بلاک در فرایند استخراج بیت کوین چطور ایجاد میشود؟

بروزرسانی :مارس 16, 2021 @ 5:39 ق.ظ

در این مقاله به بررسی ایجاد بلاک در فرایند استخراج بیت کوین می‌پردازیم. در سیستم بلاکچین، ماینرها وظیفه تولید بلاک‌های جدید را با افزودن آنها به انتهای زنجیره دارند. و طبق پروتکل بیت کوین، آنها باید این روند را تقریباً هر 10 دقیقه یک بار انجام دهند. هر بلاک استخراج‌شده شامل یک سابقه دقیق از تراکنش‌های انجام شده در هر دوره است و این‌ها وقتی به انتهای بلاکچین اضافه می‌شوند، تاریخچه را به‌روز می‌کنند.

فرآیند استخراج و ایجاد بلاک در بیت کوین

برای ایجاد یک بلاک جدید، ماینرها باید فرایند حل مسئله ریاضی را طی کنند. پس از یافتن یک راه‌حل معتبر برای شبکه، می‌توان یک بلاک جدید را مجاز دانست که با اجماع به زنجیره اضافه خواهد شد. ماینری که راه‌حل را پیدا کرد، پاداش بلاک جدید را دریافت می‌کند. این پاداش به پاداش بلاک (block reward) معروف است.

تقریباً هر 10 دقیقه یک بلاک جدید در بیت کوین ایجاد می‌شود. بنابراین هر بار که یک بلاک پیدا می‌شود، به معنای شروع استخراج برای بلاک دیگری است.

مراحل ایجاد بلاک در استخراج بیت کوین

مراحل ایجاد بلاک در فرایند استخراج بیت کوین

مرحله اول: تراکنش

فرآیند استخراج یک بلاک جدید زمانی شروع می‌شود که کاربر بخواهد مقدار مشخصی ارز رمزنگاری‌شده را برای شخص دیگری ارسال کند. بنابراین تراکنش را با داده‌های کیف پول خود ارسال کرده ، منتظر انجام شبکه و تأیید آن می‌ماند. تراکنش‌ها در آنجا باقی می‌مانند تا زمانی که یک بلاک استخراج شود و بتوان آن را اعتبار سنجی کرد.

مرحله دوم: کامپایل و پردازش

تراکنش‌های معلق در شبکه توسط گره‌های استخراج (ماینر) جمع‌آوری‌شده و در یک بلاک از تراکنش‌ها گروه‌بندی می‌شوند. چندین ماینر احتمالاً تراکنش‌های یکسانی را جمع‌آوری می‌کنند. و تا زمان استخراج بلوک ، همه آنها تأیید نخواهند شد.

مرحله سوم: ایجاد هدر

هر ماینر تراکنش‌های مورد نظر خود را انتخاب کرده و بلاک خود را ایجاد می‌کند. اگر تراکنش‌ها قبلاً اعتبارسنجی شده و در بلاک قبلی گنجانده شده باشد، از آن حذف می‌شوند. این بلاک جدید به‌عنوان کاندید شناخته می‌شود، زیرا هنوز معتبر نیست و اثبات کار ندارد.

در شکل‌گیری این بلاک جدید ، یک هدر باید شامل هش بلاک قبلی ، ریشه درخت مرکل و داده‌ها برای رقابت استخراج باشد.

[irp posts=”5150″ name=”درخت مرکل (Merkle) چیست؟”]

مرحله چهار: اثبات کار

هنگامی که هر ماینر، بلاک تراکنش خود را تشکیل داد، باید یک امضای معتبر برای آن بلاک پیدا کند. به‌عبارت‌دیگر، اثبات کار را انجام دهد. هر ماینر باید یک فرایند محاسبه ریاضی انجام دهد که مختص هر بلاکی باشد که تشکیل می‌دهد. بنابراین، اگرچه روش کار یکسان است، اما نتیجه برای هر یک کاملاً متفاوت خواهد بود. این فرایند پیچیده شامل مقدار زیادی محاسبات و درنتیجه هزینه‌ بالای انرژی برق است که به سختی سیستم برای زمان استخراج بستگی دارد.

راه‌حلی که ماینرها باید پیدا کنند به‌عنوان هش شناخته می‌شود. یافتن این تابع (هش) بسیار دشوار است ، اما تأیید آن توسط دیگران آسان است. گره‌ها می‌توانند تأیید کنند که هش خروجی با شرایط سیستم تعیین‌شده مطابقت دارد.

[irp posts=”3946″ name=”اثبات کار چیست؟”]

ماینرها برای یافتن یک هش خروجی معتبر، محاسبات ریاضی را بارها و بارها با استفاده از nonce انجام می‌دهند. که یک عدد تصادفی است که دائماً مورد استفاده و تغییر قرار می‌گیرد تا زمانی که امضای خروجی یا هش پیدا شود که بسته به شرایط معتبر باشذ. هیچ راهی برای پیش‌بینی اینکه nonce مشکل را حل می‌کند یا خیر وجود ندارد ، بنابراین آنها باید هر تعداد لازم را به کار گیرند.

در مورد شبکه بیت کوین، سیستم تعیین می‌کند که هش خروجی باید حاوی تعداد مشخصی صفر در ابتدای هش باشد.

مرحله پنجم: انتقال

هنگامی که یک ماینر موفق به یافتن یک هش معتبر برای یک بلاک می‌شود، آن بلاک را به همراه امضا به گره‌های دیگر شبکه منتقل می‌کند تا بتوانند آن را تأیید کنند.

در حال حاضر، مادامی که 21 میلیون بیت کوین صادر نشده باشد، ماینر پاداش تعیین‌شده توسط استخراج را دریافت می‌کند و بیت‌کوین‌های جدید را وارد گردش می‌کند.

علاوه بر این، صرف نظر از اینکه کل  بیت کوین‌ها صادرشده باشد یا خیر، ماینر تمام کارمزدهای استخراج را که کاربران در تراکنش‌های این بلاک قرار داده‌اند، دریافت می‌کند.

مرحله ششم: راستی آزمایی

گره‌های دیگر شبکه مسئولیت تأیید و اعتبارسنجی بلاک و هش با شرایط سیستم، تأیید درستی آن و اینکه آیا واقعاً شامل تعداد صفرهای تعیین شده است را بر عهده دارند.

در این مرحله همچنین اثبات کار یعنی قدرت محاسباتی صرف شده برای یافتن راه‌حل تأیید می‌شود. ماینری که این بلاک را کشف کرده است می‌تواند به طور موثر از بیت‌کوین‌های اخیراً دریافت شده استفاده کند.

مرحله هفتم ایجاد بلاک در استخراج بیت کوین: تأیید

هنگامی که بلاک جدید به زنجیره اضافه شود، تمام مواردی که به آن اضافه می‌شوند به‌عنوان یک تأیید حساب می‌شوند. در این مرحله ، ممکن است فکر کنیم که از آنجا که هر ماینر فرآیند را با بلوک مخصوص خود شروع می‌کند، می‌توانند استخراج را ادامه دهند. اما اینطور نیست پس از تولید بلاک، کلیه ماینرها باید فرآیند را با تشکیل یک بلاک تراکنش جدید آغاز کنند. آنها نمی‌توانند استخراج بلاک قبلی را ادامه دهند زیرا هر بلاک باید هش خروجی بلاک قبلی را اضافه کند.

به همین دلیل است که ما این فناوری را به‌عنوان بلاکچین یا زنجیره بلاکی می‌شناسیم. بنابراین هنگامی که ماینر هش معتبری به دست آورد، ممکن است تعداد زیادی بلاک جدید استخراج شده باشد. بنابراین هش خروجی بلوک استخراج شده با هش خروجی آخرین بلوک اضافه‌شده در زنجیره مقایسه می‌شود. اگر مطابقت ندارد، رد خواهد شد. همچنین، به احتمال بسیار زیاد تمام یا بیشتر تراکنش‌های موجود در آن بلاک قبلاً به سایر موارد اضافه شده است. حتی اگر موفق به استخراج بلاک شود ، اکثر تراکنش‌ها قابل تأیید نیستند.

ویژگی‌های بلاک‌های استخراج شده

بلوک‌های استخراج شده در سیستم بیت کوین باید دارای ویژگی‌ها و شرایط خاصی باشند تا معتبر شناخته شوند. برخی از این ویژگی‌ها شامل:

• هش هدر بلاک استخراج شده باید کمتر از هدف باشد. اگر بیشتر باشد معتبر محسوب نمی‌شود.
• اندازه بلاک باید در حد قابل قبولی باشد. در بیت کوین ، یک بلاک باید حداکثر اندازه 2 مگابایت داشته باشد.
• برچسب زمانی (timestamp) بلاک باید کمتر از دو ساعت باشد.
• اولین تراکنش اضافه شده به بلاک تراکنش coinbase خواهد بود. که پاداش شبکه را به گره استخراج می‌دهد. و فقط یک تراکنش coinbase در هر بلاک وجود خواهد داشت.
• تمام تراکنش‌های اضافه شده به بلاک معتبر هستند.
• هدر هر بلاک حاوی هش بلاک قبلی و ارتفاع بلاک آن خواهد بود.

همه این ویژگی‌ها برای تأیید یک بلاک بررسی می‌شوند. و هر گره استخراج به طور مستقل بلاک‌های جدید را دقیقاً مطابق با همان قوانین اعتبار سنجی می‌کند. بنابراین، این امر اطمینان می‌دهد که هیچ گره استخراج نمی‌تواند تقلب کند. این همان چیزی است که قدرت و امنیت شبکه را فراهم می‌کند. پس از اعتبارسنجی بلاک، سایر گره‌های شبکه آن را به نسخه خود از بلاکچین اضافه می‌کنند و وقتی این اتفاق می‌افتد، نمی‌توان آن را اصلاح یا تغییر داد.

نتیجه گیری؛ ایجاد بلاک در استخراج بیت کوین

برای ایجاد بلاک در فرایند استخراج بیت کوین، استخراج‌کنندگان باید چندین مرحله را طی کنند. فرآیند استخراج یک بلاک جدید زمانی شروع می‌شود که کاربر بخواهد مقدار مشخصی ارز رمزنگاری‌شده را برای شخص دیگری ارسال کند. در نهایت بلاک ایجاد شده ویژگی‌هایی دارد که در بالا ذکر شد.