يتم إجراء تعدين Bitcoin بواسطة أجهزة كمبيوتر عالية الطاقة تقوم بحل مسائل رياضية حسابية معقدة؛ هذه المسائل معقدة للغاية لدرجة أنه لا يمكن حلها يدويًا وهي معقدة بما يكفي لإرهاق حتى أجهزة الكمبيوتر القوية للغاية.
نتيجة تعدين bitcoin مزدوجة. أولاً، عندما تقوم أجهزة الكمبيوتر بحل هذه المسائل الرياضية المعقدة على شبكة Bitcoin، فإنها تنتج عملات bitcoin جديدة. وثانياً، من خلال حل المسائل الرياضية الحسابية، يجعل معدنو bitcoin شبكة دفع Bitcoin جديرة بالثقة وآمنة عن طريق التحقق من معلومات معاملاتها.
عندما يرسل شخص ما bitcoin إلى أي مكان، يطلق على ذلك اسم معاملة (transaction). يتم توثيق المعاملات التي تتم في المتاجر أو عبر الإنترنت بواسطة البنوك، وأنظمة نقاط البيع، والإيصالات المادية. ويحقق معدنو bitcoin الشيء نفسه عن طريق تجميع المعاملات معًا في “blocks” وإضافتها إلى سجل عام يسمى blockchain. ثم تحتفظ العقد (nodes) بسجلات لتلك الكتل حتى يمكن التحقق منها في المستقبل.
عندما يضيف معدنو bitcoin كتلة جديدة من المعاملات إلى blockchain، فإن جزءًا من عملهم هو التأكد من دقة تلك المعاملات. وبشكل خاص، يحرص معدنو bitcoin على عدم تكرار عملة bitcoin، وهي مشكلة فريدة للعملات الرقمية تسمى الإنفاق المزدوج (double-spending).
مكافأة معدني bitcoin
مع حدوث ما يصل إلى 300,000 عملية شراء وبيع في يوم واحد، فإن التحقق من كل من هذه المعاملات يمكن أن يكون عملًا شاقًا بالنسبة للمعدنين. وكعائد لجهودهم، يتم مكافأة المعدنين بالبيتكوين (bitcoin) كلما أضافوا كتلة جديدة من المعاملات إلى blockchain.
تسمى كمية البيتكوين الجديدة الصادرة مع كل كتلة يتم تعدينها بمكافأة الكتلة (block reward). ويتم تقسيم block reward إلى النصف كل 210,000 كتلة (أو كل أربع سنوات تقريبًا). في عام 2009، كانت المكافأة 50. وفي عام 2013 كانت 25، وفي عام 2018 كانت 12.5، وفي مايو من عام 2020، تم تقسيمها إلى النصف لتصبح 6.25.
نجحت Bitcoin في خفض مكافأة التعدين الخاصة بها إلى النصف — من 12.5 إلى 6.25 — للمرة الثالثة في 11 مايو 2020.
سيستمر هذا النظام حتى عام 2140 تقريبًا. عند هذه النقطة، ستتم مكافأة المعدنين برسوم معالجة المعاملات التي يدفعها مستخدمو الشبكة. تضمن هذه الرسوم أن يظل لدى المعدنين الحافز للتعدين واستمرار عمل الشبكة. الفكرة هي أن المنافسة على هذه الرسوم ستؤدي إلى بقائها منخفضة بعد انتهاء عمليات التنصيف (halvings).
تقلل عمليات التنصيف (halvings) هذه من معدل إنشاء العملات الجديدة، وبالتالي تقلل من المعروض المتاح. يمكن أن يسبب هذا بعض الآثار للمستثمرين لأن الأصول الأخرى ذات المعروض المنخفض — مثل الذهب — يمكن أن تحظى بطلب مرتفع وتدفع الأسعار للارتفاع. وبهذا المعدل من التنصيف، سيصل إجمالي عدد عملات bitcoin المتداولة إلى حد أقصى قدره 21 مليونًا، مما يجعل العملة محدودة تمامًا وربما أكثر قيمة بمرور الوقت.
التحقق من معاملات Bitcoin
لكي يتمكن معدنو bitcoin من كسب البيتكوين فعليًا من التحقق من المعاملات، يجب أن يحدث أمران. أولاً، يجب عليهم التحقق من معاملات بقيمة ميجابايت واحد (1 MB)، والتي يمكن أن تكون من الناحية النظرية صغيرة مثل معاملة واحدة ولكنها غالبًا ما تكون عدة آلاف، اعتمادًا على حجم البيانات التي تخزنها كل معاملة.
ثانياً، لإضافة كتلة من المعاملات إلى blockchain، يجب على المعدنين حل مسألة رياضية حسابية معقدة، تُعرف أيضًا باسم إثبات العمل (proof of work). ما يفعلونه فعليًا هو محاولة الوصول إلى رقم سداسي عشري مكون من 64 رقمًا، يسمى hash، ويكون أقل من أو يساوي hash المستهدف. بشكل أساسي، يقوم كمبيوتر المعدن بإنتاج الـ hashes بمعدلات مختلفة — megahashes per second (MH/s)، أو gigahashes per second (GH/s)، أو terahashes per second (TH/s) — اعتمادًا على الجهاز، حيث يخمن جميع الأرقام الممكنة المكونة من 64 رقمًا حتى يصل إلى الحل. وبعبارة أخرى، إنها عملية تخمين عشوائية.
تشبيه لعملية تعدين Bitcoin
نظراً لأن تعدين bitcoin هو تخمين في الأساس، فإن الوصول إلى الإجابة الصحيحة قبل معدن آخر يعتمد كلياً على مدى سرعة جهاز الكمبيوتر الخاص بك في إنتاج hashes. قبل عقد من الزمن فقط، كان من الممكن إجراء تعدين bitcoin بشكل تنافسي على أجهزة الكمبيوتر المكتبية العادية. ولكن بمرور الوقت، أدرك المعدنون أن بطاقات الرسومات (GPUs) المستخدمة عادةً في ألعاب الفيديو كانت أكثر فعالية، وبدأوا في الهيمنة على العملية. في عام 2013، بدأ معدنو bitcoin في استخدام أجهزة كمبيوتر مصممة خصيصًا لتعدين العملات الرقمية بأكبر قدر ممكن من الكفاءة، وتسمى ASICs. يمكن أن تتراوح أسعارها من مئات الدولارات إلى عشرات الآلاف من الدولارات، ولكن كفاءتها في تعدين bitcoin متفوقة للغاية.
اليوم، أصبح تعدين bitcoin تنافسيًا للغاية لدرجة أنه لا يمكن القيام به بشكل مربح إلا باستخدام أحدث أجهزة ASICs. عند استخدام أجهزة الكمبيوتر المكتبية، أو وحدات معالجة الرسومات (GPUs)، أو الموديلات القديمة من أجهزة ASICs، فإن تكلفة استهلاك الطاقة تتجاوز في الواقع الإيرادات الناتجة. وحتى مع وجود أحدث الأجهزة تحت تصرفك، نادرًا ما يكون جهاز كمبيوتر واحد كافيًا للتنافس مع ما يسميه المعدنون مجمعات التعدين (mining pools).
مجمع التعدين (mining pool) هو مجموعة من المعدنين الذين يجمعون قوتهم الحسابية ويقسمون البيتكوين المستخرج بين المشاركين. يتم تعدين عدد كبير بشكل غير متناسب من الكتل بواسطة pools بدلاً من المعدنين الأفراد. وقد مثلت مجمعات وشركات التعدين (mining pools) نسبًا مئوية كبيرة من القوة الحسابية لشبكة Bitcoin.