بررسی شاخص های مرتبط با امنیت شبکه و استخراج بیتکوین

امنیت شبکه بیتکوین به وسیله استخراج‌کنندگان¹ تضمین می‌شود که قدرت محاسباتی را فراهم و  تراکنش‌ها را جمع‌آوری می‌کنند تا زنجیره بلاک‌ها‌ ساخته شود. در ازای پاداش این عملیات، بیتکوین به این دسته پرداخته می‌شود. توان محاسباتی کل با شاخصی به نام نرخ هش² تخمین زده شده و پیچیدگی معادله‌ای که ماینرها باید به حل آن بپردازند، توسط سختی شبکه³ تنظیم می‌شود. میزان هش‌ریت در شبکه بسیار به قیمت در بازار بیتکوین و طبیعتا درآمد ماینرها وابسته است؛ در نتیجه، صنعت استخراج نیز چرخه‌های صعودی و نزولی بازار را تجربه می‌کند. سخت‌افزارهای مربوط به استخراج در طول زمان کارآمدتر شده‌اند و از CPUs به GPUs، FPGAs و نهایتا ASICs تحول پیدا کرده‌اند. بنابراین باید بسیاری از معیارهای استخراج را در مقیاس خطی (چپ، آبی) و لگاریتمی (راست، نارنجی) مشاهده کرد.

سختی شبکه

سختی شبکه پیچیدگی حل معادلات توسط ماینرها و برای دستیابی به یک بلاک معتبر را فراهم می‌آورد. سختی شبکه در حقیقت الگوریتمی است که به طور خود به خود بر اساس سرعت ساخت بلاک تنظیم می‌شود. سختی شبکه هر ۲۰۱۶ بلاک (تقریبا هر دوهفته یکبار) تغییر پیدا می‌کند. نحوه تغییر آن به عوامل زیر بستگی دارد:

هنگامی که ماینرهای زیادی در شبکه حضور داشته باشند، بلاک‌های بیتکوین سریع‌تر استخراج می‌شوند که این امر موجب می‌شود زمان ساخت بلاک کمتر از ۱۰ دقیقه شود. بنابراین سختی شبکه افزایش خواهد یافت.

زمانی که ماینرها از شبکه خارج می‌شوند، زمان ساخت بلاک بیشتر از ۱۰ دقیقه می‌شود که انتظار می‌رود سختی شبکه کاهش پیدا کند.

هدف‌گذاری در خصوص استخراج بلاک‌ها در زمان ۱۰ دقیقه از آن جهت اهمیت دارد که بازه زمان ساخت بلاک ثابت باشد و زمان عرضه کوین که از پیش تعریف شده، ثابت بماند. بنابراین اهمیتی ندارد که چه مقدار قدرت استخراج و ماینر در شبکه وجود دارد.

میانه زمان ساخت بلاک⁴

هرگاه که یک ماینر موفق به ساخت یک بلاک می‌شود، مهر زمانی⁵ را در هدر بلاک رمزگذاری می‌کند. پروتکل بیتکوین میانگین زمان بین بلاک‌ها را بر اساس سختی هر ۲۰۱۶ بلاک اندازه‌گیری می‌کند و سپس سختی بر اساس آن تنظیم می‌شود. نمودار زیر میانه حجم ساخت بلاک (نارنجی)، میانگین ۱۴ روزه آن (سیاه) و سطح هدف ۱۰ دقیقه (۶۰۰ ثانیه، آبی تیره) را نشان می‌دهد. با توجه به این نمودار می‌توان متوجه شد که میانه زمان ساخت بلاک در تاریخچه بیتکوین کمتر از سطح هدف ۶۰۰ ثانیه است. این امر گسترش و رشد صنعت ماینینگ را نشان می‌دهد که منجر به ساخت سریع بلاک‌ها و افزایش سختی شبکه شده است. اگرچه نمونه‌هایی وجود دارد که میانه زمان ساخت بلاک، بالاتر از هدف ۱۰ دقیقه بوده که معمولا در بازارهای نزولی یا در رویدادهای غیرمنتظره (ماه می ۲۰۲۱، اعلام خبر ممنونیت استخراج در چین) رخ می‌دهد. این امر نشان می‌دهد که ماینرها شبکه را ترک کرده و سرعت ساخت بلاک کاهش یافته‌است.

نرخ هش

یکی از معیارهای شناخته شده در ماینینگ، نرخ هش است که تخمینی از محاسبات SHA256 انجام شده توسط همه ماینرها در هر ثانیه را اندازه می‌گیرد. واحد آن، هش بر ثانیه (H/s) است اما اغلب از واحد تراهش بر ثانیه (TH/s) استفاده می‌کنند و اخیرا اگزاهش بر ثانیه (EH/s) هم مورد استفاده قرار گرفته است. باید توجه داشت که در واقع نرخ هش یک معیار تخمینی است و برای خلق این معیار به سختی شبکه و زمان ساخت بلاک توجه می‌شود. برای دید بهتر نسبت به این شاخص می‌توان از میانگین ۱۴ روزه آن استفاده کرد.

درآمد ماینر⁶

ماینرها از دو طریق درآمد دارند که عبارت است از ساخت بلاک و کارمزد تراکنش‌ها. درآمد ماینرها برحسب بیتکوین است که می‌توان از ضرب قیمت در پاداش بلاک، ارزش دلاری آن را محاسبه نمود. در این ادامه توضیحات بیشتری درباره درآمد ماینرها ارائه می‌گردد.

مجموع کارمزدهای تراکنش به واحد دلار⁷

کسب درآمد از این طریق عبارت است مجموع کارمزدهای دلاری تراکنش‌ها که در هر روز توسط کاربران شبکه بیتکوین به ماینرها پرداخت می‌شود. توجه داشته باشید که از نظر تاریخی، جهش در کارمزد تراکنش‌ها، با افزایش توجه به بازار رخ می‌دهد (بازار صعودی) که این امر نشان‌دهنده افزایش کاربران، تراکم شبکه و فوریت بیشتر در تأیید تراکنش‌هاست. در مقابل از لحاظ تاریخی کاهش کارمزد تراکنش‌ها به دلیل استفاده کمتر از شبکه است که معمولا در بازارهای نزولی رخ می‌دهد.

مجموع پاداش‌های دریافتی از ساخت بلاک به واحد بیتکوین⁸

عبارت است از کل مقدار بیتکوین پرداختی به ماینرها در هر روز، که به عنوان مجموع یارانه بلاک (عرضه، سکه‌های تازه ضرب شده) و کارمزد تراکنش محاسبه می‌شود. باید در نظر داشت که این شاخص پس از ۲۱۰۰۰ بلاک (تقریبا ۴ سال یکبار) به دلیل هاوینگ⁹ کاهش می‌یابد.

مجموع درآمد ماینر به واحد دلار¹⁰

اگر تمام پاداشی که از طریق ساخت بلاک (به واحد بیتکوین) به دست می‌آید را در قیمت BTC/USD در روز پرداخت پاداش ضرب کرد، می‌توانیم درآمد دلاری پرداختی به ماینرها در هر روز محاسبه می‌گردد. از این شاخص برای تشخیص هزینه امنیت که توسط پروتکل به ماینرها پرداخته می‌شود، استفاده می‌شود. با توجه به رویداد هاوینگ که موجب نصف شدن درآمد ماینر از طریق ساخت بلاک می‌شود، قیمت بیتکوین افزایش می‌یابد که این پویایی شامل کارمزدهای تراکنش پرداختی هم می‌شود که با تغییر شرایط چرخه بازار تغییر پیدا می‌کند.

ارزیابی چرخه‌های بازار استخراج¹¹

همانطور که در بالا اشاره شد، درآمد ماینر و در نتیجه سودآوری آن مستقیما به قیمت بیتکوین وابسته است. ماینینگ یک صنعت بسیار رقابتی است که نیازمند مدیریت محتاطانه مخارج (انرژی، سخت‌افزار، نیروی کار و غیره)، تامین مالی (بدهی، حقوق صاحبان سهام) و زمان‌بندی توسعه/ ارتقای ریگ استخراج در چرخه‌های مطلوب بازار است. در طول بازارهای صعودی، درآمد فیات (دلاری) ماینرها افزایش پیدا می‌کند، بنابراین فرصت بیشتری برای توسعه بیشتر و جدیدتر ریگ‌های ماینینگ به وجود خواهد آمد. این امر موجب افزایش افزایش هش‌ریت و سپس سختی شبکه می‌شود. در طول بازارهای خرسی، درآمد فیات ماینرها کاهش پیدا می‌کند اما همچنان هزینه‌های ثابتی برای پرداخت وجود دارد. بازار نزولی مدت‌دار منجر به این می‌شود که برخی از ماینرها تعدادی یا کل ریگ‌های خود را به طور موقت یا دائم خاموش کنند. این امر منجر به کاهش هش‌ریت و سپس افت سختی شبکه می‌شود.

روبان سختی¹²

روبان سختی یک ابزار قوی برای پایش چرخه‌های بازار استخراج است. روبان سختی از مقایسه سختی شبکه از چندین میانگین متحرک ۲۰۰، ۱۲۸، ۹۰، ۶۰، ۴۰، ۲۵ و ۱۴ روزه به دست می‌آید. افزایش میانگین متحرک نزدیک‌تر (به عنوان مثال ۱۴، ۲۵، ۴۰ روزه) نسبت به میانگین‌های متحرک مدت‌دار‌تر (۹۰، ۱۲۹ و ۲۰۰ روزه) نشان‌دهنده روند سالم نرخ هش و رشد صنعت ماینینگ است. تحت فشار قرار گرفتن استخراج با افت سریع‌تر میانگین‌های متحرک کوچکتر نسبت به بزرگترها نشان داده می‌شود. حتی در طول دوره‌هایی که ماینرها از لحاظ درآمد تحت فشار قرار گرفته‌اند، میانگین‌های متحرک کوچکتر به زیر میانگین‌های متحرک بزرگتر حرکت می‌کنند. بنابراین انقباض روبان سختی نشان‌دهنده ضعیف شدن و فشار بر استخراج است.

شاخص‌های پرداخته شده در خصوص ماینینگ در این مقاله، پایه و اساس برای درک استخراج را فراهم می‌آورد. علاوه‌ بر این متریک‌ها می‌توان به موارد دیگری اشاره نمود که در ادامه معرفی می‌شوند.

فشردگی روبان سختی¹³

این شاخص یک نماگر¹⁴ چرخه‌ای است که از فاصله بین میانگین‌های کوچکتر و مدت‌دار تر ایجاد شده‌ و می‌تواند برای تشخیص وارونگی روبان سختی موثر باشد.

درآمد ماینر به ازای هر اگزاهش¹⁵

این شاخص مدلی برای درآمد تقریبی به واحد دلار به ازای هر اگزاهش اعمال شده در شبکه بوده و ابزار مفیدی برای ارزیابی درآمد مورد انتظار ماینرها در مقایسه با رقابت بازار می‌باشد.

ضریب پوئل¹⁶

این شاخص از تقسیم درآمد روزانه ماینرها از طریق ساخت بلاک به میانگین ۳۶۵ روزه آن‌ها به دست می‌آید. در طول رشد و افت استخراج، شاخص به ترتیب به اوج و پایین‌ترین میزان خود خواهد رسید.

پالس استخراج¹⁷

نماگری است که ساخت بلاک توسط ماینرها را از جهت سریع‌تر یا کندتر استخراج کردن نسبت به هدف زمان ساخت بلاک (۶۰۰ ثانیه) دنبال می‌کند. با توجه به این شاخص می‌توان تحت فشار قرار گرفتن یا رشد استخراج را تشخیص داد.

روبان‌های هش ¹⁸

این نمودار فازهای توسعه و رکود ماینینگ را بررسی می‌کند. در طول رشد استخراج، میانگین متحرک ۶۰ روزه سریع‌تر از میانگین ۹۰ روزه افزایش می‌کند. در مقابل، در طول تسلیم ماینرها میانگین ۶۰ روزه به زیر ۹۰ روزه می‌رود که نشان‌دهنده افت هش‌ریت در شبکه است.

جمع‌بندی

صنعت استخراج برای بیتکوین بسیار پیچیده و در عین حال جالب است. شاخص‌هایی وجود دارد که می‌توان از آن برای تشخیص وضعیت امنیت، درآمد ماینرها و حتی تحت فشار قرار گرفتن یا توسعه استخراج استفاده کرد. توجه به این عوامل می‌تواند کمک به سزایی در خصوص تشخیص بازارهای صعودی و نزولی کند که بر اساس این موضوع ریسک از سوی ماینرها را می‌توان محتمل شد.

منبع:

Glassnode Academy

¹ Miners

² Hash Rate

³ Mining Difficulty

⁴ Mean Block Interval

⁵ Timestamp

⁶ Miner Revenue and Income

⁷ Total Transaction Fees

⁸ Total Block Reward (BTC)

⁹ Halving

¹⁰ Total Miner Revenue (USD)

¹¹ Mining

¹² The Difficulty Ribbon

¹³ Difficulty Ribbon Compression

¹⁴ Oscillator

¹⁵ Miner Revenue per Exahash

¹⁶ Puell Multiple

¹⁷ Mining Pulse

¹⁸ Hash Ribbons