بررسی صفر تا 100 رابطه سختی شبکه با قیمت بیت کوین

مروری بر نحوه عملکرد شبکه بیت کوین

قبل از پرداختن به موضوع سختی شبکه‌، بد نیست ابتدا نیم نگاهی به شبکه بیت کوین و نحوه عملکرد آن بیندازیم. همان‌طور که می‌دانید، شبکه بیت کوین، در حقیقت تعدادی بلوک (Block) هستند که به صورت زنجیره وار (Chain) به هم متصل می‌شوند و یک زنجیره بلوکی یا بلاکچین (Blockchain) را تشکیل می‌دهند.

اما نحوه ایجاد این بلوک‌ها و تشکیل زنجیره، همان چیزی است که مفهوم استخراج بیت کوین و سختی شبکه و هاوینگ و غیره… در آن نهفته است. اگر بخواهیم به زبان خیلی ساده و قابل درک، نحوه عملکرد شبکه بیت کوین را توضیح دهیم، مراحل زیر را خواهیم داشت:

یکی از نودها یک تراکنش جدید انجام می‌دهد (آغاز فرایند ایجاد بلوک جدید)

اطلاعات مربوط به تراکنش، هش بلوک قبلی و آدرس مقصد (کلید عمومی) با نودها به اشتراک گذاشته می‌شود

نودها برای تایید تراکنش، شروع به حل کردن یک معادله ریاضی خاص می‌کنند

نودی که بتواند معادله را حل کند، پاداش گرفته و تراکنش را تایید می‌کند

به نودی که تراکنش را تایید کرده پاداش داده می‌شود!

و در نهایت تراکنش تایید و ثبت شده و بلوک جدید به زنجیره اضافه می‌شود

اما معادله‌ای که قرار است نودها حل کنند از اهمیت بالایی برخوردار است. این معادله، توسط تابع خاصی که تابع هش (Hash Function) نامیده می‌شود تولید می‌شود.

نودها برای این‌که بتوانند این معادله را حل کنند، به توان محاسباتی نیاز دارند و این کار را هم به صورت حدس و خطایی انجام می‌دهند. یعنی اعدادی را به صورت حدس و خطایی در داخل تابع قرار می‌دهند تا نهایتاً به عددی برسند – عدد نانس (Nonce) – که قرار دادن آن در تابع هش، یک خروجی مشخص و تعیین شده را می‌دهد.

استخراج بیت کوین

به این فرایند حل کردن معادله و کمک به تایید تراکنش، که باعث می‌شود یک بلوک جدید ایجاد شده و به شبکه اضافه شود، استخراج (Mining) گفته می‌شود. اما نودها چرا این‌همه توان محاسباتی و انرژی و هزینه صرف می‌کنند تا یو بلوک به بلوک‌های شبکه بیت کوین اضافه کنند؟! چون…

در ازای تایید تراکنش‌ها کارمزد دریافت می‌کنند

در ازای ایجاد بلوک – همان استخراج بیت کوین – پاداش دریافت می‌کنند

مقدار این پاداش چقدر است؟!

مقدار پاداشی که برای استخراج هر بلوک جدید در شبکه بیت کوین در نظر گرفته شده است، در ابتدای راه‌اندازی شبکه در سال 2008 میلادی 50 بیت کوین بود. یعنی کر نودی که قادر بود معادله را حل کرده و یک بلوک جدید ایجاد کند، 50 بیت کوین استخراج می‌کرد که همه این 50 بیت کوین را به عنوان پاداش برای خودش برمی‌داشت.

اما سازوکار شبکه بیت کوین به نحوی طراحی شده است که پاداش استخراج بلوک جدید در آن ثابت نیست و هر تقریباً چهار سال یک‌بار نصف می‌شود. یعنی پاداش شبکه بیت کوین در سال 2012 نصف شده و به 25 بیت کوین کاهش یافته؛ در سال 2016 باز هم نصف شده و به 12.5 بیت کوین رسیده؛ در سال 2020 میلادی نصف شده و به 6.25 بیت کوین رسیده و در سال 2024 میلادی هم قرار است باز نصف شده و به 3.125 بیت کوین کاهش پیدا کند! این فرایند و سازوکار، هاوینگ (Halving) نام دارد.

اما وقتی پاداش نصف می‌شود، چه دلیل دارد که ماینرها یا همان استخراج کننده‌های بیت کوین باز هم برای ادامه استخراج انگیزه داشته باشند؟!

اولاً – قیمت بیت کوین در حال حاضر به اندازه کافی برای این‌کار بالاست

ثانیاً – سختی شبکه بعد از هاوینگ کاهش می‌یابد تا ماینرها راحت‌تر بتوانند استخراج کنند

بله، ساتوشی ناکاموتو فکر همه‌جا را کرده است…

سختی شبکه (Network Difficulty) چیست؟

سختی شبکه (Network Difficulty) متغیری است که میانگین مدت زمان مورد نیاز برای ایجاد یک بلوک جدید را در یک بازه زمانی مشخص ثابت نگه می‌دارد. در واقع، منظور از سختی، سخت‌تر همان معادله ریاضی است که نودهای ماینر باید برای استخراج بیت کوین آن را حل کنند.

تابع هش بیت کوین به نحوی طراحی شده است که با افزایش تعداد نودهای ماینر، این معادله ریاضی را سخت‌تر می‌کند. اگر کمی فکر کنید متوجه می‌وید که این‌کار واقعاً هم نیاز بوده است!

در سال‌های ابتدایی معرفی بیت کوین به بازار، حتی با سیستم‌های خانگی و پردازنده‌های مرکزی (CPU) هم امکان حل معادله تابع هش و استخراج بیت کوین وجود داشت. خوب… با توجه به قیمت فوق‌العاده بالای بیت کوین در حال حاضر و پردازنده‌های خیلی قوی‌تری که بسیاری از کاربران دسترسی دارند، اگر معادله ریاضی همان‌قدر ساده باقی می‌ماند الان میلیون‌ها میلیون ماینر در سراسر دنیا وجود داشتند که در چند ثانیه – یا حتی در کسری از ثانیه! – بیت کوین استخراج می‌کردند!!

هم قیمت بیت کوین فرصت افزایش پیدا نمی‌کرد و اصطلاحاً دچار تورم می‌شد و هم اساساً شبکه خیلی زود نابود می‌شد چرا که تعداد کل بیت کوین‌هایی که می‌توان استخراج کرد محدود به 21 میلیون بیت کوین است.

پس سختی شبکه، یک سازوکار بسیار هوشمندانه و لازم برای شبکه بیت کوین بوده است. میانگین مدت زمان ایجاد هر بلوک در شبکه بیت کوین، ده دقیقه در نظر گرفته شده است و سختی شبکه این مدت زمان را تقریباً ثابت نگه می‌دارد.

سختی شبکه چگونه و در چه زمان‌هایی تغییر می‌کند؟

سختی شبکه تقریباً هر دو هفته یک‌بار و پس از ایجاد 2016 بلوک جدید تغییر پیدا می‌کند. مدت زمان مورد نیاز برای تولید هر بلوک در این مدت زمان، حدود 10 دقیقه است که پس از تولید 2016 بلوک، سختی شبکه با تغییر پیچیدگی معادله تابع هش به نحوی تنظیم یم‌شود تا 2016 بلوک بعدی هم حدود دو هفته برای تولید طول بکشند (تقریباً هر بلوک همان ده دقیقه)!

اما در مورد مقدار تغییرات سختی شبکه بیایید یک مثال عینی را با هم بررسی کنیم:

فرض کنید میزان سختی شبکه به نحوی بوده که کل 2016 بلوک، در عرض 19000 دقیقه ایجاد شده‌اند. بدیهی است که این رقم در مقایسه با 20160 دقیقه (2016*10) پایین‌تر است و بنابراین ماینرها سریع‌تر استخراج را انجام داده‌اند پس باید سختی شبکه افزایش پیدا کند. در محاسبات نیز داریم:

20160 / 19000 = 1.0610

رقم به دست آمده بالاتر 1.0 است پس سختی باید افزایش پیدا کند. اگر پایین‌تر از یک بود، لازم بود سختی کاهش پیدا کند. در این مثال، سختی شبکه به صورت خودکار پس از تکمیل 2016 بلوک – به اندازه 3.1 – افزایش پیدا می‌کند تا مدت زمان مورد نیاز برای استخراج این تعداد بلوک مجدداً به 20160 دقیقه برسد.

رابطه سختی شبکه و هش ریت

فاکتور بسیار مهمی که در شبکه بیت کوین وجود دارد نرخ هش یا هش ریت (Hash Rate) است. منظور از هش ریت، میزان قدرت پردازشی متصل شده به شبکه بیت کوین است و در واقع افزایش آن به افزایش تعداد دستگاه‌های استخراج بیت کوین یا افزایش قدرت دستگاه‌های متصل شده به شبکه است که باعث می‌شود میزان و سرعت استخراج افزایش پیدا کند.

بدیهی است که وقتی تعداد نودهای ماینر بیشتر می‌شود یا از دستگاه‌هایی با توان محاسباتی بالاتر استفاده می‌شود، تعداد عددهایی که در تابع هش به صورت حدس و خطایی قرار داده می‌شوند هم بیشتر شده و بنابراین، شانس پیدا کردن جواب معادله – همان عدد نانس – و ایجاد بلوک جدید هم بیشتر می‌شود.

بنابراین، افزایش هش ریت در شبکه باعث خواهد شد تا بلاک اینتروال – مدت زمان مورد نیاز برای ایجاد یک بلوک در شبکه بیت کوین – به زیر 10 دقیقه برسد. پس طبعاً پس از 2016 بلوک، منجر به افزایش سختی شبکه خواهد شد تا مجدداً بلاک اینتروال را به 10 دقیقه برساند.

برعکس این موضوع هم جریان دارد! یعنی وقتی دستگاه‌های استخراج از شبکه بیت کوین خارج می‌شوند، هش رست کاهش پیدا می‌کند و در نتیجه، با کاهش سختی شبکه برای جبران آن روبه‌رو خواهیم بود.

نمودار کلی هش ریت بیت کوین از زمان معرفی این ارز تا کنون به شکل زیر است:

هش ریت، هاوینگ و سختی شبکه

توصیفی که از ارتباط هش ریت و سختی شبکه دادیم، دقیقاً همان چیزی است که در بحث هاوینگ بیت کوین نیز مطرح شد. با هاوینگ بیت کوین و کاهش پاداش به نصف، برخی از دستگاه‌های استخراج قدیمی بیت کوین دیگر توجیه اقتصادی نخواهند داشت و از چرخه استخراج خارج می‌شوند. بنابراین، هش ریت در شبکه بعد از هاوینگ به شدت افت می‌کند. در نتیجه این کاهش هش ریت، سختی شبکه هم پایین می‌آید و در نتیجه ماینرهای باقیمانده در شبکه انگیزه لازم برای ادامه کار در شبکه را پیدا می‌کنند.

برای درک بهتر این موضوع می توانید نگاهی به نمودار هش ریت بیت کوین در زمان هاوینگ 2020 میلادی بیندازید:

نمودار هش ریت بیت کوین؛ منبع: نیو هج (New Hedge)

همان‌طور که مشاهده می‌کنید، در ماه می 2020 میلادی – مصادف با سومین هاوینگ بیت کوین – هش ریت شبکه بیت کوین به شدت کاهش یافته است.

رابطه سختی شبکه با قیمت بیت کوین

اما همه این مباحث را با هم بررسی کردیم تا به موضوع اصلی این مقاله برسیم؛ یعنی «رابطه سختی شبکه با قیمت بیت کوین»!

واقعیتی که وجود دارد این است که رابطه سختی شبکه با قیمت بیت کوین یک رابطه کاملاً مستقیم است. برای درک رابطه سختی شبکه با قیمت بیت کوین کافیست نگاهی به نمودار زیر بیندازید که سختی شبکه بیت کوین و قیمت آن را طی این 15 سال نشان می‌دهد:

نمودار سختی شبکه و قیمت بیت کوین از زمان معرفی آن تا 2023؛ منبع: نیو هج (New Hedge)

همان‌طور که مشاهده می‌:نید، روند سختی بیت کوین نیز همسو با قیمت آن افزایشی بوده است. با این حال، برای درک عمیق‌تر رابطه سختی شبکه با قیمت بیت کوین روی نمودار فوق زوم می‌کنیم:

رابطه سختی شبکه و قیمت بیت کوین؛ منبع: نیو هج (New Hedge)

باز هم کاملاً مشهود است که رابطه سختی شبکه با قیمت بیت کوین یک رابطه مستقیم و تقریباً تنگاتنگ است.

اما قیمت پیرو سختی شبکه است یا سختی شبکه تابعی از قیمت بیت کوین است؟ این رابطه علت و معلولی کمی پیچیده است و نظریه‌ها و نکته نظرات مختلفی در مورد آن وجود دارد.

برخی بر این عقیده‌اند که هش ریت و سختی شبکه به قیمت بیتکوین وابسته است. از منظر این تحلیل‌گران، هرگاه قیمت بیت کوین افزایش پیدا می‌کند، استخراج‌کنندگان نیز به طمع کسب درآمد بالاتر بیش ‌از‌ پیش تشویق به استخراج بیت کوین در شبکه می‌شوند و در نتیجه، قدرت هش و در پی آن سختی شبکه بیتکوین را افزایش می‌دهند.

با این حال، گروهی دیگر از تحلیل‌گران نظیر مکس کایزر (Max Keizer)، یکی از طرفداران پروپاقرص بیت کوین، بر این عقیده‌اند که این رابطه به‌صورت معکوس عمل می‌کند؛ به این ترتیب که قیمت بیت کوین از نرخ هش و در نتیجه سختی شبکه تأثیر می‌پذیرد.

در حالت کلی، این طور می‌توان در نظر گرفت که با افزایش قیمت بیت کوین، ماینرهای بیشتری به سمت شبکه جذب شده و منجر به افزایش هش ریت و سختی شبکه در آن می‌شوند. در نتیجه، اتفاقی که می‌افتد این است که قیمت بیت کوین متعاقاباً افزایش بیشتری پیدا می‌کند و باز هم ماینرهای بیشتری را به سمت خود جذب می‌کند و این چرخه ادامه دارد… چرخه‌ای که ساتوشی ناکاموتو به بهترین هوشمندانه‌ترین شکل ممکن آن را طراحی کرده است.

مارپیچ مرگ بیت کوین

برخی از تحلیل‌گران بر این باور هستند که احتمال بروز مارپیچ مرگ (Vortex of Death) برای بیت کوین به خاطر این فرایند سختی شبکه وجود دارد. مارپیچ مرگ به وضعیتی گفته می‌شود که در آن، پس از استخراج 2016 بلوک تعیین شده، سختی شبکه به‌دلیل کاهش سریع قیمت بیت کوین و سود استخراج آن، به درستی تنظیم نشود.

بدیهی است که اگر هاونیگ رخ داده و در عین حال، قیمت بیت کوین یز به یک‌باره سقوط کند، این احتمال ضعیف وجود خواهد داشت که بسیاری از ماینرها دستگاه‌های خود را چرخه خارج کنند. به ویژه در صورتی که هزینه‌های عملیاتی و انرژی برق دستگاه‌ها نیز افزایش یافته باشد. در چنین شرایطی، ممکن است شاهد مارپیچ مرگ برای بیت کوین باشیم… هر چند که داده‌های سه هاوینگ گذشته حاکی از آن هستند که معمولاً پس از هر هاوینگ، قیمت بیت کوین در میان مدت افزایش پیدا می‌کند.

نحوه مشاهده سختی فعلی شبکه بیت کوین

خوب… تا این‌حای مقاله در مورد رابطه سختی شبکه با قیمت بیت کوین صحبت کردیم. اما سوالی که ممکن است برای بسیاری از کاربران مطرح شود این است که چگونه و از کجا می‌توان به داده‌های سختی شبکه بیت کوین و مشاهده سختی در این لحظه دسترسی پیدا کرد؟

برای این منظور، وب‌سایت‌های مختلفی ارائه خدمات دارند که برخی از مهم‌ترین آن‌ها عبارتند از:

وب‌سایت گلس‌نود (Glassnode)

وب‌سایت نیو هج (New Hedge)

وب‌سایت بلاکچین دات کام (Blockchain.com)

وب‌سایت بی‌تی‌سی دات کام (BTC.com)

و مواردی از این دست…

در این وب‌سایت‌ها، علاوه بر دسترسی به اطلاعات سختی شبکه و سایر پارامترهای مرتبط با آن، جزئیات بلوک‌های در حال استخراج کنونی و سختی تقریبی آن را و دیگر اطلاعات تخصصی مورد نیاز را نیز می‌توانید مشاهده کنید:

اطلاعات تکمیلی در مورد سختی شبکه بیت کوین؛ منبع: نیو هج (New Hedge)

عوامل تاثیرگذار بر سختی شبکه و قیمت بیت کوین

همان طور که گفته شد، رابطه سختی شبکه با قیمت بیت کوین یک رابطه مستقیم است و هر دوی این دو فاکتور هم یم‌توانند به صورت پیوسته روی هم تاثیر بگذارند. اما عوامل مختلفی وجود دارند که می‌توانند منجر به افزایش سختی شبکه و در نتیجه افزایش قیمت بیت کوین شوند.

برخی از مهم‌ترین این عوامل عبارتند از:

بحث تامین و مصرف انرژی

قیمت تجهیزات و دستگاه‌های استخراج

تعداد کشورهای در حال استخراج

بحث تامین و مصرف انرژی

واقعیت این است که یکی از مهم‌ترین عوامل تاثیرگذار روی رابطه سختی شبکه با قیمت بیت کوین، بحث تامین و مصرف انرژي است. بدیهی است که هرچه قابلیت تامین و در عین حال هزینه‌های مربوط به مصرف انرژی برای بیت کوین راحت‌تر و پایین‌تر باشد، میزان استخراج آن افزایش یافته، هش ریت شبکه و سختی آن نیز افزایش خواهد یافت و در نتیجه، قیمت بیت کوین رشد خواهد کرد.

جالب است بدانید که میزان مصرف انرژی برای صرفاً استخراج بیت کوین در سراسر جهان، حتی بیشتر از مصرف متوسط بسیاری از کشورهای دنیاست!

میزان مصرف انرژی؛ منبع: تکو پدیا (Technopedia)

قیمت تجهیزات و دستگاه‌های استخراج

قیمت تجهیزات و دستگاه‌های استخراج دیگر فاکتور مهمی است که روی سختی شبکه و هش ریت و قیمت بیت کوین تاثیر گذار است. طی چند سال اخیر، بسیاری از استخراج کننده‌ها با مشکل تامین چیپ‌های کامپیوتری مواجه بودند و از این رو، هش ریت شبکه به دلیل استخراج کم‌تر پایین بود. اما با حل این مشکل، مشاهده می‌شود که با وجود ریزش قیمت در سال 2022 میلادی استخراج بیت کوین و هش ریت آن همچنان بالا مانده است.

با وجود این‌که استخراج‌کنندگان بیت کوین اغلب از اسیک ماینر استفاده می‌کنند، اما برخی از آن‌ها همچنان متکی به ریگ‌های GPU بوده و اتفاقاً روی هش ریت شبکه هم تاثیر گذارند.

تعداد کشورهای در حال استخراج

اما مورد دیگری که لازم است در رابطه سختی شبکه با قیمت بیت کوین بررسی شود، تاثیر تعداد کشورهایی است که در حال استخراج بیت کوین هستند.

اگر چه در برخی از کشورها نظیر پاکستان و الجزایر و غیره استخراج بیت کوین غیرقانونی اعلام شده است، اما در اغلب دیگر کشورهای جهان این فرایند مجاز و حتی در برخی کشورها قانونی است.

در ایران، این قابلیت وجود دارد که برای راه‌اندازی تجهیزات یا مزرعه و استخراج بیت کوین، اقدام به دریافت مجوز رسمی از دولت کرده و با کسب پروانه، این فعالیت سودآور انجام شود. با این حال، برخی محدودی‌ت‌ها نیز برای استخراج بیت کوین در ایران اعمال شده است که مثلاً عدم استفاده از برق مصرف خانگی یکی از آن‌هاست.

نکته جالب توجه دیگری که بد نیست بدانید، این است که چین نیز یکی از کشورهایی است که استخراج بیت کوین را ممنوع اعلام کرده، اما در عین حال، یکی از کشورهایی هم هست که بالاترین میزان استخراج بیت کوین را دارد! از زمان ممنوعیت استخراج بیت کوین در چین، تعداد کشورهای استخراج کننده این ارز در جهان به شدت افزایش یافته و منجر به افزایش هش ریت و قیمت بیت کوین شده است:

توزیع جغرافیایی هش ریت بیت کوین در سراسر جهان؛ منبع: تکو پدیا (Technopedia)

ایالات متحده آمریکا، در بین کشورهای مختلف جهان، با قابلیت استخراج قانونی بیت کوین صدر نشین است و حدود یک سوم از کل ماینرهای آن نیز در ایالت جورجیا واقع شده است:

توزیع جغرافیایی هش ریت بیت کوین – ایالت‌های آمریکا؛ منبع: تکو پدیا (Technopedia)

برای درک میزان استخراج بیت کوین در کشورمان، بد نیست بدانید که ایران در بین کشورهای مختلف جهان، رتبه هشتم جهان را – از نظر هش ریت بر اساس جمعیت در سال 2023 – به خود اختصاص داده است:

ایالات متحده آمریکا – 35.4 درصد

قزاقستان – 18.1 درصد

روسیه – 11.23 درصد

کانادا – 9.55 درصد

ایرلند – 4.68 درصد

مالزی – 4.58 درصد

آلمان – 4.48 درصد

ایران – 3.10 درصد

(منبع: تکو پدیا (Technopedia))

جمع‌بندی

رابطه سختی شبکه با قیمت بیت کوین، موضوعی است که شاید برای بسیاری از علاقه‌مندان بازار ارزهای دیجیتال و خصوصاً سردم‌دار آن‌ها، بیت‌کوین جذاب و جالب توجه باشد.

اگر با سازوکار شبکه بیت کوین آشنایی داشته باشید، حتماً می‌دانید که برای تایید یک تراکنش جدید، ایجاد بلوک جدید و استخراج بیت کوین به عنوان پاداش این بلوک جدید، نیاز به حل کردن یک معادله ریاضی است که از طریق تابع هش (Hash Function) ایجاد می‌شود.

این شبکه به نحوی طراحی شده است تا در هر 10 دقیقه تنها یک بلوک جدید قابلیت استخراج داشته باشد. با این اوصاف، زمانی که میزان استخراج یا اصطلاحاً هش ریت افزایش پیدا می‌کند، شبکه به صورت خودکار طی هر دو هفته، سختی شبکه (Network Difficulty) را افزایش می‌دهد تا مدت زمان مورد نیاز برای بلوک‌های قابل استخراج یا همان بلاک اینتروال به 10 دقیقه برسد.

رابطه سختی شبکه با قیمت بیت کوین، رابطه‌ای کاملا مستقیم است و هر دو می‌توانند روی هم به صورت مستقیم تاثیرگذار باشند. در متن مقاله، در مورد این رابطه، نحوه تاثیر پذیری سختی شبکه و قیمت از هم و همین‌طور فاکتورهای تاثیرگذار روی سختی شبکه و هش ریت توضیح داده شده است.

سوالات متداول

منظور از سختی شبکه چیست؟

منظور از سختی شبکه، در واقع سختی و پیچیدگی معادله خروجی از تابع هش است تا مدت زمان استخراج هر بلوک افزایش – یا کاهش – یافته و روی 10 دقیقه برای هر بلوک تنظیم شود.

رابطه سختی شبکه با قیمت بیت کوین چگونه است؟

رابطه سختی شبکه با قیمت بیت کوین مستقیم است. با این حال، سختی شبکه هم می‌تواند روی قیمت تاثیر بگذارد و هم می‌تواند از قیمت متاثیر باشد. در متن مقاله به این موضوع اشاره شده است.

رابطه سختی شبکه با هش ریت چگونه است؟

هر چه میزان استخراج در شبکه افزایش پیدا کند، هش ریت بالاتر رفته و لذا مدت زمان مورد نیاز برای استخراج بلوک جدید در شبکه پایین‌تر می‌آید. پس سختی شبکه افزایش پیدا می‌کند تا بلاک اینتروال را به همان 10 دقیقه بازگرداند.