هش ریت یا نرخ هش چیست و چرا اهمیت دارد؟

برای کسب درآمد از بازار ارزهای دیجیتال روش‌های مختلفی وجود دارد که احتمالاً با چند مورد از آن‌ها آشنایی دارید. یکی از روش‌های رایج کسب درآمد از بلاکچین‌هایی مانند بیت کوین، راهکاری به نام ماینینگ (Mining) است. در این روش، ماینرها به شبکه متصل می‌شوند و توان پردازشی خود را در اختیار شبکه قرار می‌دهند. سودآوری ماینرها به عوامل مختلفی بستگی دارد که از مهم‌ترین آن‌ها می‌توان به هش ریت (Hash Rate) اشاره کرد. 

این عامل مهم، که با نام نرخ هش نیز شناخته می‌شود، توان محاسباتی کل یک شبکه را در هر لحظه نشان می‌دهد. کاربرد نرخ هش به ماینینگ محدود نیست و با استفاده از آن می‌توان سلامت کلی یک شبکه بلاکچینی را رصد کرد. علاوه بر این، امکان پیش‌بینی قیمت بیت کوین با اندیکاتوری به‌‌ نام هش ریبون وجود دارد. در این مقاله از کلینیک سرمایه قصد داریم شما را با مفهوم نرخ هش و اهمیت آن در شبکه‌های بلاکچینی آشنا کنیم. با ما همراه باشید.

هش چیست؟

برای اینکه به درک بهتری از هش ریت برسید، بهتر است ابتدا با مفهومی به‌نام هش (Hash) آشنا شوید. هش رشته‌ای از چند حرف و عدد است که تابع هش آن را تولید می‌کند و طول ثابتی دارد. این رشته کاراکترها برای نمایش کلمات، پیام‌ها، و داده‌ها استفاده می‌شوند و تعداد آن‌ها به نوع الگوریتم هش به‌کاررفته بستگی دارد.

در شبکه‌های مبتنی بر الگوریتم اثبات کار (Proof of Work)، گره‌ها یا نودها (Node)، که در واقع ماینرهای متصل به شبکه هستند، با هم رقابت می‌کنند تا مقدار این هش را حدس بزنند. به فرایند حدس زدن این رشته کاراکتر یا نزدیک‌ترین حالت ممکن به آن، هشینگ (Hashing) می‌گوییم. اولین ماینری که به پاسخ درست برسد، برنده خواهد شد و اجازه دارد بلاک بعدی را به بلاک‌چین اضافه کند و درنهایت به هدف اصلی، یعنی دریافت پاداش بلاک، برسد.

هش ریت چیست؟

هش ریت یا همان نرخ هش معیاری برای اندازه‌گیری قدرت محاسباتی شبکه است. به زبان ساده، هش ریت تعداد حدس‌ها یا محاسباتی است که ماینرها در هر ثانیه انجام می‌دهند. بنابراین، شبکه‌های بلاکچینی بزرگ‌تر که گره‌های پرقدرت‌تر و سریع‌تری در آن‌ها حضور دارند، نرخ هش بالاتری دارند. یکی از کاربردهای این معیار پیش‌بینی درآمد حاصل از استخراج است.

از آنجا که هش‌ها تصادفی و پیش‌بینی‌ناپذیرند، ممکن است برای پیدا کردن هش یک بلوک به میلیون‌ها حدس نیاز باشد. با استفاده از این معیار، می‌توان به میزان سلامت، امنیت و سختی استخراج یک شبکه بلاکچین پی برد. 

تابع هش چه ویژگی‌هایی دارد؟

تابع هش (Hash Function) درست مانند ماشین‌حساب عمل می‌کند و در ازای دریافت ورودی‌های مختلف، خروجی‌ای با طول ثابت ارائه می‌دهد. این تابع کاربردهایی فراتر از بلاک‌چین دارد و در کارهایی مانند ذخیره رمز عبور و امضای دیجیتال نیز استفاده می‌شود. در الگوریتم SHA256، که بلاکچین بیت کوین از آن استفاده می‌کند، ۶۴ کاراکتر در هش وجود دارد. برای مثال، هش کلمه «Clinic Sarmayeh» به‌صورت زیر نمایش داده می‌شود:

۴۵۴d0e50ec55f3b1176fc1ebcebac7e7bc14c86c2f1dae38dc83a94f8427f783

ویژگی دیگر تابع هش این است که با تغییر ورودی، خروجی نیز تغییر می‌کند. ماینرها با تغییر دادن مقداری به‌نام عدد نانس (Nonce)، سعی می‌کنند هشی ایجاد کنند که کمتر یا مساوی با هش هدف باشد. هر بار که نانس تغییر کند، یک هش کاملاً جدید تولید می‌شود. از طرفی، تابع هش باید یک‌طرفه باشد و با استفاده از خروجی، امکان یافتن ورودی وجود نداشته باشد. در غیر این‌ صورت، راه برای مهندسی معکوس باز می‌شود و امنیت کل بلاکچین به‌خطر خواهد افتاد.

اهمیت هش ریت چیست؟

نرخ هش از مهم‌ترین عوامل سودآوری ماینرهای شبکه محسوب می‌شود. هرچه این پارامتر بیشتر باشد، احتمال موفقیت در استخراج یک بلاک در بلاک‌چین نیز بیشتر خواهد شد. این افزایش توان محاسباتی شبکه به‌نوبه خود روی سختی استخراج شبکه نیز تأثیرگذار است. 

از طرفی، یکی از نشانه‌های امنیت و سلامت شبکه‌های بلاکچینی مبتنی بر الگوریتم PoW، نرخ هش بالاست. هش ریت بالا از تمرکز قدرت در یک بخش خاص جلوگیری می‌کند و احتمال حمله به شبکه را به حداقل مقدار خود می‌رساند. در بخش‌های بعد این موارد را با جزئیات بیشتری شرح خواهیم داد.

هش ریت چگونه محاسبه و نمایش داده می‌شود؟

هش ریت دقیق یک بلاکچین مانند بیت کوین دقیقاً مشخص نیست، اما امکان تخمین آن وجود دارد. یکی از روش‌های قدیمی برای محاسبه این معیار، استفاده از داده‌های شبکه مانند سختی استخراج است. با این حال، این روش تخمین نرخ هش دقت زیادی ندارد. به همین دلیل، صرافی ارز دیجیتال کراکن (Kraken) روش تخمین آماری دیگری را پیشنهاد داد که اطمینان آن ۹۵ درصد است. از آنجا که شبکه‌های بلاکچینی مبتنی بر الگوریتم PoW، قدرت پردازشی بالایی دارند و در هر ثانیه با میلیون‌ها حدس مواجه هستیم، نرخ هش معمولاً بر حسب تراهش بر ثانیه (Th/s) بیان می‌شود که معادل یک تریلیون هش در ثانیه است.

البته در شبکه‌های کوچک‌تر معمولاً این معیار به‌صورت کیلوهش بر ثانیه (هزار هش بر ثانیه)، مگاهش بر ثانیه (یک میلیون هش بر ثانیه)، یا گیگاهش بر ثانیه (یک میلیارد هش بر ثانیه) نمایش داده می‌شود. در شبکه‌های بزرگ‌تر معمولاً واحدهایی مانند پتاهش بر ثانیه (یک کوادریلیون هش بر ثانیه)‌ و اگزاهش (یک کوینتیلیون هش بر ثانیه) استفاده می‌شوند.

چگونه تغییرات هش ریت را تفسیر کنیم؟

هش ریت در وهله اول نشان می‌دهد که ماینرها تا چه اندازه فعالیت می‌کنند. افزایش یا کاهش این معیار نتایجی را به‌همراه دارد که در بخش بعد به آن‌ها می‌پردازیم.

افزایش هش ریت

زمانی که نرخ هش افزایش می‌یابد، تغییرات زیر را به‌دنبال دارد:

•       افزایش منابع محاسباتی برای استخراج بلاک‌ها؛
•       افزایش مصرف انرژی؛
•       افزایش امنیت شبکه به‌دلیل دشوارتر شدن تسلط بر آن؛
•       افزایش سختی استخراج.

نتایج کاهش هش ریت

کاهش هش ریت معمولاً پیامدهای زیر را به‌همراه دارد:

•       کاهش رقابت ماینرها برای افزودن بلاک به بلاک‌چین و دریافت پاداش؛
•       کاهش امنیت شبکه و افزایش آسیب‌پذیری برابر حمله ۵۱ درصدی؛
•       کاهش مصرف برق شبکه؛
•       کاهش سختی استخراج؛

ارتباط هش ریت با پارامترهای شبکه چیست؟

مشاهده کردید که تغییرات هش ریت ویژگی‌های مهم شبکه ازجمله انرژی، سختی استخراج، و امنیت را تحت‌تأثیر قرار می‌دهد. در ادامه، رابطه این معیار با پارامترهای شبکه را بررسی می‌کنیم.

ارتباط هش ریت با مصرف انرژی

هش ریت با میزان مصرف انرژی رابطه مستقیم دارد. ماینرها تأمین‌کننده توان محاسباتی شبکه‌های مبتنی بر PoW هستند و پردازنده آن‌ها به انرژی زیادی نیاز دارد. بدیهی است که اگر شبکه‌ای نرخ هش بالا داشته باشد، تعداد ماینرها و توان پردازشی حاضر در آن بیشتر است و در نتیجه، مصرف انرژی بیشتری خواهد داشت. 

مصرف انرژی زیاد شبکه‌های مبتنی بر گواه اثبات کار پیامدهای زیست‌محیطی به‌همراه دارد. جالب است بدانید که طبق اطلاعات سایت Techopedia، مصرف برق سالانه استخراج بیت کوین به ۹۵/۵۸ تراوات ساعت رسید. این عدد معادل حدود ۷۵ درصد مجموع برق مصرفی برای استخراج رمز ارزها در بازار کریپتوکارنسی است. 

ارتباط هش ریت با سختی استخراج

منظور از سختی استخراج (Mining Difficulty) میزان دشواری در حدس زدن هش یا مقدار نزدیک به آن است. معماری بلاکچین بیت کوین به‌گونه‌ای است که هر ده دقیقه یک بلاک استخراج شود. به این بازه بلاک تایم (‌‌‌Block Time) هم می‌گویند. بدیهی است که با افزایش تعداد و توان پردازشی ماینرها، هش ریت شبکه رو به‌ افزایش می‌رود و مدت‌زمان استخراج بلاک جدید از ده دقیقه کمتر می‌شود.

بلاکچین بیت کوین از سال ۲۰۱۶ به‌گونه‌ای پیکربندی شد که بلاک تایم ثابت بماند. درنتیجه، اگر نرخ هش افزایش می‌یابد، سختی استخراج هم بیشتر می‌شود تا این مدت‌زمان دوباره به ده دقیقه برسد. در مقابل، با کاهش نرخ هش شبکه سختی استخراج هم کمتر می‌شود تا این اختلاف جبران شود. به‌طور متوسط، سختی استخراج برای بیت کوین پس از هر ۲۰۱۶ بلاک (حدود ۲ هفته) اصلاح می‌شود.

ارتباط هش ریت با امنیت

هرچه ماینرهای بیشتری برای کشف بلاک جدید به شبکه اضافه شوند، توان پردازشی شبکه یا همان هش ریت نیز بیشتر می‌شود. درنتیجه، خرابکاران برای ایجاد اختلال در شبکه به سخت‌افزارهای پیچیده‌تر و گران‌قیمت‌تری نیاز دارند که تهیه آن‌ها در عمل بسیار دشوار است. یکی از حملات رایج در این نوع شبکه‌ها به حمله ۵۱ درصدی مشهور است. این حمله زمانی رخ می‌دهد که یک فرد یا گروه مهاجم تجهیزات لازم برای در دست گرفتن بیش از ۵۰ درصد نرخ هش شبکه را خریداری یا اجاره کند.

اگر خرابکار در انجام این کار موفق عمل کند، می‌تواند کنترل تراکنش‌ها را در اختیار بگیرد. این مشکل به‌نوبه خود مشکلاتی مانند دوبار خرج کردن (Double Spending) را به‌همراه دارد که اعتبار بلاک‌چین را به‌کلی از بین می‌برد. بنابراین، کاهش نرخ هش به‌معنای کاهش هزینه اجرای حمله ۵۱ درصدی و درنتیجه، آسیب‌پذیرتر شدن شبکه است. از طرفی، این افزایش در ماینرها سطح عدم تمرکز شبکه را تا حد زیادی افزایش می‌دهد و از متمرکز شدن قدرت در شبکه جلوگیری می‌کند.

چگونه هش ریت یک بلاک‌چین را مشاهده کنیم؟

 برای مشاهده نرخ هش شبکه‌های بلاکچین ارز دیجیتال اثبات کار محبوب، پلتفرم‌های مختلفی وجود دارند. وب‌سایت‌هایی مانند بلاک‌چین (Blockchain) و بیت اینفو چارتس (BitInfoCharts) از وب‌سایت‌های رایجی هستند که نرخ هش ارزهای دیجیتال مختلف را نمایش می‌دهند. برای نمونه، با کلیک روی لینک‌های زیر می‌توانید اطلاعات هش بلاکچین پرکاربرد را مشاهده کنید:

• بیت کوین
• اتریوم
• اتریوم کلاسیک
• دوج کوین
• لایت کوین
• مونرو

مروری بر تاریخچه هش ریت بیت کوین

نرخ هش شبکه بیت کوین برای اولین بار در ماه می ۲۰۱۱ به یک تراهش بر ثانیه رسید و از آن زمان تاکنون، روند صعودی دارد. البته در میان این راه، فراز و فرودهایی نیز داشت. برای مثال، طبق اطلاعات سایت بلاکچین، در اکتبر ۲۰۱۸ سقف موقت در حدود ۵۴/۷ اگزاهش به‌ثبت رسید و تا ماه دسامبر همین سال، در روندی نزولی قرار داشت. در ادامه، این معیار روند صعودی پرقدرتی را در پیش گرفت و همچنان با قدرت زیادی به روند صعودی خود ادامه می‌دهد. در زمان نگارش این مطلب، هش ریت کل شبکه بیت کوین روی ۴۱۹ اگزاهش بر ثانیه است و با سقف خود در ۴۲۵/۸ اگزاهش فاصله کمی دارد.

اندیکاتور هش ریبون چیست؟

در ابتدای مطلب به امکان پیش‌بینی قیمت بیت کوین با هش ریت اشاره کردیم. این کار با اندیکاتوری به‌‌نام هش ریبون (Hash Ribbons) امکان‌پذیر است. این اندیکاتور با دقت خوبی می‌تواند زمان تسلیم شدن و ناامیدی ماینرها را نشان دهد. تسلیم شدن ماینرها از این نظر اهمیت دارد که معمولاً یک سیگنال خرید قوی برای بیت کوین محسوب می‌شود. برای کسب اطلاعات بیشتر در این زمینه، دعوت می‌کنیم مقاله هش ریبون را در سایت کلینیک سرمایه مطالعه کنید. 

اهمیت هش ریت در خرید دستگاه ماینینگ

نرخ هش در کنار مصرف برق، صدا، و قیمت، از مهم‌ترین ویژگی‌های دستگاه ماینر بیت کوین مناسب محسوب می‌شود. هرچه هش ریت یک ماینر بیشتر باشد، احتمال حل معادلات رمزنگاری‌شده و درنتیجه، اضافه کردن بلوک جدید به بلاک‌چین و دریافت پاداش بیشتر می‌شود. بنابراین، برای سودآوری بیشتر استخراج، هنگام خرید ماینر باید این موضوع را نیز در اولویت قرار دهید. جالب است بدانید که در حال حاضر، پیشرفته‌ترین مدل ماینرها تا ۲۵۵ تراهش بر ثانیه توان پردازشی دارند. 

پیش‌بینی هش ریت بیت کوین

اگرچه در حال حاضر، قیمت بیت کوین حوالی سی هزار دلار است، اما هش ریت شبکه مدت‌هاست که روند صعودی دارد. این شاخص در ۱۲ اکتبر ۲۰۲۳ به اوج تاریخی خود، یعنی ۴۵۵ اگزاهش بر ثانیه، دست یافت که نسبت به ابتدای سال میلادی، ۱۰۰ درصد رشد کرده است. 

با اینکه نرخ هش شبکه در وضعیت کاملاً صعودی به‌سر می‌برد، تحلیلگران شرکت جی پی مورگان (J.P.Morgan) معتقدند که این روند به‌زودی معکوس خواهد شد. طبق گزارش این شرکت، پس از هاوینگ سال آینده، ماینرهای قدیمی‌تر از چرخه خارج خواهند شد و هش ریت شبکه افت ۲۰ درصدی (معادل ۸۰ اگزاهش) خواهد داشت. 

با این حال، اگر قیمت بیت کوین صعودی باشد و به قیمت‌های بیشتر دست پیدا کند، ارزندگی استخراج برای ماینرها حفظ خواهد شد و شاهد رشد بیشتر نرخ هش شبکه بیت کوین خواهیم بود.

چالش متمرکز بودن هش ریت بلاک‌چین بیت کوین

هش ریت بالا نشان‌دهنده امنیت و سلامت بلاکچین است، اما اگر بخش قابل‌توجهی از آن در یک یا چند نقطه محدود متمرکز شود، امنیت آن به‌خطر خواهد افتاد. تمرکز نرخ هش به‌معنای افزایش احتمال حملاتی مانند حمله ۵۱ درصدی است. 

به‌نقل از تحلیلگر بلومبرگ اینتلیجنس (Bloomberg Intelligence)، تنها ۲۸ درصد از هش ریت کل بیت کوین در اختیار ماینرهای خرد قرار دارد. حدود ۳۰ درصد از این مقدار به استخر فاندری یواس‌ای (Foundry USA) و حدود ۲۵ درصد نیز به انت‌پول (AntPool) تعلق دارد. توزیع جغرافیایی این معیار نیز نامتعادل است و بیش از ۵۰ درصد هش ریت این استخرها در کشورهای چین و آمریکا متمرکز شده است. 

جامعه بیت‌کوین برای تضمین سلامت پایدار شبکه بلاک‌چین، باید به‌سمتی حرکت کند که سهم ماینرهای خرد در استخراج این ارز دیجیتال به بیش از ۵۰ درصد برسد. 

جمع‌بندی

هش ریت از مهم‌ترین مفاهیم بلاکچین است که در وهله اول، توان محاسباتی شبکه بلاکچینی را نمایش می‌دهد. از طرفی، این معیار پارامترهای مختلفی مانند سختی استخراج، سودآوری ماینرها، مصرف انرژی، و از همه مهم‌تر امنیت شبکه را تحت‌تأثیر قرار می‌دهد. با یک نگاه کلی به نرخ هش و روند تغییرات آن در طول زمان، می‌توان به سلامت شبکه و محبوبیت آن در جامعه رمز‌ارزها پی برد. درنتیجه، بلاکچین‌هایی که نرخ هش آن‌ها روند صعودی دارند، معمولاً قابل اعتمادترند.

در این مقاله سعی کردیم مفهوم هش ریت و اهمیت آن را در بلاکچین به‌ ساده‌ترین شکل ممکن تشریح کنیم. در پایان، باید گفت که هنگام محاسبه سودآوری ماینرها، علاوه بر نرخ هش، باید به عوامل دیگر مانند هزینه برق، پاداش بلاک، بازدهی ماینرها، و کارمزد استخراج نیز توجه کنید.