ما هي صعوبة العملة المشفرة؟ التعريف ومثال على البيتكوين

ما هي صعوبة العملات المشفرة؟

صعوبة العملات الرقمية هي مقياس لمدى صعوبة تعدين كتلة في سلسلة الكتل التي تعتمد على إثبات العمل. تعني صعوبة العملات الرقمية العالية أنه يتطلب قوة حوسبة إضافية للتحقق من المعاملات المدخلة على سلسلة الكتل، وهي عملية تُعرف بالتعدين.

صعوبة العملات الرقمية هي معلمة تستخدمها بيتكوين وغيرها من سلاسل الكتل التي تعتمد على إثبات العمل للحفاظ على وقت إنتاج الكتل ثابتًا مع تغير قوة الهاش الخاصة بالشبكة.

النقاط الرئيسية

• صعوبة العملات الرقمية هي مقياس لمدى صعوبة تعدين كتلة في سلسلة الكتل لعملة رقمية معينة.
• يعني ارتفاع صعوبة العملات المشفرة أنه يتطلب قوة حوسبة إضافية للتحقق من المعاملات المدخلة على سلسلة الكتل.
• مستوى صعوبة العملة المشفرة هو دالة لمعدل الهاش الخاص بالشبكة والوقت المتوسط الذي يستغرقه إنشاء كتل جديدة.

فهم صعوبة العملات الرقمية

يتم الحفاظ على البيتكوين والعملات الرقمية الأخرى التي تستخدم آليات إثبات العمل من خلال عملية التعدين. يقوم المعدّنون بالتحقق من المعاملات الجديدة على البلوكشين ويؤدون مهام المدققين لمنع الاحتيال وضمان الشرعية. في هذا النظام، يتنافس المعدّنون - الذين يشغلون برنامج العملة الرقمية على أجهزة الكمبيوتر الخاصة بهم - لإضافة الكتلة المقترحة من البيانات إلى السلسلة.

هذه العملية التنافسية تعني أن أولئك الذين لديهم أنظمة أسرع لديهم فرصة أفضل لتوليد رمز تجزئة يلبي هدف الصعوبة. تم تقديم تعديلات الصعوبة في محاولة للحفاظ على التعدين عادلًا والحفاظ على وتيرة ثابتة. لم يعد تعدين العملات الرقمية الشائعة عادلًا بسبب التقدم التكنولوجي، وقد استولت الشركات على الشبكات، لكن مستويات الصعوبة لا تزال تحافظ على معدل إنتاج ثابت للكتل.

توضح الورقة البيضاء للبيتكوين whitepaper كيف يساعد مستوى صعوبة إثبات العمل في الحفاظ على معدل الإنتاج:

"للتعويض عن زيادة سرعة الأجهزة وتفاوت الاهتمام بتشغيل العقد مع مرور الوقت، يتم تحديد صعوبة إثبات العمل بواسطة متوسط متحرك يستهدف عددًا متوسطًا من الكتل في الساعة. إذا تم توليدها بسرعة كبيرة، تزداد الصعوبة."

لفهم كيفية قياس وتعديل الصعوبة، من المهم التعرف على "التجزئة" و"التعدين".

التجزئة

التجزئة هي المصطلح المستخدم لإرسال بيانات المعاملات عبر خوارزمية، والتي تحولها إلى سلسلة طويلة من الأرقام والحروف. هذه وظيفة أحادية الاتجاه، حيث تعطي مجموعة معينة من البيانات نفس المخرجات دائمًا، ولكن لا يمكن عكس المخرجات لإظهار البيانات الأصلية. أي تعديل يتم إجراؤه على بيانات الإدخال سيغير مخرجات خوارزمية التجزئة.

التعدين

يجب على المعدّنين التنافس لإنتاج تجزئة تكون أقل أو تساوي قيمة رقمية تُسمى التجزئة المستهدفة، والتي يتم تحديدها وصيانتها بواسطة برمجة الشبكة. كل معدّن على الشبكة لديه قائمة من المعاملات المختلفة التي يضيفها إلى كتلة ويرسل حقولًا محددة من ذلك الملف عبر الخوارزمية. أحد هذه الحقول يُسمى النانس - وهو رقم يُستخدم مرة واحدة. هذا هو أحد الحقول التي يتم تعديلها في كل محاولة تجزئة. يتم زيادة النانس بقيمة واحدة في كل محاولة، ليصل إلى قيمة قصوى تبلغ حوالي 4.5 مليار بسبب قيود حجم الملف.

الرقم الآخر الذي يمكن تعديله موجود في حقل يسمى "الـcoinbase". يُطلق عليه اسم "الـextra nonce"، ولكنه يُستخدم بشكل أكبر كعداد للـnonce، الذي يتغير بعد أن يغير الـextra nonce قيمته.

في كل محاولة، يتم إنشاء تجزئة جديدة. لا توجد طريقة للتنبؤ بما ستكون عليه التجزئة، ولأن كل مجموعة من البيانات لها مخرج واحد فقط لوظيفة التجزئة المعطاة، يجب على المعدّنين تكرار عملية تعديل الـ nonce وبيانات الـ extra nonce حتى يلبوا متطلبات التجزئة. على سلسلة كتل البيتكوين، يتم تعديل الصعوبة تلقائيًا للحفاظ على معدل كتلة واحدة كل 10 دقائق.

تعديل صعوبة العملات الرقمية

أقصى صعوبة يمكن أن يحددها بلوكشين البيتكوين هي 0x00000000F...(يتبعها 55 حرف F إضافي). عند تحويلها إلى صيغة عشرية، تساوي 2224، وهو رقم مكون من 68 رقمًا. الحد الأدنى الذي يمكن تحديده هو 1. كل 2,016 كتلة (10 دقائق لكل كتلة، 144 كتلة في اليوم، لمدة 14 يومًا)، يقوم الشبكة بإعادة حساب الصعوبة التالية باستخدام الوقت الذي استغرقه تعدين تلك الكتل لإيجاد نسبة (T):

T = الوقت السابق / 2016 × 10 دقائق

يجب أن تستغرق سلسلة الكتل 20,160 دقيقة لإنشاء 2,016 كتلة. لذا، إذا استغرقت 17,570 دقيقة، فإن الصيغة لإيجاد النسبة ستكون:

• T = 17,570 / 20,160
• T = 0.8715

بعد ذلك، يقوم البلوكشين بضرب هذه النسبة في الصعوبة الحالية. إذا كانت الصعوبة الحالية 81.00T (81,000,000,000,000):

0.8715 × 81,000,000,000,000 = 70,591,500,000,000 أو 70.5915 تريليون

الصعوبة أقل مما كانت عليه سابقًا، مما يجعل البلوكشين يولد المزيد من الهاشات للحفاظ على وقت الكتلة التقريبي البالغ 10 دقائق. تذكر أن الهدف الأقصى الذي يمكن أن يحدده البلوكشين هو 2224 (68 رقمًا)، لذا فإن هدف 70.591T يعتبر منخفضًا جدًا (ولكن الصعوبة عالية جدًا).

يوضح الرسم البياني أدناه التغير في صعوبة تعدين البيتكوين على مر السنين. لاحظ أن مستوى الصعوبة انخفض بشكل كبير بين مايو ويوليو 2021 - حيث بدأ المعدنون في الصين بنقل عملياتهم إلى دول أخرى بعد أن حظرت الحكومة هذه الممارسة. انخفض معدل الهاش للشبكة خلال هذه الفترة، مما أدى إلى انخفاض مستوى الصعوبة بشكل متناسب:

ما هي العملة المشفرة التي لديها أقل صعوبة في التعدين؟

تستخدم معظم العملات الرقمية القابلة للتعدين مستوى صعوبة قابل للتعديل بناءً على المشاركة في الشبكة، لذا فإن العملات الرقمية ذات معدلات الهاش المنخفضة (المشاركة) عادة ما تكون لديها صعوبات أقل. هذا يعني أنه في أي لحظة معينة، قد تتغير العملة الرقمية ذات الصعوبة الأقل مع تغير المشاركة والاهتمام.

ما هي العملة المشفرة الأصعب في التعدين؟

تستخدم البيتكوين أكبر قدر من الطاقة للتعدين لأن المشاركين في السوق يمنحونها قيمة أكبر. هذا يجذب المزيد من المعدّنين، مما يزيد من معدل الهاش للشبكة، والذي بدوره يزيد من مستوى الصعوبة.

ما هي الصعوبة في إيثريوم؟

تستخدم Ethereum تقنية تُعرف باسم إثبات الحصة (proof-of-stake)، حيث يقوم المستخدمون بقفل الإيثر في عقد ذكي ليتم منحهم القدرة على اقتراح الكتل. لا تحتوي سلسلة الكتل على مستوى صعوبة لأنها لا تستخدم آلية إثبات العمل التي تستخدمها سلسلة كتل البيتكوين.

الخلاصة

صعوبة العملة المشفرة هي هدف يحدد مقدار العمل الذي يحتاجه شبكة البلوكشين لإضافة الكتل. يتم تعديل مستويات الصعوبة عادةً تلقائيًا بواسطة بلوكشين إثبات العمل لتعويض التغيرات في معدل الهاش للشبكة (مستوى المشاركة). بشكل عام، كلما كانت الشبكة أسرع في توليد الهاشات، كلما زادت الصعوبة.