سختی شبکه چیست و چه مکانیزمی دارد؟

سختی شبکه(Network Difficulty) که به آن سختی استخراج هم گفته می‌شود همان طور که از نامش پیدا است به معنی دشواری که کاربر به منظور استخراج بلوک‌های جدید بیت کوین پشت سر می‌گذارد اشاره دارد. این مفهوم به طور کلی در شبکه‌هایی که از مکانیزم و سیستم POW(Proof Of Work) یا همان گواه اثبات کار استفاده می‌کنند کاربرد دارد. در این مطلب از کیوسک آکادمی ما قصد داریم تا بیشتر در مورد سختی شبکه و همچنین مکانیزم آن صحبت کنیم. همراه ما باشید.

سختی شبکه چیست؟

قبل از اینکه به سراغ تعریف و توضیح سختی شبکه برویم ابتدا اجازه دهید یک موضوع را مشخص کنیم. به یاد داشته باشید که سختی شبکه همیشه به یک مقدار نیست. به عنوان مثال شاید ۱۰ سال پیش شما می‌توانستید با یک تلفن هوشمند هم به راحتی به استخراج بیت کوین مشغول شوید، اما امروز از این خبرها نیست و برای استخراج این طلای دنیای رمز ارزها به سیستم‌های قدرتمند و بزرگ نیاز دارید. دستگاه‌ها و مزارعی که در هر ثانیه به نیروی بسیار زیادی نیاز دارند و هزاران هزار پردازش لحظه‌ای را انجام می‌دهند.

در نتیجه می‌توان گفت که سختی شبکه که معادل انگلیسی آن Network Difficulty است یک متغیر پویا بوده و همیشه به یک اندازه نیست. متغیری که گاهی اوقات کم و گاهی اوقات هم زیاد است. البته اگر نمودار بلند مدت آن را بررسی کنید متوجه روند صعودی آن خواهید شد. مفهوم و اصطلاح سختی شبکه برای ماینرهای شبکه بیت کوین اهمیت زیادی دارد. البته که این افراد هم نقش اساسی در تغییر و تنظیم مجدد آن دارند.

در کنار مفهوم سختی شبکه اصطلاح دیگری هم به موازات آن حائز اهمیت بوده که هش بلاک(Hash Block) نام دارد. در واقع هش بلاک دارای ویژگی‌های یک بلاکچین است. از طرفی هر بلاک موجود در شبکه با توجه به نرخی که توسط بلاکچین تعیین شده تولید می‌شود. نرخی که باید تا جای ممکن است ثابت باقی بماند.

به علاوه زمانی که تعداد ماینرهای موجود در شبکه بیشتر باشد میزان سختی استخراج مجددا تنظیم می‌شود. در نتیجه این دو رابطه‌ای مستقیم دارند. یعنی هر چقدر تعداد ماینرهای فعال بیشتر شود سختی شبکه هم تغییر کرده و بیشتر می‌شود. برعکس، اگر تعداد آن‌ها کمتر شود میزان سختی شبکه هم کمتر خواهد شد.

با توجه به مواردی که تا اینجا گفتیم می‌توان سختی شبکه را به این شکل توضیح داد:

میزانی برای اندازه‌گیری شرایط لازم برای تولید بلاک جدید در شبکه بلاکچین. یا به عبارت دیگر مدت زمان مورد نیاز برای پیدا کردن تابع هش بلاک یا حل معمای یک بلاک که مقدار سختی آن‌ها سختی شبکه نام دارد.

چرا سختی شبکه مهم است؟

فراموش نکنید که هدف از سختی شبکه ثابت نگه داشتن میانگین زمان تولید بلاک‌ها است. زمانی که با توجه به شرایط مختلف تغییر می‌کند. به عنوان مثال وقتی که تعداد استخراج کنندگان شبکه بیشتر شود زمان استخراج هم سریع‌تر خواهد شد. در واقع این یعنی سختی کمتری برای حل معمای یک بلاک پشت سر گذاشته می‌شود.

همان طور که ممکن است خودتان هم بدانید در شرایط عادی میانگین زمان استخراج یک بلاک جدید در شبکه ۱۰ دقیقه است. سختی شبکه به دلیل ثابت نگه داشتن همین مدت زمان حائز اهمیت است. در نتیجه با فرقی نمی‌کند با افزایش یا کاهش تعداد ماینرها سختی شبکه طوری تنظیم می‌شود که این زمان استخراج همان ۱۰ دقیقه باقی بماند.

طبق این قانون اگر زمان استخراج کمتر از ۱۰ دقیقه باشد سختی شبکه افزایش پیدا کرده و برعکس اگر زمان استخراج بیشتر از ۱۰ دقیقه باشد سختی شبکه کاهش پیدا می‌کند.

چرا سختی شبکه مجدد تنظیم می‌شود؟

همانطور که بالاتر هم گفتیم سختی شبکه یک متغیر پویا بوده که بسته به شرایط تغییر می‌کند. در نتیجه امکان تنظیم مجدد آن وجود دارد. زمانی که به منظور استخراج به هر بلاک اختصاص داده می‌شود به فاکتورهای متعددی از جمله پروتکل‌های برنامه نویسی هر بلاکچین بستگی دارد. اگر به هر دلیلی زمان میانگین ۱۰ دقیقه‌ای استخراج بلاک جدید تغییر کند سختی شبکه هم مجددا تنظیم می‌شود.

به علاوه اینکه منظور پایبندی به این مسئله کدی تهیه شده که بعد از استخراج هر ۲۰۱۶ بلاک سختی شبکه را مجدد تنظیم می‌کند. این یعنی بعد از اینکه ۲۰۱۶ بلاک استخراج شد تمامی نودهای شبکه محاسبه شده و در نهایت یک سطح جدیدی از POW مشخص خواهد شد. بد نیست بدانید که به فاصله مابین تولید هر ۲۰۱۶ بلاک هم در دنیای رمز ارزها دوره سختی یا همان Difficulty Epoch گفته می‌شود.

فرمول محاسبه سختی شبکه بیت کوین

برای محاسبه سختی شبکه بیت کوین فرمول‌های زیاد و متعددی وجود دارد. یکی از رایج‌ترین فرمول آن به شکل زیر است:

سطح سختی(Difficulty Level)=سختی هدف(Difficulty Target)/هدف فعلی(Current Target)

در این فرمول می‌توانید ببینید که سطح سختی استخراج بیت کوین حاصل تقسیم دو مقدار سختی هدف و هدف فعلی هستند. فرمولی که در آن سختی هدف برابر با ۱ است. از طرفی سختی فعلی هم هش هدف آخرین بلاک تراکنش است.

سختی شبکه و ارتباط آن با پروتکل POW

برخی از کاربران به اشتباه بر این باور هستند که سختی شبکه تنها مختص به پروتکل POW است. در حالی که این مفهوم با پروتکل‌های بسیار زیادی در ارتباط است. از جمله PoS یا همان اثبات سهام، DPoS یا اثبات سهام نیابتی و … POW تنها یکی از پروتکل‌های مناسب به کار بردن سختی شبکه است. در این پروتکل هدف از به کار بردن سختی شبکه بالا بردن میزان امنیت و بهبود عملکرد فرآیند استخراج است.

بد نیست به این نکته هم اشاره کنیم که هر چقدر نرخ هش بیشتر باشد کنترل و دسترسی کلاهبرداران به بلاک چین سخت‌تر خواهد شد، به این خاطر که برای نفوذ باید به هش بیشتری دسترسی داشته باشند. در نتیجه هر چقدر سختی شبکه بیشتر باید امنیت آن شبکه هم بیشتر خواهد بود.

نکات پایانی پیرامون سختی شبکه

در این مطلب دیدید که سختی شبکه پارامتری کاملا پویا بوده و هیچوقت ثابت نیست. پارامتری که با توجه به شرایط مختلفی تغییر می‌کند. فراموش نکنید که هدف از ماینینگ پیدا کردن بلاک‌های جدید بوده که این مسیر گاها می‌تواند سریع‌تر یا کندتر پیش برود. فاکتورهای مختلفی در تعیین میزان سختی شبکه نقش دارند، به عنوان مثال هزینه و ارزش بیت کوین دو فاکتور مهم در تعیین سختی استخراج هستند. بدون شک زمانی که ارزش بیت کوین بالا باشد ماینرها استخراج سودآورتری خواهند داشت. اما زمانی که قیمت بیت کوین پایین باشد ماینینگ هیچ ارزشی ندارد و گاها بسیاری از ماینرها از بازار استخراج خارج می‌شوند.

سوالات متداول

منابع: coindesk – investopedia