Bitcoin Mining Difficulty - What is it And How Does it Work?

Updated on: May 2nd, 2020
This content has been Fact-Checked.
Bitcoin Mining Difficulty - What is it And How Does it Work?

قبل أن نبدأ حتى في فهم ما يعني صعوبة التعدين بيتكوين، ونحن بحاجة إلى معرفة كيف يعمل التعدين. لقد غطينا هذا الموضوع بالتفصيل من قبل، لذلك سنعطيك لمحة عامة صغيرة قبل الدخول في الفروق الدقيقة المختلفة للصعوبة. بعد ذلك، سوف ننظر في كيفية حساب صعوبة التعدين وكيف يتغير لتناسب احتياجات الشبكة.

كيف يعمل التعدين؟ كم من الوقت يستغرق الألغام شنومكس بيتكوين؟

شبكة بيتكوين لديها العديد من العقد المتخصصة تسمى «عمال المناجم» الذين يستخدمون معدات متخصصة لحل الألغاز الصعبة المشفرة. إذا كانت ناجحة، ثم أنها سوف تحصل على الفرصة لإضافة كتل إلى بلوكشين بتك بنجاح. هذه هي الطريقة التي يعمل بها:

عامل المنجم يلتقط المعاملات في انتظار في mempool ويتجزئتها.

أنها تضيف قيمة سداسية عشرية عشرية عشوائية إلى الجزء الأمامي من التجزئة وتتجزئة القيمة بأكملها.

يجب أن يكون هذا التجزئة أقل من قيمة معينة، والتي تسمى «الصعوبة».

ما الذي يحدد صعوبة التعدين بيتكوين؟ لماذا زيادة صعوبة بتك؟

#1 للحفاظ على سلامة الشبكة

مستوى صعوبة التعدين بيتكوين يزيد أو ينخفض وفقا لسهولة التعدين داخل البروتوكول. تذكر، يحتاج بيتكوين إلى وقت كتلة ثابت من 10 دقائق. وبعبارة أخرى، يمكن حقن BTC جديد في العرض المتداول كل 10 دقيقة. للتأكد من أن هذا التوقيت لا يغير بروتوكول البت كوين:

يزيد من صعوبة الشبكة عندما يصبح من الأسهل على عمال المناجم الألغام.

تقليل صعوبة الشبكة عندما يصبح من الصعب على عمال المناجم الألغام.

شبكة بيتكوين لديها صعوبة كتلة عالمية. يجب أن تحتوي جميع الكتل الصالحة على تجزئة أسفل الهدف. كما أن أحواض التعدين تواجه صعوبة في حصة خاصة بالمجمع في وضع حد أدنى للأسهم.

#2 العلاقة مع معدل التجزئة

أحد المقاييس الحاسمة في الحكم على صحة شبكة إثبات العمل هو معدل التجزئة. ببساطة، يظهر لك الهاشرات مدى قوة عمال المناجم داخل الشبكة. أعلى الهاشرات شبكة بيتكوين، أعلى انها الأمن العام والسرعة. ومع ذلك، تحتاج هذه الشبكات إلى إبقاء الهاشرات تحت السيطرة من أجل إنتاج كتلة متسقة. هذا هو السبب، عندما يصبح الهاشرات عالية، وصعوبة بيتكوين في نهاية المطاف يحصل أعلى كذلك، مما يجعل من الصعب على عمال المناجم التعدين بسهولة داخل الشبكة.

العكسي صحيح أيضا.

إذا انخفض الهاشرات بيتكوين، فإن صعوبة الشبكة سوف تقلل أيضا. قد تنخفض الحشرات للأسباب التالية:

بيتكوين لديه حاليا صعوبة عالية، وهذا هو السبب في أن عمال المناجم يواجهون وقتا صعبا التعدين في النظام.

انخفض سعر BTC، وهذا هو السبب في أن الكثير من عمال المناجم الإقلاع عن التعدين.

لفهم العلاقة بين الاثنين، دعونا تحقق من الرسوم البيانية الخاصة بهم. أولا، لدينا معدل التجزئة.

بعد ذلك، لدينا الرسم البياني صعوبة بيتكوين:

كما ترون، هناك علاقة وثيقة جدا بين الاثنين. حوالي 26 مارس، انخفضت صعوبة الشبكة بنسبة 16٪ من 16.55 تريليون إلى 13.9 تريليون. وكان هذا أكبر تحطم في صعوبة الشبكة منذ أوائل عام 2013. لفهم سبب حدوث هذا في هذه المرة، انظر إلى كيف انخفض الهاشرات أيضًا قبل انخفاض صعوبة البت كوين. حدث هذا الهبوط بسبب تحطم سعر بيتكوين، مما أجبر الكثير من عمال المناجم على ترك العمليات.

كيف يحسب البت كوين الصعوبة؟

صعوبة شبكة بيتكوين تتغير كل كتل 2016. الصيغة المستخدمة من قبل الشبكة لحساب صعوبة يذهب على النحو التالي:

صعوبة = صعبة_1_target/current_target

في الصيغة أعلاه:

الهدف هو رقم 256 بت. وفقا لبروتوكول بيتكوين، الأهداف هي نوع نقطة عائمة مخصصة مع دقة محدودة. عملاء بيتكوين صعوبة تقريبية على أساس هذه الحقيقة. تعرف هذه القيمة أيضًا باسم bdiff.

من الممكن أن تكون هناك حالة مختلفة حسب الطريقة التي تختارها لقياس الصعوبة. تقليديا، فإنه يمثل تجزئة حيث 32 بت الرائدة هي صفر والباقي واحد. في الواقع، تعرف هذه القيمة أيضًا بصعوبة تجمع أو pdiff.

كل كتلة واحدة يخزن تمثيل معبأة من صعوبة بيتكوين في كتل تسمى «بت». يظهر هذا الهدف عادة على أنه 0x1b0404cb (المخزنة في ترتيب إنديان قليلا: cb 04 04 1b).

كتلة بحساب القيمة المستهدفة عبر صيغة محددة سلفا. على سبيل المثال. مع الهدف المعبأة أعلاه، أي 0x1b0404cb. الهدف السداسي عشري هو:

× 0404 cb * 2** (8* (0x1b - 3)) = 0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000

الآن دعونا نحسب bdiff و pdiff.

يتم تعريف أعلى هدف ممكن (difficulty_1_target) على أنه 0x1d00ffff أو، في شكل سداسي عشري:

0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000

الآن بعد أن نعرف هذه القيمة، يمكننا استخدام هذا لحساب bdiff لدينا باستخدام الصعوبة = truty_1_target/current_target الصيغة

الآن، كما حددنا في القسم السابق، فإن current_target هو 0x1b0404cb أو 0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000.

لذلك، لحساب الصعوبة الحالية:

0x00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000

0x00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000

= 16307.420938523983

وبالتالي، فإن BDIF هو 16307.420938523983.

الآن، دعونا حساب PDF. تميل أحواض التعدين إلى استخدام أهداف غير مقطوعة التي تضع الصعوبة في 0x00000000FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF

إذا كان هذا هو الحال، فسيكون pdiff الخاص بنا:

0x00000000FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF

0x00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000

= 16307 669773817162

هنا هو رمز البرنامج مأخوذ من ويكي بيتكوين الذي يعتمد على السجلات لجعل حساب صعوبة أسهل:

#include يوستريم

#include cmath

مضمنة تعويم fast_log (تعويم فال)

{

إنت* كونست exp_ptr = reinterpret_cast إنت* (و فال)؛

إنت س = *exp_ptr;

const int log_2 = ((x 23) و 255) - 128;

x و = ~ (255 23);

× += 127 23;

* exp_ptr = x;

فال = ((-1.0f/3) * فال + 2) * فال - 2.0f/3؛

العودة ((فال + log_2) * 0.69314718f)؛

}

صعوبة تعويم (بت int غير موقعة)

{

ثابت مزدوج max_body = fast_log (0x00ffff)، سكالاند = fast_log (256)؛

عودة إكسب (max_body - fast_log (بت و 0x00ffffffff) + مقياس * (0x1d - ((بت و 0xff000000) 24))؛

}

إنت الرئيسية ()

{

std:: صعوبة cout (0x1b0404cb) ستد:: إندل؛

العودة 0;

}

كيف يمكنك تعيين صعوبة التعدين؟

عمال المناجم استخدام الأجهزة أسيك المتخصصة لإزالة بيتسوانز. هذه الآلات سريعة للغاية وتنتج tetrahashes كل ثانية واحدة. سيكون من غير العملي للغاية أن يقوم النظام بفحص كل واحد منهم بجهد كبير لمعرفة ما إذا كان يستوفي جميع الشروط الضرورية أم لا. هذا صحيح أضعافا مضاعفة لحمامات التعدين. لا يمكنهم التحقق من جميع التجزئة التي تنتجها عامل منجم بيتكوين كل ثانية واحدة. هذا هو السبب في أن حمامات التعدين تستخدم مفهوما يسمى «حصة الوقت».

لذلك، دعونا نتخيل أن تجمع التعدين بيتكوين الخاص بك قد وضعت حصة الوقت من 5 ثوان. وهذا يعني أنه، في المتوسط، سوف يتطلب تجمع التعدين الخاص بك عمال المناجم لتقديم حصة لهم كل 5 ثوان.

كيف يتم ذلك بالضبط؟

سوف تجمع التعدين بيتكوين الخاص بك تعيين قيمة تسمى حصة صعوبة لكل عامل منجم. صعوبة حصة عامل منجم يتناسب طرديا مع الهاشرات الفردية. على هذا النحو، وارتفاع الهاشرات عامل المناجم، وارتفاع سهم صعوبة. والفكرة هي أن عامل المنجم سوف تستخدم معداتهم لتوليد طن من التجزئة. في اللحظة التي يجدون فيها تجزئة يلبي الهدف «صعوبة مشاركة»، سيرسلون التجزئة إلى التجمع.

كيف يتم مكافأة عمال المناجم؟

ويكافأ عمال المناجم في المجمع على أساس «الدفع للسهم الواحد» (PPS). في هذا النظام، يحصل عمال المناجم على مكافأة على الأسهم التي يقدمونها. تعتمد قيم الأسهم بشكل كامل على مدى صعوبة اكتشاف الحصة.

لنأخذ مثالاً لنرى كيف يعمل هذا:

لنفترض أنك عامل منجم مع hashrate الفردية من 50 TH/s.

وقد حدد تجمع التعدين الذي انضممت إليه صعوبة مشاركة في 1،000،000.

في اللحظة التي تحصل فيها على أسهم أكثر من 1،000،000، سوف يكافأ من قبل بركة السباحة.

قد يغير المجمع صعوبة الخاص بك للتأكد من أنك لا ترسل الأسهم الخاصة بك بسرعة كبيرة جدا.

الآن، إذا قمت بشراء بعض المعدات الجديدة وزيادة الهاشرات الخاص بك إلى 150 TH/s، تجمع سيزيد من صعوبة الخاص بك إلى 3,000,000. سوف تقوم بتقديم أسهم بنفس المعدل الذي قمت بإرساله سابقاً. ومع ذلك، ستحصل على 3 أضعاف المكافأة التي كنت تتلقاها سابقاً مقابل الأسهم التي تقدمها.

السبب في أن برك توصي بصعوبات أعلى للأجهزة أسرع هو تقليل تحميل الشبكة على كل من نظام عامل المناجم وحمام السباحة. كما أنه يقلل من تأخير إعادة التشغيل لأجهزة التعدين الخاصة بك كما أنه يستعد لوحدة العمل التالية. وفي الوقت نفسه، يجب أن يكون تجمع الحرص على عدم تعيين صعوبة عالية جدا والتي سوف تؤدي إلى الكثير من الأسهم التي لا معنى لها.

ملاحظة: هدف المشاركة = 1/صعوبة المشاركة

أهمية الصعوبة في توافق ناكاموتو

لفهم مدى صعوبة حاسمة للنظام البيئي بيتكوين، تحتاج إلى معرفة كيف يعمل توافق ناكاموتو. أما بالنسبة لشبكة واسعة النطاق بدون كيان مركزي، فإن بروتوكولات توافق الآراء هي الطريقة الوحيدة للحفاظ على أي شكل من أشكال الحوكمة. خوارزميات الإجماع التقليدية مثل الطوافة ليست مثالية للحفاظ على بروتوكول التشفير واسعة النطاق. هذا هو السبب في أن ساتوشي ناكاموتو، خالق بيتكوين، جاء مع توافق ناكاموتو. و العقيدة الأساسية لتوافق آراء ناكاموتو هي أنه لل مشاركة في النظام, يجب على المرء أن يدفع ثمنا. في حالة إثبات العمل (POW)، أي توافق بيتكوين، عمال المناجم يدفعون ثمنا مع «العمل». العمل، في هذه الحالة، هو كمية ثقيلة من الطاقة الحسابية التي يجب على عامل المنجم إنفاقها على الألغام بيتكوين واحد. هذا هو المكان الذي تأتي فيه الصعوبة. الصعوبة هي المقياس الذي يجعل التعدين بيتكوين صعبة، بالإضافة إلى ذلك، وهذا هو ما رافعة ناكاموتو توافق الآراء لحل مشكلة الإنفاق المزدوج.

ما هو الإنفاق المزدوج؟

الإنفاق المزدوج هو السبب في أن جميع محاولات إنشاء كريبتوكيرنسي اللامركزية فشلت فشلا ذريعا قبل بيتكوين. بعبارات بسيطة، إنه عيب يمكن أن يسمح بتكوين واحد أن ينفق أكثر من مرة في نفس الوقت. لم نواجه هذه المشكلة أبدًا أثناء التعامل مع النقد المادي. بعد كل شيء، إذا كنت تشتري شيء مع مذكرة بقيمة 10 دولارات، لا يمكنك شراء شيء آخر في نفس الوقت بنفس الملاحظة، أليس كذلك؟

ومع ذلك، يحتوي الرمز الرقمي على ملفات رقمية يمكن تكرارها بسهولة، مما يؤدي إلى إنفاق مزدوج لا مفر منه. كما يمكنك أن تتخيل، فإن الإنفاق المزدوج يمكن أن يكون له العديد من الآثار المدمرة على اقتصاد النظام الإيكولوجي:

أولا، فإنه ينفخ العرض الكلي للعملات داخل النظام الإيكولوجي، الذي يلقي معادلة العرض والطلب خارج نطاق السيطرة.

ثانيا، إذا كان أي شخص، في أي مكان يمكن أن تنفق نفس العملة دون قيود، فإنه سيقلل من إيمان الشعب في حرمة تلك العملة.

يتطلب البت كوين جميع المعاملات ليتم تضمينها في بلوكشين، دون أن تفشل. وهذا يتأكد من أن أي شخص في الشبكة يمكنه تتبع كل بيتكوين إلى مصدره. يضمن هذا المستوى العالي من الشفافية ألا يتمكن أحد من مضاعفة الإنفاق دون ملاحظة الشبكة بأكملها. ومع ذلك، دعونا نفكر في شيء أكثر شيطانية. لنفترض، شخص ما يقرر اختطاف بلوكشين عن طريق تفريغ ومحاولة مضاعفة إنفاق جميع بيتسوانز.

ماذا سيحدث بعد ذلك؟

حسنا، اتضح أنه بسبب صعوبة الشبكة، فإن كمية الموارد والمال التي سيحتاج المهاجم إلى تولي السلسلة ستكون أسية. وعلى هذا النحو، فإنه ببساطة لن يكون من المفيد اقتصاديا بالنسبة لهم أن يتصرفوا ضد مصالح النظام. هذه هي الطريقة التي تعطي بها صعوبة الشبكة توافق ناكاموتو القوة النارية التي يحتاجها للحفاظ على أمن الشبكة وسلامتها.

الاستنتاج - صعوبة التعدين بيتكوين

نأمل أن تجد الكثير من القيمة في هذه المقالة. إذا كان لديك بعض الشكوك، فلا تتردد في التواصل معنا في أي وقت.

Ameer Rosic
#SerialEntrepreneur, Investor, #Digitalmarketing Adviser and Cofounder of @Blockgks a #blockchain innovation hub

Like what you read? Give us one like or share it to your friends and get +16

0
Hungry for knowledge?
New guides and courses each week
Looking to invest?
Market data, analysis, and reports
Just curious?
A community of blockchain experts to help

Get started today

Already have an account? Sign In