هش ریت (HashRate) یا نرخ هش چیست؟

اگر با دنیای ارزهای دیجیتال آشنا باشید، حتما نام هش ریت یا نرخ هش به گوش‌تان خورده است. هش ریت یا نرخ هش معیاری است که قدرت دستگاه ماین را اندازه‌‌گیری می‌کند و هرچه این نرخ بالاتر باشد ماینر سریع‌تر معمای هش‌شده را حل و پاداش دریافت می‌کند.

در شبکه‌ بیت کوین، هش ریت یا نرخ هش از مهم‌ترین مفاهیم به شمار می‌رود که به عنوان ماینر باید حتما با آن آشنا باشید. هش ریت در رابطه با تمام ارزهای دیجیتالی که از پروتکل «اثبات کار» (Proof of Work) استفاده می‌کنند، به کار می‌رود و تنها مختص به بیت کوین نیست.

در ادامه‌ مقاله دلایلی را که باعث اهمیت هش ریت در فرآیند استخراج شده است، به‌طور مفصل توضیح خواهیم داد و ذکر می‌کنیم که در هنگام خرید دستگاه ماین و انتخاب ارز دیجیتال‌تان هش ریت چگونه بر هدف شما تاثیر خواهد گذاشت.

هش ریت یا نرخ هش

در شبکه‌ بیت کوین، هش ریت سرعت اتمام عملیات محاسباتی در کد بیت کوین را نشان می‌دهد. هر چه نرخ هش شما بالاتر باشد، به این معناست که در «بلاک چین» (Blockchain) سریع‌تر می‌توانید به سراغ بلاک‌های بعدی بروید، در نتیجه شانس‌تان برای دریافت جایزه بیشتر است.

حال اگر بخواهیم جور دیگری بگوییم، باید گفت هش ریت سرعت عملکرد دستگاه استخراج را نشان می‌دهد. به‌طور کلی ماین کردن ارزهای دیجیتال شامل پیدا کردن بلاک‌ها از طریق حل محاسبات پیچیده است، هرکدام از این بلاک‌ها شبیه به یک پازل ریاضی است و دستگاه‌های ماین در هر ثانیه میلیون‌ها بار حدس مختلف می‌زنند تا جواب صحیح را برای هر بلاک پیدا کنند.

در پروسه‌ استخراج، احتمال رسیدن به هدف مورد نظر که با صفرهای زیادی شروع می‌شود، بسیار کم خواهد بود. به همین دلیل ماینرها مدام حدسیات خود را تغییر می‌دهند تا بالاخره به عدد هدف برسند. این تکرار تغییر دادن حدس‌های زده‌شده در ثانیه را قدرت هش دستگاه ماین می‌گویند که هرچه یک دستگاه در در یک ثانیه تعداد بیشتری حدس بزند، قوی‌تر عمل می‌کند و قدرت هش آن نیز بیشتر خواهد بود.

برای استخراج یک بلاک و دریافت جایزه‌ آن، نرخی که توسط دستگاه ماین حدس زده می‌شود، برای موفقیت‌آمیز بودن باید برابر یا کمتر از هدف مورد نظر باشد؛ بدین معنی که اگر عدد به دست آمده بیشتر از عدد هدف باشد، شما جایزه‌ای دریافت نخواهید کرد. با تغییر درجه‌ سختی، هدف نیز عوض خواهد شد، یعنی هرچقدر درجه‌ سختی استخراج بالاتر باشد، پیدا کردن عدد مورد نظر سخت‌تر و پیچیده‌تر خواهد بود.

برای اینکه بتوان به هش مورد نظر رسید، شما به عنوان ماینر باید بعضی از هدرهای بلاک را که «نانس» (Nonce) نام دارند نیز تغییر دهید. هر کدام از نانس‌ها با یک صفر شروع شده و به‌منظور رسیدن به هش یا هدف مورد نظر افزایش پیدا می‌کنند. نانس همان عددی است که ماینرهای بلاک چین باید به منظور حل کردن رمزنگاری بلاک‌ها، آن را پیدا کنند.

هشینگ چیست؟

در دنیای آشپزی هشینگ به معنای خرد و مخلوط کردن غذا است. «تابع هش» (Hash Function) که به آن «تابع درهمساز» نیز می‌گویند دقیقا همین کار را می‌کند؛ این تابع، یک ورودی دریافت کرده و خروجی متفاوتی را تحویل می‌دهد. برای مثال یک تابع هش می‌تواند کلمه‌ «سلام» را دریافت کرده و به عنوان خروجی عبارت زیر را تحویل دهد:

به این خروجی که توسط تابع هش تولید می‌شود، «هش» گفته می‌شود و این فرآیند که تابع هش طی آن هش جدیدی می‌سازد هشینگ نام‌گذاری شده است. تقریبا می‌توان از هر محتوای دیجیتالی مانند یک سند، تصویر، آهنگ یا هرچیز دیگری، هش ایجاد کرد.

هشینگ چگونه عمل می‌کند؟

برای هشینگ تنها از یک فرمول ریاضی استفاده نمی‌شود و تعداد زیاد فرمول ریاضی متفاوت برای تولید هش وجود دارد. همچنین لازم نیست که حتما هش‌ها مانند مثال قبل، عددی طولانی باشند ولی برخی از توابع هش، هش‌های بسیار طولانی تولید می‌کنند. مثلا، SHA3–512 Secure Hash Algorithm 3 یک هش با ۱۲۸ کاراکتر ایجاد می‌کند. هر تابع هش ورودی‌ها را خرد و به روش‌های مختلف مخلوط می‌کند که در نتیجه خروجی‌های متفاوتی ایجاد خواهد شد.

در دنیای رمز ارزها هرکسی می‌تواند با استفاده از علم ریاضی برای خود تابع هش بسازد. انواع متفاوتی از تابع هش وجود دارد که می‌توان آن را با استفاده از روش‌هایی گوناگون ساخت. در اینجا ما نحوه‌ عملکرد تابع هش SHA-256 را توضیح می‌دهیم چرا که پرکاربردترین تابع هش در دنیا به‌شمار می‌رود. SHA-256 عضو توابع هش رمزنگاری است که برای استخراج بیت کوین به‌کار برده می‌شود. در استخراج بیت کوین از این هش به عنوان الگوی اثبات کار استفاده می‌شود و دیگر کاربرد این هش برای بهبود امنیت و حفظ حریم خصوصی آدرس‌های بیت کوین است.

توابع هش معتبر، هر مقدار ورودی را به یک رشته‌ی متنی با طول ثابت تبدیل می‌کنند. در یک تابع هش استاندارد، مهم نیست ورودی شما چقدر بزرگ باشد، خروجی همیشه یک طول ثابت خواهد داشت. اهمیت این موضوع زمانی مشخص می‌شود که شما با تعداد زیادی داده سروکار دارید. پس به طور کلی به جای پیگیری و ذخیره‌ داده‌های ورودی که ممکن است، عددی بزرگ یا کوچک باشد، تنها لازم است هش را ذخیره کرده و آن را ردیابی کنید.

دلیل استفاده از یک خروجی با طول ثابت این است که امنیت کار شما را بالا می‌برد؛ چرا که اگر کسی سعی در رمزگشایی هش داشته باشد، با دیدن خروجی نمی‌تواند تشخیص بدهد که ورودی به چه شکلی بوده است.

حال ممکن است برای‌تان سوال پیش بیاید که هشینگ در ارزهای دیجیتال چطور کار می‌کند. در فرآیند استخراج کردن یا ماینینگ بیت کوین یا هر ارز دیجیتال دیگر، بلاک‌هایی که تراکنش‌های تأییدشده را در خود نگه می‌دارند، باید قبل از اضافه شدن به بلاک چین، هش شوند. هش در حقیقت یک شماره‌ منحصر به فرد است که فقط برای یک بلاک تعریف شده است و نمی‌توان آن را تغییر داد. همچنین این عدد تکراری نخواهد بود و برای حل معمای ماینینگ مورد استفاده قرار می‌گیرد.

ولی هشینگ تنها مختص به ارزهای دیجیتال نیست و شما خود هر روزه دارید از این روش استفاده می‌کنید، اگر نمی‌دانید چطور، پس ادامه‌ این مطلب را از دست ندهید.

هشینگ مناسب چه کسانی است؟

حالا که با مفهوم هشینگ و کاربرد آن آشنا شدید، بهتر است بدانید که فرآیند هشینگ مناسب چه کسانی است. هر روزه اکثر کاربران در خصوص رمز عبور خود، فرآیند هشینگ را به کار می‌برند. برای مثال زمانی که قصد دارید، آدرس ایمیل و گذرواژه‌ای برای خود بسازید، سایتی که در آن اقدام به ساختن ایمیل جدید کرده‌اید، رمز عبور شما را به همان شکل ذخیره نخواهد کرد بلکه آن را با استفاده از یک الگوریتم هشینگ به اجرا در می‌آورد. سپس هش رمز عبور شما را در خود ذخیره می‌کند.

پس از آن هرباری که شما قصد ورود به ایمیل خود را داشته باشد، سایت پذیرنده رمز عبور وارد شده را تبدیل به هش خواهد کرد و آن را با هشی که قبلا ذخیره کرده است، مقایسه می‌کند. فقط در صورتی که هش وارد شده و هش ذخیره‌شده با هم مطابقت داشته باشند، شما مجاز به ورود به ایمیل‌تان هستید.

واحد‌های هش ریت

نرخ هش با به‌کارگیری واحدی به نام هش بر ثانیه یا (H/S) تحت محاسبه قرار می‌گیرد. بسته به تعداد هش‌ها واحدهایی مانند مگا، گیگا و ترا وجود دارد. مثلا دستگاهی که سرعت ۶۰ هش در ثانیه دارد موقع حل کردن محاسبات بلاک، در هر ثانیه می‌تواند ۶۰ حدس متفاوت بزند.

مانند تمام فرآیند‌های محاسباتی دیگر، نرخ هش را نیز می‌توان به واحد‌های بزرگ‌تر یا کوچک‌تر هم تقسیم کرد. واحد‌های اندازه‌‌گیری نرخ هش به شرح زیر است:

• ۱ KH/s یا هزار هش در ثانیه که معادل یک کیلوهش بر ثانیه است.
• ۱ MH/s یا یک میلیون هش در ثانیه که معادل یک مگاهش بر ثانیه است.
• ۱ GH/s یا یک میلیارد هش در ثانیه که معادل یک گیگاهش بر ثانیه است.
• ۱ TH/s یا یک تریلیون هش در ثانیه که معادل یک تراهش بر ثانیه است.
• ۱ PH/s یا یک کوادریلیون هش در ثانیه که معادل یک پتاهش بر ثانیه است.
• ۱ EH/s یا یک کوئینتیلیون هش در ثانیه که معادل یک اگزاهش بر ثانیه است.

واحد بعدی در این سیستم اندازه‌گیری زتاهش (Zetta) است.

پس هر مگاهش برابر با ۱۰۰۰ کیلوهش در ثانیه و یک گیگاهش معادل ۱۰۰۰ مگاهش بر ثانیه یا ۱۰۰۰۰۰۰ کیلوهش در ثانیه است. این رشته می‌تواند تا بی‌نهایت ادامه پیدا کند.

همچنین لازم است بدانید که دستگاه‌های ماین متفاوت که برای استخراج ارزهای دیجیتال به کار می‌روند، هش‌ ریت‌های مختلفی دارند. برای مثال هش ریت دستگاهی که برای ماین کردن بیت کوین به کار گرفته می‌شود با دستگاهی که برای استخراج اتریوم است، کاملا متفاوت خواهد بود. این موضوع با توجه به الگوریتم‌های متفاوت تعریف می‌شود، چرا که میزان مصرف حافظه و توان پردازش در ارزهای دیجیتال مختلف یکسان نیست.

نحوه اندازه گیری هش ریت

همیشه این موضوع را در نظر بگیرید که همان‌قدر که استخراج ارزهای دیجیتال می‌تواند برای شما سودآور باشد، عدم توجه به فاکتورهای آن، ممکن است که به شما ضررهای جبران‌ناپذیری بزند. بنابراین یکی از نکات مهمی که قبل از شروع فرآیند استخراج باید آن را در نظر بگیرید، محاسبه کردن میزان هش ریت یا نرخ هش دستگاه استخراج‌تان است. زیرا اگر هش ریت به نسبت ارزی که استخراج می‌کنید پایین باشد، سود زیادی عایدتان نخواهد شد.

حال اگر شما در حال استخراج هستید، یا از دستگاه‌های مخصوص ماینینگ استفاده می‌کنید که نرخ هش آن‌ها مشخص است، نیازی به محاسبه ندارید ولی اگر از کامپیوتر شخصی و کارت گرافیک خود استفاده می‌کنید، باید این نرخ را به صورت تجربی به دست بیاورید یا با پرس و جو از کسانی که سیستمی با مشخصات سیستم شما دارند، هش ریت سیستم خودتان را پیدا کنید.

پس در نتیجه راه حل مشخصی برای پیدا کردن نرخ هش دستگاه شخصی شما وجود ندارد. اگر چه لازم به ذکر است که میزان هش ریت دستگاه شما تا حد زیادی وابسته به ارز مورد نظرتان برای استخراج است. پس در ادامه با ما باشید تا بیشتر در مورد عوامل مؤثر بر نرخ هش بدانید.

عوامل موثر در نرخ هش یا هش ریت

یکی از مهم‌ترین عوامل مؤثر روی نرخ هش، الگوریتم انتخاب‌شده برای استخراج ارز دیجیتال مورد نظر است. به عنوان مثال، برخی از دستگاه‌ها در شبکه‌هایی که الگوریتم SHA دارند (مانند بیت کوین، «پیرکوین» (Peercoin)، «نِیم کوین» (Namecoin)) بهترین عملکرد را نشان می‌دهند ولی کارایی همان دستگاه‌ها برای استفاده از الگوریتم «اسکریپت» (Scrypt) (مانند «لایت کوین» (litecoin)، «دوج کوین» (Dogecoin)، «گرید کوین» (Gridcoin)) بسیار کم خواهد بود. پس برای استخراج ارز دیجیتال مورد نظرتان باید دستگاه مناسب همان ارز را انتخاب کنید.

همچنین مشخصات دستگاه نیز از عوامل بسیار مؤثر در نرخ هش است که بسته به سازنده‌ آن ممکن است ویژگی‌های متفاوتی داشته باشد. اگر قصد خرید دستگاه ماین را دارید، می‌توانید مشخصات آن را به طور دقیق مطالعه کرده تا بهترین دستگاه را که مناسب با هدف شما است تهیه کنید.

همچنین قیمت و محبوبیت ارز دیجیتال مورد نظر را فراموش نکنید. هرچه ارز دیجیتال انتخابی شما محبوب‌تر باشد، ماینرهای بیشتری برای استخراج آن در رقابت خواهند بود، که به این معناست که «سختی استخراج» (Mining Difficulty) بیشتر خواهد شد؛ زیرا زمان پیدا کردن هر بلاک باید ثابت بماند (مثلا برای بیت کوین ۱۰ دقیقه است).

به بیان ساده‌تر هرچقدر یک ارز دیجیتال محبوب‌تر باشد، تعداد استخراج‌کنندگان آن نیز بالاتر می‌رود و از آنجا که این مسئله باعث می‌شود، زمانِ رسیدن به جواب کاهش پیدا ‌کند (در حالی که این زمان باید ثابت باشد) پس سختی استخراج وارد عمل می‌شود و با بالا رفتن آن، زمان رسیدن به جواب ثابت باقی می‌ماند، در این حالت هش ریت کل شبکه بیشتر می‌شود.

اگر میزان هش ریت کل شبکه بالا باشد، برای خود ارز دیجیتال بهتر خواهد بود؛ چرا که امنیت شبکه را بالا می‌برد. اگر کسی قصد هک کردن شبکه‌ بیت کوین را داشته باشد، به ۵۱ درصد از قدرت هش کل شبکه نیاز دارد که با در نظر گرفتن تعداد بی‌شمار دستگاه‌های ماین در سرتاسر جهان چنین چیزی ممکن نیست. به این نوع از حمله، «حمله‌ ۵۱ درصدی» (51% Attack) می‌گویند.

برای درک بهتر این موضوع، یک دستگاه ماین بیت کوین را در نظر بگیرید که با سخت افزار ASIC، قدرت ماینی برابر با ۱۲ تِراهش در ثانیه را دارد. با توجه به سختی حال حاضر شبکه‌ بیت کوین، این دستگاه می‌تواند ۰.۳۱۸ بیت کوین در سال تولید کند.

سخن پایانی

همان‌طور که قبل‌تر ذکر شد به طور کلی هش ریت میزان قدرت دستگاه که به منظور استخراج بیت کوین در سرتاسر جهان مورد استفاده قرار می‌گیرد را محاسبه می‌کند. ماینرها با استفاده از قدرت پردازش دستگاه خود، ایمنی شبکه را تأمین کرده و تمام معاملات بیت کوین را ثبت می‌کنند. در آخر به ازای تلاش خود جایزه خواهند گرفت.

هرچه نرخ هش دستگاه ماین بالاتر باشد، ارز دیجیتال بیشتری استخراج می‌شود ولی هرچه میزان هش ریت کل شبکه بالاتر برود، نیاز به ماشین‌های قدرتمندتری خواهد بود و کل فرآیند استخراج سخت‌تر خواهد شد. در حالت کلی می‌توان گفت که هش ریت راهی برای اندازه‌گیری امنیت یک شبکه است.

عوامل زیادی در اندازه‌گیری این نرخ هش تأثیرگذار هستند که بالاتر به برخی از آن‌ها مانند سختی شبکه، محبوبیت ارز دیجیتال، انتخاب دستگاه ماین و الگوریتم مورد استفاده اشاره شد.