تعدين بيتكوين: العملية والوظيفة

تعدين البيتكوين هو الطريقة للتحقق من المعاملات على سلسلة الكتل وتوليد بيتكوين جديدة، مشابهة لكيفية إصدار البنك المركزي لعملة جديدة.

دعونا نرى كيف يتم استخراج البيتكوين حقًا والعوامل المرتبطة بهذه العملية.

فهم سلسلة الكتل وبيتكوين

لفهم تعدين البيتكوين، من الضروري أولاً فهم مفاهيم سلسلة الكتل والبيتكوين.

سلسلة الكتل هي مثل دفتر حسابات رقمي موزع يسجل جميع معاملات العملات المشفرة. إنها بنية بيانات تسمح بمشاركة سجل للمعاملات الرقمية بين شبكة من أجهزة الكمبيوتر. في جوهرها، هي وسيلة لتوثيق البيانات رقمياً في دفتر حسابات موزع.

بيتكوين يستخدم شبكة من سلسلة الكتل لتخزين وتسجيل المعاملات في شبكة واسعة من الحواسيب. كل كتلة تخزن معاملات تُضاف إلى السلسلة بمجرد أن يتحقق منها المعدنون ويصادقون عليها. بمجرد إضافتها، من المستحيل تعديل هذه المعاملات.

تستخدم العملات المشفرة مثل بيتكوين تقنية دفتر الأستاذ الموزع، وهي سمة من سمات سلسلة الكتل، مما يضمن عدم إمكانية تغيير السجلات ويقدم مزيدًا من الشفافية. تستخدم شبكة بيتكوين خوارزمية التشفير SHA-256 لتحويل البيانات إلى سلسلة فريدة من الأحرف.

ما هي تعدين بيتكوين؟

تعدين البيتكوين هو عملية حوسبية معقدة للتحقق من المعاملات على شبكة البيتكوين. إنه مشابه للتحقق من كتلة في شبكة السلسلة وتلقي دفع بعملات البيتكوين.

المشاركون في هذه العملية يعرفون باسم المعدنين. يسمى “التعدين” لأنه، مثل الموارد الطبيعية، هناك كمية محدودة من البيتكوين المتاحة (21 مليون). يتطلب تعدين البيتكوين استثمار الطاقة الكهربائية لتوليد بيتكوين جديدة.

يتنافس المعدنون فيما بينهم لحل الألغاز المعقدة المشفرة وتحقق كتل المعاملات. المعدن الأول الذي يخمن الرقم الصحيح يقوم بتحديث دفتر المعاملات في شبكة بيتكوين ويتلقى مكافأة ببيتكوين جديدة.

تعدين بيتكوين يخدم بشكل رئيسي لـ:

A) وضع عملات جديدة في التداول والتحقق من المعاملات الجارية. B) منع التزوير والإنفاق المزدوج. C) الاحتفاظ بدفتر الأستاذ بشكل لامركزي.

كيفية عمل تعدين البيتكوين

عملية التعدين تتضمن عدة خطوات:

إعدادات الأجهزة القوية

يحتاج عمال المناجم إلى إعداد أجهزة كمبيوتر قوية وأدوات محددة لحل الألغاز المعقدة بكفاءة. يتضمن جهاز التعدين وحدات معالجة الرسوميات (GPU)، ومصفوفات البوابات القابلة للبرمجة في الحقل (FPGA) أو الدوائر المتكاملة للتطبيقات الخاصة (ASIC).

حاليًا، تعتبر الأجهزة المعتمدة على ASIC هي الأكثر تقدمًا، حيث يمكنها توليد كميات هائلة من التجزئة في الثانية، على الرغم من أن تكلفتها قد تصل إلى آلاف الدولارات.

تثبيت برنامج التعدين والمحافظ الرقمية

بالإضافة إلى الأجهزة، يحتاج المُعدّنون إلى برامج محددة مثل CG miner، وXMR miner أو multiminer. جزء كبير من هذا البرنامج مجاني ومتوافق مع أنظمة Windows وMac.

أيضًا، تتطلب محفظة رقمية لتخزين المكافآت بالبيتكوين. محفظة البيتكوين هي مساحة رقمية لتخزين ونقل وقبول البيتكوين أو العملات المشفرة الأخرى.

التعدين الفردي أو الجماعي

يمكن للعمال المناجم الاختيار بين التعدين بشكل فردي أو الانضمام إلى مجموعات التعدين. تتيح مجموعات التعدين للعمال المناجم دمج قوتهم الحاسوبية لمواجهة صعوبة التعدين المتزايدة، مع تلقي المدفوعات بشكل متناسب مع مساهمتهم.

تُعزز التعدين الجماعي كفاءة التعدين وتسمح بمشاركة المعدنين الأصغر، حتى لو كانوا يتلقون جزءًا فقط من المكافأة.

المزيد من المعدنين = شبكة أكثر موثوقية وأمانًا

بدء عملية التعدين

بمجرد إعداد الجهاز وتحديد وضع التعدين، يجب على المنقب حل الألغاز الرياضية المعقدة للتجزئة للتحقق من المعاملات في شبكة بيتكوين.

عندما يتم بدء معاملة، يقوم برنامج التعدين بإنشاء هاش تشفيري يجمع جميع المعاملات لتوليد كتلة باستخدام تشفير SHA-256. تُعرف هذه العملية بالجمع بشجرة ميركل.

تتصل الكتل من خلال “قائمة مرتبطة” تشير إلى عناوين الذاكرة للكتل السابقة واللاحقة، كل منها يحتوي على بيانات المعاملات ذات الصلة.

بمجرد إنشاء شجرة ميركل، يتم تنظيم بيانات المعاملة في كتل ذات عنوان خاص بها باستخدام خوارزمية إثبات العمل (PoW). ليتم التحقق منه، يجب أن تحتوي الكتلة على PoW، مما يضمن استخراج الكتل بسرعة محددة مع الحفاظ على سلامة الكتلة.

يتنافس المعدنون للعثور على هاش الهدف، وهو رقم سداسي عشري مكون من 64 رقمًا. تقوم الشبكة بضبط صعوبة الهدف كل 2016 كتلة للحفاظ على متوسط وقت استخراج يبلغ 10 دقائق لكل كتلة.

أول مُعدّ يقوم بفك شفرة اللغز يحصل على مكافأة الكتلة (حالياً 6.25 BIT) ويُفَوِّض المعاملة في سلسلة الكتل.

حوافز لمنجمي البيتكوين

يتم تحفيز المعدنين بمكافآت بالبيتكوين ورسوم المعاملات مقابل عملهم في التحقق وحل الألغاز الرياضية.

مدفوعات المعدن = مكافأة الكتلة + رسوم المعاملات

حالياً، يتلقى المعدّنون 6.25 بيتكوين لكل كتلة تُضاف إلى الشبكة. تتقلص هذه المكافأة إلى النصف تقريباً كل أربع سنوات، وهي عملية تُعرف باسم “halving”.

أنواع تعدين البيتكوين

يمكن تعدين البيتكوين بعدة طرق، كل منها بمستويات مختلفة من قوة الهاش والمكافآت:

تعدين CPU

في البداية، كانت بيتكوين تُنقَب باستخدام وحدات المعالجة المركزية (CPU). كانت العملية سهلة نسبيًا في الأيام الأولى بسبب قلة المنافسة.

تعدين GPU

مع زيادة شعبية بيتكوين، أصبحت التعدين باستخدام وحدات المعالجة الرسومية (GPU) أكثر كفاءة، حيث تقدم معدلات تجزئة أفضل من المعالجات المركزية.

تعدين ASIC

تم تقديم الدوائر المتكاملة الخاصة بالتطبيق (ASIC) في عام 2012، وقد أثبتت أنها أقوى بمقدار 200 مرة من أجهزة التعدين الأساسية المعتمدة على GPU. ومع ذلك، فهي أغلى بكثير.

تعدين FPGA

تقدم مصفوفات البوابات القابلة للبرمجة في الميدان (FPGA) توازنًا بين السرعة والتكلفة، كونها أكثر مرونة من أجهزة التعدين ASIC.

تعدين سحابي

تسمح هذه الطريقة الأحدث للعمال بالتعدين بشراء خدمات التعدين السحابية دون تحمل تكاليف الأجهزة والصيانة. ومع ذلك، يجب توخي الحذر عند اختيار مزود موثوق.

ربحية تعدين البيتكوين

تعتمد ربحية تعدين البيتكوين على عدة عوامل. تم تصميم النظام بحيث كلما كانت شبكة التعدين أقوى، كان من harder حل المشكلة الرياضية. يتم ضبط الصعوبة للحفاظ على متوسط زمن قدره 10 دقائق لكل كتلة.

عوامل الربحية

تتعلق ربحية التعدين ارتباطًا مباشرًا بالمكافآت، ولكن ليس من السهل دائمًا تحقيق ذلك. يجب على المعدنين أن يأخذوا بعين الاعتبار بعناية عوامل مثل تكلفة المعدات، واستهلاك الطاقة، وصعوبة الشبكة قبل الشروع في هذا النشاط.