تراکنش‌های اتریوم از اثبات کار تا اثبات سهام

اتریوم به عنوان دومین ارز دیجیتال بزرگ جهان، بر پایه‌ی الگوریتم‌های پیچیده‌ی خود، نقش مهمی در دنیای فناوری بلاکچین ایفا می‌کند. استخراج تراکنش‌های اتریوم یکی از فرآیندهای حیاتی این شبکه است که به تایید و افزودن تراکنش‌ها به بلاکچین کمک می‌کند. برخلاف بیت‌کوین که استخراج آن عمدتاً با دستگاه‌های ASIC انجام می‌شود، اتریوم تا سال ۲۰۲۲ بر پایه الگوریتم Ethash در جریان بود که باعث شده بود GPUها نیز بتوانند در این فرآیند شرکت کنند. اما از سال ۲۰۲۲ شبکه اتریوم از شیوه‌ی اثبات کار POW به اثبات سهام POS تغییر یافت که  در این مقاله، به بررسی چگونگی استخراج تراکنش‌های اتریوم، در ساز و کار جدید اثبات سهام و مسائل مرتبط با آن می‌پردازیم.

استخراج تراکنش‌های اتریوم به روش POW چگونه انجام می‌شد؟

اتریوم به عنوان یک کوین طراحی شد که تنها با واحدهای پردازش گرافیکی مصرف کننده یا GPU قابل استخراج بود. که آن را در تضاد با بیت‌کوین قرار می داد که تنها با دستگاه های تخصصی که معمولاً به عنوان ماشین های مدار مجتمع خاص برنامه یا ASIC شناخته می شوند، می توان آن را به طور موثر استخراج کرد. این دستگاه‌ها فقط برای انجام یک کار مشخص که همان حل توابع رمزنگاری شده هش است ساخته شده‌اند، که به آن‌ها اجازه می‌دهد نسبت به سخت‌افزار محاسباتی عمومی‌تر، کارایی بسیار بالاتری داشته باشند.

ساخت یک الگوریتم استخراج که “مقاوم در برابر ASIC” باشد از نظر تئوری غیرممکن است و در عمل نیز بسیار سخت است. ASIC های طراحی شده برای الگوریتم استخراج اتریوم، Ethash، در نهایت در سال 2018 منتشر شدند. با این حال، این ماینرها از نظر کارایی هش کردن نسبت به GPU ها پیشرفت نسبتاً کمی دارند. در مقابل، ASIC برای بیت‌کوین به دلیل ویژگی های الگوریتم استخراج آن، به طور قابل ملاحظه ای کارآمدتر از GPU ها هستند.

ماینینگ با ASIC یا FPGA یا GPU؟

نوع دیگری از دستگاه های تخصصی FPGA است که مخفف آرایه دروازه قابل برنامه ریزی میدانی است. اینها حد وسطی بین ASIC و GPUها هستند که به نوعی امکان پیکربندی را می دهند و در عین حال در انواع خاصی از محاسبات کارآمدتر از GPUها هستند.

استخراج اتریوم با همه این دستگاه ها امکان پذیر بود، اما همه آنها عملی یا معقول نبودند. به عنوان مثال، FPGA ها در بیشتر شرایط از GPU ها کارایی کمتری داشتند. آنها دستگاه های گران قیمت و بسیار پیچیده ای هستند که برای استفاده موثر به دانش فنی پیشرفته نیاز دارند. مسلماً این پاداش ارزشمند نبود، زیرا عملکرد استخراج آنها بسیار نزدیک به GPUهای پیشرو بود.

ASIC های اتر عملکرد قابل اندازه گیری را نسبت به کارت های گرافیک افزایش داده بودند، اما در استفاده عملی اشکالاتی داشنتد . مهم ترین نگرانی این بود که ASIC ها فقط می توانستند اتریوم و چند کوین دیگر را بر اساس همان الگوریتم هش استخراج کنند.

پردازنده‌های گرافیکی می‌توانستند بسیاری از کوین‌های دیگر را استخراج کنند و اگر فشاری به این پردازنده ها وارد می‌شد که قابل استفاده نباشند، می‌توانستند دوباره به گیمرها بفروشند یا برای ساخت رایانه‌های شخصی بازی استفاده شوند. علاوه بر این، خرید ASIC ها سخت تر بود زیرا تعداد کمی از منابع آنها را می‌فروختند، در حالی که خرید مستقیم از تولید کنندگان ممکن بود به مقادیر زیاد سفارش و زمان انتظار طولانی نیاز داشته باشد. بنابراین، برای علاقه‌مندان به استخراج خانگی، پردازنده‌های گرافیکی به دلیل انعطاف‌پذیری و عملکرد نسبتاً خوب در مقایسه با قیمت، معقول‌ترین انتخاب بودند.

الگوریتم Ethash

الگوریتم Ethash به دلیل طراحی خود، مقاومت نسبی در برابر ASIC داشت. این الگوریتم از نمودار غیر چرخه‌ای جهت‌دار (DAG) استفاده می‌کرد که به طور مداوم در حال رشد بود و نیاز به حافظه بیشتری داشت. این ویژگی باعث میشد که دستگاه‌های قدیمی‌تر و با حافظه کمتر به مرور زمان غیرقابل استفاده شوند.

استخرهای استخراج اتریوم

ساده ترین راه برای استخراج اتریوم در روش POW، پیوستن به یکی از استخرهای استخراج اتریوم مانند SparkPool، Nanopool، F2Pool و بسیاری دیگر بود. اینها به ماینرها اجازه می دادند تا به جای شانس تصادفی برای یافتن یک بلوک کامل، یک جریان درآمد ثابت داشته باشند. نرم افزارهای معروف استخراج شامل Ethminer، Claymore و Phoenix بودند.

تغییر از اثبات کار POW به اثبات سهام POS

تغییر به اثبات سهام (Proof of Stake)

در سپتامبر ۲۰۲۲، اتریوم به یک ارز دیجیتال سازگار با محیط زیست تبدیل شد و مصرف انرژی را بیش از ۹۹٪ نسبت به استخراج با اثبات کار (Proof of Work) کاهش داد. اکنون، شبکه, از اتر (ETH) برای تأمین امنیت بلاکچین استفاده می‌کند، نه انرژی. با این حال، اثبات کار هنوز در بلاکچین‌های ارز دیجیتال، از جمله بیت‌کوین، اتریوم کلاسیک، لایت‌کوین، دوج‌کوین و بسیاری دیگر به طور گسترده‌ای استفاده می‌شود. در این راهنما، به تاریخچه استخراج اتریوم و همچنین گزینه‌های دیگر برای استفاده از سخت‌افزار استخراج خواهیم پرداخت.

انتقال اتریوم به اثبات سهام در سال ۲۰۲۲

استخراج به مصرف انرژی زیادی نیاز دارد، زیرا نودهای استخراج در سراسر جهان برای یافتن بلوک بعدی با تولید هش‌های سریع رقابت می‌کنند که همان اثبات کار است. هش موفق، مدرک لازم برای استخراج یک بلوک جدید است.

به دنبال انتقال اتریوم به اثبات سهام، استخراج, دیگر در شبکه اتریوم ممکن نیست. با این حال، روش استخراج قدیم اتریوم همچنان برای اتریوم کلاسیک وجود دارد و مشابه مکانیزم‌های مورد استفاده در بلاکچین‌های دیگر با اثبات کار مانند بیت‌کوین، لایت‌کوین، دوج‌کوین و کاسپا است.

نحوه عملکرد اتریوم اکنون با اثبات سهام

مکانیسم اجماع اثبات سهام اتریوم به شبکه اجازه می‌دهد تا تراکنش‌ها را با درصد کمی از مصرف انرژی تأیید کند. به جای استخراج (PoW)، شبکه از استکینگ (staking) استفاده می‌کند، جایی که نودهای اعتبارسنج, اتر را به عنوان وثیقه برای کمک به تأمین امنیت شبکه قفل یا استیک میکنند.

• اعتبارسنج‌ها باید ۳۲ اتر را به عنوان وثیقه استیک کنند.
• شبکه به طور تصادفی اعتبارسنج‌ها را برای جمع‌آوری بلوک بعدی انتخاب می‌کند.
• شبکه اتریوم به طور تصادفی اعتبارسنج‌ها را برای جمع‌آوری بلوک‌ها و تأیید تراکنش‌ها انتخاب می‌کند.
• اعتبارسنج‌هایی که موفق به افزودن یک بلوک جدید به زنجیره شوند، پاداش استکینگ دریافت می‌کنند.
• اعتبارسنج‌هایی که به پروتکل عمل نکنند، با خطر کاهش (slashing) مواجه می‌شوند که اتر استیک شده را در معرض خطر قرار می‌دهد.

۳۲ اتر در زمان حاضر نزدیک به ۱۰۰٬۰۰۰ دلار است و ایده راه‌اندازی یک اعتبارسنج را برای بیشتر دارندگان اتر غیرقابل دسترسی می‌کند. با این حال، پلتفرم‌های استکینگ اتریوم راهی برای شروع با مقادیر کمتر اتر ارائه می‌دهند. در عوض، ارائه‌دهنده استکینگ معمولاً درصدی از پاداش‌های استکینگ را دریافت کرده و باقی‌مانده را به استیکرهای فردی منتقل می‌کند.

نتیجه‌گیری

استخراج اتریوم به دلیل ویژگی‌های منحصربه‌فرد خود، چالش‌ها و فرصت‌های خاصی را برای ماینرها ایجاد می‌کند. انتخاب سخت‌افزار مناسب، رعایت نکات ایمنی و بهره‌گیری از نرم‌افزارهای بهینه، می‌تواند به عملکرد بهتر و افزایش سوددهی در این فرآیند کمک کند. با توجه به تغییرات مداوم در تکنولوژی و نیازهای استخراج، ماینرها باید همواره به روز باشند و تحقیقات خود را ادامه دهند تا بهترین نتایج را کسب کنند.

سوالات متداول