استخراج بیت کوین قاتل مصرف برق؟

مصرف برق استخراج بیت کوین

استخراج بیت‌کوین به وسیله الگوریتم گواه اثبات کار (PoW) یک فرآیند پیچیده جهت حل مسائل ریاضی پیچیده است که توسط ماینرها انجام می‌شود. در این مقاله، به بررسی دلایل این مصرف بالای انرژی در استخراج بیت‌کوین خواهیم پرداخت.

الگوریتم pow

الگوریتم گواه اثبات کار (PoW) در بیت‌کوین از یک روش بسیار خاص برای ایجاد اعتبار و امنیت در شبکه استفاده می‌کند. این الگوریتم بر اساس حل یک مسئله ریاضی پیچیده و معروف به “پروف کار” (Proof-of-Work) عمل می‌کند. در این مسئله، ماینرها باید یک مقدار (نانس) را به گونه‌ای پیدا کنند که ویژگی خاصی داشته باشد و به طور معمول با یک الگوریتم هش (hash) مرتبط است.
در این فرایند، ماینرها با تلاش محاسباتی و مصرف انرژی، مقدار مناسبی را برای پروف کار پیدا می‌کنند. این مقدار پیدا شده به عنوان نتیجه کار ارائه می‌شود و به عنوان گواهی بر انجام محاسبات معتبر برای ایجاد بلوک جدید در شبکه تلقی می‌شود. این اعتبار به ماینر اجازه می‌دهد بلوک جدید را به زنجیره اضافه کند و به عنوان پاداش، بیت‌کوین جدیدی دریافت کند.

ماینرها

ماینرها نقش اصلی در فرآیند استخراج بیت‌کوین دارند. آنها تلاش می‌کنند تا با حل مسئله پروف کار، یک بلوک جدید ایجاد کنند و آن را به زنجیره اضافه کنند. این فرآیند به نام “ماینینگ” شناخته می‌شود و به تناسب مستقیم با قدرت محاسباتی ماینرها و سرعت حل مسئله پروف کار مرتبط است.
تسابق برای ایجاد بلوک و افزودن آن به زنجیره به نوعی مسابقه است، و هر ماینر تا زمانی که اولین نتیجه صحیح را پیدا کند، حق اضافه کردن بلوک به زنجیره را به دست می‌آورد. این تسابق نیازمند قدرت محاسباتی بالا و بنابراین مصرف بیشتر انرژی است. به این ترتیب، مسئله پروف کار به عنوان یک معیار برای مشکلات سخت‌افزاری و مصرف انرژی در ماینینگ بیت‌کوین شناخته می‌شود.

پاداش به عنوان هدف

در فرآیند ماینینگ بیت‌کوین، معدن‌کنندگان برای حل مسئله پروف کار و اضافه کردن بلوک جدید به زنجیره مجازی بیت‌کوین، پاداشی در قالب بیت‌کوین دریافت می‌کنند. این پاداش به عنوان انگیزه اصلی برای مشارکت و تلاش معدن‌کنندگان در تأمین امنیت و پایداری شبکه بیت‌کوین عمل می‌کند. معمولاً پاداش به دو قسمت تقسیم می‌شود: حقوق تراکنش (fee) و پاداشی که از تولید بلوک جدید بدست می‌آید (block reward).
با افزایش ارزش بیت‌کوین و افزایش پاداش به عنوان انگیزه، تعداد معدن‌کنندگان نیز افزایش می‌یابد. این افزایش تعداد معدن‌کنندگان به طور مستقیم باعث افزایش مصرف انرژی در شبکه می‌شود، زیرا هر معدن‌کننده برای افزایش فرصت برنده شدن در تسابق، نیاز به بیشترین قدرت محاسباتی و انرژی دارد.

اهمیت امنیت

پروسه ماینینگ در بیت‌کوین نه تنها برای ایجاد بیت‌کوین جدید و تأمین جریان پایدار از ارز دیجیتال، بلکه به منظور ایجاد امنیت در شبکه نیز اهمیت دارد. مصرف انرژی بالا در ماینینگ به عنوان یک هزینه امنیتی در نظر گرفته می‌شود.
تأمین امنیت شبکه از طریق مصرف انرژی به این صورت است که ماینرها با حل مسئله پروف کار نقشهای امضا دیجیتالی را تولید می‌کنند که موجب اثبات هویت و اعتبار اطلاعات در بلوک جدید می‌شود. این فعالیت مشکلات تقلب و حملات مخرب را کاهش می‌دهد و اطمینان از اعتبار و امانت شبکه را فراهم می‌آورد.
به طور کلی، اهمیت امنیت و پاداش به عنوان انگیزه در ماینینگ، باعث می‌شود تا مصرف انرژی در فرآیند استخراج بیت‌کوین معقول و قابل قبول به نظر بیاید، حتی اگر این مسئله هنوز یک چالش مورد بحران باقی بماند.

افزایش پیچیدگی مسائل ریاضی

برای جلوگیری از ایجاد بلوک‌ها به سرعت و به منظور حفظ زمان ایجاد آنها، مسائل ریاضی مورد استفاده در الگوریتم گواه اثبات کار (PoW) به تدریج پیچیده‌تر می‌شوند. این افزایش پیچیدگی به این معناست که ماینرها باید مسائلی با مشکلات بیشتر و حل آنها زمان‌برتر را حل کنند.
با افزایش پیچیدگی مسائل، زمان لازم برای حل آنها نیز افزایش می‌یابد. این اقدام هدفمند به نظر گرفته می‌شود تا تولید بلوک‌ها به نحوی صورت گیرد که به تعادل بین تأیید سریع تراکنش‌ها و حفظ امنیت شبکه بپردازد. با این حال، این افزایش پیچیدگی همچنان موجب مصرف انرژی بیشتر در فرآیند ماینینگ می‌شود.

زمان تأیید تراکنش‌ها

ماینرها با حل مسائل پیچیده و پروف کار، زمان تأیید تراکنش‌ها را تضمین می‌کنند. زمان لازم برای حل مسئله پروف کار مستقیماً به پیچیدگی مسئله و قدرت محاسباتی ماینرها بستگی دارد.
تأیید تراکنش‌ها توسط ماینرها به معنای این است که تراکنش‌ها به صورت قطعی به زنجیره بلاکچین اضافه می‌شوند و امکان اصلاح یا تغییر آنها به شدت کاهش می‌یابد. این اطمینان از اعتبار تراکنش‌ها مهم است، اما همچنین به هزینه افزایش مصرف انرژی منجر می‌شود. بنابراین، زمان تأیید تراکنش‌ها در PoW با توجه به پیچیدگی مسائل ریاضی و مصرف انرژی بالا، می‌تواند به چالش‌هایی برخورد کند.

مشکلات محیطی

یکی از چالش‌های بزرگ مرتبط با استخراج بیت‌کوین، مصرف بالای انرژی در فرآیند ماینینگ است. این مصرف انرژی زیاد به گرمایش جهانی و اثرات زیست محیطی افزوده است. با توجه به افزایش تعداد معدن‌کنندگان و اندازه شبکه بیت‌کوین، این مسئله به یک موضوع جدی تبدیل شده است. انتقادات به افزایش دی‌اکسید کربن و اثرات جانبی زیست محیطی از جمله مشکلات مطرح شده است که نیاز به حل دارد.

جستجوی راه‌حل‌های کم مصرف

با توجه به انتقادات و مسائل محیطی، تحقیقات جاری بر روی الگوریتم‌ها و روش‌هایی با هدف مصرف انرژی کمتر در استخراج بیت‌کوین در حال انجام است. جستجوی راه‌حل‌هایی که همچنان امکان تأیید امن و معتبر تراکنش‌ها را فراهم کنند، اما با کاهش مصرف انرژی، از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است.
رویکردهای مختلفی از جمله الگوریتم‌های جدید PoS (گواه اثبات سهامی) و PoC (گواه اثبات فضای ذخیره) مورد بررسی قرار گرفته‌اند که به نظر می‌رسد مصرف انرژی کمتری داشته باشند. همچنین، استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر، افزایش بهره‌وری در سخت‌افزارها و استفاده از متدهای بهینه‌سازی انرژی در فرآیند ماینینگ نیز جزء راه‌حل‌های مطرح در جهت کاهش مصرف انرژی است.