جوانب مثبت و منفی استخراج بیت کوین

آیا منافع حاصل از بیت کوین و بهبود سطح زندگی ما، استفاده مازاد از انرژی را توجیه می کنند؟ بیت کوین پس از قرار گرفتن در صدر بهترین دارایی های جهان، شور و اشتیاق عموم را برانگیخته و رسانه ها به آن توجه بیشتری کرده اند. با این حال، هر زمان که قیمت آن بالا می رود، شک و تردیدهای زیادی عمدتا درباره منشا آن و مصرف برق توسط استخراج کنندگان بوجود می آید.

پروتکل بیت کوین یک دارایی منحصر به فرد ایجاد کرده است

برای درک چگونگی تولید بیت کوین و استخراج چیست، مسئله اصلی مشکل دوبارخرج کردن است. قبل از بیت کوین، نه ارز دیجیتالی وجود داشت که  قابل انتقال باشد و نه دارایی دیجیتال که به چندین قسمت تقسیم شود.

همه ما به تلفن های هوشمند و کامپیوترها عادت کرده ایم. ما ایمیل و عکس ها را از طریق آنها ارسال می کنیم، اما در واقع متوجه این روند نیستیم: ما یک کپی از ایمیل (ونه ایمیل اصلی) و یک کپی از عکس های خود (نه عکس های اصلی) را می فرستیم. وقتی روی دکمه “ارسال” در تلفن هوشمند یا کامپیوتر کلیک می کنیم، نسخه اصلی برای همیشه در دستگاه ما باقی می ماند.

حل مشکل دوباره خرج کردن در شبکه بیت کوین

در مورد تراکنش های مالی نیز وقتی روی دکمه ارسال در حساب های بانک اینترنتی خود یا دستگاه خود پرداز کلیک می کنیم، همیشه یک واسطه وجود دارد که پول را از یک حساب به حساب دیگر انتقال می دهد. این مشکلی است (مشکل دوبار خرج کردن) که بیت کوین قصد حل آن را دارد.

برای مثال، وقتی که در تلفن همراه یا کامپیوتر خود روی دکمه ارسال کلیک می کنید، یک کپی نمی فرستید، در واقع یک کالای دیجیتال ارسال می کنید. هنگامی که تراکنشی در شبکه بیت کوین انجام می شود، این تراکنش غیرقابل برگشت بوده و نمی توان آن را دستکاری کرد.

به همین دلیل، امکان لغو یا برگشت بیت کوین پس از تایید شدن توسط شبکه بلاک چین وجود ندارد، چون پروتکل آن مشکل دوبار خرج کردن را حل کرده است. این ویژگی، بیت کوین را به یک دارایی دیجیتالی واحد و منحصر به فرد تبدیل کرده و انجام تراکنش های آن را در اینترنت و بدون واسطه (مستقل از نهاد مرکزی) امکان پذیر کرده است.

چه کسی بیت کوین را صادر می کند؟

پول فیزیکی توسط بانک های مرکزی صادر می شود. اما بیت کوین توسط الگوریتم هایی ایجاد می شود که قوانین آنها از قبل در پروتکل آن (بلاک چین بیت کوین) تعیین شده اند.

بلاک چین بیت کوین یک سیستم ثبت تراکنش ها است که در یک شبکه باز (توزیع شده) از مشارکت کنندگان “ناشناس”،  نگهداری می شود که یکدیگر را نمی شناسند یا به یکدیگر اعتماد ندارند.

بنابراین، وقتی ساتوشی ناکاموتو کد منبع را برای نرم افزار پروتکل بیت کوین نوشت و آن را منتشر کرد، موارد زیر را  پیشنهاد داد: اگر امنیت شبکه را تامین کنید و به این شبکه مالی کمک کنید، به شما پاداش داده خواهد شد.

منطق قوانین از پیش تعیین شده در پروتکل بیت کوین بسیار شفاف بود و به زبان برنامه نویسی نوشته شده اند. دستیابی به موفقیت توسط اولین بلاک چین فقط در مورد راه حل های علوم کامپیوتر نیست.

راز پاداش ها در شبکه بیت کوین

ساتوشی ناکاموتو برای ایجاد بلاک چین بیت کوین، تحقیقات موجود (بیت گلد،  b-money، هش کش ) را بررسی و نظریه بازی را به آن اضافه کرد. ساتوشی با استفاده از نظریه بازی، مکانیسم پاداش(مکانیسم اجماع) به نام اثبات کار را  به کار گرفت که زمینه جدیدی از هماهنگی اقتصادی را که اکنون ” اقتصاد رمزنگاری” نامیده می شود، امکان پذیر کرد.

این سیستم پاداش اقتصادی است که تضمین می کند مشارکت کنندگان بیت کوین در راستای امنیت و عملکرد کامل سیستم عمل می کنند.این دلیل اصلی هک نشدن بلاک چین بیت کوین تا به امروز بوده است.

اهمیت استخراج

هرچه تعداد بیشتری از افراد به پاداش های بالقوه موجود در بیت‌کوین پی می برند و شروع به متصل کردن کامپیوترهای خود برای تامین امنیت شبکه می کنند، بلاک چین این ارز پایدارتر و امن تر می شود. در حال حاضر، قدرت محاسباتی خیلی زیادی وجود دارد که امنیت تراکنش ها را تضمین می کنند.

یک بیت کوین توسط استخراج کنندگان (تایید کنندگان) از پروتکل بلاک چین “استخراج” می شود. آنها برای این که بتوانند حق گنجاندن تراکنش بیت کوین در شبکه بلاک چین را بدست بیاورند و پاداش آن را بگیرند، باید الگوریتم های ریاضی را حل کنند.

هر تراکنش بیت کوین قبل از این که به بلاک چین اضافه شود، به “ممپول” فرستاده می شود. ممپول منطقه ای برای نگهداری تراکنش های تایید نشده است، جایی که تراکنش ها برای وارد شدن به یک بلاک منتظر تایید می مانند. سپس استخراج کنندگان این تراکنش های در حال انتظار را می گیرند و آنها را با هم ترکیب می کنند تا “بلاکی” از تراکنش ها ایجاد کنند.

توجه داشته باشید که استخراج کنندگان با یکدیگر رقابت می کنند تا کامپیوترهای آنها برای ثبت جدیدترین تراکنش ها در بلاک بعدی انتخاب شوند. بهترین راه برای برنده شدن در این مسابقه، حل چندین باره الگوریتم ها است (قبل از این که شخص دیگری به نتیجه صحیح برسد که “نانس” نامیده می شود).

از آنجا که برای حدس زدن نانس صحیح به تلاش خیلی زیادی نیاز است، تنها کسانی که قدرت محاسباتی بیشتری برای برنده شدن در این رقابت را دارند، پاداش دریافت خواهند کرد. 

ما می توانیم دو نتیجه مهم از آنچه تاکنون گفته ایم، بگیریم:

نتیجه اول این است که مکانیسم اثبات کار (PoW) از تولید مجدد بلاک ها و در معرض خطر قرار گرفتن شبکه توسط استخراج کنندگان جلوگیری می کند. استخراج کنندگان با هر بار تلاش باید انرژی محاسباتی واقعی را مصرف کرده و نانس را پیدا کنند تا فرصتی برای به دست آوردن پاداش داشته باشند. از آنجا که برق برای استخراج رایگان نیست، لذا اثبات کار هزینه مالی برای استخراج بیت کوین ایجاد می کند.

نتیجه دوم به این واقعیت اشاره دارد که PoW تاریخچه تراکنش های بیت کوین را غیرقابل تغییر می کند. اگر یک مهاجم بخواهد یک تراکنش را تغییر دهد، باید تمام کارهایی را که تاکنون انجام شده، دوباره انجام دهد تا طولانی ترین شبکه را بازیابی و ایجاد کند. از لحاظ نظری این غیر ممکن است و به همین دلیل گفته می شود که استخراج کنندگان از شبکه بیت کوین “محافظت” می کنند.

چون استخراج طی سال های قبل به یک صنعت قانونی تبدیل شده است، متخصصان حرفه ای با سخت افزارهای تخصصی از آن پشتیبانی می کنند.از این رو آنها به مراکز داده بزرگ و برق زیادی نیاز دارند.

شایان ذکر است که اگرچه مکانیسم های اجماع دیگری نیز وجود دارند، اما PoW بیشترین استفاده را در بلاک چین ها دارد، چون از نظر امنیت سایبری قوی ترین مکانیسم است.

استخراج بیت کوین چقدر برق مصرف می کند

دانشگاه کمبریج از سال ۲۰۱۵ یک شاخص زنده ای راه اندازی کرد که مصرف برق شبکه بیت‌کوین را محاسبه کرده و تخمین می زند. در واقع، شفاف بودن بیت کوین به همه اجازه می دهد تا مقدار هش اعمال شده در شبکه را ببینند. 

شما می توانید بر اساس بهره وری انرژی سخت افزار استخراج مورد استفاده، میزان برق مصرفی شبکه برای انجام این هش ها را تخمین بزنید.

براساس ردیاب مصرف برق بیت‌کوین دیجی کوینومیست، در حال حاضر، صنعت استخراج ۷۷.۷۸ تراوات ساعت در سال برق مصرف می کند. این مقدار با کل مصرف برق در کشورهایی مانند هلند و جمهوری چک برابر است.

طبق برآوردهای فوق،بسیاری بر علیه بیت کوین و استفاده از اثبات کار بحث و اظهار نظرمی کنند. با این حال، آیا می توانیم این “برآوردها” را به عنوان یک حقیقت مطلق در نظر بگیریم؟ آیا این برآوردها در نظر می گیرند که استخراج کنندگان همیشه با کارایی یکسان فعالیت نمی کنند؟ آیا این نکته در نظر گرفته شده که ممکن است برق مصرفی از منابع پاک تامین شود؟

بررسی تک تک بحث ها پیرامون استخراج بیت کوین

بحث ها بر علیه مکانیسم اثبات کار

استدلال های ضد اثبات کار و مکانیسم پاداش ایجاد شده توسط ساتوشی ناکاموتو عبارتند از:

• ۱. استخراج بیت کوین برق زیادی مصرف می کند.
• ۲. اکثر استخراج کنندگان بیت‌کوین در کشور چین ساکن هستند.
• ۳. استخراج کنندگان بیت کوین در چین عمدتا از برق تولید شده با زغال سنگ (منبع آلوده) استفاده می کنند.
• ۴. استخراج بیت کوین باعث انتشار زیاد کربن می شود.
• ۵. بیت کوین مضر و بد است.

همانطور که در بحث قبلی نشان دادیم، استدلال ۱ درست است.این یکی از دلایل اساسی امنیت بی نظیر شبکه بیت کوین به حساب می آید.

استدلال ۲ قبلا درست بود، اما شرایط در حال تغییر کردن هستند.چون مناطق بیشتری در جهان وارد صنعت استخراج بیت کوین می شوند. از آنجا که این برای مصرف برق توسط شبکه بیت کوین اهمیتی ندارد، ما آن را درست در نظر می گیریم.

در این نقشه، مناطق مهم استخراج با رنگ آبی مایل به سبز، استان سیچوان در چین با رنگ زرد و مناطق کمتر مرتبط با استخراج با رنگ قرمز مشخص شده اند.

همانطور که در مبحث بعدی خواهیم دید، استدلال ۳ نادرست است که این استدلال های ۴ و ۵ را  نفی می کند.

بیت کوین یک مصرف کننده بزرگ برق اما از نوع تجدید پذیر

تحقیقات اخیر که توسط CoinShares Research منتشر شده اند، نشان می دهند که بیشتر برق  مصرفی برای استخراج بیت کوین از منابع پاک مانند باد، خورشید و برقابی تامین می شود.

به بیان دقیق تر، ۶۰ درصد استخراج جهانی در کشور چین انجام می شود و استان سیچوان در این کشور به تنهایی ۵۰ درصد از نرخ هش جهانی را تولید می کند. ۱۰ درصد دیگر به طور مساوی بین استان های یون نان، سین کیانگ و مغولستان تقسیم می شود.

توجه به این نکته مهم است که تسلط سیچوان چه در چین و چه در جهان رابطه مستقیمی با استان های یون نان، گوئیژو و سیچوان در جنوب غربی چین دارد . این استان ها بیشترین برق را از نیروی آب تولید می کنند.در فصل بارندگی، قیمت برق در استان سیچوان در پایین ترین سطح در جهان است و همین موجب شده تا این منطقه تبدیل به یکی از جذاب ترین مناطق استخراج در جهان شود.

از طرف دیگر، از ۴۰ درصد باقیمانده استخراج جهانی، ۳۵ درصد از تولید جهانی نرخ هش به طور مساوی بین واشنگتن، نیویورک، بریتیش کلمبیا، آلبرتا، کبک، نیوفاندلند و لابرادور، ایسلند، نروژ، سوئد، گرجستان و ایران تقسیم شده است.

این گزارش همچنین به یک مسئله گسترده تر در مورد چگونگی استفاده از انرژی های تجدید پذیر در سراسر جهان اشاره دارد: بسیاری از ژنراتورهای انرژی های تجدیدپذیر در مکان نامناسبی قرار دارند و از آنها کم استفاده می شود. بنابراین، تنها مورد استفاده از برق تولید شده در این مناطق،استخراج بیت‌کوین است.

در این زمینه، این تحقیق نتیجه گرفت که شبکه بیت‌کوین ۷۴ درصد از برق خود را از منابع تجدید پذیر به دست می آورد.از این رو، این صنعت در مقایسه با دیگر صنایع بزرگ در جهان، تمرکز بیشتری روی منابع انرژی پاک دارد.