تعدين العملات الرقمية هو العملية التي يتم فيها التحقق من المعاملات بين المستخدمين وإضافتها إلى السجل العام للبلوكتشين، عملية التعدين مسؤولة أيضًا عن إدخال عملات رقمية جديدة في العرض المتداول الحالي وهي واحدة من العناصر الرئيسية التي تسمح للعملات الرقمية بالعمل كشبكة لامركزية من نظير إلى نظير، دون الحاجة إلى سلطة مركزية خارجية.
البيتكوين هو المثال الأكثر شيوعًا والأكثر رسوخًا على العملات الرقمية القابلة للتعدين، ولكن تجدر الإشارة إلى أنه ليست كل العملات الرقمية قابلة للتعدين، يعتمد تعدين البيتكوين على خوارزمية إجماع تسمى إثبات العمل Proof of Work.
كيف يعمل التعدين؟
المُعدِّن هو عقدة Node في الشبكة تجمع المعاملات وتنظمها في كتل blocks، عندما يتم إجراء المعاملات تستقبلها جميع عقد الشبكة وتتحقق من صحتها، بعد ذلك تجمع عُقد المُعدِّن هذه المعاملات من تجمع الذاكرة وتبدأ في تجميعها في كتلة (كتلة مرشح).
تتمثل الخطوة الأولى في تعدين الكتلة في تجزئة كل معاملة مأخوذة من مجمع الذاكرة بشكل فردي، ولكن قبل بدء العملية تضيف عقدة المُعدِّن معاملة حيث يرسلون لأنفسهم مكافأة التعدين (مكافأة الكتلة)، يشار إلى هذه المعاملة باسم معاملة coinbase، وهي معاملة يتم فيها إنشاء العملات الرقمية “من فراغ”، وفي معظم الحالات، تكون أول معاملة يتم تسجيلها في كتلة جديدة.
بعد تجزئة كل معاملة يتم تنظيم التجزئات في شيء يسمى Merkle Tree (أو شجرة التجزئة) – والتي يتم تشكيلها عن طريق تنظيم تجزئات المعاملات المختلفة إلى أزواج ثم تجزئتها، ثم يتم تنظيم النواتج في أزواج وتجزئتها مرة أخرى وتتكرر العملية حتى يتم الوصول إلى “قمة الشجرة”، يُطلق على الجزء العلوي من الشجرة أيضًا تجزئة الجذر (أو جذر Merkle) وهو في الأساس تجزئة واحدة تمثل جميع التجزئة السابقة التي تم استخدامها لإنشاءها.
يتم بعد ذلك وضع تجزئة الجذر – جنبًا إلى جنب مع تجزئة الكتلة السابقة ورقم عشوائي يسمى nonce – في رأس الكتلة. يتم بعد ذلك تجزئة رأس الكتلة لإنتاج مخرجات بناءً على تلك العناصر (تجزئة الجذر، وتجزئة الكتلة السابقة و nonce) بالإضافة إلى بعض المعلمات الأخرى. الناتج الناتج هو تجزئة الكتلة وسيعمل كمعرّف للكتلة التي تم إنشاؤها حديثًا (كتلة المرشح).
لكي يتم اعتبار المخرجات (تجزئة الكتلة) صالحة، يجب أن تكون أقل من قيمة هدف معينة يحددها البروتوكول، بمعنى آخر يجب أن تبدأ تجزئة الكتلة بعدد معين من الأصفار.
يتم تعديل القيمة المستهدفة – المعروفة أيضًا باسم صعوبة التجزئة – بشكل منتظم بواسطة البروتوكول، مما يضمن بقاء معدل إنشاء الكتل الجديدة ثابتًا ومتناسبًا مع مقدار قوة التجزئة المخصصة للشبكة.
لذلك، في كل مرة ينضم فيها عمال التعدين الجدد إلى الشبكة وتزداد المنافسة تزداد صعوبة التجزئة مما يمنع متوسط وقت الكتلة من التناقص. في المقابل إذا قرر عمال التعدين مغادرة الشبكة فسوف تنخفض صعوبة التجزئة ، مع الحفاظ على وقت الكتلة ثابتًا على الرغم من وجود قوة حسابية أقل مخصصة للشبكة.
تتطلب عملية التعدين من المعدنين الاستمرار في تجزئة رأس الكتلة مرارًا وتكرارًا عن طريق التكرار خلال nonce حتى ينتج أحد عمال التعدين في الشبكة تجزئة كتلة صالحة، عندما يتم العثور على تجزئة صالحة، ستبث العقدة المالكة الكتلة إلى الشبكة. ستتحقق جميع العقد الأخرى مما إذا كانت التجزئة صالحة، وإذا كان الأمر كذلك فقم بإضافة الكتلة إلى نسختها من البلوكتشين والانتقال إلى تعدين الكتلة التالية.
ومع ذلك يحدث أحيانًا أن يبث اثنان من المعدنين كتلة صالحة في نفس الوقت وينتهي الأمر بالشبكة بكتلتين متنافستين، يبدأ عمال التعدين في تعدين الكتلة التالية بناءً على الكتلة التي تلقوها أولاً ستستمر المنافسة بين هذه الكتل حتى يتم تعدين الكتلة التالية بناءً على أي من الكتل المتنافسة، الكتلة التي يتم التخلي عنها تسمى كتلة يتيمة أو كتلة قديمة سيعود عمال التعدين في هذه الكتلة إلى تعدين سلسلة الكتلة الفائزة.
مجمع او مسابح (pool) التعدين
بينما تُمنح مكافأة الكتلة للمُعَدِّن الذي يكتشف التجزئة الصالحة أولاً، فإن احتمال العثور على التجزئة يساوي الجزء من إجمالي طاقة التعدين على الشبكة. يتمتع المعدنين الذين يمتلكون نسبة صغيرة من طاقة التعدين بفرصة ضئيلة جدًا لاكتشاف الكتلة التالية بمفردهم. يتم إنشاء مجمعات التعدين لحل هذه المشكلة. وهذا يعني تجميع الموارد من قبل عمال التعدين، الذين يتشاركون في قوة المعالجة الخاصة بهم عبر شبكة، لتقسيم المكافأة بالتساوي بين كل فرد في المجموعة، وفقًا لمقدار العمل الذي يساهمون به في احتمال العثور على كتلة.
