در این مقاله، به بررسی نحوه محاسبه شانس در استخر استخراج بیت کوین، مفهوم «سهم‌ها» (Shares) و دلیل اهمیت آن‌ها در استخراج گروهی (استخراج از طریق استخر) می‌پردازیم. همچنین، تفاوت بین تخمین هش ریت (Hashrate) استخر بر اساس بلاک‌های استخراج‌شده و اندازه‌گیری شانس استخر را توضیح خواهیم داد.
سوال: «ما طی X ساعت گذشته هیچ بلوکی پیدا نکرده‌ایم، آیا مشکلی در استخر استخراج بیت کوین وجود دارد؟»
پاسخ کوتاه: خیر.
پاسخ بلند: دنیای استخراج (ماینینگ) بسیار پیچیده‌تر از آن است که به نظر می‌رسد، پس بیایید عمیق‌تر به آن بپردازیم.
استخرهای ماینینگ: نسخه کوچکتر شبکه بیت‌کوین
استخرهای استخراج بیت کوین مانند نسخه‌های کوچکتر از شبکه بیت‌کوین هستند.
یکی از اولین مفاهیمی که به عنوان یک مبتدی در استخراج بیت کوین می‌آموزیم، هدف «سختی شبکه» (Network Difficulty) و «تنظیم سختی» (Difficulty Adjustment) است.
اگر هنوز با این مفاهیم آشنا نیستید، می‌توانید مقاله ساده ما با عنوان
«استخراج بیت‌کوین حل مسائل پیچیده ریاضی نیست — راهنمای مبتدیان»
را مطالعه کنید.
در اینجا، قصد داریم بر اساس آن مفاهیم توضیحات بیشتری ارائه دهیم.
برای درک نحوه کار استخرهای استخراج، خوشبختانه فقط باید همان مفهوم سختی شبکه را در مقیاس کوچک‌تری اعمال کنید. برای پیدا کردن یک بلوک، ماینرها باید هشی را محاسبه کنند که مقدار خروجی آن کمتر از هدف سختی شبکه باشد. این اتفاق به‌ندرت رخ می‌دهد — به‌طور متوسط، هر ۱۰ دقیقه یک‌بار.
در مقاله ذکر شده، از یک مثال ساده برای مقایسه هش کردن در استخراج بیت کوین با پرتاب تاس‌های چند وجهی استفاده شده است. «هدف سختی شبکه» (Network Difficulty Target) مشخص می‌کند که نتیجه پرتاب تاس چقدر باید کم باشد تا بتوان یک بلوک تولید کرد.
به طور مشابه، برای دریافت پاداش از یک استخر استخراج بیت کوین، باید هشی تولید کنید که خروجی آن کمتر از چیزی باشد که به عنوان «هدف سختی سهم» (Share Difficulty Target) شناخته می‌شود. این هدف چیزی بین سطح سختی شبکه و یک حد آسان‌تر است. به عبارت دیگر، این هدف دستیابی به هش مورد نظر را آسان‌تر می‌کند، اما همچنان به اندازه‌ای دشوار است که تنها درصد بسیار کوچکی از تمام هش‌هایی که محاسبه می‌کنید واجد شرایط باشند.
اگر دوباره از مثال تاس استفاده کنیم، سختی سهم در استخر استخراج بیت کوین را می‌توان این‌گونه توضیح داد:
اگر تمام پرتاب‌های تاس که زیر «۹۹» باشند، یک سهم قابل قبول ارسالی به استخر تولید کنند، فقط نتایجی که زیر «۴» هستند، منجر به تولید یک بلوک جدید می‌شوند.
خلاصه کاری که انجام می‌شود:
- خروجی‌های هش < 4: تولید یک بلوک (و تولید سهم)
- خروجی‌های هش < 99: تولید یک سهم
- خروجی‌های هش > 99: هیچ هدفی برآورده نمی‌شود، چیزی به استخر ارسال نمی‌شود
هر زمان که دستگاه‌های ASIC شما سهمی تولید کنند، آن سهم به استخر استخراج بیت کوین ارسال می‌شود تا برای دریافت پاداش استخراج ثبت شود. برای تأیید اعتبار سهم‌های ارسالی، استخر دقیقاً همان محاسبات هش را که شما انجام داده‌اید، تکرار می‌کند. اگر نتیجه یکی باشد، ثابت می‌شود که «اثبات کار» (Proof of Work) معتبر است.
نکته:
«سهم‌های منقضی شده» یا «رد شده» (Stale یا Rejected Shares) ممکن است زمانی رخ دهند که شما پس از پیدا شدن یک بلوک سهم‌هایی را برای آن ارسال کنید، که معمولاً در چند میلی‌ثانیه پس از پیدا شدن یک بلوک اتفاق می‌افتد. به همین دلیل، توصیه می‌شود به نزدیک‌ترین سرور استخر (Stratum Server) از نظر جغرافیایی متصل شوید تا از تأخیرهای احتمالی جلوگیری کنید.
چرا سهم‌ها مهم هستند؟
با توضیحاتی که دادیم، می‌توانید متوجه شوید که چرا سهم ها (Shares) تا این حد مهم هستند؟
برای تأیید سهام، استخر باید هش را محاسبه کند. به این معنا که بدون سهام، استخرها مجبور بودند تمام هش‌هایی که ماینرها انجام می‌دهند را از ابتدا دوباره انجام دهند تا مطمئن شوند که ماینرها واقعاً در حال انجام کار هستند. به عبارت دیگر، استخرهای استخراج عمومی بدون وجود سهام نمی‌توانستند وجود داشته باشند، زیرا آن‌ها راه مؤثری برای اندازه‌گیری نرخ هش (Hashrate) هر ماینر متصل به استخر استخراج بیت کوین نداشتند تا پاداش‌ها را به طور عادلانه توزیع کنند.
این مسئله همچنین توضیح می‌دهد که چرا نرخ هش استخر شما حتی در صورتی که زمان فعالیت شما کاملاً پایدار باشد، اندکی نوسان دارد. گاهی اوقات شما سهام را سریع‌تر از حد انتظار بر اساس هشریت و هدف سختی سهام پیدا می‌کنید و گاهی اوقات کندتر. این درست مانند حالتی است که گاهی ماینرها در چند ثانیه ۲ بلاک پیدا می‌کنند و گاهی بیش از ۳۰ دقیقه هیچ بلاکی پیدا نمی‌شود. نوسان بخشی از فرآیند استخراج در هر مقیاسی است.
از این نظر، استخرها و اهداف سختی سهام شبیه نسخه‌های کوچک‌تری از شبکه بیت کوین و هدف سختی شبکه آن هستند و ریاضیات مشابهی برای هر دو اعمال می‌شود.
نکته‌ای که باید به آن توجه داشت این است که هیچ هدف سختی سهام (Share Difficulty Target) یکسانی برای تمام ماینرهای یک استخر استخراج بیت کوین وجود ندارد. از آنجا که سهام تنها به عنوان یک واحد عملی برای اندازه‌گیری نرخ هش ماینرها توسط استخرها وجود دارد، هدف سختی سهام می‌تواند برای هر ماینر به طور جداگانه و بر اساس نرخ هش آن‌ها تنظیم شود.
برای مثال، یک ماینر با نرخ هش ۱۰۰PH/s سختی سهام بالاتری (یعنی هدف پایین‌تری برای مقدار خروجی هش) نسبت به یک ماینر با نرخ هش ۱۵TH/s خواهد داشت. هدف از تعیین این هدف سختی سهام این است که ماینرها تقریباً هر ۲ تا ۳ ثانیه یک سهم ارسال کنند. این امر باعث ایجاد تعادل بین اندازه‌گیری دقیق نرخ هش ماینر و به حداقل رساندن فشار محاسباتی برای استخر جهت تأیید کار همه ماینرها می‌شود.
چگونگی ارزش‌گذاری سهم‌ها در استخر استخراج بیت کوین
قبل از ادامه، لازم است نکته‌ای را درباره سهم ها درک کنیم:
سهم ها به صورت تک‌به‌تک تولید نمی‌شوند. در عوض، یک محاسبه هش (Hash) که خروجی آن کمتر از هدف دشواری سهام (Share Difficulty Target) باشد، تعداد زیادی سهام تولید می‌کند.
تعداد سهامی که تولید می‌شود برابر است با تعداد اثبات‌های کار (Proofs of Work) انجام‌شده، ضربدر سطح دشواری سهام. به بیان ساده:
- ۱ سهم = ۱ اثبات کار در سطح دشواری ۱
- ۵ سهم = ۱ اثبات کار در سطح دشواری ۵ (یا ۵ اثبات کار در سطح دشواری ۱)
- ۱۰۰ سهم = ۱ اثبات کار در سطح دشواری ۱۰۰ (یا …)
برای روشن‌تر شدن موضوع، فرض کنید یک ماینر بزرگ داریم با دشواری سهام ۱۰,۰۰۰ و یک ماینر کوچک با دشواری سهام ۱۰۰. هر دو ماینر به طور متوسط هر ۲ تا ۳ ثانیه یک هش تولید می‌کنند (یعنی ۱ اثبات کار). با این حال، برای ماینر بزرگ، این یک هش معادل ۱۰,۰۰۰ سهم است، در حالی که برای ماینر کوچک معادل ۱۰۰ سهم می‌باشد.
این سیستم به استخر استخراج بیت کوین (Pool) اجازه می‌دهد تا کار ماینرهای بزرگ را بدون نیاز به مقیاس خطیِ کار خودِ استخر اعتبارسنجی کند. به این معنا که استخر همچنان تنها نیاز به اجرای یک محاسبه هش دارد، اما این محاسبه به دلیل دشواری بالاتر، نمایانگر تعداد بیشتری سهم است.
چگونه شانس در استخر استخراج بیت کوین اندازه‌گیری می‌شود؟
اگر مفهوم «شانس» (Luck) در استخراج بیت کوین برای شما گیج‌کننده است، نگران نباشید؛ شما تنها نیستید. در تاریخچه بیش از ۱۱ ساله Braiins Pool (که قبلاً با نام Slush Pool شناخته می‌شد) تا سال ۲۰۲۱، شانس یکی از رایج‌ترین موضوعات سؤالات بوده است. برای درک کامل این مفهوم، ابتدا باید درک درستی از سهام (Shares) داشته باشید. اکنون که مفهوم سهام را درک کرده‌اید، بیایید به سراغ «شانس» برویم.
شانس استخر به عنوان نسبت تعداد مورد انتظار سهام برای یافتن یک بلاک به تعداد واقعی سهامی که استخر استخراج بیت کوین برای یافتن یک بلاک نیاز داشته، تعریف می‌شود. این تعداد مورد انتظار سهام بر اساس سختی شبکه تعیین می‌شود، به طوری که با افزایش سختی، مقدار مورد انتظار سهام مورد نیاز نیز بیشتر می‌شود.
برای یک مثال ساده با اعداد فرضی، تصور کنید که یک استخر دارای ۱۰ ماینر است که هر کدام به طور متوسط ۱۰ سهم در هر ثانیه ارسال می‌کنند، که در مجموع برابر با ۱۰۰ سهم در هر ثانیه می‌شود. همچنین فرض کنید که تعداد مورد انتظار سهام برای یافتن یک بلاک با توجه به سختی فعلی شبکه، ۶۰۰٫۰۰۰ سهم است.
با نرخ ۱۰۰ سهم در هر ثانیه، ۶٫۰۰۰ ثانیه (۱۰۰ دقیقه) طول می‌کشد تا ۶۰۰٫۰۰۰ سهم جمع‌آوری شود. به عبارت دیگر، در این سناریو و با فرض ثابت بودن سختی شبکه و هشریت استخر، استخر باید هر ۱ ساعت و ۴۰ دقیقه یک بلاک پیدا کند.
حالا فرض کنیم استخر به جای ۶۰۰٫۰۰۰ سهم، پس از تنها ۳۰۰٫۰۰۰ سهم یک بلاک پیدا کند. شانس استخر برای آن بلاک ۲۰۰٪ خواهد بود، زیرا طبق فرمول زیر محاسبه می‌شود:
600k/300k*100% = 200%
از طرف دیگر، اگر پیدا کردن یک بلاک به جای ۶۰۰٫۰۰۰ سهم، ۱٫۲۰۰٫۰۰۰ سهم نیاز داشته باشد، شانس برای آن بلاک ۵۰٪ خواهد بود:
600k/1200k*100% = 50%
این موضوع نشان می‌دهد که شانس استخر استخراج بیت کوین تا زمانی که استخر یک بلاک پیدا نکند، قابل تنظیم نیست، زیرا مشخص نیست که چند سهم لازم است تا بلاک پیدا شود. به عبارت دیگر، شانس یک مقدار ایستا (Static) است که گاهی اوقات به‌روز می‌شود، نه یک مقدار پویا (Dynamic) که به طور مداوم به‌روزرسانی شود.
با این حال، همچنان می‌توانید حدس تقریبی از شانس فعلی داشته باشید، اگر در همین لحظه بلاک پیدا شود. این مقدار تقریبی با تقسیم میانگین مدت زمان هر دور (Avg. Round Duration) بر مدت زمان واقعی دور (Actual Round Duration) محاسبه می‌شود.
میانگین مدت زمان هر دور (Avg. Round Duration) با استفاده از تعداد مورد انتظار سهام برای یافتن یک بلاک (بر اساس سختی شبکه) و مقدار زمان مورد انتظار برای جمع‌آوری آن سهام (بر اساس هش ریت استخر) محاسبه می‌شود. نوسانات در هشریت استخر استخراج بیت کوین بر سرعت جمع‌آوری سهام تأثیر می‌گذارد، به طوری که با کاهش نرخ هش استخر، میانگین مدت زمان هر دور افزایش می‌یابد و با افزایش نرخ هش استخر، میانگین مدت زمان هر دور کاهش می‌یابد.
همچنین مهم است به این نکته توجه شود که: چه عواملی مستقیماً بر میانگین مدت زمان هر دور یا شانس استخر استخراج بیت کوین تأثیر نمی‌گذارند. به عنوان مثال، بلاک‌هایی که توسط سایر ماینرها یا استخرهای دیگر استخراج می‌شوند، هیچ تأثیری بر این مقادیر ندارند. فرآیند استخراج کاملاً احتمالی است و این احتمالات براساس تاریخچه گذشته استخر استخراج بیت کوین یا شانس دیگر ماینرها تغییر نمی‌کنند. هر هش به اندازه هش‌های دیگر احتمال دارد که منجر به یافتن بلاک شود.
به همین ترتیب، اگر انتظار می‌رود ۶۰۰٫۰۰۰ سهم برای یافتن یک بلاک نیاز باشد، فرقی نمی‌کند که در آن بازه زمانی، ماینرها یا استخرهای دیگر ۲۰ بلاک پیدا کنند یا هیچ بلاکی پیدا نکنند.
تنها عواملی که برای شانس استخر اهمیت دارند، تعداد سهامی است که به استخر ارسال می‌شود و سختی شبکه.
در نهایت، به خاطر داشته باشید که شانس استخر استخراج بیت کوین در طول زمان همیشه به سمت ۱۰۰٪ متمایل می‌شود — این فقط یک قانون ریاضی است.
چگونه شانس استخر به پاداش‌های استخراج ترجمه می‌شود؟
در نهایت، به سوالی می‌رسیم که احتمالاً بیشتر افراد به دنبال پاسخ آن هستند: شانس استخر چگونه بر پاداش‌های استخراج من در استخر استخراج بیت کوین تأثیر می‌گذارد؟
در یک دنیای ساده که در آن شما یک سهم ثابت از کل هش ریت استخر استخراج بیت کوین را حفظ می‌کنید، شانس استخر به طور ۱:۱ به پاداش استخراج واقعی در مقابل پاداش مورد انتظار شما ترجمه می‌شود.
- اگر شانس استخر در یک دوره ۱۰ بلاکی ۱۰۰٪ باشد، به این معنی است که استخر دقیقاً به تعداد بلاک‌های مورد انتظار (با توجه به نرخ هش استخر استخراج بیت کوین در آن بازه زمانی) دست یافته است.
- اگر سهم شما از نرخ هش استخر در طول آن دوره ۱۰ بلاکی تغییر نکرده باشد، شما نیز ۱۰۰٪ از پاداش‌های مورد انتظار را دریافت می‌کنید.
- به همین ترتیب، شانس ۲۰۰٪ به این معنی است که شما ۲ برابر بیشتر از حد انتظار پاداش دریافت کرده‌اید، در حالی که شانس ۵۰٪ به این معنی است که شما ۵۰٪ کمتر از حد انتظار پاداش دریافت کرده‌اید.
در دنیای واقعی، پاسخ کمی پیچیده‌تر است.
برای مثال:
- اگر شما در زمانی که بلاکی پیدا نمی‌شود، از کار افتادگی (Downtime) داشته باشید اما در زمانی که هر ۱۰ بلاک پیدا می‌شوند، به طور کامل فعال باشید، در این حالت حتی اگر شانس استخر ۱۰۰٪ باشد، شما بیشتر از مقدار مورد انتظار برای نرخ هش خود درآمد خواهید داشت.
- برعکس، اگر شما در حین یافتن بلاک‌ها دچار از کار افتادگی شوید، درآمد شما کمتر از حد انتظار خواهد بود، حتی اگر شانس استخر ۱۰۰٪ باشد.
با این حال، توجه داشته باشید که این موضوع در مورد اضافه شدن هشریت بیشتر به استخر استخراج بیت کوین صدق نمی‌کند. زمانی که هش ریت کل استخر افزایش یابد، در حالی که هشریت فردی شما ثابت بماند، سهم شما از پاداش هر بلاک کاهش می‌یابد. با این حال، افزایش هشریت کلی استخر استخراج بیت کوین باعث می‌شود که تعداد سهم‌های مورد نیاز برای یافتن یک بلاک سریع‌تر به دست آید. به عبارت دیگر، این بدان معناست که استخر استخراج بیت کوین باید بلاک‌ها را با سرعت بیشتری پیدا کند، بنابراین پاداش شما برای هر بلاک کاهش می‌یابد، اما این کاهش با افزایش دفعات یافتن بلاک جبران می‌شود. (این وضعیت در صورتی است که سختی شبکه ثابت بماند.)
هر هش به اندازه هر هش دیگر احتمال تولید یک بلاک جدید را دارد، به این معنی که هیچ راهی برای «زمان‌بندی بازار» وجود ندارد، به عبارت دیگر، نمی‌توان زمان دقیق پیدا شدن بلاک‌ها را پیش‌بینی کرد. ممکن است سعی کنید با برنامه‌ریزی برای توقف استخراج یا تغییر استخر استخراج بیت کوین درست پس از پیدا شدن یک بلاک، «در اوج بفروشید»، اما احتمال پیدا شدن بلاک بعدی در هر لحظه به همان اندازه است که در هر زمان دیگری وجود دارد. همچنین ممکن است بخواهید با پیوستن به استخر در دوره‌های بدشانسی، «در کف بخرید»، اما طولانی شدن یک دور (مدت‌زمان لازم برای پیدا کردن بلاک) نیز باعث نمی‌شود که احتمال پیدا شدن بلاک در هش‌های بعدی بیشتر شود. در واقع، از آنجا که فرآیند استخراج کاملاً مبتنی بر ریاضیات است و هیچ عنصر احساسی انسانی (برخلاف بازارها) در آن نقش ندارد، تلاش برای زمان‌بندی آن حتی بی‌معناتر است. فقط به استخراج ادامه دهید و به یاد داشته باشید که در طول زمان، شانس همیشه به سمت ۱۰۰٪ میل می‌کند.
برآورد هش ریت استخرها بر اساس بلاک‌های پیدا شده
از آنجا که شانس استخر استخراج بیت کوین برای پیدا کردن هر بلاک تنها تابعی از تعداد بلاک‌های استخراج‌شده توسط استخر استخراج بیت کوین است، این مقدار بر اساس سرعت پیدا کردن بلاک‌ها توسط سایر ماینرها یا بر اساس زمان تغییر نمی‌کند — بلکه فقط به تعداد سهم‌ها (Shares) بستگی دارد. هشریت تخمینی استخر، معیاریست شامل گذر زمان و بلاک‌های استخراج‌شده دیگر.
تا زمانی که اپراتورهای استخر استخراج بیت کوین در گزارش‌دهی هش ریت خود صادق باشند، مقادیر هشریت گزارش‌شده همیشه دقیق‌تر از مقادیر هش ریت تخمینی خواهند بود، زیرا هش ریت تخمینی شامل نوسانات کوتاه‌مدت طبیعی در استخراج بیت‌کوین است. دوره‌های زمانی طولانی‌تر باید این نوسانات را کاهش دهند، اما استفاده از دوره زمانی خیلی طولانی می‌تواند باعث شود مقدار هشریت تخمینی به‌طور قابل توجهی از هشریت واقعی عقب بیفتد. ۷۲۰ بلاک شبکه دوره‌ای است که ما احساس می‌کنیم این دو عامل را به‌خوبی متوازن می‌کند.
با این که هش ریت گزارش‌شده یک آمار لحظه‌ای است و هشریت تخمینی مربوط به یک دوره زمانی طولانی‌تر است، محاسبه شانس استخر با استفاده از این دو مقدار دقیق نیست. این می‌تواند یک ایده کلی به شما بدهد، اما تغییرات قابل توجه در هشریت استخر استخراج بیت کوین در طول دوره زمانی تحلیل‌شده (۷۲۰ بلاک در Mining Insights) به درستی منعکس نخواهند شد.
فکر نهایی: مهم نیست چقدر در استخراج مشغول باشید، تنظیمات سختی همیشه شما را شگفت‌زده خواهد کرد.
منبع:
ترجمه مقاله «Bitcoin Mining Pools: Luck, Shares, and Estimated Hashrate Explained»