علاقه مندان به دنیای ارزهای رمز پایه ای همچون بیت کوین و عملکرد آن ها، حتما عبارت سختی شبکه بیت کوین را شنیده اند. اما سختی شبکه در واقع چیست و به چه چیزی اشاره دارد؟ در این مقاله به بیان مفهوم سختی شبکه بیت کوین می پردازیم، آن را بررسی می کنیم و به سوالاتی که دراین باره در ذهن شما وجود دارد پاسخ خواهیم داد.
سختی شبکه چیست و چه اهمیتی دارد؟
سختی یک عدد است که تعیین می کند افزودن یک بلاک جدید از تراکنش ها به بلاک چین، چه مقدار زمان می برد. میزان سختی هر 2 هفته به روز رسانی می شود، تا مطمئن شود که به صورت میانگین 10 دقیقه زمان برای افزودن بلاک به بلاک چین صرف می شود.
دلیل اهمیت سختی شبکه را می توان در این مورد دانست که از اضافه شدن بلاک های تراکنش به بلاک چین در یک دوره زمانی مشخص، حتی با ورود ماینرهای بیشتر به شبکه، اطمینان حاصل می کند. با ورود ماینرهای جدید به شبکه، در صورتی که سختی شبکه یکسان بماند، زمان کمتری صرف افزودن بلاک های جدید به بلاک چین خواهد شد.
چه زمانی سختی شبکه تغییر می کند؟
معمولا سختی شبکه با هر 2016 بلاک جدید، یعنی تقریبا هر دو هفته، تعدیل می شود. در این بازه زمانی، هر نود زمان مورد انتظار برای استخراج این 2016 بلاک را (2016 بلاک x ده دقیقه) تقسیم بر زمان واقعی استخراج بلاک (هر چند دقیقه) می کند:
زمان مورد انتظار / زمان واقعی => 20160 / زمان واقعی
اگر استخراج کننده ها هر بلاک را در مدت زمان کوتاه تری از آن چه انتظار می رود حل کنند (برای مثال 9 دقیقه برای هر بلاک)، عدد زیر به دست می آید:
20160 / 18144 = 1.11
سپس هر نود یا گره از این عدد به منظور تنظیم سختی برای 2016 بلاک بعدی استفاده می کند:
سختی x عدد به دست آمده (1.11) = سختی جدید
- اگر این سختی به دست آمده، از 1 بزرگ تر باشد (در صورتی که بلاک ها سریع تر از حد انتظار استخراج شده باشند)، سختی افزایش می یابد.
- اگر این عدد از 1 کمتر باشد (در صورتی که بلاک ها کند تر از حد انتظار استخراج شده باشند)، سختی شبکه کاهش می یابد.
به همین سادگی! اکنون هر ماینر در شبکه بیت کوین برای استخراج 2016 بلاک بعدی، با این سختی جدید کار خواهد کرد.
نکته!
سختی شبکه حداکثر با ضریب 4 تنظیم می شود (به عبارت دیگر عددی که از 4 بزرگ تر و از 0.25 کوچک تر نباشد). این امر به این دلیل است که از تغییرات ناگهانی از یک سختی به سختی بعد جلوگیری شود.
نحوه کنترل زمان میان بلاک ها توسط سختی شبکه بیت کوین
این بخش را با یک مثال ساده شروع می کنیم:
مثال ساده
فرض کنیم که من یک بازه از اعداد میان 1 تا 100 را در اختیار شما قرار می دهم.
اکنون شما می توانید هر یک دقیقه یک بار، عددی از میان 1 تا 100 ایجاد کنید، و هدف شما این است که عدد انتخابی شما کمتر از عدد هدف من باشد.
فرض کنیم که من عدد هدف را 50 در نظر گرفته ام:
از آن جایی که شما هر یک دقیقه یک بار قادر به ایجاد یک عدد تصادفی از بین 1 تا 100 هستید، این کار برای شما 2 دقیقه طول خواهد کشید.
اما این بسیار آسان است. پس من هدف را پایین تر آورده و به 20 می رسانم، به این معنی که شما تنها می توانید یک عدد تصادفی را در 1/5 زمان یا هر 5 دقیقه یک بار ایجاد کنید:
بنابراین، وابسته به این که در هر دقیقه چه تعداد عدد بتوانید ایجاد کنید، من می توانم با استفاده از ارتفاع هدف، میزان زمانی که طول می کشد تا یک عدد برنده را ایجاد کنید،تحت کنترل داشته باشم.
مثالی از سختی شبکه
فرض کنیم من کامپیوتر هستم، و به جای این که به شما میزان هدف را مستقیما بگویم، آن را از طریق تقسیم بازه اعداد به یک عدد جدید، در اختیار شما می گذارم.
این عدد جدید، سختی شبکه است، و من از آن به عنوان روشی آسان برای اصلاح ارتفاع هدف استفاده می کنم.
معادله پیدا کردن هدف به این صورت می باشد:
هدف = بالاترین حد هدف / سختی
علاوه بر این، من می توانم از ین مقدار سختی برای تنظیم هدف در هر سطحی که می خواهم استفاده کنم.
پس من از سختی برای کنترل هدف استفاده می کنم، و بنابراین میزان زمانی که شما باید برای ایجاد عدد برنده صرف کنید، تحت کنترل من است.
مثالی از سختی شبکه بیت کوین
سختی شبکه در بیت کوین نیز دقیقا به همین صورت کار می کند. از آن برای تعیین میزان هدف استفاده می شود، و ماینرها مشغول ساخت اعداد می شوند (هش کردن بلاک های منتخب خود) تا بتوانند به عددی پایین تر از میزان هدف دست یابند.
با توجه به این که دستگاه های استخراج یا ماینرها، قادر به ایجاد هزاران عدد (نرخ هش) در هر دقیقه هستند، بیت کوین از اعدادی بسیار بزرگ استفاده می کند:
اکنون، با توجه به این نکته که هزاران ماینر در تلاش برای یافتن عدد برنده هستند، برای این که از پیدا شدن عدد برنده در هر ده دقیقه (به جای هر چند ثانیه) اطمینان حاصل شود، دامنه اعداد صحیح و برنده بسیار کوچک می باشد:
پیش بینی میزان سختی شبکه بیت کوین
مقدار هش شبکه و سختی، عامل های خارجی هستند که باید حتما مد نظر قرار داد اما این که بتوان سختی را در آینده پیش بینی کرد، یک کار غیر ممکن است. به همین دلیل باید همیشه پیشرفت هایی که در زمینه فناوری استخراج رخ می دهد را پیگیری کرد و نسبت به آن ها آگاهی لازم را به دست آورد. در این صورت ماینر درک بهتری از میزان هش و سختی ای که رخ می دهد، پیدا خواهد کرد.