استخراج، انرژی و امنیت شبکه
استخراج دقیقاً چه کاری انجام می‌دهد؟
استخراج یعنی ساختن بلاک تازه و پیدا کردن «اثبات کار» برای آن. استخراج‌کننده‌ای که جواب درست را پیدا کند، بلاکش را منتشر می‌کند و پاداش آن را می‌گیرد.
کار به این ترتیب است: استخراج‌کننده بلاکی نامزد می‌سازد که به بلاک قبلی ارجاع می‌دهد و تراکنش‌های انتخاب‌شده را همراه یک تراکنش ویژه به نام کوین‌بیس (برای پاداش خودش) در بر دارد. سپس سرآیند ۸۰بایتی آن را دو بار با SHA-256 هش می‌کند. اگر عدد حاصل کوچک‌تر یا مساوی هدف مجاز باشد، اثبات کار پیدا شده است؛ اگر نه، نانس یا دیگر داده‌های مجاز را عوض می‌کند و دوباره امتحان می‌کند. پیدا کردن جواب پرهزینه است، اما بررسی آن برای دیگران ساده است. سرآیند و قالب بلاک (انگلیسی)
اثبات کار درست کافی نیست: امضاها، خرج‌نشدن ورودی‌ها، سقف مقدارها و دیگر قواعد هم باید رعایت شوند، وگرنه گره‌ها بلاک را رد می‌کنند.
پاداش در تراکنش کوین‌بیس است: حداکثر پاداش پایهٔ بلاک (بیت‌کوین تازه) به‌اضافهٔ کارمزدهای همان بلاک. این خروجی را تا ۱۰۰ بلاک بعد نمی‌توان خرج کرد؛ یعنی بلاکی که آن را خرج می‌کند باید دست‌کم ۱۰۰ بلاک بالاتر از بلاک سازنده باشد. اعتبارسنجی و پاداش (انگلیسی)؛ شرط بلوغ (انگلیسی)
سختی استخراج و توان محاسباتی شبکه چیست؟
توان محاسباتی شبکه، یا «نرخ هش»، یعنی همهٔ استخراج‌کنندگان روی هم در هر ثانیه چند بار برای یافتن بلاک تلاش می‌کنند. «سختی» نشان می‌دهد یافتن یک بلاک اکنون چقدر تلاش می‌برد؛ شبکه آن را خودکار تنظیم می‌کند تا بلاک‌ها به‌طور میانگین حدود ده دقیقه یک بار ساخته شوند.
کسی نرخ هش کل شبکه را مستقیم از روی دستگاه‌ها نمی‌شمارد؛ آن را از کار ثبت‌شده در زنجیره و زمان ساخت بلاک‌ها برآورد می‌کنند. پس هر عدد نرخ هش باید بگوید در چه بازه‌ای و تا چه زمانی برآورد شده است. برآورد نرخ هش در کور (انگلیسی)
در شبکهٔ اصلی، سختی هر ۲۰۱۶ بلاک یک بار، بر پایهٔ زمان ثبت‌شدهٔ همان دوره، دوباره تنظیم می‌شود. اندازهٔ تغییر در هر بار محدود است و سقف هدف هم پابرجا می‌ماند. الگوریتم تنظیم هدف (انگلیسی)
این تنظیم با تأخیر کار می‌کند و فاصلهٔ تک‌تک بلاک‌ها را ده دقیقه نمی‌کند. اگر توان هش ناگهان بالا برود، تا تنظیم بعدی بلاک‌ها سریع‌تر می‌آیند و اگر پایین بیاید، کندتر. به همین دلیل برنامهٔ پاداش پایهٔ بلاک (بیت‌کوین تازه) برای هر ارتفاع بلاک ثابت است، اما مقدار بیت‌کوین تازه در هر روز تقویمی کمی بالا و پایین می‌شود. «رکورد نرخ هش» را هم فقط وقتی می‌توان با عدد دیگری مقایسه کرد که منبع، زمان و بازهٔ برآورد هر دو یکی باشد.
دستگاه ای‌سیک، استخر استخراج و حساب درآمد و هزینهٔ استخراج چگونه است؟
ای‌سیک (ASIC) دستگاهی است که فقط برای یک کار ساخته شده است؛ نوع بیت‌کوینی آن فقط هش‌های لازم برای استخراج را با سرعت بالا حساب می‌کند. استخر استخراج گروهی از استخراج‌کنندگان است که کارشان را هماهنگ می‌کند و درآمد را به نسبت کار هر عضو تقسیم می‌کند. «سهمی» که استخر از هر عضو می‌گیرد، جوابی با هدفی آسان‌تر است که نشان می‌دهد عضو واقعاً کار کرده است؛ بیشتر این سهم‌ها بلاک معتبر شبکه نیستند. استخراج و سهم استخر (انگلیسی)
در یک مدل ساده، درآمد انتظاری پیش از هزینه‌ها از ضرب سه عدد به دست می‌آید: سهم شما از نرخ هش کل شبکه، تعداد بلاک‌هایی که در آن مدت انتظار می‌رود ساخته شود، و پاداش کل هر بلاک (پاداش پایه به‌اضافهٔ متوسط کارمزد):
درآمد انتظاری = سهم نرخ هش × تعداد بلاک‌های مورد انتظار × (پاداش پایه + متوسط کارمزد بلاک)
مثال فرضی: سهمی برابر یک‌میلیونم از نرخ هش، با فرض ۱۴۴ بلاک در روز و پاداش کل ۳٫۲ بیت‌کوین برای هر بلاک، حدود ۰٫۰۰۰۴۶۰۸ بیت‌کوین درآمد انتظاری روزانه می‌دهد. این میانگین مدل است، نه دریافتی تضمین‌شدهٔ هر روز؛ کارمزد استخر، توقف دستگاه و بلاک‌های کنارگذاشته‌شده نتیجه را تغییر می‌دهند.
در طرف هزینه، دستگاه، برق، خنک‌سازی، زیرساخت، تعمیر، کارمزد و زمان ازکارافتادگی را حساب کنید. درآمد در سهم نرخ هش ضرب می‌شود، نه تقسیم. هاوینگ پاداش پایه را نصف می‌کند، اما کل درآمد یا سود الزاماً نصف نمی‌شود، چون کارمزدها، نرخ هش و هزینه‌ها هم تغییر می‌کنند.
حملهٔ ۵۱ درصد چیست؛ چه می‌تواند بکند و چه نمی‌تواند؟
حملهٔ ۵۱ درصد یعنی کسی بیش از نیمی از توان استخراج شبکه را در دست بگیرد تا بتواند تاریخچه‌ای جایگزین و معتبر را سریع‌تر از بقیه بسازد. با این توان می‌تواند پرداخت خودش را برگرداند و همان ورودی‌ها را دوباره خرج کند، یا با کنار زدن بلاک‌هایی که تراکنش‌های خاصی دارند، تأیید آن تراکنش‌ها را مختل کند. رقابت شاخه‌ها (انگلیسی)
او نمی‌تواند کلید خصوصی دیگران را به دست آورد، بیت‌کوین دیگران را بدون امضای آن‌ها خرج کند یا پاداش پایهٔ بلاک (بیت‌کوین تازه) را بیش از قاعده برای خودش بسازد؛ گره‌های درست‌کار چنین بلاکی را رد می‌کنند.
اما مرز ثابتی مانند «بلاک‌های قدیمی‌تر از چند بلاک امن‌اند» وجود ندارد؛ عمق، مدت حمله، منابع مهاجم و ادامهٔ کار بقیهٔ استخراج‌کنندگان تعیین‌کننده‌اند. کمتر از ۵۰ درصد هم شانس موفقیت را صفر نمی‌کند و بیش از ۵۰ درصد هم موفقیتِ آنی و بی‌هزینه نمی‌آورد. برای سنجیدن هزینهٔ حمله، مالکیت دستگاه، کنترل قالب استخر، برق، اجاره یا تصاحب منابع و انگیزهٔ مهاجم را جدا ببینید؛ همهٔ مهاجمان فقط دنبال سود مالی نیستند.
برای استخراج در ایران چه مجوزها و شرایطی باید بررسی شود؟
برای استخراج در ایران دو چیز لازم است: مجوز فعالیت و مسیر مجاز تأمین برق یا سوخت. سودآور بودن محاسبه جای هیچ‌کدام را نمی‌گیرد. آیین‌نامهٔ استخراج رمزدارایی‌ها، ابلاغی آبان ۱۴۰۱، مجوز، تجهیزات، محل فعالیت و انرژی را جداگانه تنظیم کرده است. متنی که به آن ارجاع می‌دهیم بازنشر حقوقی است؛ برای پروژهٔ واقعی، اصلاحات بعدی و شرایط معتبر مجوز و قرارداد انرژی همان محل را هم بررسی کنید. بازنشر آیین‌نامهٔ استخراج
برای برآورد اولیه، چهار موضوع را روشن کنید: محل مجاز استقرار و ظرفیت مصوب؛ وضعیت قانونی تأمین و استفاده از دستگاه‌ها؛ روش تأمین برق یا سوخت و شرایط قرارداد؛ و محدودیت‌های کار در دوره‌های کمبود انرژی. آیین‌نامه تعیین زمان‌های محدودیت شبکهٔ برق و گاز، و قطع خدمت در صورت رعایت‌نکردن آن‌ها، را هم پیش‌بینی کرده است. همان آیین‌نامه؛ به‌ویژه مواد ۲، ۷ و ۸
تعرفهٔ برق خانگی یا عددی قدیمی در یک خبر، هزینهٔ مجاز برق استخراج نیست. هزینهٔ اتصال، ظرفیت، سرمایش، توقف، نگهداری و تعویض دستگاه‌ها را هم در حساب بیاورید. پیش از خرید دستگاه، شرایط محل را کتبی استعلام کنید؛ این از اتکا به وعدهٔ فروشنده مطمئن‌تر است.
فروش یا مصرف رمزپولِ استخراج‌شده موضوع جدایی است: بند ۱۵ چارچوب بانک مرکزی دربارهٔ رمزپول حاصل از استخراج داخلیِ دارای مجوز و تکالیف صادرات و تجارت خارجی آن حکم دارد. پس داشتن مجوز استخراج به این معنا نیست که هر نوع تسویه‌ای آزاد است. چارچوب رسمی؛ بند ۱۵
آیا می‌توانم با رایانه، لپ‌تاپ یا گوشی استخراج کنم؟
از نظر فنی بله؛ اما در رقابت با دستگاه‌های تخصصی استخراج، شانس رایانه یا گوشی برای یافتن بلاک بسیار کم است و درآمد قابل‌اتکایی که هزینه را توجیه کند به دست نمی‌آید. نوع تراشه جزو قواعد شبکه نیست، اما دستگاه‌های تخصصی (ای‌سیک) برای همین کار بهینه شده‌اند. سازوکار استخراج (انگلیسی)
برای برآورد واقعی، نرخ هش دستگاه، توان مصرفی، ساعت کار، روش پرداخت استخر و هزینه‌ها را لازم دارید. بدون این‌ها، نه «حتی یک ساتوشی هم ممکن نیست» دقیق است و نه «گوشی حتماً سود می‌دهد».
برنامه‌ای که به اسم «استخراج» امتیاز، تبلیغ یا دارایی دیگری می‌دهد، ممکن است اصلاً بیت‌کوین استخراج نکند. از ناشر بپرسید محاسبه کجا انجام می‌شود، درآمد از کجا می‌آید و چه مدرکی برای کار و پرداخت دارد. وعدهٔ سود ثابت نشانهٔ وجود دستگاه یا فعالیت واقعی نیست. اگر فقط می‌خواهید ببینید ساختن بلاک چگونه است، یک محیط آزمایشی روی رایانهٔ خودتان، بدون دارایی واقعی، کافی است.
بیت‌کوین چقدر برق مصرف می‌کند و بحث محیط زیست چیست؟
مصرف برق استخراج بیت‌کوین را کسی دقیق اندازه نمی‌گیرد؛ عددهایی که می‌بینید برآوردند، نه جمع کنتور همهٔ دستگاه‌ها. برای نمونه، مدل کمبریج از نرخ هش و فرض‌هایی دربارهٔ دستگاه‌ها و سربار، چند سناریوی مصرف می‌سازد؛ پس نتیجه به همان فرض‌ها بستگی دارد. روش‌شناسی کمبریج (انگلیسی)
برای خواندن این عددها، توان و انرژی را جدا کنید: کیلووات نرخ مصرف در یک لحظه است و کیلووات‌ساعت مصرف در طول زمان. برآوردی که از آهنگ امروز «سالانه» شده، با برقی که در سال گذشته واقعاً مصرف شده برابر نیست. هر عدد باید دوره، تاریخ و نسخهٔ مدل را بگوید؛ برآورد قدیمی، مصرف امروز شبکه نیست.
بحث محیط زیست فقط مقدار برق نیست: منبع برق، زمان و محل مصرف، میزان آلایندگی، اثر بر شبکهٔ برق و عمر دستگاه‌ها هم مهم‌اند. اینکه دستگاه‌ها را می‌توان خاموش کرد، در بعضی شبکه‌ها مفید است؛ اما اینکه در یک محل واقعاً به کاهش تقاضا کمک کرده یا از برق مازاد استفاده شده، باید برای همان محل نشان داده شود.
هم ارزش اجتماعی این مصرف محل بحث است و هم داده‌ها و فرض‌های آن. تقسیم انرژی کل شبکه بر تعداد تراکنش‌ها هم برق اضافهٔ یک پرداخت را نشان نمی‌دهد.
آیا استخراج بیت‌کوین علت خاموشی‌های ایران است؟
استخراج می‌تواند در خاموشی سهم داشته باشد، اما اینکه چقدر، فقط با مقایسهٔ مصرف استخراج در همان ساعت و همان منطقهٔ خاموشی با برق در دسترس، دیگر مصرف‌ها و تصمیم‌های بهره‌برداری معلوم می‌شود. این پاسخ چنین تخمینی برای ایران ارائه نمی‌کند.
مصرف سالانه یا میانگین کشوری برای این کار کافی نیست. وقتی شبکه نزدیک حد ظرفیت است، حتی باری نسبتاً کوچک ممکن است آن را از آستانه رد کند؛ اما همان مصرف در ساعتی که ظرفیت آزاد هست، چنین اثری ندارد.
برای عددی قابل‌دفاع، دادهٔ بار هم‌زمان، محل محدودیت، تولید در دسترس، واردات و صادرات برق، توقف فعالیت‌ها و روش برآورد استخراج ثبت‌نشده لازم است. نسبت دادن همهٔ خاموشی‌ها به استخراج و این حکم که «سهم متوسط کوچک است، پس اثر مهمی ندارد» هر دو شواهد بیشتری می‌خواهند. مجاز بودن یک فعالیت هم پرسشی جدا از سهم آن در یک خاموشی است.
وقتی پاداش پایهٔ بلاک تمام شود، چه کسی شبکه را امن نگه می‌دارد؟
پس از پایان پاداش پایهٔ بلاک (بیت‌کوین تازه)، درآمد استخراج‌کنندگان از کارمزد تراکنش‌ها می‌آید؛ پس امنیت شبکه به این بستگی پیدا می‌کند که این کارمزدها برای ادامهٔ استخراج کافی باشند. آنچه طبق برنامه به صفر می‌رسد فقط پاداش پایه است و پاداش کل بلاک با کارمزدها ادامه پیدا می‌کند. برنامهٔ پاداش پایه (انگلیسی)
اینکه این درآمد کافی خواهد بود یا نه، پرسشی باز است و به تقاضا برای جا در بلاک‌ها، قیمت بیت‌کوین، هزینه و ساختار استخراج و توان مهاجمان بستگی دارد. «بودجهٔ امنیت» اسم یک صندوق تضمین‌شده نیست و درآمد استخراج‌کنندگان هم الزاماً با هزینهٔ هر نوع حمله برابر نیست.
لایه‌های دیگر، مانند شبکهٔ لایتنینگ، هم برای زنجیره تقاضای تسویه می‌سازند. اما نیاز عادی به زنجیره با وضعی که در بحران همه هم‌زمان بخواهند خارج شوند فرق دارد؛ کم شدن پرداخت‌های عادی روی زنجیره، محدودیت ظرفیت در آن وضع اضطراری را از بین نمی‌برد. مهلت و تسویهٔ کانال (انگلیسی)
خلاصه: نه برنامهٔ عرضه امنیت همیشگی را تضمین می‌کند و نه کاهش پاداش پایه فروپاشی حتمی را. پاسخ را باید با فرض‌های روشن و رفتار واقعی شبکه به‌روز کرد.