استخراج ارز دیجیتال فرایندی است که در آن معاملات بین کاربران تایید و در ledger عمومی بلاک‌چین اضافه می‌شود. فرایند استخراج همچنین مسئول معرفی ارزهای جدید به چرخه‌ی موجود است و یکی از المان‌های کلیدی است که اجازه می‌دهد ارزهای مجازی بعنوان شبکه غیرمتمرکز peer-to-peer فعالیت کنند، بدون نیاز به حضور و مشارکت شخص سوم. بیت‌کوین محبوب‌ترین و تثبیت‌شده‌ترین نمونه ارزهای مجازی است. لازم به توضیح است که تمام ارزهای مجازی قابل استخراج نیستند. استخراج ارز دیجیتال مثل بیت‌کوین بر اساس اجماع الگوریتمی است که به «اثبات کار» نامیده می‌شود. در ادامه با ارزنگار همراه باشید تا با نحوه استخراج ارز دیجیتال آشنا شوید.
استخراج ارز دیجیتال چطور کار می‌کند؟
استخراج کننده یک گره در شبکه است که معاملات را جمع‌آوری و آن‌ها را در بلوک‌ها سازمان‌دهی می‌کند. هر زمان که معامله‌ای انجام می‌شود، تمام گره‌های شبکه آن‌ها را دریافت و اعتبارشان را تایید می‌کنند. سپس استخراج‌کننده‌ها این معاملات را از استخر حافظه جمع‌آوری و آن‌ها را به بلوک‌ها مونتاژ می‌کنند (بلوک داوطلب).
اولین قدم برای استخراج بلوک‌ها این است که هر معامله‌ای که از استخر حافظه گرفته شده را به تنهایی هش دهند، اما قبل از شروع این فرایند، گره استخراج کننده یک معامله‌ای را اضافه می‌کند که آن‌ّها بتوانند برای خودشان پاداش استخراج (پاداش بلوک) را ارسال کنند. این معامله به یک معامله کوین‌بیس برمی‌گردد، که معامله‌ای است که در آن ارزها از «هوا ساخته می‌شوند»، و در اکثر موارد، اولین معامله ایست که در یک بلوک صورت می‌گیرد.
زمانی که تمام معاملات هش شدند، این هش‌ها در چیزی به نام markle tree (درخت هش) ساماندهی می‌شوند. خروجی این کار به حالت جفت جفت ساماندهی می‌شود و باز هش می‌شوند، و این روند انقدر ادامه پیدا می‌کند تا به بالای درخت برسد. بالای درخت «ریشه هش» (ریشه merkle) نامیده می‌شود که اساسا یک هش است که نمایانگر تمام هش‌های قبلی است که برای تولید آن استفاده شده‌اند.
هش ریشه
هش بلوک‌های قبلی و عدد تصادفی که nonce نامیده می‌شود، در بلوک بالایی قرار می‌گیرد. سپس بلوک بالایی خروجی‌ای که براساس آن عناصر (هش ریشه، هش بلاک‌های قبلی، و nonce) و سایر پارامترها تولید شده را هش می‌کند. خروجی حاصل از این عمل، هش بلاک است و بعنوان مشخص‌کننده بلاک‌های جدید تولید شده بکار می‌رود.
برای اینکه معتبر در نظر گرفته شود، خروجی باید از هدف خاص تعیین شده توسط پروتکل کمتر باشد. به عبارت دیگر هش باید با تعداد معینی صفر شروع شود.
ارزش و مقدار هدف، که بعنوان سختی هشینگ نیز شناخته می‌شود؛ بطور مداوم توسط پروتکل تنظیم می‌شود و اطمینان حاصل می‌کند که نرخ بلوک‌های جدید تولید شده ثابت باقی می‌ماند و متناسب با قدرت هش شبکه است.
بنابراین، هرزمان که استخراج کننده‌های جدید وارد شبکه می‌شوند و رقابت افزایش می‌یابد، با جلوگیری از کاهش زمان متوسط بلاک، سختی هشینگ افزایش می‌یابد. در مقابل، اگر استخراج کننده‌ها تصمیم بگیرند که از شبکه خارج شوند، سختی هشینگ نیز کاهش می‌یابد و زمان بلوک را ثابت نگه می‌‌دارد حتی اگر از قدرت محاسباتی شبکه کمتر باشد.
فرایند استخراج ارز دیجیتال، ماینرها را ملزم می‌کند که با تکرار nonceها ،بلوک بالایی(هدر) را بارها و بارها هش دهند، تا سرانجام یکی از ماینرها یک هش بلاک معتبر تولید کند. زمانی که هش معتبر پیدا شد، گره بنیانگذار( همان گرهی که هش را یافته) بلاک را به شبکه منتقل می‌کند. تمام گره‌های دیگر بررسی می‌کنند که آیا این هش معتبر است یا نه، اگر معتبر باشد، بلاک را به نسخه‌ی خودشان از بلاک‌چین اضافه می‌کنند و به سمت استخراج بلاک بعدی حرکت می‌کنند.
گرچه، گاهی اوقات اتفاق می‌افتد که دو ماینر یک بلوک معتبر را همزمان پخش می‌کنند و شبکه به دو بلوک رقیب ختم می‌شود. ماینرها براساس بلاکی که اول دریافت کرده‌اند، بلاک بعدی را استخراج می‌کنند. رقابت بین این دو بلاک تا زمانی که بلاک بعدی براساس آن یکی بلاک استخراج شود ادامه پیدا می‌کند. بلاکی که رها می‌شود بلاک یتیم یا بلاک قدیمی نامیده می‌شود.ماینرهای این بلاک به زنجیره بلاک برنده برمی‌گردند.
استخرهای استخراج
درحالیکه پاداش بلاک به ماینری داده می‌شود که هش معتبر را پیدا کرده، احتمال یافتن هش با بخشی از قدرت کل شبکه برابر است. ماینرها با درصد کوچکی از قدرت استخراج، شانس خیلی کمی برای کشف بلاک بعدی خودشان را دارند. استخرهای استخراج برای حل این مشکل بوجود آمده‌اند. این به معنای ادغام منابع توسط ماینرهاییست که قدرت پردازش در شبکه‌شان را با یکدیگر سهیم می‌شوند، و پاداش را بطور مساوی بین کسانی که در این استخر هستند تقسیم می‌کنند، طبق گزارش میزان کار آن‌ها در احتمال یافتن یک بلاک به یکدیگر کمک می‌کنند.
