الموجز
يتحقق تعدين العملات الرقمية من صحة المعاملات على سلسلة البلوكشين وتدقيقها، كما ينطوي على العملية إنشاء وحدات جديدة من العملات الرقمية.
يستلزم العمل الذي يؤديه المعدِّنون موارد حاسوبية هائلة، لأنه العامل الذي يحافظ على أمان شبكة سلسلة البلوكشين.
ما هو تعدين العملات الرقمية؟
يضمن تعدين العملات الرقمية أمان ولامركزية العملات الرقمية مثل البيتكوين التي تقوم عليها آلية إجماع دليل العمل (PoW). هو العملية التي يجري من خلالها التحقق من صحة المعاملات بين المستخدمين وإضافتها إلى السجلات العامة لسلسلة البلوكشين. وبذلك، يُعد التعدين عنصر رئيسي يسمح بعمل البيتكوين دون الحاجة إلى سُلطة مركزية.
عمليات التعدين مسؤولة أيضًا عن إضافة عملات جديدة ضمن العملات الحالية المتوفرة في السوق. مع ذلك، يتبع تعدين العملات الرقمية قواعد تحكم عملية التعدين وتمنع أي شخص من إنشاء عملات جديدة اعتباطيًا. هذه القواعد مدمجة في بروتوكولات العملات الرقمية الأساسية وتُنفذ من خلال شبكة كاملة تضم آلاف العُقد.
لإنشاء وحدات عملات رقمية جديدة، يستخدم المعدنون قوة الحوسبة الخاصة بهم لحل ألغاز التشفير المعقدة. يتمتع المُعدن الأول الذي يقوم بحل اللغز بالحق في إضافة كتلة جديدة من المعاملات لسلسلة البلوكشين وبثها على الشبكة.
كيفية عمل تعدين العملات الرقمية
عند إجراء معاملات جديدة على سلسلة البلوكشين، تُرسَل إلى مجمَّع يُسمَّى مجمَّع الذاكرة. ووظيفة المُعدِّن هي التحقق من صحة هذه المعاملات المعلقة وترتيبها في كُتَل.
يمكن اعتبار الكتلة صفحة من سجلات سلسلة البلوكشين، تُسجَّل فيها عدة معاملات (إلى جانب بياناتٍ أخرى). وبالأخص، تكون عقدة التعدين مسؤولة عن جمع المعاملات غير المؤكدة من مجمَّع الذاكرة وتجميعها في كتلة مرشحة.
يحاول المُعدِّن تحويل هذه الكتلة المرشحة إلى كتلة صحيحة ومؤكدة. للقيام بذلك، يجب على المُعدن حل مشكلة رياضية معقدة تتطلب الكثير من الموارد الحاسوبية. مع ذلك، مع كل كتلة يتم تعدينها بنجاح، يحصل المُعدِّن على مكافأة كتلة تتألف من عملات رقمية جديدة، إضافةً إلى رسوم المعاملات. لنلقِ نظرة على كيفية عملها:
الخطوة الأولى: تجزئة المعاملات
أول خطوة لتعدين إحدى الكُتَل هي أخذ المعاملات المعلقة من مجمَّع الذاكرة وإرسالها، واحدة تلو الأخرى، باستخدام دالة التجزئة. في كل مرة يتم فيها تشغيل أحد البيانات باستخدام دالة التجزئة، يتم توليد ناتج ثابت الحجم يُعرف بقيمة التجزئة.
تتكون قيمة تجزئة كل معاملة، في سياق التعدين، من سلسلة من الأرقام والحروف تقوم بدور المُعرِّف. تمثِّل قيمة تجزئة المعاملة جميع المعلومات التي تتضمنها تلك المعاملة.
بالإضافة إلى تجزئة كل معاملة وإدراجها على حدة، يضيف المُعدِّن أيضاً معاملة مخصصة بحيث يُرسل لنفسه من خلالها مكافأة الكتلة. يُشار إلى هذه المعاملة بمعاملة coinbase، وهي ما ينشئ عملات جديدة تمامًا. تكون هذه المعاملة في معظم الحالات أول معاملة مسجلة في أي كتلة جديدة، وتتبعها جميع المعاملات المعلقة في انتظار تدقيقها.
الخطوة الثانية: إنشاء شجرة Merkle
بعد تجزئة كل معاملة، تترتب قيم التجزئة في ما يُعرف بشجرة Merkle (التي تُعرف أيضًا بشجرة التجزئة). يتم إنشاء شجرة Merkle من خلال ترتيب قيم تجزئة المعاملة في أزواج، ثم تجزئتها.
ثم تترتب نواتج التجزئة الجديدة في أزواج وتتجزأ مرة أخرى، وتتكرر العملية حتى تنشأ قيمة تجزئة واحدة. يُطلق على قيمة التجزئة الأخيرة أيضًا قيمة التجزئة الجذرية (أو جذر شجرة Merkle) وهي باختصار قيمة التجزئة التي تمثِّل جميع قيم التجزئة السابقة المستخدمة لتوليدها.
الخطوة الثالثة: العثور على قسم تخزين كتلة صحيح (قيمة تجزئة الكتلة)
يقوم قسم تخزين الكتلة بدور المُعرِّف لكل كتلة على حدة، مما يعني أنَّ لكل كتلة قيمة تجزئة فريدة. عند إنشاء كتلة جديدة، يجمع المُعدِّنون قيمة تجزئة الكتلة السابقة مع قيمة التجزئة الجذرية للكتلة المرشحة لتوليد قيمة تجزئة كتلة جديدة. وهم بحاجة أيضًا إلى إضافة رقم عشوائي يُعرف بالرمز الخاص.
وبذلك، عندما يحاول المُعدِّن تدقيق كتلته المرشحة، عليه جمع قيمة التجزئة الجذرية وقيمة تجزئة الكتلة السابقة والرمز الخاص ووضعها جميعًا باستخدام دالة التجزئة. والهدف منهم القيام بذلك بشكل متكرر لإنشاء قيمة تجزئة صحيحة.
لا يمكن تغيير قيمة التجزئة الجذرية وقيمة تجزئة الكتلة السابقة، لذا يجب على المُعدِّنين تغيير قيمة الرمز الخاص عدة مرات حتى يجدوا قيمة تجزئة صحيحة. لا بد أن يكون الناتج (قيمة تجزئة الكتلة) أقل من قيمة مستهدفة محددة يحددها البروتوكول حتى يُعد صحيحاً. في تعدين البيتكوين، ينبغي أن تبدأ قيمة تجزئة الكتلة بعددٍ محدد من الأصفار — هذا ما يُعرف بصعوبة التعدين.
الخطوة الرابعة: بث الكتلة المُعدَّنة
وكما رأينا من قبل، يجب على المعدنين تجزئة قسم تخزين الكتلة بشكل متكرر باستخدام قيم مختلفة للرمز الخاص. ويقومون بذلك الأمر حتى يجدوا قيمة تجزئة كتلة صحيحة، وبعدها يقوم المُعدّن الذي وجدها ببث هذه الكتلة على الشبكة. تتحقق جميع العُقَد مما إذا كانت الكتلة وقيمة تجزئتها صحيحتين، وإذا كانتا كذلك، ستضيف الكتلة الجديدة إلى نسختها من سلسلة الكتل.
تصبح الكتلة المرشحة في هذه المرحلة كتلة مؤكدة، وينتقل جميع المُعدِّنين إلى تعدين الكتلة التالية. يستبعد جميع المُعدِّنين الذين لم يعثروا على قيمة تجزئة صحيحة في الوقت المناسب كتلتهم المرشحة ويبدأ سباق التعدين مرة أخرى.
ماذا إذا تم تعدين كتلتين في الوقت نفسه؟
أحياناً يبث مُعدِّنان كتلتين صالحتين في الوقت نفسه ويصبح لدى الشبكة في النهاية كتلتين متنافستين. ثم يبدأ جميع المُعدِّنين في تعدين الكتلة التالية حسب الكتلة التي حصلوا عليها أولًا، مما يسبِّب انقسام الشبكة إلى نسختين مختلفتين من سلسلة البلوكشين بصورة مؤقتة.
وتستمر المنافسة بين هاتين الكتلتين حتى يتم تعدين الكتلة التالية على أيٍّ منهما. وعند تعدين كتلة جديدة، تُعتبر الكتلة التي سبقتها هي الرابحة. وتُعرف الكتلة المستبعدة بالكتلة المهمَلة أو الكتلة الباطلة، مما يدفع جميع المُعدِّنين الذين اختاروا هذه الكتلة إلى تعدين السلسلة الخاصة بالكتلة الرابحة مرة أخرى.
ما هي صعوبة التعدين؟
يتم تعديل صعوبة التعدين بانتظام من خلال بروتوكول يضمن معدل ثابت لإنشاء الكتلة الجديدة مما يؤدي بدوره إلى إصدار عملات جديدة بنمط ثابت ومتوقع. تتعدل الصعوبة بما يتناسب مع كمية قوة الحوسبة (معدل التجزئة) المكرَّسة للشبكة.
وهكذا، في كل مرة ينضم مُعدِّنون جدد إلى الشبكة وتزداد المنافسة، تزداد صعوبة التجزئة — مما يمنع انخفاض متوسط وقت الكتلة. وفي المقابل، إذا قرر كثيرٌ من المُعدِّنين مغادرة الشبكة، ستقل صعوبة التجزئة، مما يجعل تعدين كتلة جديدة أسهل. وتحافظ هذه التعديلات على ثبات وقت الكتلة، بغض النظر عن قوة التجزئة الإجمالية الخاصة بالشبكة.
أنواع تعدين العملات الرقمية
يوجد الكثير من الطرق المختلفة لتعدين العملات الرقمية. فالمعدات تتغير والعملية تتغير مع ظهور أجهزة وخوارزميات إجماع جديدة. يستخدم المُعدِّنون عادةً وحدات كمبيوتر متخصصة لحل معادلات التشفير المعقدة. لنلقِ نظرة على طريقة عمل بعضٍ من أكثر طرق التعدين شيوعًا.
التعدين باستخدام وحدات المعالجة المركزية
يتضمن التعدين باستخدام وحدات المعالجة المركزية (CPU) استخدام وحدة معالجة مركزية خاصة بأحد أجهزة الكمبيوتر لإجراء دوال التجزئة المطلوبة من نموذج إثبات العمل. في بداية عهد البيتكوين، كانت تكلفة التعدين منخفضة والعوائق أمام الدخول إلى عالم التعدين قليلة، وكان يمكن لوحدة المعالجة المركزية العادية تحمّل صعوبة التعدين، لذا كان بوسع أي شخص أن يحاول تعدين عملة BTC وأي عملات رقمية أخرى.
إلا أنّه عندما بدأ مزيدٌ من الناس في تعدين BTC وزيادة معدل تجزئة الشبكة، أصبح التعدين المربح أكثر صعوبة. وعلاوة على ذلك، أدى ظهور أجهزة التعدين المتخصصة ذات القوة الحاسوبية الأكبر إلى جعل التعدين باستخدام وحدات المعالجة المركزية شبه مستحيل. واليوم لم يعُد التعدين باستخدام وحدات المعالجة المركزية خيارًا عمليًا لأنّ جميع المُعدِّنين يستخدمون أجهزة متخصصة.
التعدين باستخدام وحدات معالجة الرسومات
تم تصميم وحدات معالجة الرسومات (GPU) لمعالجة مجموعة واسعة من التطبيقات بالتزامن. وعلى الرغم من أنّ هذه الوحدات تُستخدَم عادةً لألعاب الفيديو أو إنشاء الرسومات، إلا أنّه يمكن استخدامها أيضًا للتعدين.
تتسم وحدات معالجة الرسومات بأنها غير مكلفة نسبيًا وأكثر مرونةً من جهاز دارة أيزك شائع الاستخدام للتعدين. على الرغم من أنه يتم استخدامها لتعدين بعض العملات البديلة، إلا أن كفاءتها تعتمد على صعوبة التعدين والخوارزمية.
التعدين باستخدام دارة أيزك
تم تصميم الدائرة المتكاملة الخاصة بالتطبيق (دارة أيزك) لتخدم غرضًا محددًا، وهي تشير في مجال العملات الرقمية إلى جهاز متخصص مصمم للتعدين. يشتهر التعدين باستخدام دارة أيزك بكفاءته الشديدة، ولكنه مكلف في نفس الوقت. وبما أن أجهزة تعدين أيزك تتصدر تقنيات التعدين، فتكلفة الوحدة أعلى بكثير من وحدات المعالجة المركزية أو وحدات معالجة الرسوم.
علاوةً على ذلك، إنّ التطورات المستمرة في تكنولوجيا دارات أيزك سرعان ما تجعل النسخ الأقدم منها غير مربحة، وبالتالي، فهي تحتاج إلى استبدالها بصورة منتظمة. حتى مع استثناء تكاليف الكهرباء، يجعل ذلك التعدين باستخدام دارة أيزك أحد أكثر طرق التعدين تكلفةً.
مجمعات التعدين
نظرًا لحصول أول مُعدِّنٍ ناجح على مكافأة الكتلة، تصبح احتمالية العثور على قيمة التجزئة الصحيحة قليلة للغاية. فالمعدِّنين الذين لديهم نسبة صغيرة من قوة التعدين تكون فرصتهم في اكتشاف الكتلة التالية بمفردهم ضئيلة للغاية. وتوفِّر مجمَّعات التعدين حلاً لهذه المشكلة.
مجمَّعات التعدين هي عبارة عن مجموعات من المُعدِّنين الذين يجمِّعون مواردهم (قوة التجزئة) معًا لزيادة احتمالية الفوز بمكافآت الكتلة. عندما يعثر المجمَّع بنجاحٍ على كتلة، يشارك المُعدِّنون في المجمَّع المكافأة حسب مقدار العمل الذي أسهم به كل منهم.
قد تفيد مجمَّعات التعدين المُعدِّنين الأفراد من حيث تكاليف الأجهزة والكهرباء، ولكنَّ سيطرتها على التعدين تثير المخاوف من الهجوم بنسبة 51% على الشبكة.
ما هو تعدين بيتكوين؟ وما هي آلية عمله؟
عملة البيتكوين هي أشهر وأوضح الأمثلة على العملات الرقمية القابلة للتعدين، ويقوم تعدين البيتكوين على خوارزمية إجماع دليل العمل (PoW).
دليل العمل (PoW) هو آلية الإجماع الأصلية لسلسلة البلوكشين التي أنشأها ساتوشي ناكاموتو، وقدَّمها الدليل الفني للبيتكوين في عام 2008. باختصار، يحدد دليل العمل كيفية توصل شبكة سلسلة البلوكشين إلى إجماع بين مختلف المشاركين الموزَّعين دون وساطة خارجية، وهو يفعل ذلك بأن يتطلب قوة حوسبة كبيرة لتثبيط أصحاب النوايا السيئة.
كما رأينا، يقوم المُعدِّنون بالتحقق من صحة المعاملات على الشبكة التي تستخدم دليل العمل ويتم التحقق منها عن طريق بعض المُعدِّنين الذين يتنافسون على حل ألغاز تشفير معقدة باستخدام أجهزة تعدين متخصصة. يمكن لأول معدِّن يتوصل إلى حل صحيح أن يبث كتلة معاملاته إلى سلسلة البلوكشين ويحصل على مكافأة الكتلة.
تختلف كمية العملات الرقمية في مكافأة الكتلة من سلسلة بلوكشين لأخرى. على سبيل المثال، كان المُعدِّنون في سلسلة بلوكشين البيتكوين يحصلون على مكافأة كتلة قدرها 6.25 BTC حتى مارس 2023. في ضوء آلية تنصيف البيتكوين، تنخفض كمية عملات BTC في مكافأة الكتلة بمقدار النصف كل 210,000 كتلة (كل أربع سنوات تقريبًا).
هل تعدين العملات الرقمية أمرًا مربحًا في عام 2023؟
على الرغم من وجود إمكانية تحقيق أموال عن طريق تعدين العملات الرقمية، فهو يتطلب دراسة متأنية وإدارة مخاطر، وإجراء أبحاث. كما تنطوي هذه العملية على بعض الاستثمارات والمخاطر مثل تكاليف الأجهزة وتقلبات أسعار العملات الرقمية وتغير بروتوكولات العملات الرقمية. للحد من هذه المخاطر، يشارك المعدنون في أنشطة إدارة المخاطر وتقييم التكاليف المحتملة، وكذلك مزايا التعدين قبل بدء العملية.
تعتمد ربحية تعدين العملات الرقمية على العديد من العوامل. يتمثل أحد هذه العوامل في التغييرات التي تشهدها أسعار العملات الرقمية. عندما ترتفع أسعار العملات الرقمية، تزداد أيضًا قيمة العملة المحلية المعتمدة لمكافأت التعدين. في المقابل، يمكن أن تتراجع مستويات الربحية مع انخفاض الأسعار.
تمثل كفاءة أجهزة التعدين أيضًا عامل مهم في تحديد ربحية عملية التعدين. قد يكون جهاز التعدين مكلفًا، لذلك ينبغي على المعدنين الموازنة بين تكاليف الجهاز والمكافآت التي يمكن الحصول عليها. ويوجد عامل آخر يجب مراعاته وهو تكاليف الكهرباء. في حال ارتفاع هذه التكاليف للغاية، قد تتخطى مستويات الأرباح مما يجعل التعدين أمرًا غير مربحًا.
بالإضافة إلى ذلك، قد تحتاج أجهزة التعدين إلى بعض التحسينات نسبيًا في بعض الأحيان، حيث إنها تميل إلى أن تصبح قديمة بسرعة كبيرة. قد يتفوق أداء النماذج الجديدة الأجهزة القديمة في حالة افتقار المعدنين إلى الميزانية لتطوير الأجهزة الخاصة بهم، فغالبًا ما سيعانون للحفاظ على قدرتهم على المنافسة.
أخيرًا وليس آخرًا، توجد بعض التغييرات على مستوى البروتوكول. على سبيل المثال، قد يؤثر تنصيف البيتكوين على ربحية التعدين حيث إنه يؤدي إلى تخفيض المكافآت مقابل تعدين الكتل إلى النصف. بالإضافة إلى ذلك، تحولت شبكة إيثريوم بالكامل من آلية إجماع دليل العمل (PoW) إلى دليل إثبات الحصة (PoS) خلال سبتمبر 2022، مما ساهم في جعل عملية التعدين أمرًا غير ضروريًا.
أفكار ختامية
يشكل تعدين العملات الرقمية عنصرًا مهمًا من شبكة البيتكوين وغيرها من سلاسل البلوكشين التي تستخدم آلية دليل العمل، حيث يساعد في الحفاظ على أمان الشبكة وإصدار عملات جديدة بصورة مستقرة. علاوةً على ذلك، قد يحقق المعدنون دخل سلبي من التعدين. ويمكنك التعرف على مزيد من التعليمات خطوة بخطوة في مقالنا كيفية تعدين عملة رقمية.
للتعدين مزايا وسلبيات محددة، أبرزها في المقام الأول تحقيق دخل محتمل من مكافآت الكتلة. إلا أنّ أرباح التعدين تتأثر بعددٍ من العوامل، منها تكاليف الكهرباء وأسعار السوق. ولذلك، قبل أن تسارع إلى تعدين العملات الرقمية، عليك إجراء بحثك الخاص وتقييم جميع المخاطر المحتملة.
مقالات ذات صلة
إخلاء المسؤولية وتحذير المخاطر: يُعرض هذا المحتوى لك "كما هو" بهدف تقديم معلومات عامة وللأغراض التعليمية فقط، دون أي إقرارات أو ضمانات من أي نوع. ولا ينبغي تفسيره على أنه نصيحة مالية، ولا يُقصد به التوصية بشراء أي منتج أو خدمة بعينها. ويجب عليك الاستعانة بمشورة متخصصة من استشاريين متخصصين. في حال كانت المقالة مقدمة من طرف خارجي، يُرجى العلم أن عدد المشاهدات خاص بهذا الطرف الخارجي لا يعكس بالضرورة عدد المشاهدات على أكاديمية Binance. يُرجى قراءة إخلاء المسؤولية بالكامل هنا للمزيد من التفاصيل. قد تتعرض الأصول الرقمية لتقلبات الأسعار، وقد تزداد قيمة استثمارك أو تنخفض بل وقد لا تسترد المبلغ الذي استثمرته. وتتحمل وحدك مسؤولية قراراتك الاستثمارية ولا تتحمل أكاديمية Binance مسؤولية أي خسائر قد تتكبدها. ولا يجب تفسير هذه المقالة على أنها نصيحة مالية أو قانونية أو مشورة مهنية. للمزيد من المعلومات، يرجى الاطلاع على شروط الاستخدام و تحذير المخاطر.