بررسی مفهوم هش ریت؛ نحوه محاسبه نرخ هش (Hash Rate) و تاثیرات آن بر بازار

هش ریت (Hash Rate) یا نرخ هش یکی از اصطلاحات اساسی دنیای رمزارز است که نقش پررنگی در ایجاد بلاک‌ها و امنیت بلاکچین دارد. به طوری که اگر کسی بخواهد به این حوزه (مخصوصا در بخش ماینینگ) وارد شود و در آن فعالیت مطلوب و سودآوری داشته باشد، باید بداند هش ریت چیست و مفاهیم مرتبط با آن را بشناسد. البته که هش ریت مبحثی تخصصی به حساب می آید و بررسی عمیق آن موجب سردرگمی بسیاری از کاربران می‌شود اما ما تلاش می‌کنیم این مفهوم را ساده‌سازی کنیم.
در این مقاله از پارسیان کریپتو با مفاهیمی مانند هش و هش ریت آشنا می‌شویم و اهمیت Hash Rate را بررسی می‌کنیم. همچنین خواهیم دید که نرخ هش چگونه روی امنیت شبکه و بازار ارزهای دیجیتال تاثیر می‌گذارد. با ما همراه باشید.

هش (Hash) و تابع هش (Hash Function) چیست؟

تابع هش یک الگوریتم ریاضی است که با دریافت ورودی‌های مختلف، خروجی خاص آن را ایجاد می‌کند. برای مثال، تابع هش بیت کوین SHA-256 است یعنی داده‌های ورودی دستگاه‌های ماینینگ بیت کوین براساس این تابع تحلیل شده و خروجی آن‌ها تولید می‌شود. الگوریتم یا تابع هش، دو ویژگی خاص دارد که باعث شده توابع هش به عضو جدانشدنی شبکه بلاکچین تبدیل شوند. اولین ویژگی آن ثابت بودن خروجی هش است. یعنی یک تابع هش با ورود مقادیر مختلف، خروجی ثابتی به ما می‌دهد. به عبارت دیگر، در تابع هش فرقی نمی‌کند که ورودی آن، یک تک کلمه یا جمله‌ای طولانی باشد، در هر صورت خروجی آن یکسان بوده و طولی ثابت و مشخص دارد. ویژگی دوم تابع هش، این است که نمی‌توان با داشتن خروجی، ورودی آن را به دست آورد. این ویژگی به این دلیل تعبیه شده تا کسی نتواند با داشتن کلید عمومی به کلیدهای خصوصی دست پیدا کند.

به خروجی یک تابع هش، هش می‌گویند و به عملیاتی که برای تولید یک هش انجام می‌شود، هشینگ گفته می‌شود. ماینرها با قرار دادن مقادیر تصادفی به نام نانس (Nonce) در توابع هش، سبب تولید هش شده و عملیات هشینگ را انجام می‌دهند که در ادامه با این مفاهیم بیشتر آشنا خواهیم شد.

بیشتر بخوانید: عدد نانس چیست

نرخ هش یا هش ریت چیست؟

اگر می‌خواهید بدانید هش‌ ریت چیست و با این مفهوم به طور کامل آشنا شوید، ابتدا باید دستگاه‌های ماینینگ یا ماینرها را بشناسید. برخی از بلاکچین‌ها برای تایید تراکنش و ایجاد بلاک از مکانیزم اجماع اثبات کار (PoW) استفاده می‌کنند. در این مکانیزم، دستگاه‌هایی به نام ماینر نیاز است تا با انجام محاسبات ریاضی هش تعیین شده در شبکه را به دست آورند و در نتیجه آن، یک بلاک جدید را به بلاکچین اضافه کرده و از این راه پاداش بگیرند.

در حقیقت، ماینرها هش خروجی بلاک را در دست دارند اما باید ورودی دقیق آن را پیدا کنند. داده‌های ورودی بلاک هم تا حدی مشخص است اما یک داده به نام نانس (Nonce) وجود دارد که باید به درستی حدس زده شود تا خروجی هش مورد نظر به دست بیاید. این دستگاه‌‌ها با جای‌گذاری داده‌های متعدد به عنوان ورودی در توابع هش، شانس خود را برای بدست آوردن هش مورد نظر تابع امتحان می‌کنند.

Hash Rate یا نرخ هش در واقع قدرت پردازش ماینرها در هر ثانیه را نشان می‌دهد. به بیانی دیگر تعداد تلاش‌هایی که ماینر در طی هر ثانیه برای پیدا کردن عدد نانس انجام می‌دهد را هش ریت یا نرخ هش می‌گویند. هش ریت که با عنوان Hash Power (قدرت هش) نیز شناخته می‌شود، یک معیار اندازه‌گیری است که با آن می‌توان قدرت ماینرها در استخراج ارز دیجیتال را سنجید. هرچه هش ریت یک ماینر بالاتر باشد، به این معنا است که این دستگاه در یک ثانیه، احتمالات یا ورودی‌های بیش‌تری را در تابع هش قرار داده و امتحان می‌کند و در نتیجه ماینر مورد نظر شانس بیش‌تری در پیدا کردن هش و دریافت جایزه دارد.

بیشتر بخوانید: ماینر چیست 

با ما در ادامه مقاله همراه باشید تا نحوه اندازه گیری هش ریت را بررسی کرده و با واحدهای اندازه‌گیری آن آشنا شویم.

ماشین حساب هش ریت و واحدهای آن

واحد محاسبه هش ریت، H/S یا هش بر ثانیه است. برای مثال نرخ هش یک دستگاه لپ تاپ را اگر 50H/S در نظر بگیریم، به این معنا است که این لپ‌تاپ می‌تواند در هر ثانیه 50 ورودی را در تابع هش امتحان کند. امروزه برای بیان نرخ هش از عباراتی همچون مگا، گیگا، ترا و… استفاده می‌کنند که دلیل آن هم بالا بودن نرخ هش برخی ارزها مانند بیت‌ کوین است. نحوه محاسبه هش ریت امری تخصصی است که لازم به دانستن آن نیست اما خوب است بدانید، برای محاسبه Hash Rate از معیارهایی همچون سختی فعلی شبکه و دلتای متوسط زمان بلاک‌های استخراج شده استفاده می‌شود.

بدیهی است که ماینرها و بلاکچین‌های مختلف هش ریت متفاوتی دارند. برای مثال، ماینری که برای استخراج بیت کوین استفاده می‌شود نسبت به ماینر دوج کوین، باید نرخ هش بسیار بالاتری داشته باشد. در چند خط زیر چند مورد از هش ریت ها را هم به زبان ریاضی و هم به زبان فارسی به شما عزیزان ارائه کردیم تا به درک بهتری از محاسبه هش ریت ها برسید:

• 1KH/S یا یک هزار هش بر ثانیه
• 1MH/S یا یک میلیون هش بر ثانیه
• 1GH/S یا یک میلیارد هش بر ثانیه
• 1PH/S یا یک کوادریلیون هش بر ثانیه
• 1EH/S یا یک کوئینتیلیون هش بر ثانیه

اهمیت هش ریت چیست؟

تا این جای مقاله با مفاهیم تابع هش، فرایند هشینگ و نرخ هش به خوبی آشنا شدید. حال این سوال پیش می‌آید که دانستن هش ریت اصلا چه اهمیتی برای  کاربران دارد. باید گفت که کاربران با دانستن هش ریت می‌توانند به دو نکته مهم و اساسی پی ببرند.

امنیت شبکه

طبق یک قانون نانوشته در دنیای ارزهای دیجیتال، هرچه هش ریت یک شبکه بالاتر باشد، امنیت آن نیز بالاتر خواهد بود. به بیان دیگر، بالا رفتن هش ریت کلی بلاکچین نشان‌دهنده افزایش تعداد ماینرها است. همین امر امنیت شبکه را افزایش می‌دهد، چرا که امکان کنترل شبکه از طریق حمله ۵۱ درصدی را برای هکرها دشوار ساخته و از بین می‌برد.

حمله ۵۱ درصدی زمانی رخ می‌دهد که شخص یا گروهی بتوانند با استفاده از ماینرهای خود ۵۱ درصد از قدرت پردازش کل شبکه را به دست آورند. در این صورت، می‌توانند بلاک‌های نادرستی را ایجاد و به شبکه اضافه کنند و با تایید اکثریت شبکه باعث اختلال در آن شوند. در گذشته چند رمز ارز با توجه به پایین بودن نرخ هش آن‌ها مورد حمله ۵۱ درصدی قرار گرفتند.

مشخص شدن سختی استخراج

پس از ایجاد تعداد مشخصی بلاک اولیه، با توجه به زمان یافتن یا تولید هر بلاک، میانگین درجه «سختی» برای استخراج مشخص می‌شود. برای مثال مدت زمان مورد نیاز برای تولید یک بلاک جدید در شبکه بیت کوین همیشه ۱۰ دقیقه است. با افزایش تعداد ماینرهای شبکه، Hash Rate افزایش یافته و به طبع، زمان پیدا شدن عدد نانس و تولید بلاک باید کاهش پیدا کند. در نتیجه استخراج یا تولید بلاک باید سریع‌تر و راحت‌تر انجام شود.

اما همانطور که گفتیم، هر بلاک در بلاکچین بیت کوین باید طی ۱۰ دقیقه تولید شود. به این منظور، یک الگوریتم در شبکه بیت کوین هر دو هفته یکبار براساس تعداد ماینرها و نرخ هش موجود، سختی تولید بلاک یا به اصطلاح استخراج را تنظیم می‌کند تا در صورت افزایش نرخ هش، بلاک‌ها همچنان طی ۱۰ دقیقه ایجاد شوند. به این ترتیب، هر چه تعداد ماینرها بیشتر شود، سختی شبکه بیشتر می‌شود و بالعکس، تا زمان تولید بلاک ثابت بماند.

بیشتر بخوانید: سختی استخراج چیست

تاثیر هش ریت بر بازار

پیش از این درباره تاثیرات تغییر هش ریت بر شبکه و مسائل دیگری چون امنیت آن شبکه صحبت کردیم. حال می‌خواهیم تاثیر بالارفتن یا پایین آمدن نرخ هش بر روی بازار یک رمزارز را بررسی کنیم.

کاهش هش ریت: هش ریت رابطه مستقیم و نزدیکی با قیمت رمزارزها دارد. کم بودن قدرت هش به این معنا است که برای اضافه کردن بلاک به شبکه، به قدرت محاسباتی کم تری نیاز است. این امر سبب می‌شود تا احتمال متمرکز شدن آن ارزدیجیتال بیش‌تر شده و امنیت آن کمتر شود. در نهایت این موضوع سبب افت بازار و کم شدن متقاضیان آن ارز می شود. بسیاری از پلتفرم‌های رمزارزی، با کاهش یافتن نرخ هش در بلاکچین یک رمزارز و آسیب‌پذیر شدن آن، رمزارز مورد نظر را از لیست خود حذف می‌کنند تا کاربران در معرض خطر از دست رفتن سرمایه قرار نگیرند.

افزایش هش ریت: افزایش نرخ هش شبکه سبب افزایش قدرت محاسباتی آن می‌شود. همین موضوع باعث می شود برای متمرکز شدن به تعداد زیادی ماینر نیاز باشد و امنیت آن شبکه بیشتر شود. به دنبال این اتفاقات بازار ارز مورد نظر نیز پیشرفت می کند.

هش ریت و محیط زیست

رابطه میان هش ریت و تاثیر آن بر محیط زیست بسیار ساده است. هرچه نرخ هش یک شبکه بالاتر برود به این معنا است که قدرت پردازش آن شبکه بیش‌تر شده است. یعنی ماینرهای بیش‌تر و قوی‌تری در این شبکه فعالیت می کنند. ماینر ها مانند هر دستگاه دیجیتال دیگری به برق نیاز دارند و مصرف برق هم در میان ماینرها زیاد است. از این رو نمی‌توان از تاثیر این سیستم بر محیط زیست صرف نظر کرد. برای درک بهتر این موضوع بهتر است بدانید برق مصرفی بیت کوین در یک سال چیزی حدود ۱۲۷ ترا وات برآورد شده که از برق مصرفی برخی کشورهای اروپایی مثل نروژ بیش‌تر است. علاوه بر این، گفته می‌شود فعالیت‌های مربوط به استخراج رمزارز در ایالات متحده آمریکا سالانه چیزی حدود ۲۵ تا ۵۰ میلیون تن کربن دی‌اکسید تولید می‌کند.

کلام پایانی

در این مقاله به بررسی مفهوم هش و هش ریت پرداختیم. هش ریت تاثیر مستقیمی بر امنیت شبکه رمزارز و همچنین سختی استخراج ارز دارد. همچنین بالا رفتن نرخ هش تاثیری مثبت بر بازار گذاشته و کاهش نرخ هش می تواند موجب افت بازار رمزارزها شود.

تاثیر منفی افزایش Hash Rate بر محیط زیست نیز امری انکارناپذیر است. البته با توجه به این که سیستم بلاکچین آمده است تا آینده را رقم بزند، این مصرف انرژی بی‌فایده تلقی نشده و نسبت به بسیاری از صنایع، حتی مفیدتر به شمار می‌رود.

سوالات متداول

هش ریت چیست؟

هش ریت یا همان نرخ هش در واقع قدرت پردازش ماینرها در واحد ثانیه است. به بیانی دیگر تعداد مسئله‌های حل شده توسط ماینر در واحد ثانیه را هش ریت یا نرخ هش می‌گویند.

واحد اندازه گیری هش ریت؟

واحد محاسبه هش ریت H/S یا هش بر ثانیه است. مثلا اگر نرخ هش یک لپ تاپ 50H/S باشد، یعنی می‌تواند در هر ثانیه 50 جواب را در تابع هش قرار دهد.