هش و هش ریت چیست و چه کاربردی دارند؟

یکی از مفاهیم رایج در دنیای بلاک چین و ارزهای دیجیتال، مفهوم «هش ریت» یا «نرخ هش» (Hash Rate) است. این مفهوم، به تعداد عملیات هش انجام شده در یک زمان معین، یا به عبارتی به سرعت عملکرد یک ماینر گفته می‌شود. به عبارت دیگر، نرخ هش به معنی اندازه‌گیری قدرت محاسباتی در یک شبکه ارز دیجیتال «اثبات کار» (PoW) است. مفهوم هش ریت برای تعیین سلامت، امنیت و سختی ماینینگِ یک شبکه بلاک چین به کار می‌رود.

هش ریت یکی از عوامل مهم در ماینینگ ارز دیجیتال به شمار می‌رود و همواره در جامعه کریپتو، مورد ارزیابی و بحث قرار گرفته است. آشنایی با مفاهیم هش و هش ریت به علاقمندان بلاک چین و ارزهای دیجیتال کمک می‌کند تا درک بهتری از این فناوری داشته باشند. در این مقاله به بررسی مفهوم هش و هش ریت می‌پردازیم و درباره نرخ هش بیت کوین و سایر ارزهای دیجیتال توضیح می‌دهیم.

هش و تابع هش چیست ؟

پیش از آن که به معرفی هش ریت یا نرخ هش بپردازیم، اجازه دهید در ابتدا هش را تعریف کنیم. به زبان ساده، هش کدی متشکل از حروف و اعداد است که به صورت تصادفی تولید می‌شود. فرآیندی به نام «هشینگ» (Hashing) نیز وجود دارد که در آن مجموعه‌ای از اطلاعات،‌‌ به یک کد تبدیل می‌شوند.

برای درک بهتر مفهوم هشینگ، مثالی را در نظر بگیرید. در دانشگاه به هر دانشجو یک شماره دانشجویی داده می‌شود. این شماره دانشجویی، منحصربه‌فرد است و با آن می‌توان دانشجو و اطلاعات مرتبط با او را شناسایی کرد. در واقع، دانشجو و مجموعه‌ای از اطلاعات مرتبط با او در یک رشته اعداد با تعداد مشخصی رقم خلاصه می‌شود.

عملکرد هشینگ تقریبا مشابه با همین مثال است. در این فرآیند مجموعه‌ای از اطلاعات با یک کد هش جایگزین می‌شوند. به عبارت دیگر، از یک تابع ریاضیاتی به نام «تابع هش» (Hash Function) استفاده می‌شود تا داده‌های گوناگون با هر ابعادی را گرفته و به خروجی‌ای یکتا با اندازه ثابت تبدیل کند. داده‌های اولیه می‌توانند رشته‌ای از اعداد و حروف با اندازه‌های مختلف باشند، مثلا یک حرف ساده، کلمه، جمله یا حتی یک رمان کامل! با این حال، خروجی همواره اندازه ثابتی خواهد داشت. از سوی دیگر، هر تغییر کوچکی در داده‌های اولیه باعث می‌شود هشِ کاملا متفاوتی به دست آید.

در بلاک چین‌ها، داده‌های اولیه‌ای که عملیات هشینگ بر روی آن‌ها انجام می‌شود، اطلاعات تراکنش‌ها هستند. به عنوان مثال، بیت کوین را در نظر بگیرید. اگر تاکنون به فروش یا خرید بیت کوین اقدام کرده باشید، با این ارز دیجیتال آشنایی دارید. در شبکه بیت کوین از هشینگ استفاده می‌شود تا تراکنش‌های جدید به وسیله عملیات ماینینگ به بلاک چین اضافه شوند.

در ماینینگ بیت کوین، داده‌هایی که برای هشینگ استفاده می‌شوند، تراکنش‌های اخیری هستند که هنوز تأیید نشده‌اند. داده‌های مربوط با زمان تراکنش و اطلاعات مرتبط با بلاک قبلی نیز به همراه این تراکنش‌ها به عنوان داده‌های اولیه برای هشینگ به کار می‌روند.

همان‌طور که پیش‌تر اشاره کردیم، با ایجاد تغییر کوچکی در داده‌ها، هشِ به‌دست‌آمده کاملا تغییر می‌کند. این ویژگی برای اجماع شبکه ضروری است و در الگوریتم اثبات کار کاربرد دارد. ماینرها برای ایجاد یک بلاک، داده‌های ذکر شده را با بخشی از داده دلخواه عددی-حروفیِ خود به نام «نانس» (Nonce) در هم می‌آمیزند تا در نهایت هشی را ایجاد کنند که برای بیت کوین‌، هشِ صحیحی باشد (در این‌جا یعنی با تعداد معینی صفر آغاز شود). پیدا کردن این نانس کار ساده‌ای نیست و به محاسبات و انرژی بسیار زیادی نیاز دارد.

استفاده از هش‌ها در بلاک چین به واسطه ویژگی‌های خاص و نحوه کاربرد آن‌ها، می‌تواند از تراکنش‌های جعلی و «دو بار خرج کردن» (Double Spending) جلوگیری کند. حال که با مفهوم هش و هشینگ آشنا شدیم، به پاسخ این سوال می‌پردازیم که هش ریت چیست.

نرخ هش یا هش ریت چیست ؟

در بخش قبل، هش و فرآیند هشینگ را تعریف کردیم. در این بخش، با توجه به مفاهیم قبلی به توضیح مفهوم نرخ هش می‌پردازیم. اصطلاح نرخ هش یا هش ریت، به سرعتی اشاره دارد که در آن یک کامپیوتر قادر به انجام محاسبات هشینگ است. در بیت کوین و سایر ارزهای دیجیتال، هش ریت کارایی و عملکرد یک ماشین ماینینگ را نشان می‌دهد. در واقع، هش ریت مشخص می‌کند که یک سخت‌افزار ماینینگ یا استخراج، هنگام محاسبه یک هش بلاک معتبر با چه سرعتی عمل می‌کند.

به طور خلاصه، فرآیند ماینینگ شامل اجرای بی‌شمار عملیات هشینگ است، تا زمانی که یک هش معتبر تولید شود. بنابراین نرخ هش به طور مستقیم با سودآوری یک ماینر یا استخر ماینینگ تناسب دارد. نرخ هش بالاتر به این معنی‌ست که احتمال ماین شدنِ یک بلاک بیشتر است و به همین دلیل، ماینر شانس بیشتری برای دریافت پاداش بلاک دارد.

به طور معمول، نرخ هش با واحد «هش بر ثانیه» (h/s) و با پیشوندهایی همچون مگا، گیگا، یا ترا اندازه‌گیری می‌شود. به عنوان مثال، یک شبکه بلاک چین که یک تریلیون هش را در مدت زمان یک ثانیه محاسبه می‌کند، دارای هش ریتی معادل یک ترا هش بر ثانیه (1Th/s) خواهد بود.

نحوه عملکرد فرآیند هشینگ و مفهوم هش ریت را می‌توان به صورت زیر خلاصه کرد:

• یک شبکه بلاک چین از یک الگوریتم هش استفاده می‌کند که به طور تصادفی یک کد هش تولید می‌کند.
• کامپیوترهای ماینینگ در شبکه بلاک چین، برای حدس زدن مقدار هش با یکدیگر رقابت می‌کنند.
• میزان حدس‌هایی که در هر ثانیه در بلاک چین برای هش زده می‌شود، به عنوان هش ریت یا نرخ هش اندازه‌گیری می‌گردد.
• هش زمانی حل می‌شود که ماینر مقداری کمتر یا مساوی با مقدار عددی هشِ هدف را حدس بزند.
• ماینر برنده مجاز است بلاک بعدی را به بلاک چین بیفزاید و پاداشی تحت عنوان پاداش بلاک کسب کند.

هر چه تعداد کامپیوترهایی که به یک شبکه بلاک چین پیوسته و هش‌ها یا همان حدس‌ها را در شبکه پردازش می‌کنند بیشتر باشد، هش ریت بالاتر است. هش ریت بالاتر، نشان‌دهنده امنیت و سلامت شبکه بلاک چینی است که با الگوریتم اجماع اثبات کار فعالیت می‌کند، زیرا در این حالت احتمال حمله به شبکه کمتر است.

هش ریت بیت کوین

همان‌طور که پیش‌تر گفتیم، نرخ هش در بلاک چین با توجه به تعداد هش‌ها (یا حدس‌ها) بر ثانیه اندازه‌گیری می‌شود. هرچه شبکه بلاک چین بزرگتر باشد، نرخ هش بالاتری دارد.

از آن‌جا که به طور معمول صدها (یا هزاران) کامپیوتر وجود دارد که میلیون‌ها حدس در هر ثانیه انجام می‌دهند، نرخ هش معمولا با واحد «ترا هش» یا «یک تریلیون هش» بر ثانیه اندازه‌گیری می‌شود. نرخ هش شبکه بیت کوین نیز از همین قاعده پیروی می‌کند.

در سال 2011 میلادی، هش ریت شبکه بیت کوین به میزان یک ترا هش بر ثانیه رسید و تا سال 2013 توانست این میزان را به 1,000 ترا هش بر ثانیه برساند. در اوایل ظهور این شبکه، کاربران می‌توانستند بلاک‌های جدید را با استفاده از کامپیوترهای شخصی و کارت‌های گرافیک خود ماین کنند، اما پس از ساخت سخت‌افزارهای ماینینگ تخصصی «اسیک ماینر» (ASIC Miner)، نرخ هش به سرعت شروع به افزایش کرد و به تبع آن سختی ماینینگ نیز افزایش یافت. امروزه، کامپیوترها و کارت‌های گرافیک شخصی دیگر برای ماینینگ بیت کوین قابل استفاده نیستند. نرخ هش شبکه بیت کوین تا اکتبر 2022، حدود 240 میلیون ترا هش بر ثانیه است.

هش ریت سایر شبکه‌ها

در بخش قبل به هش ریت بیت کوین اشاره کردیم، اما سایر شبکه‌های بلاک چین و ارزهای دیجیتالی که با الگوریتم اثبات کار فعالیت می‌کنند نیز دارای هش ریت هستند. به جز بیت کوین، شبکه‌هایی همچون اتریوم (Ethereum)، اتریوم کلاسیک (Ethereum Classic)،‌ دوج کوین (Dogecoin)، لایت کوین (Litecoin) و مونرو (Monero) نیز نرخ هش دارند. هش ریت‌های این شبکه‌ها را می‌توانید در وب‌سایت‌هایی همچون «بیت اینفو چارتز» (BitInfoCharts) ملاحظه کنید. به علاوه، برای بررسی سایر اطلاعات ارزهای دیجیتال مانند قیمت اتریوم یا بیت کوین، می‌توانید از صرافی ارز دیجیتال رابکس کمک بگیرید.

جمع‌بندی

با بررسی مفهوم هش ریت یا نرخ هش، می‌توان اهمیت آن را در حوزه ارزهای دیجیتال و بلاک چین دریافت. هش ریت در واقع تعداد عملیات هش انجام شده در یک زمان معین است که اشاره به سرعت عملکرد ماینرهای شبکه دارد. ماینرها باید به هش ریت شبکه ارز دیجیتالی که قصد دارند در آن استخراج کنند، توجه داشته باشند.

این ماینرها باید منابع خود را برای ماینینگ بلاک‌های شبکه سرمایه‌گذاری کنند و هش ریت به عنوان یکی از منابع ارزشمند شبکه ارزهای دیجیتال برای تنظیم سختی ماینینگ عمل می‌کند. همان‌طور که دیدیم، هر چه هش ریت بالاتر باشد، می‌توان از امنیت ارز دیجیتال بیشتر مطمئن بود. به این ترتیب، دانستن مفهوم هش ریت می‌تواند به تمامی افرادی که قصد آموزش یا فعالیت در حوزه ارزهای دیجیتال و بلاک چین را دارند، کمک بسیاری کند.