ما هو التجزئة المستهدفة؟
في تعدين العملات الرقمية، يُعتبر الهدف من التجزئة قيمة رقمية يجب أن يكون رأس الكتلة المجزأ أقل منها أو مساويًا لها لكي يتم منح كتلة جديدة للمُعدّن. تُستخدم رؤوس الكتل لتحديد الكتل الفردية في سلسلة الكتل.
يشير تعدين العملات الرقمية إلى عملية جمع العملات الرقمية كمكافأة على العمل الذي تقوم بإكماله. يتمثل طبيعة هذا العمل في التحقق من شرعية معاملات العملة الرقمية المعينة. بهذه الطريقة، يعتبر معدّنو العملات الرقمية بمثابة مدققين. عندما تقوم بالتعدين، يمكنك كسب العملات الرقمية دون الحاجة إلى دفع المال مقابلها.
يُستخدم التجزئة المستهدفة في تحديد صعوبة المدخلات ويمكن تعديلها لضمان معالجة الكتل بكفاءة. على سبيل المثال، تُستخدم التجزئات المستهدفة في العملات الرقمية التي تستخدم نظام إثبات العمل (PoW) لتحديد صعوبة التعدين الحالية (بما في ذلك البيتكوين). إذا كانت العملة الرقمية تستخدم نظامًا مختلفًا للتعدين، فقد لا تحتاج إلى تجزئة مستهدفة.
النقاط الرئيسية
- في تعدين العملات الرقمية، يُعتبر الهدف من التجزئة قيمة رقمية يجب أن يكون رأس الكتلة المجزأة (الذي يُستخدم لتحديد الكتل الفردية في سلسلة الكتل) أقل منها أو مساويًا لها لكي يتم منح كتلة جديدة للمُعدّن.
- تُستخدم تجزئات الهدف في العملات الرقمية التي تستخدم نظام إثبات العمل (PoW) لتحديد صعوبة التعدين الحالية (بما في ذلك البيتكوين)؛ إذا كانت العملة الرقمية تستخدم نظامًا مختلفًا للتعدين، فقد لا تحتاج إلى تجزئة هدف.
- يقوم شبكة البيتكوين بتعديل صعوبة التعدين عن طريق رفع أو خفض الهدف من الهاش للحفاظ على متوسط فترة 10 دقائق بين الكتل الجديدة.
كيف يعمل التجزئة المستهدفة
العملات الرقمية تعتمد على استخدام البلوكشين التي تحتوي على تاريخ جميع معاملات تلك العملة الرقمية. يتم تجزئة هذه المعاملات، أو ترميزها بشكل تشفيري، إلى سلسلة من الأحرف الأبجدية الرقمية. تتضمن عملية التجزئة أخذ سلسلة من البيانات بأي طول وتشغيلها عبر خوارزمية لإنتاج مخرج بطول ثابت. سيكون المخرج دائمًا بنفس الطول، بغض النظر عن حجم المدخلات (على الرغم من أن عدد التباديل للتجزئة كبير بشكل فلكي). كل كتلة ستحتوي على تجزئة رأس الكتلة السابقة.
يُشار إلى عملية التحقق من صحة وتشفير البلوكشين بـ التعدين. يتضمن التعدين استخدام أجهزة الكمبيوتر لتشغيل خوارزميات التجزئة لمعالجة الكتلة الأحدث؛ حيث توجد المعلومات التي يحتاجها المستخدم للتعدين في رأس الكتلة. يقوم شبكة العملات الرقمية بتحديد قيمة مستهدفة لهذه التجزئة - تُسمى التجزئة المستهدفة - ويحاول المعدّنون تحديد ما هي هذه القيمة من خلال اختبار جميع القيم الممكنة.
يحتوي رأس الكتلة على رقم إصدار الكتلة، ووقت الطابع الزمني، والهاش المستخدم في الكتلة السابقة، وهاش الجذر ميركل (Merkle Root)، والعدد العشوائي (nonce)، وهاش الهدف. يتم إنشاء الكتلة عن طريق أخذ الهاش لمحتويات الكتلة، وإضافة سلسلة عشوائية من الأرقام (العدد العشوائي)، ثم إعادة هاش الكتلة مرة أخرى.
إذا كان الهاش يفي بمتطلبات الهدف، يتم إضافة الكتلة إلى سلسلة الكتل. يُطلق على عملية تجربة الحلول بشكل متكرر لتخمين الـ nonce اسم إثبات العمل (PoW)، ويتم مكافأة المُعدّن الذي يتمكن من العثور على القيمة بإضافة الكتلة والحصول على مكافأة بالعملة المشفرة.
اعتبارات خاصة
الهدف من الهاش لعملة البيتكوين
يستخدم البيتكوين خوارزمية التجزئة SHA-256. تقوم هذه الخوارزمية بتوليد أرقام عشوائية يمكن التحقق منها بطريقة تتطلب كمية متوقعة من قوة معالجة الكمبيوتر.
يتطلب تعدين كتلة من المُعدِّن إنتاج قيمة (تُعرف بالـ nonce) بحيث تكون، بعد تشفيرها باستخدام التشفير (hashed)، أقل من أو تساوي القيمة المستخدمة في أحدث كتلة تم قبولها من قبل شبكة البيتكوين. هذه القيمة تتراوح بين 0 (وهو الخيار الأصغر) و256 بت (وهو الخيار الأكبر)، ولكن من غير المحتمل أن تصل إلى الرقم الأقصى.
نظرًا لأن الهاش المستهدف يمكن أن يكون رقمًا ضخمًا، قد يضطر المُعدّن إلى اختبار عدد كبير من القيم قبل أن ينجح. يجب على المُعدّن غير الناجح الانتظار حتى الكتلة التالية (وهذا هو السبب في أن المُعدّنين الذين يجدون حلاً للهاش يُشبهون بالفائزين في سباق أو اليانصيب).
يتم تعديل الهاش المستهدف بشكل دوري. تتمتع دوال الهاش المستخدمة لتوليد الهدف الجديد بخصائص محددة تهدف إلى جعل البلوكشين (والعملات المشفرة الخاصة به) آمنة. هذه العملية حتمية، مما يعني أنها ستنتج نفس النتيجة في كل مرة يتم فيها استخدام نفس المدخلات. وهي سريعة بما يكفي بحيث لا تستغرق وقتًا طويلاً لإرجاع هاش للمدخلات. كما أنها تجعل من الصعب جدًا تحديد المدخلات، خاصة بالنسبة للأرقام الكبيرة، وتجعل التغييرات الصغيرة في المدخلات تؤدي إلى إخراج هاش مختلف تمامًا.