التعدين الأصول الرقمية : من المبدأ إلى الممارسة دليل كامل

لماذا التعدين مهم جداً للبلوكتشين

تعدين العملات المشفرة ليس فقط وسيلة لكسب المال، بل هو الأساس لعمل شبكة البلوكتشين بشكل صحيح. ببساطة، يحل التعدين مشكلة أساسية: من الذي يتحقق من المعاملات في غياب البنك المركزي؟ من الذي ينشئ عملات جديدة؟ الجواب هو المعدنون.

التعدين من خلال استهلاك كميات كبيرة من موارد الحوسبة لضمان أمان الشبكة. هذه الآلية المكلفة من “إثبات العمل” تجعل من الصعب على الممثلين السيئين تزييف المعاملات أو تعديل السجلات. لهذا السبب، يمكن لبيتكوين (BTC) وغيرها من شبكات البلوكتشين التي تعتمد على إثبات العمل الحفاظ على النزاهة والاتساق دون وجود جهة مركزية.

كيفية عمل التعدين للعملات المشفرة: تحليل العمليات الأساسية

تجميع وتعبئة المعاملات

كلما أرسل المستخدم أو استلم عملة مشفرة، تدخل هذه المعاملات المعلقة في مجموعة معاملات تُسمى “ذاكرة المسبح” (mempool). تتمثل المهمة الأولى للعمال في جمع المعاملات من هذه المجموعة وتنظيمها في “كتلة مرشحة”.

بالإضافة إلى المعاملات الأخرى في الشبكة، يقوم المعدنون بإنشاء معاملة خاصة بهم - “معاملة coinbase” - لتخصيص مكافآت التعدين لأنفسهم. عادةً ما تكون هذه المعاملة هي أول سجل في الكتلة الجديدة.

هاش وبناء شجرة ميركل

بعد ذلك، يحتاج المعدنون إلى تنفيذ عملية هاش لكل معاملة. ستقوم دالة الهاش بتحويل بيانات المعاملة إلى سلسلة نصية بطول ثابت - هذا هو “بصمة” المعاملة.

تُجمع قيم تجزئة جميع المعاملات بعد ذلك في هيكل شجري يُسمى “شجرة ميركل”. هذه العملية تتم بشكل زوجي: أولاً يتم دمج قيمتي التجزئة معًا، ثم يتم متابعة تجزئة النتيجة زوجيًا، حتى يتبقى في النهاية قيمة تجزئة واحدة فقط - “جذر ميركل”. يمثل جذر ميركل ملخصًا لجميع المعاملات داخل الكتلة.

البحث عن رأس كتلة صالح (هاش الكتلة)

هذا هو الجزء الأكثر استغراقًا للوقت في التعدين. يحتاج عمال المناجم إلى توليد تجزئة كتلة - المعرف الفريد للكتلة. للقيام بذلك، يحتاجون إلى دمج ثلاثة عناصر معًا:

• قيمة هاش الكتلة السابقة
• جذر ميركل للكتلة الحالية
• رقم عشوائي يسمى “nonce”

ثم قم بتشغيل هذه العناصر الثلاثة معًا من خلال دالة التجزئة. الهدف هو جعل ناتج العملية أقل من قيمة هدف محددة (تحددها البروتوكول وتعرف باسم “التعدين الصعوبة”).

نظرًا لأن العنصرين الأولين لا يمكن تغييرهما، لا يمكن للعمال تعدين سوى محاولة تغيير قيمة nonce باستمرار. عادةً ما يتطلب الأمر تجربة مليارات المرات للعثور على تجزئة كتلة صالحة - وهذا هو السبب في الحاجة إلى قوة حسابية قوية جدًا.

بث و تأكيد الكتلة

بمجرد أن يجد المعدن كتلة هاش صالحة، سيقوم ببث هذه الكتلة الجديدة إلى الشبكة بأكملها. ستتحقق العقد التحقق الأخرى مما إذا كانت هذه الكتلة صالحة بالفعل. إذا تم التحقق، ستضيف جميع العقد هذه الكتلة إلى نسخها من البلوكتشين. تصبح الكتلة المرشحة رسمياً “كتلة مؤكدة”. في هذه المرحلة، سيتخلى المعدنون الآخرون عن الكتل التي يقومون بحسابها (بغض النظر عن مدى تقدمها)، ويبدأون في التعدين على الكتلة التالية.

ماذا يحدث عندما يتم تعدين كتلتين في نفس الوقت؟

أحيانًا يكتشف عمال التعدين كتلة صالحة في نفس الوقت، مما يؤدي إلى حدوث كتلتين متنافستين في الشبكة. هذا قد يجعل الشبكة تنقسم مؤقتًا إلى إصدارين - حيث يواصل كل مجموعة من عمال التعدين العمل بناءً على الكتلة التي استلموها أولاً.

تستمر هذه المنافسة حتى يتم استخراج الكتلة التالية بنجاح. أي كتلة “فازت”، سيصبح الخاسر “كتلة معزولة” - تُهجر من قبل الشبكة، وستدخل المعاملات الموجودة فيها مرة أخرى إلى قائمة الانتظار للمعالجة.

كيف يتم ضبط صعوبة التعدين تلقائيًا

التعدين ليس ثابتًا، بل يتم تعديله بواسطة البروتوكول بناءً على ظروف الشبكة بشكل دوري. الهدف من التعديل واضح: الحفاظ على سرعة توليد الكتل ثابتة.

عندما ينضم المزيد من المعدنين إلى الشبكة ويزداد إجمالي قوة الحوسبة، سترتفع الصعوبة. هذا يضمن أنه حتى مع وجود المزيد من الأشخاص في المنافسة، يمكن الحفاظ على متوسط وقت الكتلة (حوالي 10 دقائق لبيتكوين) ثابتًا.

على العكس، إذا غادر عدد كبير من المعدنين الشبكة، ستنخفض الصعوبة، مما يجعل من السهل على المعدنين المتبقيين إيجاد كتل فعالة. تضمن هذه الآلية التكيفية انتظام وتوقع إصدار العملات الجديدة.

الطرق الرئيسية للتعدين في العملات المشفرة

تعدين CPU: أصبح تاريخا

في الأيام الأولى من البيتكوين، كانت المعالجات المركزية (CPU) لأجهزة الكمبيوتر العادية قادرة على القيام بالتعدين. ولكن مع زيادة معدل هاش الشبكة وظهور أجهزة التعدين المتخصصة، أصبح التعدين باستخدام المعالجات المركزية غير مربح تمامًا. اليوم، لا أحد يستخدم المعالجات المركزية لتعدين البيتكوين.

التعدين باستخدام GPU: مرن ولكن له قيود

وحدات معالجة الرسوميات (GPU) كانت مصممة في الأصل لمعالجة مهام الصور بشكل متوازي، ولكن يمكن استخدامها أيضًا في التعدين. ميزة وحدات معالجة الرسوميات هي أنها ذات تكلفة منخفضة نسبيًا ومرنة نسبيًا، ويمكنها تعدين بعض العملات التنافسية. لكن بالنسبة لبيتكوين، لم تعد وحدات معالجة الرسوميات تحتفظ بقدرتها التنافسية.

التعدين ASIC: الأقوى لكنه الأغلى

دوائر متكاملة خاصة (ASIC) هي أجهزة مصممة لمهمة معينة، وفي مجال العملات المشفرة تشير إلى أجهزة التعدين المتخصصة. تتمتع ASIC بكفاءة عالية ومعدل هاش مرتفع، لكنها باهظة الثمن للغاية. ومع ذلك، بسبب سرعة تطور التقنية، فإن أجهزة تعدين ASIC القديمة ستصبح غير مربحة بسرعة.

على الرغم من ذلك، فإن ASIC لا يزال الخيار الأكثر عملية لمن يرغب في التعدين على نطاق واسع.

التعدين بركة: تقليل المخاطر الشخصية

احتمالية الحصول على مكافآت التعدين منخفضة للغاية. بالنسبة لعمال المناجم الأفراد الذين لديهم نسبة صغيرة من قوة الحوسبة، فإن الاعتماد على أنفسهم للعثور على الكتلة التالية يعتبر بمثابة خرافة.

التعدين تجمعات حلّت هذه المشكلة. التجمعات هي تحالفات من المعدّنين الذين يشاركون القدرة الحاسوبية لزيادة فرصة اكتشاف الكتل. عندما ينجح التجمع في تعدين كتلة، يتم توزيع المكافآت بشكل متناسب وفقًا لمقدار العمل الذي ساهم به كل مشارك.

هذا يسمح للعمال الصغار بالتعدين بمشاركة تكاليف الكهرباء والمعدات بتكلفة مقبولة. لكن الهيمنة على حمامات التعدين أثارت أيضًا مخاوف بشأن المركزية والهجمات المحتملة بنسبة 51%.

تعدين السحاب: مريح ولكن به مخاطر

تتيح لك التعدين السحابي عدم الحاجة إلى شراء الأجهزة، بل يكفي استئجار القدرة الحسابية من مزودي الخدمة السحابية. يبدو أن هذا بسيط، ولكن هناك مخاطر احتيال، وغالبًا ما تكون العوائد الفعلية أقل من المتوقع.

خصوصية تعدين البيتكوين

بيتكوين هي أشهر عملة مشفرة قابلة للتعدين. تستخدم خوارزمية الإجماع إثبات العمل (PoW) - وهي أيضًا آلية الإجماع الأصلية التي ابتكرها ساتوشي ناكاموتو في ورقة البيتكوين البيضاء عام 2008.

تعمل PoW على تحقيق توافق الشبكة من خلال要求 المشاركين استثمار كميات كبيرة من الطاقة والموارد الحاسوبية، وهذه التكلفة العالية بحد ذاتها هي رادع قوي ضد الأفعال الخبيثة.

في شبكة البيتكوين، يحصل المعدنون الذين ينجحون في تعدين كتلة على مكافأة الكتلة. اعتبارًا من ديسمبر 2024، تبلغ هذه المكافأة 3.125 بيتكوين. سينخفض هذا الرقم بشكل دوري مع حدث “نصف البيتكوين” - كلما تم تعدين 210,000 كتلة (حوالي كل أربع سنوات)، ستنخفض المكافأة إلى النصف.

هل التعدين في العملات المشفرة يحقق أرباحًا حقًا

من الناحية النظرية، يمكن ذلك، ولكن يتطلب حسابات دقيقة وإدارة مخاطر. تعتمد الأرباح الفعلية على تفاعل عدة عوامل معقدة.

تأثير تقلبات أسعار العملات: عندما يرتفع سعر العملات المشفرة، تزداد القيمة النقدية لمكافآت التعدين أيضًا. والعكس صحيح.

كفاءة الأجهزة: يمكن لجهاز تعدين جيد أن يزيد من معدل الهاش، لكن تكلفة الشراء مرتفعة جداً. يجب على المعدنين تحقيق توازن بين استثمار الأجهزة والعائد المحتمل. الأجهزة القديمة ستصبح عتيقة بسرعة، وتكاليف الترقية مستمرة.

ضغط تكاليف الكهرباء: غالبًا ما يكون هذا أكبر متغير. تكاليف الكهرباء المرتفعة يمكن أن تلتهم جميع الأرباح. غالبًا ما يكون عمال التعدين في المناطق ذات تكاليف الكهرباء المنخفضة أكثر تنافسية.

تغيير البروتوكول: على سبيل المثال، تقليص مكافآت البيتكوين سيؤدي مباشرة إلى قطع المكافآت، مما يؤثر على هامش الربح على الفور. المثال الأكثر تطرفًا هو تحول الإيثيريوم في سبتمبر 2022 من التعدين (PoW) إلى إثبات الحصة (PoS)، مما جعل معدات جميع عمال المناجم في PoW تتحول على الفور إلى خردة.

ملخص

التعدين العملات المشفرة ضروري لبيتكوين وبلوكتشينات إثبات العمل الأخرى. إنه يحمي الشبكة من خلال استهلاك الموارد الحقيقية، ويضمن تداول العملات الجديدة بشكل منظم.

فوائد التعدين واضحة جداً - الدخل المحتمل من مكافآت الكتلة. لكن هذه العائدات سهلة التآكل بسبب تكاليف الكهرباء، وتقلبات السوق، وتكاليف الأجهزة.

إذا كنت ترغب في دخول مجال التعدين، يجب أن تقوم بالبحث الجيد (DYOR) وتقييم المخاطر بشكل شامل. فقط من خلال فهم هذه العوامل، يمكنك تحديد ما إذا كان التعدين يستحق ذلك.

قراءة ممتدة

• أساسيات البلوكتشين: كيف يعمل
• دليل المبتدئين في التعدين بالعملات المشفرة
• مقارنة بين رهن العملات المشفرة والتعدين