هش ریت (Hash Rate) چیست؟

ارزهای دیجیتال، دنیایی است که در آن از طرق مختلفی می‌توان سود و درآمد کسب کرد. یکی از راه‌های کسب سود در دنیای کریپتو، استخراج ارزهای دیجیتال است. در واقع، آن دسته از اعضای شبکه که با استفاده از قدرت پردازشی دستگاه‌های سخت‌افزاری خود در تامین امنیت شبکه و تایید تراکنش‌ها مشارکت می‌کنند، می‌توانند درآمد بدست آورند. اما پیش از ورود به عرصه استخراج، نیاز است تا فاکتورهای خاصی بررسی شوند. یکی از این عوامل، بررسی هش ریت یا نرخ هش می‌باشد. هش ریت؛ بیانگر میزان هش‌های تولیدی توسط تابع هش در واحد زمان می‌باشد.

در این مقاله، قرار است با مفهوم و ماهیت نرخ هش، اهمیت و تاثیرات آن آشنا شوید. اما پیش از اینکه سراغ مطلب اصلی برویم، نیاز است به‌طور خلاصه با مفاهیم مکانیسم اجماع اثبات کار (Proof-of-Work) و استخراج آشنا شویم.

مکانیسم اجماع اثبات کار (PoW)

زمانی که یک نود بخواهد یک بلاک را به شبکه اضافه کند، آن بلاک باید مورد تایید اکثریت اعضای شبکه قرار گیرد. به این فرایند، مکانیسم اجماع می‌گویند که یکی از انواع آن، مکانیسم اجماع اثبات کار یا همان Proof of Work نام دارد.

بیشتر بخوانید: الگوریتم اجماع در بلاک چین

در مکانیسم اجماع اثبات کار، نودها برای مشارکت در تامین امنیت شبکه، اعتبارسنجی تراکنش‌ها و خلق بلاک‌های جدید باید اثبات کنند که «کار» انجام داده‌اند. این کار، از طریق سخت‌افزارهایی صورت می‌گیرد که تابع هش را بارها و بارها اجرا می‌کنند. طبعا این سخت‌افزارها باید توان پردازشی بالایی داشته باشند که این مساله مستلزم مصرف برق زیادی است. به فرایند تولید یک بلاک در یک شبکه دارای مکانیزم اجماع اثبات کار استخراج یا ماین و به نود تولیدکننده بلاک ماینر می‌گویند.

یک بلاک چگونه استخراج می‌شود؟

استخراج یک بلاک را می‌توان همچون شرکت در یک مسابقه برای برنده شدن تشبیه کرد. در واقع، ماینرها با اجرای مکرر تابع هش، به دنبال پیدا کردن عددی هستند که به آن عدد نانس گفته می‌شود. این عدد طلایی، همان عددی است که ماینرها برای یافتن آن، به شدت با یکدیگر رقابت می‌کنند؛ چراکه عدد نانس صحیحی که معیارهای شبکه را داشته باشد، کلید یا مجوز ماین یا تولید یک بلاک و درنهایت، دستیابی به پاداش است. در واقع، هر ماینری که عدد نانس را زودتر از سایر ماینرها حدس بزند، حق ثبت بلاک و جایزه آن را نیز از آن خود می‌کند.

عدد نانس چگونه تعیین می‌شود؟

در شبکه‌ای همچون بیت‌کوین، یک هش هدف (Target Hash) برای هر 2016 بلاک تعیین می‌شود. به عنوان مثال، بلاک‌چین یک هش که 10 کاراکتر «0» در ابتدای آن دارد، پیشنهاد می‌دهد. ماینرها اعداد مختلفی را به عنوان عدد نانس حدس زده و به همراه دیگر اطلاعات بلاک در تابع هش قرار می‌دهند. اگر خروجی به دست آمده مطابق هش هدف شبکه، 10 کاراکتر «0» در ابتدای آن داشته باشد، حق استخراج بلاک به آن ماینر اعطا می‌شود.

هش ریت یا نرخ هش (Hash Rate) چیست؟

نرخ هش یا همان هش ریت (Hash Rate) شاخصی است که قدرت پردازشی و محاسباتی یک دستگاه ماینر، گروهی از ماینرها که یک استخر را تشکیل می‌دهند و یا کل شبکه یک بلاک‌چین دارای مکانیسم اجماع اثبات کار را نشان می‌دهد. همانطور که پیش‌تر بیان کردیم، فرایندهای پردازشی که ماینرها برای استخراج یک بلاک انجام می‌دهند، تنها شامل حدس زدن اعداد و ایجاد هش‌های مختلف است و هر ماینری که عدد مناسب را زودتر پیدا کند، می‌تواند بلاک را استخراج کند.

حال با توجه به این توضیحات احتمالا متوجه این موضوع شده‌اید که هرچه قدرت پردازشی دستگاه ماینر قوی‌تر باشد، می‌تواند تعداد اعداد بیشتری در واحد زمان حدس بزند و در نتیجه شانس استخراج بلاک نیز افزایش می‌یابد.

اما آیا این موضوع باعث نمی‌شود ماینرهای ضعیف‌تر فعالیت خود را متوقف کنند؟

در صورت افزایش رقابت برای استخراج بلاک چه راه‌حلی برای بقای ماینرها وجود دارد؟

استخرهای استخراج

گاهی ممکن است رقابت برای استخراج بلاک به‌حدی افزایش یابد که شانس حدس زدن عدد نانس، برای یک ماینر تنها با قدرت پردازش بالا نیز بسیار سخت و حتی ناممکن شود. در چنین حالتی طبیعتا کسب سود برای دستگاه‌های ماینر ضعیف‌تر بسیار دشوار می‌شود. اما می‌توان با ایجاد یک دسته یا گروهی از ماینرها و ادغام قدرت پردازشی، شانس استخراج بلاک را افزایش داد.

استخر استخراج، یک فضای مجازی است که در آن، گروهی از ماینرها منابع پردازشی خود را به اشتراک گذاشته و ترکیب می‌کنند تا شانس خودشان را برای حدس عدد نانس مناسب یک بلاک و کسب پاداش آن افزایش دهند. این استخرها به ماینرهای فردی این امکان را می‌دهد که با هم کار کنند تا به طور جمعی و موثرتر در فرایند استخراج شرکت کنند. زمانی که یک استخر موفق به استخراج یک بلاک شود، رمزارزهای به‌دست آمده به عنوان پاداش، میان کاربران، بسته به میزان سهم آن‌ها از استخر توزیع می‌شود.

ViaBTC و AntPool دو مورد از استخرهای استخراج بزرگ و معروف هستند.

هش ریت شبکه

نرخ هش یا هش ریت؛ تعداد حدس‌های یک دستگاه ماینر یا یک استخر را نشان می‌دهد. با این حال، می‌توان این شاخص را برای کل شبکه نیز محاسبه کرد. هش ریت یک شبکه بیانگر تمام قدرت پردازشی استفاده‌شده در آن شبکه است. به عبارت دیگر، حاصل جمع تمام حدس‌های زده‌شده توسط تمام ماینرهای شبکه، نرخ هش آن شبکه را نشان می‌دهد.

اندازه‌گیری هش ریت و مقیاس‌های مختلف آن

نرخ هش، تعداد هش‌های تولیدشده در ثانیه (H/s) را نمایش می‌دهد. اما این عدد برای برخی از شبکه‌ها همچون بیت‌کوین، به قدری رشد کرده است که از واحدهای بزرگ‌تری برای اندازه‌گیری آن استفاده می‌کنند.

مقیاس‌های هش ریت می‌توانند از کیلوهش بر ثانیه (KH/s) که هزار هش در ثانیه را نشان می‌دهد تا اگزاهش بر ثانیه (EH/s) که نشانگر 10¹⁸ هش در ثانیه است، باشند. هش ریت بیت‌کوین، در زمان نگارش این مقاله، حدود 607.794 اگزاهش بر ثانیه می‌باشد.

برای مشاهده هش ریت لحظه‌ای بیت‌کوین و سایر ارزهای دارای مکانیسم اثبات کار می‌توانید به سایت‌های bitinfocharts.com و miningpoolstats.stream مراجعه کنید.

تاثیرات افزایش و کاهش هش ریت شبکه

هش ریت شبکه در تعیین سختی استخراج شبکه و معیاری برای سنجش امنیت آن کاربرد دارد. هرچه ماینرهای بیشتر و قوی‌تری در شبکه فعالیت کنند، رقابت برای استخراج بلاک افزایش یافته و سختی شبکه نیز افزایش می‌یابد.

بلاک‌چین بیت‌کوین، هر 2016 بلاک که تقریبا دو هفته طول می‌کشد، سختی یافتن عدد نانس را به‌گونه‌ای تنظیم می‌کند که سرعت تولید هر بلاک ثابت و حدودا ده دقیقه باشد. زمانی که ماینرها افزایش پیدا می‌کنند یا ماینرهای قوی وارد شبکه می‌شوند، یافتن عدد نانس راحت‌تر می‌شود؛ چراکه قدرت پردازشی به شدت افزایش یافته و ماینرها در زمان کمتری می‌توانند تمام محدوده عدد نانس را آزمون و خطا کنند. از همین رو، شبکه نیز برای اینکه میانگین زمان استخراج هر بلاک را روی ده دقیقه حفظ کند، فرایند تولید بلاک و به عبارتی پیدا کردن عدد نانس را سخت‌تر می‌کند تا ماینرها کار پردازشی بیشتری انجام دهند.

این اتفاق احتمال وقوع حمله 51 درصدی را نیز به‌‌شدت کاهش می‌دهد. اگر فرد یا گروهی خاص بتواند بیشتر از 50 درصد نودهای یک بلاک‌چین را تحت کنترل خود بگیرد، می‌تواند شبکه را در جهت خواسته‌های خود تغییر دهد. به این نوع حملات، حمله 51 درصدی می‌گویند. در نتیجه سختی شبکه می‌تواند با امنیت و سلامت یک شبکه رابطه مستقیم داشته باشد.

تاریخچه هش ریت چیست؟

هش ریت یک شاخص متغیر است و از زمان خلق بیت‌کوین بارها و بارها به دلایل مختلف دچار تغییراتی شده است. اما به طور کلی روند نمودار این شاخص صعودی بوده است.

هش ریت شبکه بیت‌کوین برای اولین بار در سال 2011 به عدد یک ترا هش بر ثانیه و همچنین در سال 2013 نیز به 1000 ترا هش بر ثانیه رسید. این افزایش در نرخ هش ریت شبکه بیت‌کوین به دلیل افزایش قدرت پردازشی دستگاه‌های سخت‌افزاری می‌باشد. در ابتدا افراد می‌توانستند به راحتی تنها با استفاده از رایانه‌های خود به استخراج بیت‌کوین بپردازند. اما با گذشت زمان و تولید دستگاه‌های اسیک (ASIC) قدرت پردازشی ماینرها افزایش یافت.

بیشترین میزان هش ریتی که شبکه بیت‌کوین تاکنون تجربه کرده است، حدود 818 اگزاهش در تاریخ 24 می 2024 (4 خرداد 1403) می‌باشد.

چرا هش ریت مهم است؟

همانطور که به آن اشاره نمودیم، هش ریت شاخصی است که تعداد هش‌های تولیدشده توسط یک دستگاه ماینر، یک استخر ماینینگ و یا یک بلاک‌چین را نشان می‌دهد. مشاهده و بررسی این شاخص می‌تواند تا حد زیادی ما را از امنیت بلاک‌چین مطمئن کند. زیرا هش ریت بالاتر، بیانگر کار و پردازش سخت‌افزاری بیشتر می‌باشد. بلاک‌چینی که سطح پردازش ماینرهای آن بیشتر باشد، کمتر مورد آسیب‌پذیری و هک قرار می‌گیرد.

دلیل تغییرات هش ریت چیست؟

هش ریت یک شبکه به طور مستقیم به میزان فعالیت و کیفیت عملکرد ماینرها بستگی دارد.

تصور کنید یک بلاک‌چین فرضی دارای 10 ماینر و هر ماینر نیز توانایی ایجاد 10 هش بر ثانیه می‌باشد. حال اگر هر کدام از این ماینرها فعالیت خود را کم کند، هش ریت شبکه نیز کاهش می‌یابد؛ زیرا تعداد هش‌های تولیدشده کاهش می‌یابند. همچنین اگر به تعداد این ماینرها اضافه شود و یا یک ماینر قدرت پردازشی دستگاه خود را ارتقا دهد، هش ریت شبکه نیز افزایش می‌یابد.

عوامل موثر در نرخ هش یا هش ریت چیست؟

نرخ هش ریت را می‌توان برای یک بلاک‌چین، یک دستگاه ماینر و یا یک استخر استیکینگ تعریف نمود.

از عوامل موثر بر هش ریت شبکه می‌توان به صرفه اقتصادی و محبوبیت ارز اشاره کرد. اگر فرایند استخراج از نظر درآمدزایی و کسب سود برای ماینرها صرفه اقتصادی نداشته باشد که بتوانند هزینه‌های انرژی و نگهداری دستگاه را نیز تامین کنند، ممکن است دستگاه‌های خود را خاموش کنند. کاهش تعداد ماینرها به کاهش هش ریت شبکه و در نتیجه امنیت آن منتج خواهد شد.

هش ریت یک دستگاه ماینر عموما از قدرت پردازشی، میزان فعالیت پیوسته و نگهداری از آن تاثیر می‌پذیرد.

نرخ هش استخرهای استخراج نیز به دلیل آن که متشکل از چندین دستگاه ماینر هستند، به تعداد دستگاه‌های فعال، قدرت پردازشی آن‌ها و میزان سودی که شرکت‌کننده‌ها دریافت می‌کنند، بستگی دارد.

سخن پایانی

در این مقاله با موضوع هش ریت یا همان نرخ هش آشنا شدیم. آموختیم که نرخ هش درواقع به تعداد هش‌های تولید‌شده در واحد زمان است. همچنین آموختیم که نرخ هش یک فاکتور مهم و حیاتی در تعیین امنیت یک شبکه است. اما از طرفی چالش‌هایی نیز گریبان‌گیر بلاک‌چین‌های دارای مکانیسم اجماع اثبات کار هستند. افزایش هش ریت در این بلاک‌چین‌ها به معنای مصرف منابع پردازشی و برق بیشتر است. مصرف برق در صنعت استخراج ارزهای دیجیتال ممکن است حتی با مصرف برق بعضی از کشورها نیز برابری کند. این اتفاق نگرانی‌هایی ایجاد می‌کند، زیرا می‌تواند عواقب مخربی برای محیط زیست داشته باشد.