استخراج بیت کوین چیست؟ چگونه کار می کند

علیرغم قیمت بی ثبات این ارز دیجیتال و افزایش نگرانی های زیست محیطی، استخراج بیت کوین در آمریکای شمالی در حال رونق است. ایالت تگزاس، به ویژه، از زمانی که چین این صنعت را در سال 2021 ممنوع کرد ، شروع به ظهور کرد و باعث مهاجرت معدنچیان از این کشور شد. این ممنوعیت که ظاهراً کنترل چین بر استخراج بیت کوین را از حدود دو سوم صنعت جهانی در آوریل 2021 به صفر در جولای 2021 کاهش داد، فرصت جدیدی را برای شرکت های آمریکای شمالی، به ویژه آنهایی که در صنعت انرژی فعالیت می کنند، ایجاد کرده است تا بیشتر آشنا شوند. با استخراج بیت کوین و گنجاندن آن در مدل های تجاری خود.

برای کسانی که با عملکرد درونی بیت کوین آشنا نیستند، «ماینینگ» نحوه اعتبارسنجی تراکنش ها برای یک بلاک چین است. این اساساً یک رقابت رمزنگاری برای افزودن بلاک ها یا رکوردها به شبکه بلاک چین همیشه در حال گسترش این ارز دیجیتال است. در ازای این سرویس، ماینرهای برنده به بیت کوین (BTC) پرداخت می شوند که در نوامبر 2021 به رکورد بیش از 68000 دلار رسید.

در پی ممنوعیت چین، شرکت‌های مستقر در آمریکای شمالی، که شامل Riot Blockchain و Marathon Digital Holdings می‌شوند، با افزایش تولید و گسترش عملیات در مقیاس صنعتی، مقادیر بی‌سابقه سرمایه را افزایش می‌دهند . در همان زمان، شرکت‌های چینی به آنچه مهاجرت معدنی بزرگ به آمریکای شمالی نامیده می‌شود ملحق شده‌اند و در تأسیسات ایالات متحده سرمایه‌گذاری کرده و انبارهای عظیم خود را مجهز به هزاران رایانه کوچک که به‌طور خاص برای استخراج تعدادی از ارزهای دیجیتال طراحی شده‌اند، ساخته‌اند. بیت کوین است.

آنچه من از تجربه خود در انجام مطالعات امکان سنجی برای مشتریان مستقر در کانادا که این تجارت پررونق را بررسی می کنند آموخته ام این است که شرکت های تازه وارد، به ویژه شرکت های انرژی، از طریق سرمایه گذاری مشترک و سایر مشارکت ها نیز به صورت مادی وارد این بخش می شوند. هزینه برق یکی از مهم ترین عوامل در استخراج ارزهای دیجیتال است. این بدان معناست که شرکت هایی که به برق قابل اعتماد و کم هزینه دسترسی دارند – به ویژه از منابع تجدیدپذیر – فرصتی برای ایفای نقش محوری با پیشرفت صنعت در آمریکای شمالی دارند.

در این مقاله، من بینشی در مورد اصول استخراج بیت‌کوین ارائه می‌دهم و نحوه محاسبه هزینه‌ها و پاداش‌ها را نشان می‌دهم که می‌تواند بسیار زیاد باشد. من همچنین به چالش‌های صنعت، از جمله پرسش‌هایی در مورد مصرف انرژی و خطرات، مانند محیط قانون‌گذاری ارزهای دیجیتال در حال تحول می‌پردازم.

اصطلاحات بیت کوین و دیکشنری کامل بیت کوین و بلاک چین

بیت کوین در حال رونق است

بیت کوین از زمانی که در سال 2009 راه اندازی شد الهام بخش هزاران ارز دیجیتال بوده است، اما از نظر ارزش، هنوز به تنهایی باقی مانده است. علیرغم نوسانات قیمت آن، سیاست پولی آن با محدود کردن استخراج به 21 میلیون بیت کوین در یک برنامه از پیش تعریف شده، تا حدی ثبات ایجاد می کند. اگرچه در حال حاضر تقریباً 19 میلیون در گردش وجود دارد، پاداش استخراج به صورت دوره‌ای به نصف کاهش می‌یابد به طوری که تا سال 2140 طول می‌کشد تا تولید بیت کوین به پایان برسد.

در حالی که سایر شبکه های رمزنگاری نیز عرضه را مدیریت می کنند، هیچ کدام نتوانسته محبوبیت بیت کوین را تکرار کند. از آنجایی که سرمایه‌گذاران طبقه دارایی را پذیرفتند، صندوق‌های آتی بیت‌کوین و صندوق‌های قابل معامله در مبادلات اولین موردی بودند که در بازارهای تحت نظارت ایالات متحده و اروپا معرفی شدند. به زودی در ترازنامه شرکت هایی مانند تسلا و اوراستاک ظاهر شد. این تقاضا کمک کرد ارزش بازار بیت کوین در نوامبر 2021 به بیش از 1 تریلیون دلار برسد. در مقابل، دومین ارز رمزپایه محبوب، اتریوم، تنها به نصف این ارزش رسید.

بیت کوین همچنین به دلیل عملیات استخراج در مقیاس صنعتی، یا مزارع، برجسته است. بزرگترین تأسیسات رمزنگاری با پیشرفته ترین فناوری عمدتاً یا منحصراً بر روی بیت کوین متمرکز شده است، مانند مزرعه Genesis Mining که بیش از هر شرکت دیگری در ایسلند برق مصرف می کند. یکی از بزرگترین مزارع در آمریکای شمالی تأسیسات Riot Blockchain در تگزاس است که سه انبار بزرگ را در 100 هکتار زمین شامل 60000 رایانه استخراج که فقط بر روی بیت کوین متمرکز شده اند، اشغال می کند.

مبانی استخراج بیت کوین

ریشه هر ارز دیجیتال یک بلاک چین است که اساساً یک دفتر کل الکترونیکی است که لیستی از رکوردها را به طور مداوم در حال رشد حفظ می کند. بلوک‌های موجود در زنجیره اساساً فایل‌هایی هستند که داده‌هایی مانند تراکنش‌های بیت‌کوین در آن‌ها ثبت می‌شوند، از جمله اینکه کدام ماینر با موفقیت آن بلوک خاص را ایجاد کرده است. هر بلوک همچنین شامل یک هش، یک مقدار 64 رقمی هگزادسیمال منحصر به فرد است که آن و محتویات آن را شناسایی می کند، و همچنین هش بلوک قبلی در زنجیره را شامل می شود.

برای برنده شدن یک بلوک در اکثر ارزهای دیجیتال، از جمله بیت کوین، یک ماینر باید اولین کسی باشد که مقدار هش را برابر یا کمتر از مقداری که بیت کوین برای تراکنش ایجاد می کند حدس می زند. همانطور که ماینرهای بیشتری با هم رقابت می‌کنند و قدرت محاسباتی بیشتری به کار می‌رود، شانس هر ماینر برای ورود اول کاهش می‌یابد – شانس فعلی یک در ده‌ها تریلیون است – که به اطمینان از سرعت ایجاد بلاک‌های جدید که در حال حاضر هر 10 دقیقه یک بلوک است، کمک می‌کند.

این رقابت بین ماینرها همچنین به طور جمعی زنجیره بلوکی را با اجازه دادن به تراکنش‌ها و داده‌ها به جریان می‌اندازد که به روشی غیرقابل اعتماد شناخته می‌شود، به این معنی که یک واسطه مانند یک بانک لازم نیست اطمینان حاصل کند که یک بیت‌کوین نمی‌تواند دو بار خرج شود. در عوض، دشواری حل برای هش مناسب و پاداش مالی برای موفقیت، یک مکانیسم اجماع ایمن ایجاد می‌کند، زیرا هک کردن آن برای کاربران مخرب بسیار کم‌هزینه است.

مکانیسم اجماع مورد استفاده توسط بیت کوین به عنوان اثبات کار یا PoW شناخته می شود. از آنجایی که این الگوریتم در نهایت به قدرت جمعی هزاران رایانه متکی است، این یک راه بسیار قوی برای حفظ یک شبکه امن و غیرمتمرکز است. با این حال، معایبی دارد. مهمتر از همه، این است که به طور استثنایی انرژی بر است. از آنجایی که نیروی کامپیوتر بیشتر برای استخراج استفاده می شود، میزان برق مورد نیاز برای کسب ارز دیجیتال و حفظ شبکه افزایش می یابد.

برخی دیگر از ارزهای دیجیتال مانند اتریوم، الگوریتم دیگری به نام اثبات سهام یا PoS را تغییر داده اند یا در حال برنامه ریزی برای تغییر آن هستند. PoS برای پشتیبانی از عملیات خود به همان شبکه گسترده و غیرمتمرکز ماینرها نیاز ندارد و بنابراین انرژی بسیار کمتری دارد. اگرچه آنقدر امن نیست، نیازهای انرژی کمتر آن ممکن است پشتیبانی از نسل بعدی برنامه‌های رمزنگاری مانند قراردادهای هوشمند، توکن‌های غیرقابل تعویض و امور مالی غیرمتمرکز را برای آن بلاک چین‌ها آسان‌تر و مقرون‌به‌صرفه‌تر کند. با این حال، بیت کوین هیچ برنامه ای برای انتقال به PoS اعلام نکرده است.

در نهایت، به‌عنوان بخشی از سیستم مدیریت عرضه بیت‌کوین، پاداش استخراج یک بلوک به نصف کاهش می‌یابد، از 6.25 بیت کوین به ازای هر بلوک استخراج شده پس از نصف کردن اخیر در ماه مه 2020 به 3.125 بیت کوین در سال 2024. روند صعودی فعلی حول ماینینگ حتی در مواجهه با آن کاهش برنامه ریزی شده، چیزهای زیادی در مورد سودآوری صنعت و این انتظار وجود دارد که ارز دیجیتال اصلی همچنان به ارزش خود ادامه دهد. همچنین نشان دهنده این واقعیت است که به اصطلاح هش ریت، که تعداد کل حدس‌های هش محاسبه‌شده در یک زمان معین در شبکه را اندازه‌گیری می‌کند، زمانی که اپراتورهای چینی مجبور به بستن در سال 2021 شدند، به شدت کاهش یافت. این فرصت بزرگی برای استخراج‌کنندگان جدید ایجاد کرد. در دسامبر 2021، میزان هش حدود 175 کوئینتیلیون هش بود—یا 175 اگزهاش—در ثانیه (EH/s).

راه اندازی استخراج بیت کوین

منابع مورد نیاز برای استخراج بیت کوین عبارتند از:

حداقل یک کامپیوتر تخصصی (به نام مدار مجتمع خاص برنامه یا ماینر ASIC)، که به طور خاص برای رقابت و پشتیبانی از یک ارز دیجیتال خاص طراحی شده است.
منبع انرژی قابل اعتماد و ارزان.
یک اتصال اینترنتی قابل اعتماد
یک زیرساخت خنک کننده (چه در خانه یا در مزرعه بیت کوین استخراج کنید).
یک کامپیوتر، نرم افزار و مهارت فنی برای ایجاد و نظارت بر عملیات.

یک عملیات استخراج خانگی ممکن است فقط از یک کامپیوتر و تعداد انگشت شماری ماینر ASIC تشکیل شود.

ماینر ASIC یک قطعه تخصصی سخت افزاری است که برای استخراج یک ارز دیجیتال خاص مانند بیت کوین طراحی شده است. (iStock)

علاقه‌مندان به انفرادی تا حد زیادی مسئول محبوبیت اولیه بیت کوین بودند، اما اکنون به احتمال زیاد به جمع ماینینگ مجازی مانند Slush Pool یا AntPool ملحق می‌شوند تا شانس موفقیت خود را افزایش دهند.

صنعت امروز با دقت بیشتری توسط یک مزرعه معدنی در مقیاس صنعتی که شامل هزاران ماینر ASIC است که در یک انبار یا حتی یک سری از انبارها قرار دارند، نشان داده می شود.

یک عملیات استخراج صنعتی بیت کوین در مسکو (iStock)

چه در خانه یا در یک انبار راه اندازی کنید، چارچوب استخراج بدون توجه به مقیاس مشابه خواهد بود.

ابتدا باید یک ماینر ASIC بهینه سازی شده برای بیت کوین، مانند استخراج شده توسط Bitmain یا Whatsminer خریداری کنید. قیمت ASIC های جدید حدود 11000 دلار است، اگرچه مدل های قدیمی تر را می توان به صورت دست دوم با قیمت کمتری خریداری کرد. اگر همه چیز برابر باشد، نسخه‌های جدیدتر تراهش‌های بیشتری در ثانیه یا TH/s تولید می‌کنند—بنابراین هدف این است که به دنبال جدیدترین و در نتیجه کارآمدترین ASIC باشید.

اولویت بعدی برق است که هم برای اجرا و هم برای خنک کردن ASIC ها مورد نیاز است. با توجه به سربار نسبتاً کم و واریانس هزینه های تجهیزات، قیمت برق مهمترین عامل در محاسبه سود شما می شود. مرکز مالی جایگزین دانشگاه کمبریج یک نقشه جهانی تهیه می کند که نشان می دهد چگونه صنعت پس از اخراج استخراج معدن از چین به دنبال انرژی ارزان قیمت بوده و چگونه کشورهایی مانند ایالات متحده، کانادا و روسیه شاهد افزایش قابل توجهی در هش بوده اند.

سپس، البته، باید هزینه نگهداری و نگهداری عملیات خود را در نظر بگیرید، آن را خنک نگه دارید، آن را به یک ارائه دهنده اینترنت سریع و مطمئن متصل کنید، و اگر قصد ندارید خودتان آن را مدیریت کنید، آن را پرسنل کنید.

از نظر درآمد، ماینرها می توانند انتظار داشته باشند که در صورت برنده شدن یک بلوک، پاداش بلوک و کارمزد تراکنش (کارمزدی که شبکه با آن ماینرهای موفق را بازپرداخت می کند و آنها را برای ادامه تایید تراکنش تشویق می کند) دریافت کنند. کارمزد تراکنش‌ها می‌تواند بر اساس شرایط شبکه و میزانی که تراکنش‌کننده حاضر است برای پردازش سریع بپردازد متفاوت باشد، اما در پایان سال 2021، طبق تحلیل من، کارمزدها به طور متوسط حدود 0.125 BTC یا حدود 2٪ از پاداش بلوک بود.

اقتصاد استخراج بیت کوین

برای نشان دادن ملاحظات مالی درگیر در استخراج بیت کوین با یک مثال فرضی، بیایید به هزینه ها و درآمد تخمینی برای استخراج یک بیت کوین با یک ماینر ASIC نگاه کنیم.

این جداول هزینه ها و درآمدهای معمولی را بر اساس مقادیر دسامبر 2021 نشان می دهد.

پس مدل به شکل زیر است:

هش های مورد نیاز برای استخراج یک بیت کوین:

= نرخ هش شبکه * ثانیه در روز / بیت کوین استخراج شده در روز (شامل هزینه)

= 175 EH/s * 86,400 ثانیه / 918 BTC = ~ 16,471 EH / BTC

زمان صرف شده برای استخراج یک بیت کوین توسط یک ماینر ASIC:

= ~16,471 EH * 10^6 / (100 TH/s * 60 ثانیه * 60 دقیقه * 24 ساعت * 365 روز) = ~5.22 سال

هزینه های سرمایه ای (Capex):

بیت کوین استخراج شده در طول عمر ASIC = 2.5 سال / ~5.22 سال = ~ 0.48 BTC
قیمت موثر هر بیت کوین = قیمت ماینر ASIC / بیت کوین استخراج شده در طول عمر خود

= 10,858 دلار / ~ 0.48 BTC = ~ 22,684 دلار

هزینه های عملیاتی (Opex):

هزینه برق به ازای هر بیت کوین = زمان لازم برای استخراج یک بیت کوین * مصرف انرژی * هزینه = ~ 5.22 سال * 365 روز * 24 ساعت * 3400 * 0.05 دلار / 1000 = ~ 7778 دلار
سرمایش و سایر سربارها به ازای هر بیت کوین = 20 درصد هزینه برق = 1556 دلار

کل هزینه تولید در هر بیت کوین: = Capex + برق + سایر Opex در هر بیت کوین

= 22684 دلار + 7778 دلار + 1556 دلار

= ~ 32018 دلار

توجه: مجموع گرد شده است. ارقام تقریبی هستند.

بنابراین، در عملیات فرضی خود، یک بیت کوین را با یک ماینر ASIC با هزینه تقریباً 32000 دلار در طول پنج سال تولید کردیم.

آنچه این مدل همچنین نشان می دهد اهمیت مقیاس به منظور بازگرداندن سریع سرمایه گذاری اولیه است. شکستن حتی به سرعت به چندین ماشین نیاز دارد و هر کسی که قصد سرمایه گذاری دارد باید مشارکت با بازیکنان موجود را که قبلاً بخشی از هش ریت را در شبکه به حساب می آورند، ارزیابی کند. اگر ماینر بتواند قدرت هش خود را به یک استخر استخراج کمک کند، این اقتصاد به یک دوره سربه سر هزینه اولیه ASIC تقریباً 16 تا 18 ماه تبدیل می شود که پس از آن ماینر می تواند برای باقیمانده عمر ASIC سود به دست آورد. .

ریسک های استخراج بیت کوین

البته هیچ سرمایه گذاری جدیدی بدون ریسک نیست. از آنجایی که ماینرها به بیت کوین پرداخت می شوند، نوسان قیمت یک ریسک بزرگ درآمد است. خطرات عملیاتی شامل عواملی مانند مشکلات بالقوه اتصال به اینترنت، گرم شدن بیش از حد ASIC ها و هک سیستم است – اگرچه با توجه به اندازه و امنیت شبکه بیت کوین، خطر هک همچنان پایین است.

نکته اصلی باید در دسترس بودن و قابل اطمینان بودن برق باشد. از آنجایی که انرژی در این مدل عملیاتی بسیار مهم است، ماینرها باید به دقت به افزونگی عرضه خود نگاه کنند. در حالی که تگزاس به عنوان مرکزی برای صنعت ظهور کرده است، سؤالات مهمی در مورد آسیب پذیری شبکه برق آن وجود دارد که سرمایه گذاران بالقوه باید در نظر بگیرند.

محیط نظارتی همچنین خطر بالقوه ای را به همراه دارد، همانطور که معدنچیان در چین و سایر کشورها در حال یادگیری هستند. حتی کشورهایی که قبلاً از معدن‌کاران استقبال می‌کردند، مانند قزاقستان و ایسلند، به منظور مدیریت تقاضا در شبکه‌های انرژی خود ، شروع به کاهش فعالیت‌های معدنی جدید و موجود کرده‌اند. تعدادی از دولت های ایالتی ایالات متحده مانند تگزاس از استخراج بیت کوین استقبال کرده اند و برخی از آنها تا آنجا پیش رفته اند که مشوق هایی را برای تولیدکنندگان ارائه می دهند. اما دولت فدرال ایالات متحده در حال حاضر توجه دقیق تری به صنعت دارد، زیرا الزامات گزارش مالیاتی جدید در سال 2023 آغاز می شود و بررسی دقیق فدرال رزرو در مورد خطرات ارزهای دیجیتال برای مصرف کنندگان، بانک ها و سیستم مالی کلی انجام می شود.

از آنجایی که مقررات کریپتو در ایالات متحده و در سراسر جهان هنوز بسیار روان است، استخراج‌کنندگان باید هوشیار باشند و مراقب تغییراتی باشند که می‌تواند نتایج نهایی آنها را تضعیف کند.

نیازهای انرژی استخراج بیت کوین منجر به نگرانی دیگری می شود: تأثیر زیست محیطی استخراج، که خطرات اخلاقی و اعتباری را به همراه دارد. صنعت کریپتو به دلیل ردپای کربن خود مورد انتقاد شدید قرار گرفته است. نیویورک تایمز اخیراً کل انرژی مصرف شده سالانه بیت کوین را با انرژی مصرف شده توسط فنلاند در یک سال برابر ارزیابی کرده است. واقعیت این است که حتی کارآمدترین عملیات ماینینگ بیت کوین تقریباً ۱۵۵۰۰۰ کیلووات ساعت برای استخراج یک بیت کوین نیاز دارد. برای مقایسه، یک خانوار آمریکایی به طور متوسط حدود 900 کیلووات ساعت در ماه مصرف می کند .

آب و هوا دیگر موضوع مهمی نیست. طبق گزارش اخیر Deloitte ، کاهش انتشار کربن در حال حاضر اساساً یک اولویت جهانی است و برندها در حال پاسخگویی هستند. در ماه مه 2021، تسلا، که سرمایه‌گذار بزرگ بیت‌کوین بود، اعلام کرد به دلیل نگرانی‌های زیست‌محیطی، خرید با بیت‌کوین را متوقف می‌کند. این شرکت از آن زمان اعلام کرده است که پس از تأیید اینکه حداقل 50 درصد از عملیات استخراج بیت کوین از منابع تجدیدپذیر استفاده می کنند، پذیرش بیت کوین را از سر می گیرد.

صنعت کریپتو نیز شروع به واکنش کرده است. بسیاری از تولیدکنندگان بزرگتر متعهد به انتقال به انرژی های تجدیدپذیر، چه از طریق خرید مستقیم و چه با کسب اعتبار کربن هستند. شرکت‌هایی مانند Great American Mining و Crusoe Energy نیز راه‌هایی را برای مزارع معدنی ابداع کرده‌اند تا از نیرویی استفاده کنند که در غیر این صورت هدر می‌رود، مانند گاز طبیعی شعله‌ور شده در میادین نفتی ، انرژی خورشیدی یا بادی اضافی که نمی‌توان ذخیره کرد، یا نیروی آبی تولید شده توسط سرریزها . از سدها البته این استراتژی تنها تا زمانی موثر است که استخراج کریپتو در این فرآیند تقاضا را افزایش ندهد.

استخراج بیت کوین: یک فرصت جدید

در حالی که اقتصاد استخراج بیت کوین در مقیاس بسیار جذاب است، تولیدکنندگان باید زمینه نظارتی و محیطی خود را بشناسند. برای شرکت‌های تازه وارد مانند شرکت‌های برق، گنجاندن استخراج بیت‌کوین در عملیات‌های موجود برای مدیریت بهتر برون‌داد انرژی خود، فرصتی منحصربه‌فرد برای اهرم افکار عمومی علاوه بر منابع اضافی است.

دانشگاه کمبریج دریافت که حدود 40 درصد از ماینینگ PoW در حال حاضر توسط انرژی های تجدید پذیر تامین می شود، اما فشار برای افزایش قابل توجه این رقم وجود دارد. شرکت‌هایی با راه‌حل‌های انرژی آگاهانه از محیط‌زیست می‌توانند نقش مهمی در انجام این کار ایفا کنند و در عین حال پاداش‌های قابل توجهی را نیز دریافت کنند.