش‌ها، ظرفیت شبکه، قدرت محاسباتی ماینرها، هزینه ماینینگ و … . به طور کلی، سختی مناسب شبکه باید به گونه‌ای باشد که از یک سو امکان تأیید تراکنش‌ها توسط شبکه به صورت قابل قبول و با سرعت مناسب فراهم باشد و از سوی دیگر، هزینه و زمان بالایی برای ماینرها در فرایند استخراج برای کسب پاداش باشد.

به عنوان مثال، در شبکه بیتکوین، سختی استخراج بیت کوین برای تضمین امنیت و تأیید تراکنش‌ها به صورتی تنظیم می‌شود که زمان تولید یک بلوک جدید در حدود 10 دقیقه باشد. اما در شبکه‌های دیگر مانند اتریوم، سختی شبکه با استفاده از یک الگوریتم پویایی تنظیم می‌شود که براساس انتظارات تراکنش‌های آینده، ظرفیت شبکه و قدرت محاسباتی ماینرها تغییر می‌کند.

بنابراین، تعیین سختی مناسب شبکه برای هر ارز دیجیتال به دقت بالا و محاسبه دقیقی نیاز دارد و باید با توجه به شرایط و ویژگی‌های هر شبکه بهینه سازی شود.

۶. کدام ارزهای دیجیتال سختی استخراج دارند؟

ارزهای دیجیتال قابل استخراج که از الگوریتم اثبات کار (PoW) استفاده می‌کنند، به منظور کنترل تعداد ماینرها نیاز به سختی شبکه دارند. در ادامه برخی از مهم‌ترین ارزهای دیجیتال قابل استخراج را معرفی میکنیم.

1. اتریوم (Ethereum): اتریوم دومین ارز دیجیتال پرمخاطب پس از بیتکوین است و از الگوریتم استخراج PoW به نام Ethash استفاده می‌کند. با استخراج بلاک‌های اتریوم، معاملات این شبکه تأیید می‌شوند و قراردادهای هوشمند اجرا می‌شوند.
2. لایت کوین (Litecoin): لایت کوین یکی از ارزهای دیجیتال محبوب است که از الگوریتم استخراج PoW به نام Scrypt استفاده می‌کند. این الگوریتم از ماینرها می‌خواهد حافظه بیشتری را برای استخراج بلاک‌ها استفاده کنند.
3. مونرو (Monero): مونرو یک ارز دیجیتال با تمرکز بر حفظ حریم خصوصی است. استخراج مونرو نیز با استفاده از الگوریتم استخراج PoW به نام RandomX صورت می‌گیرد. این الگوریتم برای حفظ حریم خصوصی کاربران، از توان محاسباتی بیشتری نسبت به الگوریتم‌های سنتی استفاده می‌کند.
4. گرین (Grin): گرین یک ارز دیجیتال با تأکید بر حفظ حریم خصوصی و مقیاس‌پذیری است. این ارز از الگوریتم استخراج PoW به نام Cuckoo Cycle استفاده می‌کند. این الگوریتم از ماینرها می‌خواهد تا مسئله‌ای را حل کنند که توان محاسباتی بالایی را می‌طلبد و در نتیجه ارز را به صورت مناسب توزیع می‌کند.
5. زی‌کش (Zcash): زی‌کش یک ارز دیجیتال با تأکید بر حفظ حریم خصوصی و جمع‌آوری داده‌های شبکه است. الگوریتم استخراج PoW در زی‌کش به نام Equihash استفاده می‌شود. این الگوریتم به ماینرها اجازه می‌دهد با استفاده از قدرت محاسباتی خود بلاک‌ها را تأیید کرده و حفظ حریم خصوصی را تضمین کنند.

7. مقایسه سختی استخراج ارزهای دیجیتالی

سختی استخراج ارزهای دیجیتال به عوامل مختلفی بستگی دارد، از جمله الگوریتم استخراج، تعداد کاربران و تعداد کل ماینرهای فعال در شبکه، توان پردازشی کلیه ماینرها و دستگاه‌های استخراجی و همچنین تعداد ارزهای در جریان در شبکه.

در مورد الگوریتم استخراج، الگوریتم PoW که در بیت کوین و بسیاری از ارزهای دیجیتال دیگر استفاده می‌شود، به دلیل پیچیدگی محاسباتی بالا و مصرف برق بسیار زیاد، سختی استخراج بیشتری دارد. به عنوان مثال، استخراج یک بلوک جدید در بیت کوین، حدود 10 دقیقه زمان و مصرف برق بسیار بالایی را نیاز دارد.

به عنوان مقایسه، الگوریتم PoS که در برخی از ارزهای دیجیتال جدید استفاده می‌شود، به دلیل عدم نیاز به پیچیدگی محاسباتی بالا و همچنین کاهش مصرف برق، سختی استخراج کمتری دارد.

به علاوه، تعداد کل ماینرهای فعال و توان پردازشی آن‌ها نیز بر سختی استخراج تأثیر دارد. در برخی ارزهای دیجیتال، تعداد ماینرها و توان پردازشی کمتر باعث کاهش سختی استخراج می‌شود و برعکس، در شبکه‌هایی با تعداد ماینرهای فعال و توان پردازشی بالاتر، سختی استخراج بیشتر می‌شود.

در نهایت، تعداد ارزهای در جریان نیز می‌تواند بر سختی استخراج تأثیر داشته باشد. در صورتی که تعداد ارزهای در جریان بیشتر باشد، سختی استخراج کمتر می‌شود و در صورتی که تعداد ارزهای در جریان کمتر باشد، سختی استخراج بیشتر می‌شود.

برای مقایسه سختی استخراج ارزها می توان گفت، ارزهایی که از الگوریتم PoW استفاده می‌کنند، سختی بیشتری نسبت به ارزهایی دارند که از الگوریتم‌های PoS یا PoA استفاده می‌کنند. به عنوان مثال، برای استخراج بیت کوین، استفاده از دستگاه‌های مخصوص (ASIC) با سرعت بالا و هزینه بالا الزامی است و تعداد بیشتری از استخراج کنندگان به عنوان یک گروه یا شبکه از طریق استفاده از تجهیزات قدرتمند با هم همکاری می‌کنند. در مقابل، برای استخراج ارزهایی مانند کاردانو یا ترون، می‌توان از کامپیوترهای شخصی استفاده کرد و این کار توسط یک شخص نیز قابل انجام است.

همچنین، سختی استخراج ارزها به دلیل روند کاهشی سختی استخراج، با گذشت زمان افزایش می‌یابد. به عنوان مثال، در بیت کوین، سختی استخراج هر 2016 بلوک (تقریباً هر دو هفته) یکبار تغییر می‌کند تا زمانی که بلاکچین به حداکثر تعداد بلوک مجاز (حدود 21 میلیون بلوک) برسد. سپس، تولید بیشتر بیت کوین از طریق استخراج مستقیم از بلاکچین ممکن نخواهد بود و فقط با تراکنش های جدید بیت کوین به صورت پاداش به استخراج کنندگان ارائه خواهد شد.

به طور کلی، سختی استخراج ارزهای دیجیتال بستگی به الگوریتمی دارد که استفاده می‌کنند و همچنین به تعداد کل استخراج کنندگان و تعداد بلوک‌هایی که تولید شده‌اند بستگی دارد. با این حال، باید توجه داشت که سختی استخراج یک ارز دیجیتال، تنها یکی از عوامل تعیین کننده قیمت آن نیست. عواملی مانند محدودیت تعداد سکه‌های قابل استخراج، محدودیت تعداد سکه‌های موجود در بازار، میزان تقاضا و عرضه، اعتبار و اعتماد به ارزش آن، پشتوانه فنی و تکنولوژیکی، رقابت با دیگر ارزهای دیجیتال و بسیاری دیگر از عوامل می‌توانند تأثیرگذار بر قیمت یک ارز دیجیتال باشند.

بنابراین، مقایسه سختی استخراج ارزهای دیجیتال، تنها یکی از جنبه‌های مهم برای ارزیابی ارزهای دیجیتال است و برای تصمیم‌گیری درباره سرمایه‌گذاری در ارزهای دیجیتال، باید به جنبه‌های دیگر نیز توجه کرد.

علاوه بر الگوریتم استخراج، تعداد کلیه ارزهای دیجیتال نیز متفاوت است. برخی از ارزهای دیجیتال مثل بیت کوین دارای سقف تعداد سکه‌هایی هستند که می‌توان در آن‌ها استخراج کرد و در مقابل برخی دیگر از ارزهای دیجیتال هیچ محدودیتی در تعداد سکه‌های قابل استخراج وجود ندارد. برای مثال، سقف تعداد بیت کوین 21 میلیون سکه است و تاکنون حدود 18.5 میلیون سکه استخراج شده است، در حالی که برای برخی ارزهای دیجیتال مانند اتریوم هیچ سقفی در نظر گرفته نشده و می‌توان بیشتر از 100 میلیون اتر را استخراج کرد.

همچنین، سرعت بلاکچین و زمان تایید تراکنش‌ها نیز در ارزهای دیجیتال متفاوت است. برای مثال، بلاکچین بیت کوین هر 10 دقیقه یک بلاک جدید تولید می‌کند و زمان تایید تراکنش‌ها حدود 10 دقیقه است، در حالی که برای برخی از ارزهای دیگر مانند لایت کوین این زمان حدود 2.5 دقیقه و برای اتریوم حدود 15 ثانیه است.

در نهایت، مقایسه ارزهای دیجیتال بسیار پیچیده است و باید به عوامل مختلفی مانند الگوریتم استخراج، تعداد کلیه، سرعت بلاکچین و زمان تایید تراکنش‌ها، میزان پشتیبانی و انتشار در بازار، ارزش بازاری و جایگاه در جامعه ارزهای دیجیتال توجه کرد.

8. عوامل مؤثر در سختی استخراج

سختی استخراج ارزهای دیجیتال به عوامل مختلفی بستگی دارد. این عوامل عبارتند از:

•  الگوریتم استخراج:

نوع الگوریتمی که برای استخراج ارزهای دیجیتال استفاده می‌شود، تأثیر بسیاری بر سختی استخراج دارد. الگوریتم PoW که در بیت کوین و بسیاری از ارزهای دیجیتال دیگر استفاده می‌شود، به دلیل پیچیدگی محاسباتی بالا و مصرف برق بسیار زیاد، سختی استخراج بیشتری دارد. به عنوان مثال، استخراج یک بلوک جدید در بیت کوین، حدود 10 دقیقه زمان و مصرف برق بسیار بالایی را نیاز دارد. به علاوه، الگوریتم PoS که در برخی از ارزهای دیجیتال جدید استفاده می‌شود، به دلیل عدم نیاز به پیچیدگی محاسباتی بالا و همچنین کاهش مصرف برق، سختی استخراج کمتری دارد.

•  تعداد کاربران:

تعداد کاربران شبکه نیز بر سختی استخراج تأثیر دارد. در صورتی که تعداد کاربران بیشتر باشد، سختی استخراج بیشتر می‌شود و در صورتی که تعداد کاربران کمتر باشد، سختی استخراج کمتر می‌شود.

•  تعداد ماینرهای فعال و توان پردازشی آن‌ها:

تعداد کل ماینرهای فعال و توان پردازشی آن‌ها نیز بر سختی استخراج تأثیر دارد. در برخی ارزهای دیجیتال، تعداد ماینرها و توان پردازشی کمتر باعث کاهش سختی استخراج می‌شود و برعکس، در شبکه‌هایی با تعداد ماینرهای فعال و توان پردازشی بالاتر، سختی استخراج بیشتر میشود.

• پاداش استخراج:

میزان پاداشی که برای استخراج هر بلوک به ماینرها پرداخت می‌شود نیز بر سختی استخراج تأثیر دارد. در بیت کوین، به عنوان مثال، پاداش استخراج برای هر بلوک در حال حاضر 6.25 بیت کوین است که برابر با حدود 375 هزار دلار است. در برخی از ارزهای دیجیتال دیگر، پاداش استخراج بیشتر یا کمتر است و این می‌تواند به تناسب مستقیم با سختی استخراج باشد.

• تعداد بیت های صداقت:

تعداد بیت‌های صداقت نیز می‌تواند بر سختی استخراج تأثیر داشته باشد. برای مثال، در بیت کوین، تعداد بیت‌های صداقت ۲۵۶ بیت است که برای استخراج بلوک‌های جدید به کار گرفته می‌شود. با افزایش تعداد بیت‌های صداقت، سختی استخراج نیز افزایش می‌یابد.

• انحصاری بودن ماینینگ:

در برخی از ارزهای دیجیتال، ماینینگ تنها توسط چند شرکت بزرگ و انحصاری انجام می‌شود. در این شرایط، سختی استخراج به دلیل کنترل شده بودن توسط چند شرکت، بسیار بالاست و برای افراد دیگری که ماینینگ را در اختیار ندارند، امکان‌پذیر نیست.

در کل، با توجه به عوامل مختلفی که بر سختی استخراج تأثیر دارند، هر ارز دیجیتالی می‌تواند سطح متفاوتی از سختی استخراج داشته باشد. به عنوان مثال، سختی استخراج بیت کوین در حال حاضر بسیار بالاست و این باعث شده است که تنها ماینرهای بسیار قدرتمندی با توان پردازشی بالا بتوانند به صورت موثر در فرایند استخراج این ارز شرکت کنند. در عوض، برخی ارزهای دیجیتال جدید با الگوریتم‌های استخراج متفاوت، به کاربران اجازه می‌دهند تا با استفاده از دستگاه‌های ساده تری مانند کامپیوترهای شخصی خود، به راحتی در فرایند استخراج این ارزها شرکت کنند.

9. نتیجه‌گیری

در این مقاله به این موضوع پرداختیم که سختی شبکه چیست؟ و سختی شبکه اتریوم و بیتکوین چگونه است؟ همچنین رابطه سختی شبکه و قیمت و نمودار سختی شبکه بیت کوین را بررسی کردیم.

در کل، می‌توان گفت که سختی شبکه معیاری است که نشان می‌دهد چقدر سخت است برای ماینرها بلوک‌های جدیدی را با استفاده از الگوریتم‌های مختلف استخراج کنند. با افزایش تعداد کاربران و ماینرها، سختی شبکه نیز افزایش می‌یابد و به همین دلیل، استخراج ارزهای دیجیتال به صورتی صرفه‌جویانه و پرسود تنها در صورتی ممکن است که سختی شبکه در حد متعادلی باشد و قابلیت دسترسی برای همه را داشته باشد.