آیا بیت‌کوین ماینینگ با کامپیوتر به‌صرفه است؟

فهمیدن پاسخ سریع این پرسش چندان سخت نیست. خیر. به‌صرفه نیست؛ اما برای سوال بهتر می‌توان پاسخ دقیق‌تری داد.

سوال بهتر این است: آیا ماینینگ ارزهای دیجیتال با کامپیوتر به‌صرفه است؟ پاسخ دقیق‌ این پرسش چنین است.‌ «بستگی به ارز دیجیتالی دارد که می‌خواهد استخراج کنید».

برای روشن شدن این قضیه بگذارید مسئله را بیشتر باز کنیم.

وقتی فقط کامپیوتر وجود داشت

در روزهای اولی که مفهوم ارز دیجیتال با بیت‌کوین به دنیا معرفی شد، تنها ابزارهای پردازشی قوی کامپیوترها بودند. بیت‌کوین در اولین روزهای سال ۲۰۰۹ معرفی شد. آن روزها تازه اولین گوشی اندرویدی عرضه شده بود. آیفون اپل هم یک و نیم سال بیشتر نداشت.

آن روزها بهترین پردازنده‌ای که روی کامپیوترها می‌توانستیم بیابیم، نسل اول سری Core پردازنده‌های اینتل بودند.

البته بیت‌کوین ماینینگ هم خیلی معنایی نداشت؛ زیرا قیمت بیت‌کوین تازه یک سال بعد از عرضه نیز در بهترین حالت ۸ سنت بود. به قیمت دلار هزار تومانی آن روزها، هر بیت‌کوین می‌شد ۸۰ تومان.

به همین دلیل به‌صرفه نبود که آدم‌ها کلی هزینه کنند و برای استخراج بیت‌کوین ۸۰ سنتی، چند صد دلار پول بابت یک سیستم بدهند.

منبع داده‌ها: blockchain.com

این قضیه از نمودار توان پردازشی شبکه بیت‌کوین به‌راحتی قابل دریافت است. توان پردازشی کل شبکه بیت‌کوین در اوایل سال ۲۰۱۱، تنها 0.1TH/s بود. توان پردازشی شبکه بیت‌کوین در لحظه نوشتن این مقاله نیز ۵۲ میلیون بار بزرگ‌تر از این عدد است.

در این زمان تنها چیزهایی که برای بیت‌کوین ماینینگ استفاده می‌شدند، پردازنده مرکزی یا سی‌پی‌یو کامپیوترها بودند.

کمی بعد بیت‌کوین ماینرها متوجه شدند که کارت‌های گرافیکی و به‌خصوص کارت‌های مبتنی بر ATI که ساخت شرکت AMD بودند، برای بیت‌کوین ماینینگ بسیار بهینه‌تر از سی‌پی‌یو هستند.

این کشف باعث شد توان پردازشی یا نرخ هش کل شبکه به‌صورت تندی افزایش یابد و در فاصله دو سال بیش از ۲۵۰ برابر شود.

این افزایش توان پردازشی شبکه بیت‌کوین هم‌زمان با افزایش قیمت بیت‌کوین رخ داد. در این بازه زمانی قیمت بیت‌کوین از ۳۰ سنت به ۱۴ دلار رسید؛ یعنی ۴۶ برابر شد. از سویی خود همین افزایش قیمت بیت‌کوین باعث شد بیت‌کوین ماینرهای بیشتری به شبکه بپیوندند و این اتفاق نیز باعث افزایش بیش‌ازپیش توان پردازشی کلی شبکه بیت‌کوین شد.

اسیک‌ها از راه می‌رسند

اما در سال ۲۰۱۳ تغییرات دیگری هم رخ دادند. در این سال شرکت بیت‌فیوری (Bitfury) توانست اولین چیپ‌های تک‌کاره اختصاصی یا اسیک (ASIC) را برای بیت‌کوین ماینینگ بسازد. هم‌زمان هم در چین شرکت بیت‌مین (ASIC) بنیان‌گذاری شد و وارد همین بازار شد.

این اتفاق باعث شد دنیای بیت‌کوین ماینینگ کاملا دگرگون شود؛ زیرا این دستگاه‌ها در مقایسه با کامپیوتر و کارت‌های گرافیکی ارزان‌تر بودند و از آن‌سو می‌توانستند نرخ هش بالاتری نسبت به کامپیوترها ارائه دهند.

ازاین‌پس بود که توان پردازشی شبکه بیت‌کوین با سرعت بسیاری زیادی افزایش یافت و امروز به ۵۲ اگزا هش یا ۵۲ میلیون ترا هش در ثانیه (52EH/s or 52 Million TH/s) برسد.

البته افزایش تعداد دستگاه‌‌های اسیک بیت‌کوین ماینینگ به مشکلاتی همچون حمله ۵۱ درصد (51% Attactk) هم می‌توانست منجر شود و البته منجر هم شد.

حمله ۵۱ درصد به حالتی می‌گویند که در آن یک فرد یا یک گروه بیت‌کوین ماینینگ بیش از نصف توان پردازشی کل شبکه را در اختیار داشته باشد.

هرچند امروز هیچ فرد، یا استخر بیت‌کوین ماینینگی وجود ندارد که چنین قدرتی داشته باشد اما کافی است که یکی از استخرهای بیت‌کوین ماینینگ کوچک با یکی از استخرهای ماینینگ نسبتا بزرگ به هم بپیوندند تا چنین اتفاقی رخ دهد.

چه‌بسا شاید همین استخرهای بیت‌کوین ماینینگ ارتباطاتی در پشت پرده داشته باشند که آن‌ها را به چنین وضعیتی برساند.

وقتی حمله ۵۱ درصد انجام شود

وقتی یک فرد یا استخر بیت‌کوین ماینینگ بیش از توان پردازشی کل شبکه بیت‌کوین را داشته باشند، به‌راحتی می‌توانند شبکه را مختل و تحت کنترل خود قرار دهند.

می‌توانند بلوک‌هایی را که ماینرهای دیگر ساخته‌اند را نپذیرد تا توافق عمومی برای ثبت آن حاصل نشود و به‌جای آن بلوک‌های ساخت خود را به همه تحمیل کند و تمام پاداش‌های بیت‌کوین ماینینگ را به دست آورند.

چنین گروه یا فردی همچنین هم می‌تواند روند تایید تراکنش‌ها را هم کندتر کند و هم از شبکه بیت‌کوین بدزد.

چنین اتفاقی تا به امروز چند بار رخ داده است و تلاش فعالان این حوزه این است که مانع قدرت‌گیری یک فرد یا گروه خاص در شبکه بشوند.

حال به سؤال اصلی‌مان برگردیم.

آیا بیت‌کوین ماینینگ با کامپیوتر به‌صرفه است؟

بگذارید با قدرتمندترین سخت‌افزار کامپیوتری برای بیت‌کوین ماینینگ یعنی با کارت گرافیکی AMD Radeon VII شروع کنیم. این کارت گرافیکی در فرکانس ۱۴۰۰ مگاهرتز کار می‌کند. ۱۶ گیگابایت رم دارد و ۳۰۰ وات هم برق مصرف می‌کند. معماری این کارت گرافیکی هم ۷ نانومتری است و قیمت آن ۶۷۹ دلار است.

تعیین نرخ هش برای هر دستگاهی کاملا تابع الگوریتم هشی هست که قرار است با آن کار کند. نرخ هش این کارت گرافیکی برای الگوریتم Ethash که در شبکه اتریوم استفاده می‌شود، ۹۰ مگا هش در ثانیه است.

این عدد در مقایسه با دومین کارت گرافیکی خوب برای ماینینگ ارزهای دیجیتال یعنی Nvidia GeForce GTX 1070 حدود سه برابر است. نرخ هش کارت گرافیکی Nvidia GeForce GTX 1070 فقط ۳۰ مگا هش در ثانیه است و آن نیز قیمت ۳۰۰ دلار است.ازآنجایی‌که الگوریتم Ethash کمی پیچیده‌تر از الگوریتم SAH-256 مورداستفاده در بیت‌کوین است مشخصا نرخ هشی که در این کارت‌های گرافیکی بیان کردیم، همان نرخ هشی نخواهد بود که برای اجرای الگوریتم SAH-256 مشاهده خواهیم کرد.

نرخ هش این کارت‌های گرافیکی در بیت‌کوین بیشتر از اعدادی است که در سطور بالا گفتیم؛ اما چقدر بالاتر؟

نرخ هش کارت‌های گرافیکی

ازآنجایی‌که کارت‌های گرافیکی خصوصا کارت‌ها گرافیکی جدیدتر دیگر برای بیت‌کوین ماینینگ استفاده نمی‌شوند، شما نمی‌توانید گزارشی از نرخ هش این کارت‌های گرافیکی پیدا کنید. شرکت‌های تولیدکننده کارت‌های گرافیکی هم ‌چنین داده‌هایی را ارائه نمی‌دهند.

در ویکی‌پدیای خود بیت‌کوین مقایسه‌ای بین نرخ هش برای الگوریتم SHA-256 سخت‌افزارهای گوناگون بیت‌کوین ماینینگ وجود دارد که اطلاعات کارت‌های گرافیکی عموما قدیمی در آن‌ها آمده‌اند. این داده‌ها به‌صورت تجربی و داوطلبانه توسط خود کاربران و ماینرها ارائه شده است.

آخرین کارت گرافیکی شرکت AMD که اطلاعات مربوط به نرخ هش آن در همین سایت ویکی‌پدیای بیت‌کوین وجود دارد، مدل FirePro M7820 است.

سرعت پردازنده این کارت گرافیکی ۷۰۰ مگاهرتز و حافظه آن از نوع GDDR5 است. نرخ هش گزارش‌شده برای این کارت گرافیکی ۱۵۰ میلیون هش در ثانیه است.

با مقایسه این کارت گرافیکی با کارت گرافیکی AMD Radeon VII که سرعت پردازنده آن ۱۴۰۰ مگاهرتز است و با توجه به بهبود پهنای باند رم و سرعت رم AMD Radeon VII، می‌توانیم تخمین بزنیم که نرخ هش این کارت گرافیکی حدودا سه برابر FirePro M7820 یعنی ۴۵۰ میلیون هش در ثانیه است.

محاسبه نرخ هش با استفاده از الگوریتم

بررسی تفاوت‌ها و سرعت اجرای الگوریتم پیچیده Ethash و الگوریتم SHA-256 هم ما را به نتیجه مشابهی می‌رساند.

الگوریتم Ethash به‌شدت نیازمند استفاده از حافظه، فضای ذخیره‌سازی (هارد کامپیوتر)، خواندن اطلاعات از رم و نوشتن مقدار زیادی از اطلاعات روی آن است.

اجرای الگورتیم Ethash نیازمند طی گام‌هایی پنج برابر الگورتیم SHA-256 است. در نتیجه به توجه به نرخ هش ۹۰ میلیون هش در ثانیه برای Ethash، می‌توانیم متوجه شویم که نرخ هش یک کارت گرافیکی AMD Radeon VII برای بیت‌کوین ماینینگ همان حدود ۴۵۰ میلیون هش در ثانیه است.

برای استفاده از یک کارت گرافیکی شما نیازمند مادربرد، سی‌پی‌یو و رم هم برای بیت‌کوین ماینینگ هستید. با توجه به قیمت ۶۷۹ دلاری برای کارت گرافیکی AMD Radeon VII و در نظر گرفتن قطعات موردنیاز دیگر، احتمالا در نهایت مجبور شوید حدود ۸۵۰ دلار برای کامپیوتر خود بپردازید.

در نهایت شما ۸۵۰ دلار خرج می‌کنید و در بهترین حالت به توان پردازشی ۴۵۰ میلیون هش در ثانیه می‌رسید.

حال اگر با مدل‌ها و قیمت‌های انواع دستگاه‌های بیت‌کوین ماینینگ آشنا باشید، متوجه خواهید شد قیمت یک دستگاه Antminer S9J که ۱۴.۵ ترا هش در ثانیه توان پردازشی دارد، ۶۶۶ دلار است. اگر قیمت منبع تغذیه آن را هم در نظر بگیرید، قیمت تمام‌شده برای شما ۷۷۶ دلار خواهد بود.

این در مقایسه با قیمت ۸۵۰ دلاری کامپیوتری که تهیه می‌کنید، کمتر است و درعین‌حال توان پردازشی آن حدود ۳۲ هزار برابر کامپیوتر است.

با اینکه مصرف برق Antminer S9J حدود ۴ برابر توان مصرفی کارت گرافیکی AMD Radeon VII است، اما مشخصا این مصرف برق یک‌چهارم، به‌هیچ‌وجه نمی‌تواند کمبود عملکرد ۳۲ هزار برابری AMD Radeon VII را جبران کند.

اگر بقیه کارت‌ها گرافیکی را هم بررسی کنید، به اطلاعات مشابهی می‌رسید. با اینکه قیمت بقیه کارت‌های گرافیکی کمتر از AMD Radeon VII است اما توان پردازشی آن‌ها معمولا در بهترین حالت یک‌سوم این کارت گرافیکی قدرتمند است.

در نهایت به این رسیدیم که توان پردازشی قدرتمندترین کارت گرافیکی برای بیت‌کوین ماینینگ یک ۳۲ هزارم یک دستگاه بیت‌کوین ماینینگ است که قیمت ارزان‌تری هم دارد.

در نتیجه جواب مشخص است، در دنیایی که دستگاه‌های بیت‌کوین ماینینگ وجود دارند، بیت‌کوین ماینینگ با کامپیوتر به‌صرفه نیست.

جایگاه کامپیوتر در دنیای ارزهای دیجیتال

علی‌رغم تمام حرف‌هایی که زدیم، نمی‌توان کامپیوترها را از دنیای ارزهای دیجیتال کنار گذاشت. با اینکه کامپیوترها برای خود ماینینگ به‌صرفه نیستند، اما قلب و هسته فرآیندهایی امنیتی و اجرایی هر شبکه ارز دیجیتال با کامپیوتر اداره و اجرا می‌شود. البته کامپیوتر هم که نه. بلکه سرور که یک کامپیوتر بزرگ است.

در دنیای بیت‌کوین و دیگر ارزهای دیجیتال، کامپیوترها وظیفه تطبیق امضای دیجیتال هر تراکنش با کلید عمومی درخواست‌کننده تراکنش را بر عهده دارند.

همچنین کامپیوتر است که هنگام درخواست یک تراکنش از سوی شما، سابقه تراکنش‌های شما را در بلاک‌چین بررسی می‌کند تا مانع از تقلب در پرداخت‌ها شود.

در نهایت کامپیوتر است که همه تراکنش‌های تایید نشده را جمع می‌کند و بین دستگاه‌های ماینینگ زیردست خود برای یافتن یک بلوک معتبر پخش می‌کند. میزان بار پردازشی هرکدام از این دستگاه‌ها را نیز توسط کامپیوتر تعیین می‌شود.

به‌عبارت‌دیگر، در هر شبکه ارزهای دیجیتالی، کامپیوتر مغز است و بقیه دستگاه‌های ماینینگ، اعضایی هستند که بدون کامپیوتر به‌هیچ‌وجه نمی‌توانند کار کنند.

وقتی نمی‌توان دستگاه ماینینگ ساخت

ارزهای دیجیتال از الگوریتم‌های گوناگونی برای رمزگذاری و ساخت بلوک استفاده می‌کنند. در بین بیش از ۵۰۰ ارز دیجیتالی که امروز وجود دارد، شاید فقط صد الگورتیم گوناگون با تفاوت‌های اندک وجود داشته باشند.

دستگاه‌های ماینینگ هم برای نه برای ارز دیجیتال خاص بلکه برای الگوریتم‌های خاص ساخته می‌شوند. مثلا تمامی دستگاه سری A، V، S و T انت‌ماینر شرکت بیت‌مین برای کار با الگوریتم SHA-256 ساخته شده‌اند.

ارزهای دیجیتال گوناگونی نیز از این الگوریتم استفاده می‌کنند. بیت‌کوین، بیت‌کوین کش، پییرکوین (Peercoin)، ای‌مارک (eMark)، Unbreakable، تراکوین (Terracoin)، آکوین (Acoin)، کراون (Crown)، کیورکوین (Curecoin)، ژول‌کوین (Joulecoin) همه از همین الگوریتم استفاده می‌کنند در نتیجه می‌توان از این دستگاه‌ها، برای ماینینگ ارزهای مذکور هم استفاده کرد.

الگوریتم SHA-256 الگوریتم ساده و کوچکی است که اجرای آن نیازمند حافظه و توان پردازشی بالایی نیست. بیشتر الگوریتم‌هایی مورداستفاده در ارزهای دیجیتال هم مثل همین SHA-256 سبک هستند و به‌راحتی می‌توانند با هر دستگاهی اجرا شوند.

اما تا همین چند ماه پیش دو استثنا وجود داشت که البته کمی تا حدی هنوز هم وجود دارد.

الگوریتم‌های مقاوم به اسیک

الگوریتم Ethash که ارز دیجیتال اتریوم از آن استفاده می‌کند و الگوریتم کریپتو نایت (CryptoNight) که ارز دیجیتال مونرو (Monero) آن را به کار می‌برد، به‌گونه‌ای طراحی شده‌اند که مقاوم به اسیک (ASIC Resistant) باشند.

یعنی به‌گونه‌ای طراحی و ساخته شده‌اند که نتوان دستگاه‌های اسیک برای ماینینگ آن‌ها تولید کرد.

اجرای این دو الگورتیم نیازمند استفاده مقدار زیادی از حافظه رم (RAM) است که همین قضیه باعث می‌شود نتوان دستگاه اسیک مخصوص ماینینگ آن‌ها ساخت؛ زیرا دستگاهی ماینینگ مبتنی بر اسیک مانند آن‌هایی که برای بیت‌کوین ماینینگ استفاده می‌شوند، چندان نمی‌توانند مقدار زیادی از رم را پشتیبانی کنند.

برای پشتیبانی از این مقدار رم، دستگاه‌ها نیازمند حافظه‌های رم سریع و پردازنده مرکزی سریعی است که این رم را کنترل کند و همین اتفاق باعث می‌شود در نهایت دستگاه ماینینگ اسیکی که ساخته می‌شود هم گران‌تر از کامپیوترها تمام شود و هم قدرت پردازشی کمتری نسبت به کامپیوتر داشته باشد.

اتریوم الگوریتمی دارد که ساختن دستگاه‌های ماینینگ آن را سخت می‌کند.

در نهایت این مسئله باعث می‌شود در دنیای اتریوم و مونرو، کامپیوترها همچنان حرف اول را برای ماینینگ بزنند.

اما دو ماه پیش شرکت بیت‌مین دستگاه‌های انت‌ماینر سری X و B را برای ماینینگ مونرو و اتریوم ارائه داد. البته به دلیل همین الگوریتم‌ها، استفاده از این دستگاه‌ها به‌راحتی از استفاده دستگاه‌های اسیک بیت‌کوین ماینینگ مثل همین انت‌ماینر S9J نیست.

بلکه نیازمند خرید یک حساب کاربری از چند سرور ابری است که عملیات زمان‌بر و حافظه‌بر و الگوریتم‌های Ethash و کریپتونایت را انجام دهند و بخش سبک و طولانی کار را به این دو دستگاه بدهند.

کمی بعد از ارائه این دستگاه‌ها نیز تیم پشتیبانی ارز دیجیتال مونرو اعلام کرد که می‌خواهد الگورتیم مونرو رو تغییر دهد تا همچنان مقام به اسیک باقی بماند.

تیم اتریوم هم با اینکه اعلام نکرد که قصد کار مشابهی دارد، اما گفت اگر زمانی احساس کند وجود دستگاه‌های اتریوم ماینینگ می‌تواند به شبکه اتریوم آسیب بزند و مشکلات مشابه بیت‌کوین را برای آن پدید آورند، آن‌ها نیز با انجام یک هارد فورک (Hard Fork)، الگوریتم جدید مقاوم به اسیک ارائه خواهند داد و بلاک‌چین جدیدی خواهند ساخت.

با این کار دستگاه‌های سری X و ‌B شرکت بیت‌مین برای استخراج این دو ارز به‌دردنخور خواهند شد و اینجاست که دوباره کامپیوترها در هسته اصلی این ارزهای دیجیتال باقی خواهند ماند.

الگوریتم‌ها معین می‌کنند

همان‌طور که در ابتدای مقاله گفتیم، اینکه استفاده از کامپیوترها برای ماینینگ ارزهای دیجیتال به‌صرفه است یا نه تابع نوع ارز و به‌طور خاص الگورتیم مورداستفاده در آن ارز است.

طبق چیزهایی که در بالا گفتیم، معلوم است که استفاده از کامپیوتر برای بیت‌کوین ماینینگ به‌هیچ‌وجه به‌صرفه نیست اما اگر می‌خواهید به اتریوم یا مونرو ماینینگ بپردازید، نه‌تنها استفاده از کامپیوتر به‌صرفه است، بلکه گزینه دیگری غیر از کامپیوتر وجود ندارد.