هش ریت چیست؟ — اصطلاحات ارز دیجیتال به زبان ساده

هش ریت یکی از اصطلاحات رایج ارزهای دیجیتال است که بیشتر در حوزه استخراج ارز دیجیتال استفاده می‌شود. منظور از هش ریت، کل توان پردازشی ماینرهای یک شبکه ارز دیجیتال با الگوریتم اثبات کار است. هر چقدر هش ریت شبکه بالا باشد، امنیت آن شبکه نیز بیشتر خواهد بود زیرا تامین 51 درصد آن برای خرابکاران کار به شدت سختی است. در این مقاله به سوال هش ریت چیست در کنار سوالات جزئی‌تر هش ریت بیت کوین چیست و هش ریت ماینر چیست پاسخ می‌دهیم.

هش ریت ماینر چیست ؟

«هش ریت» (Hash Rate) یا «نرخ هش» به قدرت پردازشی دستگاه‌های ماینر در واحد ثانیه گفته می‌شود. در شبکه‌های بلاک چینی که از الگوریتم اجماع «اثبات کار» (Proof of Work | PoW) برای اجماع و تایید تراکنش‌ها استفاده می‌کنند، ماینرها با قراردادن مقدار تصادفی «نانس» (Nonce) در «تابع هش» (Hash Function)، مقدار خروجی را که به آن «هش» گفته می‌شود به دست می‌آورند. در صورتی که هش به دست آمده با هش هدف تعیین شده در شبکه مطابقت داشته باشد، ماینر برنده رقابت می‌شود و با اضافه کردن بلاک به شبکه، پاداش ماینینگ را دریافت می‌کند.

فیلم آموزش راه اندازی ریگ ماینینگ رمزارزها و ارزهای دیجیتال در فرادرس

کلیک کنید

حل توابع هش با استفاده از دستگاه‌های محاسباتی مانند «ریگ کارت کرافیک» یا «ای‌سیک» انجام می‌شود. به تعداد معادلاتی که دستگاه محاسباتی می‌تواند در واحد ثانیه حل کند، هش ریت می‌گویند. هر چقدر نرخ هش دستگاه بیشتر باشد نشان‌دهنده قوی بودن آن و شانس بیشتر ماینر برای استخراج بلاک است. در ادامه برای درک راحت‌تر این موضوع به بررسی تابع هش و ویژگی‌های آن می‌پردازیم.

تابع هش

تابع هش به تابع یک طرفه گفته می‌شود که برای ورودی با اندازه دلخواه، خروجی ثابت و منحصربه‌فرد ایجاد می‌‌کند. در این توابع ورودی می‌تواند یک حرف یا یک کتاب باشد اما در نهایت خروجی اندازه ثابتی دارد و با کوچکترین تغییر در ورودی، خروجی به کل تغییر می‌کند. یک ویژگی مهم دیگر توابع هش این است که با داشتن خروجی تابع نمی‌توان ورودی آن را به دست آورد.

فیلم آموزش راه اندازی ریگ ماینینگ رمزارزها و ارزهای دیجیتال در فرادرس

کلیک کنید

این ویژگی در رمزنگاری نامتقارن برای ساخت «کلید عمومی» (Public Key) از «کلید خصوصی» (Private Key) استفاده می‌شود. همان‌طور که در بخش هش ریت چیست گفته شد، به خروجی توابع هش، «هش» گفته می‌شود و به فرایند تولید هش یک داده با قرارادادن آن در تابع هش، «هشینگ» (Hashing) گفته می‌شود.

در الگوریتم اجماع اثبات کار برای رسیدن به اجماع، از معادلات مربوط به توابع هش استفاده می‌شود. ماهیت کار به این شکل است که شبکه مقدار خروجی خود را برای یک بلاک مشخص می‌کند. ماینرها باید با قراردادن اطلاعات تراکنش‌ها و یک مقدار تصادفی به نام نانس فرایند هشینگ را انجام دهند و هش ایجاد شده را با هش مورد نظر شبکه برای آن بلاک مقایسه می‌کنند. اگر هش درست بود و سایر ماینرها درستی آن را تایید کردند، بلاک تایید شده و به شبکه اضافه می‌شود. هر چقدر توان حل تابع هش با قراردادن مقادیر نانس برای یک ماینر بالا باشد شانس او برای برنده شدن بیشتر خواهد بود. نرخ هش ماینر در اصل به این مساله اشاره دارد.

فیلم آموزش ارزهای دیجیتال و رمزارزها و اصول سرمایه گذاری در این بازار – مقدماتی در فرادرس

کلیک کنید

هش ریت شبکه بیت کوین چیست ؟

واژه هش ریت را می‌توان برای اشاره به مقادیر و مفاهیم مختلفی استفاده کرد. در بخش قبلی مفهوم هش ریت در ارتباط با ماینر و فرایند استخراج کریپتوکارنسی بحث شد اما هش ریت بیت کوین چیست و چه تفاوتی با تعریف هش ریت در ارتباط با ماینر دارد. منظور از هش ریت بیت کوین که گاهی اوقات به عنوان هش ریت شبکه نیز از آن یاد می‌شود، تعداد معادلاتی است که تمامی ماینرهای فعال در شبکه می‌توانند در واحد زمان آن را حل کنند. بنابراین، هش ریت شبکه با توان پردازشی کل دستگاه‌های موجود در شبکه در ارتباط است و مقدار آن بالاتر از توان تک تک دستگاه‌های ماینر است.

فیلم آموزش راه اندازی ریگ ماینینگ رمزارزها و ارزهای دیجیتال در فرادرس

کلیک کنید

مقدار هش ریت شبکه بیت کوین یک مقدار محاسباتی است و بر حسب «هش بر ثانیه» (H/S) مشخص می‌شود. محاسبه هش ریت با استفاده از متغیر سختی فعلی شبکه و تفاوت متوسط زمان بلاک‌های استخراج شده با زمان متوسط تعریف شده، انجام می‌شود. با افزایش هش ریت شبکه بیت کوین اعداد استفاده شده برای هش نیز زیاد می‌شود و به همین دلیل از واحدهای دیگر برای اشاره به میزان هش ریت شبکه استفاده می‌شود. جدول زیر واحدهای مختلف مورد اشاره به هش ریت شبکه را نشان می‌دهد.

توجه داشته باشید که میزان هش ریت بیت کوین نشان‌دهنده میزان سرعت حل بلاک‌های شبکه نیست و این مقدار با متغیر سختی شبکه تعیین می شود که در ادامه به بررسی رابطه سختی شبکه با هش ریت خواهیم پرداخت. نرخ هش در بلاک چین را می‌توان برای اشاره به میزان توان محاسباتی ماینرهای سایر شبکه‌های بلاک چینی با الگوریتم اثبات کار مانند «لایت کوین» و «اتریوم» نیز استفاده کرد و در اینجا به عنوان نمونه از شبکه بیت کوین استفاده شده است. تصویر زیر نمودار تغییرات هش ریت شبکه بیت کوین در طی زمان را نشان می‌دهد. بالاترین میزان ثبت شده هش ریت در شبکه بیت کوین برابر «۲۶۶/۹4» اگزاهش است که در حال حاضر این مقدار به «۱۸۵/۶۶» رسیده است.

رابطه سختی شبکه و هش ریت چیست ؟

«سختی شبکه» (Network Difficulty) یا «سختی استخراج» (Mining Difficulty) نشان‌دهنده میزان سختی ماین کردن بلاک‌های بعدی یک رمزارز است. به صورت آماری، سختی شبکه نشان‌دهنده این است که یک ماینر باید چه میزان هش تولید کند تا به جواب معادله شبکه و پاداش استخراج ارز دیجیتال دست پیدا کند. سختی شبکه به‌گونه‌ای تنظیم می‌شود که زمان لازم برای حل بلاک، یک زمان مشخص باشد. این زمان برای بالا بردن امنیت شبکه و جلوگیری از ایجاد زنجیره‌های موازی تعیین می‌شود. زمان بلاک برای بیت کوین ۱۰ دقیقه است.

فیلم آموزش مقدماتی بلاک چین Blockchain، عملکرد و کاربردهای آن در فرادرس

کلیک کنید

زمانی که ماینرها توان پردازشی جدید وارد شبکه می‌کنند و نرخ هش شبکه افزایش پیدا می‌کند، تعداد هش‌های قابل حل در واحد زمان توسط دستگاه‌ها افزایش می‌یابد و زمان حل بلاک کاهش می‌یابد. در این حالت بلاک چین سختی شبکه را افزایش می‌دهد تا حل معادله بلاک در زمان مقرر شده انجام شود. برعکس این حالت نیز درست است و در زمان‌‌هایی که سختی شبکه کاهش می‌یابد، زمان لازم برای حل معادلات شبکه افزایش پیدا می‌کند. در این حالت بلاک چین با کاهش سختی شبکه، زمان حل معادله را به زمان تعیین شده کاهش می‌دهد.

اعمال سختی شبکه بر روی «هدف بلاک» (Target) اعمال می‌شود. همانطور که در بخش هش‌ریت چیست گفته شد، کاربران با قراردادن مقادیر مختلف نانس خروجی هش هر بلاک را به دست می‌آورند و آن را با هدف بلاک مقایسه می‌کنند. هدف بلاک یک رشته هم‌اندازه با خروجی تابع هش است که در ایتدای آن تعدادی صفر وجود دارد. هر چقدر تعداد این صفرها افزایش پیدا می‌‌کند، احتمال رسیدن به خروجی مورد نظر پایین‌تر می‌آید و معادله سخت‌تر می‌شود. کاهش تعداد صفرها نیز احتمال پیدا شدن جواب شبکه را افزایش می‌‌دهد، بنابراین سخته شبکه کاهش می‌یابد.

متغیر سختی شبکه برای بیت کوین هر ۲۰۱۶ بلاک (حدود دو هفته) اتفاق می‌افتد و شبکه با بررسی میانگین زمان حل بلاک‌های قبلی سختی استخراج را تنظیم می‌کند. در حال حاضر سختی شبکه بیت کوین «۲۸/۲۳» تراهش است که انتظار می‌رود در تنظیم بعدی این مقدار به «۲۸/۶۶» تراهش برسد. تصویر زیر نمودار تغییرات سختی شبکه بیت کوین را در طول زمان نشان می‌دهد.

رابطه بین سود استخراج و هش ریت ماینر چیست ؟

هش ریت دستگاه ماینر نشان‌دهنده تعداد هش‌هایی است که دستگاه می‌تواند در واحد زمان حل کند. از طرفی سختی شبکه نشان‌دهنده میزان توان پردازشی یک ماینر است که می‌تواند با استفاده از آن بلاک‌های شبکه را در ده دقیقه حل کند. بنابراین، کاربران شبکه می‌توانند با مقایسه توان پردازشی دستگاه خود با میزان سختی شبکه به این نتیجه برسند که آیا شانسی برای استخراج ارز دیجیتال دارند یا نه.

فیلم آموزش مقدماتی بلاک چین Blockchain، عملکرد و کاربردهای آن در فرادرس

کلیک کنید

حتما در مقالات مختلفی خوانده‌اید که استخراج بیت کوین با کارت گرافیک و استخراج بیت کوین با کامپیوتر معمولی و گوشی همراه امکان پذیر نیست. دلیل این امر را می‌توان در نرخ هش پایین این دستگا‌‌ه‌ها نسبت به سختی شبکه و هش ریت کل شبکه جست‌وجو کرد. هش ریت گوشی همراه به طور عادی در حدود ۵۰ هش بر ثانیه است در حالی که سختی شبکه بیت کوین در حال حاضر بیش از ۲۸ تراهش است و همین مساله باعث می شود که شانس حل معادله توسط ماینر با گوشی همراه تقریبا صفر باشد.

تاثیر نرخ هش بر امنیت شبکه بلاک چین چیست ؟

در بخش هش ریت چیست اشاره شد که نرخ هش باعث افزایش امنیت شبکه می‌شود. دلیل این امر را می‌‌توان با اشاره به مفهوم «حمله ۵۱ درصد» توضیح داد. حمله 51 درصد زمانی اتفاق می‌افتد که شخص یا گروهی از ماینرها بتوانند بیش از نصف توان پردازشی شبکه را به دست آورند و با ایجاد بلاک‌های نادرست و دستکاری اطلاعات بلاک‌ها شبکه بلاک چین را با مشکل امنیتی روبه‌ور کنند.

فیلم آموزش مقدماتی بلاک چین Blockchain، عملکرد و کاربردهای آن در فرادرس

کلیک کنید

این اتفاق در پروژه‌های مختلفی مانند «بیت کوین گلد» اتفاق افتاده است اما بیت کوین در برابر این حمله مجهز است چرا که نرخ هش شبکه بیت کوین به قدری زیاد است که کمتر کسی قادر به تامین نصف این توان پردازشی و برق مورد نیاز برای استخراج است.

اتصال بلاک‌ها به یکدیگر توسط هش‌های بلاک قبلی، تغییر اطلاعات در بلاک‌های قدیمی شبکه را بسیار دشوار کرده است و کاربران برای انجام این کار نیاز دارند که تمامی بلاک‌های بعد از بلاک مورد نظر خود را از اول استخراج کنند. استخراج هر بلاک به ده دقیقه زمان نیاز دارد و هزینه زیادی صرف آن می‌شود. بنابراین، نرخ هش شبکه بالا به معنی امنیت بالای شبکه است.

فیلم آموزش ارزهای دیجیتال و رمزارزها و اصول سرمایه گذاری در این بازار – تکمیلی در فرادرس

کلیک کنید

هش ریت استخر چیست ؟

امروزه از استخر‌های استخراج توکن‌های ارز دیجیتال برای تجمیع توان پردازشی افراد و فعالیت به صورت یک کل در شبکه استفاده می‌شود. این مساله باعث می‌شود کاربرانی که توان پردازشی پایینی دارند همچنان بتوانند به استخراج ارزهای دیجیتال بپردازند. هش ریت استخر به مجموع توان پردازشی کاربران حاضر در یک استخر گفته می‌شود. استخر با فعالیت به عنوان یک کل، بلاک‌های شبکه را استخراج می‌کند و پاداش‌های دریافت شده را پس از کسر کارمزد استخر استخراج، به نسبت توان هر کاربر نسبت به هش ریت استخر، بین آن‌ها تقسیم می‌کند.

جمع‌بندی

نرخ هش یکی از پارامترهای مهم برای انواع بلاک چین‌‌ها با الگوریتم اثبات کار به خصوص بیت کوین است. بالا بودن نرخ هش به معنی امنیت بالای شبکه بلاک چین و کارکرد صحیح آن است. در این مقاله به بررسی این مفهوم پرداختیم و به سوالات مرتبط با این موضوع مانند هش ریت ماینر چیست و هش ریت بیت کوین چیست پاسخ دادیم. علاوه بر این، سوالاتی مانند رابطه سختی شبکه با هش ریت چیست نیز در این مقاله مورد بحث و بررسی قرار گرفت.