سختی شبکه،(سختی استخراج)،یا سختی رمز ارزها چیست؟

سختی رمز ارزها معیاری از میزان سختی استخراج بلاک در یک بلاک چین برای یک رمز ارز خاص است.
سختی بالای رمز ارزها به این معنی است که برای محاسبه تراکنش های وارد شده در بلاک چین به قدرت محاسباتی بیشتری نیاز است – فرایندی به نام ماینینگ.

سختی رمز ارزها پارامتری است که بیت کوین و سایر رمز ارزها برای ثابت نگه داشتن زمان متوسط ​​بین بلاک ها با تغییر قدرت هش شبکه استفاده می کنند.
سختی رمز ارزها مهم است زیرا سختی زیاد می تواند به امنیت شبکه بلاک چین در برابر حملات مخرب کمک کند.

درک سختی رمز ارزها:

بیت کوین و دیگر ارزهای رمزنگاری شده که از بلاک چین های اثبات کار استفاده می کنند ، در طول فرآیند استخراج حفظ می شوند.
ماینرها معاملاتی را که بر روی بلاک چین انجام می شود تأیید می کنند و وظایف حسابرسان را برای جلوگیری از تقلب و اطمینان از مشروعیت معاملات انجام می دهند.
(فرآیند)استخراج توسط موسس بیت کوین ، ساتوشی ناکاموتو ، طراحی شده است.

در این سیستم ، ماینرها – که نرم افزار ارزهای رمزنگاری شده را در رایانه های خود اجرا می کنند – برای یافتن یک بلاک جدید رقابت می کنند و جدیدترین دسته داده های تراکنش را به این زنجیره اضافه می کنند.
وقتی تراکنش های کافی تأیید شد ، بلاک جدیدی به بلاک چین اضافه می شود.

ماینر ها ممکن است هزینه ای را برای تلاش خود دریافت کنند ، اما قبل از این که استخراج کننده بتواند در صورت وجود غرامت دریافت کند ، شرایط دیگری نیز وجود دارد.
میزان قدرت محاسباتی مورد نیاز برای استخراج یک بلوک با سختی رمز ارزها نشان داده می شود.
زمان لازم برای یافتن یک بلاک جدید به میزان سختی رمز ارز و شانس تصادفی بستگی دارد.

برای سنجش میزان سختی رمز ارز در یک بلاک جدید ، درک قدرت هش بسیار مهم است ، که نشان دهنده قدرت محاسباتی ترکیبی مورد استفاده برای استخراج و پردازش تراکنش ها در بلاک چین است.

هش های  تصادفی(Random):

هش یک کد الفبایی است که برای نشان دادن کلمات یا داده ها استفاده می شود.
ماینرها دسته ای از داده های تراکنش را گرفته و آن را از طریق الگوریتم هش اجرا می کنند ، یک تابع یک طرفه که-با توجه به مجموعه ای خاص از داده ها-همیشه خروجی یکسانی را تولید می کند ، اما خروجی آن برای نمایش داده های اصلی قابل برگشت نیست.

از الگوریتم های هشینگ برای ایجاد این کدهای هش تصادفی استفاده می شود.
قبل از افزودن داده های جدید به یک بلاک چین ، ماینرها باید برای تولید یک هش کمتر یا مساوی مقدار عددی، به نام هش هدف، رقابت کنند.

ماینرها فرآیند هشینگ را با تغییر یک مقدار واحد ، به نام(نانس) nonce – یا عددی که یکبار استفاده می شود – انجام می دهند و هر بار که nonce تغییر می کند ، یک هش جدید با مجموعه اعداد خاص خود ایجاد می شود.

هیچ راهی برای پیش بینی هش وجود ندارد و از آنجایی که هر مجموعه داده فقط یک خروجی برای یک تابع هش معین دارد ، ماینرها باید فرایند افزودن یک nonce جدید به داده ها را تا زمانی که نیاز به هش را برآورده کنند ، تکرار کنند.
سختی ارزهای رمزنگاری شده:

نیازی که یک هش باید برآورده کند به سختی شبکه  مربوط می شود.
یک هش معتبر باید زیر یک مقدار هدف مشخص باشد که به طور خودکار (و به صورت دوره ای) توسط پروتکل ارز رمزنگاری شده تنظیم می شود.
هرچه مقدار هدف کمتر باشد ، ماینر برای به دست آوردن نتیجه ای قابل قبول بیشتر تابع هش را تکرار می کند – به عبارت دیگر ، سختی بیشتر است.

از لحاظ تئوری ، یک ماینر می تواند خوش شانس باشد و در اولین تلاش یک هش معتبر برای یک بلوک مشخص بدست آورد.
با این حال ، با گذشت زمان ، سختی بیشتر به این معناست که ماینرها به طور متوسط ​​باید تعداد بیشتری از نانس ها را در هر بلوک متصل کنند.

افراد و سازمانها قدرت محاسباتی خود را از طریق دکل های استخراج خود برای پردازش داده ها و تولید هش ها کمک می کنند.
قدرت هش یک شبکه ارزهای رمزنگاری شده نشان دهنده کل نرخ هش تمام سکوهای استخراج است.
نرخ هش، تعداد هش هایی است که می توان در ثانیه محاسبه کرد.

از آنجایی که هر هش به طور تصادفی ایجاد می شود ، می تواند میلیون ها حدس یا هش را قبل از برآوردن نیاز هش مورد نظر و تولید کوین رمزنگاری جدید برای ماینر موفق انجام دهد.
تنها در این صورت تراکنش ها به بلاک جدیدی در بلاک چین اضافه می شوند.
به نوعی فرآیند هش شبیه به یک سیستم قرعه کشی است.
در نتیجه ، سکه های جدیدی از طریق این فرآیند استخراج منتشر می شود.

مزایای سختی رمز ارزها:

ممکن است تعجب کنید که اگر نتیجه کار به این معناست که ماینرها بارها و بارها یک عملکرد را تکرار می کنند ، چرا مشارکت کنندگان در شبکه سختی بیشتری ایجاد می کنند.
سختی رمز ارز ها دو مزیت اساسی دارد.

نرخ ثابت بلاک های جدید:

وایت پیپر بیت کوین توسط ساتوشی ناکاموتو توضیح می دهد که چگونه سختی شبکه به تولید مداوم بلوک های جدید اضافه شده به بلاک چین کمک می کند.

“برای جبران افزایش سرعت سخت افزار و علاقه متفاوت به اجرای گره ها در طول زمان ، سختی شبکه با یک میانگین متحرک که تعداد متوسط ​​بلوک ها را در ساعت هدف قرار می دهد تعیین می شود. اگر خیلی سریع تولید شوند ،سختی افزایش می یابد.”

بیت کوین به گونه ای طراحی شده است که به طور متوسط ​​هر 10 دقیقه یک بلاک جدید به بلاک چین اضافه می کند.
سایر ارزهای رمزنگاری شده به دنبال بلوک های بیشتر هستند.
به عنوان مثال , لایت کوین 2.5  دقیقه هدف دارد.
مسئله این است که میزان قدرت محاسباتی که استخراج کنندگان شبکه به طور جمعی کنترل می کنند می تواند بسیار متفاوت باشد.

وقتی ساتوشی ناکاموتو اولین بلاک را استخراج کرد ، فقط یک دستگاه در شبکه وجود داشت – احتمالاً یک لپ تاپ یا رومیزی ساده.
امروزه تعدادی مزارع گسترده ASIC به اندازه انبار وجود دارد.
ASIC ها ماشین هایی هستند که به طور خاص طراحی شده اند تا عملکردهای هش را در اسرع وقت انجام دهند.

به منظور اطمینان از این که شبکه یک بلاک جدید با نرخ متوسط ​​ثابت ایجاد می کند ، نرم افزار تنظیم شده است که به طور خودکار هش هدف را بالا یا پایین تنظیم می کند ، که به ترتیب سختی کمتر یا بالاتر را ایجاد می کند.
وقتی ناکاموتو بلاک پیدایش را استخراج کرد ، سختی بیت کوین یک (1) بود.

امنیت شبکه:

نرخ هش کلی، بینشی در مورد امنیت یک شبکه ارزهای رمزنگاری شده ارائه می دهد ، زیرا کلاهبرداران برای کنترل حملات مخرب باید بر کل قدرت هش شبکه غلبه کنند.
رایانه های مخصوص طراحی شده برای انجام توابع هشینگ استفاده می شوند که قادرند در هر ثانیه میلیاردها حدس را برای حل مشکل هشینگ ایجاد کنند.

هرچه سختی رمز ارز بیشتر باشد ، حدس یا هش بیشتری برای رسیدن به نیاز هش مورد نیاز است.
در نتیجه ، این فرایند به دست آوردن کنترل اکثریت – که اکثریت 51 درصد نامیده می شود – برای یک شبکه بلاکچین ، برای مهاجمان بسیار دشوار و پرهزینه است.