کشف رازهای استخرهای ماینینگ بیت‌کوین؛ راهکارهای کسب سود پایدار در دنیای رمز ارزها

استخراج بیت‌کوین فرآیند حل مسائل پیچیده رمزنگاری است که برای تایید تراکنش‌ها و افزودن بلوک‌های جدید به زنجیره بیت‌کوین انجام می‌شود. از زمان راه‌اندازی این شبکه در اوایل سال ۲۰۱۰، افزایش تعداد کاربران و توسعه فناوری‌های مربوط به ماینینگ، سختی استخراج را به طور قابل‌توجهی افزایش داده است. این موضوع موجب شده است که هزینه‌ها، مصرف انرژی و نیاز به توان محاسباتی بالا در فرآیند ماینینگ بیش از پیش اهمیت پیدا کند.

در سال‌های اخیر، فناوری‌های تخصصی مانند ASIC Miners (مدارهای مجتمع مخصوص استخراج) نقش مهمی در توسعه صنعت ماینینگ بیت‌کوین ایفا کرده‌اند و رقابت میان ماینرها، به‌ویژه ماینرهای انفرادی، را شدت بخشیده است. این تحولات نشان‌دهنده روند رو به رشد و پیچیده‌تر شدن حوزه استخراج بیت‌کوین در بازار جهانی است.

استخراج بیت‌کوین و ویژگی‌های آن

برای کسب برتری در حل مسائل پیچیده رمزنگاری و رقابت فزاینده در حوزه ماینینگ، استخراج‌کنندگان بیت‌کوین (Bitcoin) معمولاً قدرت محاسباتی خود را در قالب استخرهای ماینینگ (Mining Pool) جمع‌آوری می‌کنند. این استخرها با افزایش توان جمعی، شانس بیشتری برای حل بلاک و دریافت پاداش دارند که این پاداش بین اعضای استخر تقسیم می‌شود. در ادامه، به بررسی جزئیات عملکرد استخرهای ماینینگ بیت‌کوین و نقش آن‌ها در فرآیند استخراج پرداخته می‌شود.

آشنایی با استخرهای استخراج بیت‌کوین

استخرهای ماینینگ بیت‌کوین شبکه‌هایی از استخراج‌کنندگان توزیع‌شده هستند که بر سر استخراج موافقند و قدرت محاسباتی خود را برای حل بلوک‌ها به اشتراک می‌گذارند. در این ساختار، هر ماینر که اثبات کار جزئی معتبر ارائه دهد، بر اساس هشت ریت (hash rate) خود پاداش دریافت می‌کند. هشت ریت معیاری است برای سنجش قدرت محاسباتی، بر پایه تعداد تلاش‌ها (هاش) برای پیدا کردن بلوک جدید و تعداد هاش‌های انجام‌شده در هر ثانیه.

هدف اصلی استخرهای ماینینگ بیت‌کوین ایجاد بستر مشترکی است که در آن ماینرهای مختلف منابع محاسباتی خود را به هم پیوند دهند تا فرآیند تولید بلوک سریع‌تر و منسجم‌تر انجام شود. هرگاه یکی از اعضای استخر بلوکی پیدا کند، پاداش بلوک به مدیر استخر پرداخت می‌شود و پس از کسر کارمزد، سهم هر ماینر بر اساس هاش ریت او توزیع می‌گردد.

عضویت در استخرهای ماینینگ برای ماینرهای کوچک‌مقیاس بسیار سودآور است، زیرا شانس کمتری دارند که به تنهایی بلوک پیدا کنند. علاوه بر این، استخر تضمین می‌کند که درآمد ماینرها به طور منظم و پیوسته تأمین شود، برخلاف حالت تصادفی و ناپایدار که در فرآیند استخراج انفرادی ممکن است رخ دهد. درآمد هر ماینر در این سیستم متناسب با هاش ریت او است و اگرچه مبلغ آن ممکن است نسبت به پاداش کامل بلوک که در حال حاضر 6.25 بیت‌کوین است، کمتر باشد، اما ثبات و امکان کسب سود نسبی پس از کسر هزینه‌های عملیاتی را فراهم می‌آورد.

اقتصاد مقیاس در استخراج بیت‌کوین؛ دلیل تشکیل استخرهای ماینینگ

ویژگی‌های اقتصاد مقیاس در ماینینگ بیت‌کوین، مهم‌ترین عامل شکل‌گیری استخرهای ماینینگ (mining pools) است. فرآیند استخراج بیت‌کوین در سراسر جهان انجام می‌شود و عمدتاً در مناطقی با هزینه‌های پایین انرژی صورت می‌گیرد. هزینه‌های مرتبط با ماینینگ بیت‌کوین، به میزان قابل توجهی تحت تأثیر قیمت برق و موقعیت جغرافیایی قرار دارد؛ اما در عین حال، استخرهای ماینینگ بر اساس نرخ هش (hash rate) خود، پاداش بلوک دریافت می‌کنند.

استخرهای ماینینگ از مزایای اقتصاد مقیاس بهره‌مند می‌شوند و در نتیجه، درآمد خود را به طور منظم‌تری نسبت به ماینرهای فردی کسب می‌کنند. راه‌اندازی تجهیزات ماینینگ بیت‌کوین هزینه‌بر است، زیرا نیازمند مصرف بالای برق، نگهداری ماشین‌آلات و سیستم‌های خنک‌کننده پیشرفته است تا بهره‌وری و عمر مفید تجهیزات حفظ شود. استخرهای بزرگ ماینینگ با کاهش هزینه‌های عملیاتی، می‌توانند سودآوری خود را افزایش دهند.

برخلاف ماینرهای مستقل، استخرهای ماینینگ توانایی مذاکره برای خریدهای بزرگ انرژی از شرکت‌های توزیع برق را دارند و با تضمین مصرف مداوم و حجم بالا، از نرخ‌های تخفیف‌دار بهره‌مند می‌شوند. این استراتژی‌ها باعث می‌شود استخرهای ماینینگ بتوانند هزینه‌ها را کاهش داده و حاشیه سود خود را به شکل قابل توجهی ارتقا دهند.

نحوه عملکرد استخر استخراج بیت‌کوین

عملیات استخرهای ماینینگ بیت‌کوین بر پایه سه عنصر کلیدی استوار است: پروتکل همکاری، سرویس ماینینگ مشترک (سرور) و نرم‌افزار ماینینگ (کلاینت). این سه بخش نقش اساسی در مدیریت و راه‌اندازی واحدهای ماینینگ دارند و وظایف مشخصی را بر عهده می‌گیرند. پروتکل همکاری، فرآیندهای هماهنگی و تقسیم وظایف بین ماینرها را تنظیم می‌کند، در حالی که سرورهای ماینینگ مسئول توزیع کار و جمع‌آوری نتایج هستند. نرم‌افزار ماینینگ نیز وظیفه اجرای عملیات روی دستگاه‌های ماینر را بر عهده دارد و نقش واسط میان سخت‌افزار و سرور را ایفا می‌کند. این ساختار سه‌گانه، کلید بهره‌وری و امنیت در عملیات استخرهای ماینینگ بیت‌کوین محسوب می‌شود.

پروتکل همکاری گروهی

پروتکل همکاری در استخراج، که در نسخه پایه کلاینت بیت‌کوین (Bitcoin) یکپارچه شده است، وظیفه هدایت گروه‌های ماینر در استخرهای استخراج را بر عهده دارد. هدف این پروتکل، تمرکز قدرت هش بر روی یک بلاک خاص است تا فرآیند ماینینگ به صورت جمعی و هماهنگ انجام شود. این رویکرد بهبود بهره‌وری و افزایش احتمال موفقیت در استخراج بلاک‌ها را در پی دارد.

این پروتکل که به نام Getwork نیز شناخته می‌شود، با ارتباط مستقیم با ماینرهای استخر، نرخ هش آن‌ها را به سمت یک بلاک مشخص هدایت می‌کند. در این فرآیند، هر ماینر یک مسئله رمزنگاری خاص دریافت می‌کند و تا زمانی که آن را حل کند، در تلاش است. نتیجه نهایی، کاهش زمان لازم برای استخراج بلاک و کاهش دشواری شبکه است که در نتیجه، روند ماینینگ سریع‌تر و کارآمدتر صورت می‌گیرد.

خدمت استخراج همکارانه (سرور)

خدمات ماینینگ تعاونی، به عنوان سرور مرکزی در استخر ماینینگ، نقش حلقه اتصال بین ماینرهای فردی را ایفا می‌کند که قدرت محاسباتی خود را برای تشکیل استخر ماینینگ جمع‌آوری می‌نمایند. این سرور بر پایه نرم‌افزارهایی مانند بیت‌کوین (Bitcoin) و سرویس‌های رسمی آن راه‌اندازی می‌شود و نرم‌افزارهای متداول دیگری مانند p2pool، BFG Miner، Stratum و Ecoinpool نیز در این سامانه به کار می‌روند.

نصب و پیکربندی نرم‌افزار در سرور به گونه‌ای است که ارتباط موثر میان ماینرها و سرور تعاونی برقرار شود. این سرور، دسترسی ماینرها را از طریق حساب‌های کاربری ثبت‌شده فراهم می‌کند و وظیفه توزیع سود حاصل از استخراج را بین اعضای استخر بر عهده دارد.

از جمله وظایف اصلی سرور ماینینگ تعاونی می‌توان به دریافت تراکنش‌های شبکه، کنترل و نظارت بر فعالیت‌های شبکه، انتقال اطلاعات به ماینرها، ثبت و حساب‌رسی بلاک‌های حل‌شده بر اساس هشت‌ریتی که ماینرها در تولید آن نقش داشتند، و توزیع سود بر اساس میزان مشارکت اشاره کرد. این نقش‌ها در کنار موارد دیگر، اهمیت بالایی در کارایی و شفافیت عملیات استخرهای ماینینگ دارند.

نرم‌افزار استخراج داده‌ها (در سمت کاربر)

در بازار رمزارز، نرم‌افزارهای متعددی برای ماینرهای بیت‌کوین (Bitcoin) عرضه شده است که در فرآیند استخراج در استخرهای ماینینگ مورد استفاده قرار می‌گیرند. این نرم‌افزارها با ویژگی‌ها و قابلیت‌های متنوعی طراحی شده‌اند و هر کدام بر اساس نیازهای خاص استخر ماینینگ، کارایی متفاوتی دارند. بنابراین، انتخاب نرم‌افزار مناسب اهمیت زیادی دارد و باید بر اساس نوع سخت‌افزار و اهداف ماینر صورت گیرد.

وظیفه اصلی این نرم‌افزارها، ارتباط با سرور استخر ماینینگ، انتقال اطلاعات و مشارکت در حل بلوک‌ها است. علاوه بر این، نرم‌افزارهای ماینینگ مسئول مدیریت احراز هویت و پرداخت به ماینر بر اساس میزان هش‌ریت (Hash Rate) است که به آن‌ها اختصاص داده می‌شود. برای انجام این فرآیند، نرم‌افزار باید اطلاعات کاربری، مانند نام کاربری، پسورد و آدرس پرداخت، را از طریق آی‌پی و پورت مشخص به سرور استخر اعلام کند.

نوع نرم‌افزار مورد استفاده عمدتاً به نوع سخت‌افزار ماینینگ نیز بستگی دارد. بیشتر ماینرهای بیت‌کوین در استخرها از نرم‌افزار «سی‌جی‌ماینر» (CGMiner) بهره می‌برند، که توسط فردی استرالیایی به نام کولویاس توسعه یافته است. این نرم‌افزار با انواع سخت‌افزارهای ASIC، کارت‌های گرافیک AMD و FPGA سازگار است و بر روی سیستم‌عامل‌های مختلفی از جمله لینوکس، ویندوز و مک‌او‌اس قابل اجرا است. همچنین، این نرم‌افزار قابلیت همکاری با تقریباً هر استخر ماینینگ بیت‌کوین را دارد.

روش‌های رایج تقسیم سود در استخرهای استخراج بیت‌کوین

استخرهای ماینینگ، مجموعه‌هایی هستند که شامل صدها یا هزاران ماینر است، و اعضای آن منابع محاسباتی خود را برای افزایش احتمال حل بلوک و کسب درآمد منظم جمع می‌کنند. پس از حل هر بلوک، پاداش‌ها به صورت نسبی میان اعضای استخر تقسیم می‌شود، بر اساس روش‌های مختلفی که در ادامه توضیح داده شده است.

پرداخت بر اساس سهم مشارکت

مدل پرداخت بر اساس هر سهم (PPS) به ماینرها امکان می‌دهد تا به صورت فوری و تضمین‌شده، بر اساس میزان مشارکت‌شان در احتمال پیدا کردن بلاک توسط استخر، پاداش دریافت کنند. در این سیستم، ماینرها مستقیماً از موجودی فعلی استخر پرداخت می‌شوند و می‌توانند بلافاصله پس از دریافت، وجه خود را برداشت کنند. مدل PPS با ایجاد عدالت در پرداخت‌ها، ریسک قابل‌توجهی را بر عهده اپراتورهای استخر می‌گذارد. روش محاسبه در این سیستم بر پایه فرمول زیر است:

R = B × p

که در آن R، پاداش، B، پاداش‌های بلاک منهای کارمزد استخر، و p، احتمال یافتن بلاک است.

تناسب و تعادل در اندازه و میزان

در روش پرداخت ماینرها، آنان تا پایان هر دوره ماینینگ که با کشف و حل بلاک تکمیل می‌شود، سهم خود را کسب می‌کنند. پاداش این فرآیند بر اساس نسبت سهام فرد به کل سهام‌های موجود در آن دوره محاسبه می‌شود.

به طور خاص، میزان پاداش با فرمول زیر تعیین می‌گردد:

R = B × n / N

در این فرمول، n نشان‌دهنده تعداد سهام‌های فرد است، در حالی که N مجموع سهام‌های تمامی ماینرها در دوره جاری را نشان می‌دهد. این سیستم، بر اساس تقسیم عادلانه پاداش بر اساس سهم هر ماینر عمل می‌کند و در بازار رمزارزها رایج است.

استخراج جمعی ارز دیجیتال

ماینینگ جمع‌سپرده، که به سیستم «اسلاش» (Slash) نیز معروف است، نخستین بار در قالب یک استخر ماینینگ بیت‌کوین به کار گرفته شد. در این روش، سهم‌های جدید نسبت به سهم‌های قدیمی‌تر در ابتدای هر دوره ماینینگ وزن بیشتری دارند. هر دوره ماینینگ پس از حل هر بلاک آغاز می‌شود و ماینرها بر اساس سهم‌هایی که ارائه کرده‌اند، پاداش دریافت می‌کنند. این ساختار، از امکان تقلب ماینرها با تغییر استخرهای ماینینگ در هر دوره جلوگیری می‌کند و به این ترتیب، حداکثر بهره‌وری و امنیت شبکه حفظ می‌شود.

پرداخت بر اساس آخرین تعداد سهام مشترک‌شده

متد Pay-per-last-N-shares (PPLNS) شباهت زیادی به روش Proportional دارد، اما تفاوت اصلی در نحوه محاسبه پاداش ماینرها است. در این روش، پاداش هر ماینر بر اساس آخرین N سهمی که در استخر استخراج ثبت کرده است، تعیین می‌شود، نه بر اساس نتایج دوره ماینینگ اخیر. به عبارت دیگر، میزان پاداش‌ها بر اساس سهم ماینر در آخرین N سهم استخر محاسبه می‌گردد، که این روش به کاهش تأثیر نوسانات کوتاه‌مدت و افزایش ثبات در پرداخت‌ها کمک می‌کند.

استخر استخراج انفرادی

در استخرهای ماینینگ سولو، پاداش کامل به فرد ماینری اختصاص می‌یابد که موفق به کشف و حل بلاک می‌شود، بر خلاف استخرهای دیگر که پاداش میان اعضای استخر تقسیم می‌شود.

پیوستن به استخر استخراج بیت‌کوین

در بازار ماینینگ بیت‌کوین، چندین استخر معتبر و شناخته‌شده وجود دارد که ماینرها می‌توانند به آن‌ها بپیوندند. از جمله این استخرها می‌توان به اسلاش‌پول (Slush Pool)، آنت‌پول (AntPool) و بی‌تی‌سی‌دات‌کام (BTC.com) اشاره کرد. هنگام انتخاب استخر، عوامل متعددی باید مدنظر قرار گیرد، از جمله کارمزد استخر که معمولاً بین ۱ تا ۱۰ درصد متغیر است و از پاداش‌های ماینر کسر می‌شود، روش تقسیم پاداش، و نظرات کاربران دیگر.

پیوستن به یک استخر ماینینگ بیت‌کوین فرآیندی نسبتا ساده است. ابتدا باید وارد وب‌سایت استخر مورد نظر شده و حساب کاربری ایجاد کنید. پس از ثبت‌نام، مرحله بعدی ساختن «ورکر» است که با نرم‌افزارهای سازگار قابل انجام است. بیشتر استخرها امکان ساخت چند ورکر برای هر سخت‌افزار ماینینگ را فراهم می‌کنند. وظایف مربوط به مدیریت سخت‌افزار معمولاً توسط نرم‌افزار به‌صورت خودکار انجام می‌شود، اما نظارت بر عملکرد سخت‌افزار همچنان ضروری است؛ باید مطمئن شد که دستگاه‌ها به‌درستی به سرور متصل هستند، داغ نمی‌کنند و در وضعیت فیزیکی مناسب قرار دارند.

پایان‌بخش و جمع‌بندی نهایی

هزینه‌های استخراج بیت‌کوین (Bitcoin) به سطحی رسیده است که کسب سود قابل‌توجه در استخراج انفرادی تقریباً غیرممکن شده است. در این شرایط، استخرهای ماینینگ (Mining Pools) فرصت مناسبی را برای استخراج‌کنندگان انفرادی و مبتدیان فراهم کرده‌اند تا بتوانند در مدت کوتاهی از استخراج بیت‌کوین سود مستمر کسب کنند.

در حالی که برخی ادعا می‌کنند که نرم‌افزارهای ماینینگ باعث تمرکزگرایی در شبکه بیت‌کوین می‌شوند، اما هیچ استخر ماینینگ نمی‌تواند بیش از ۵۱ درصد از هش‌ریت کل شبکه بیت‌کوین را در اختیار بگیرد. علاوه بر این، این استخرها از مجموعه‌ای از نهادهای کوچک و غیرمتمرکز تشکیل شده‌اند، که کنترل شبکه بیت‌کوین را دشوارتر می‌سازد. در نتیجه، استخرهای ماینینگ غیرمتمرکز در حال گسترش هستند و به ماینرها امکان می‌دهند کنترل بیشتری بر فرآیند استخراج و شبکه داشته باشند.

منبع: کریپتو.نیوز