شرح مفصل لخوارزميات تعدين العملات الرقمية: من Bitcoin إلى Dogecoin، أسرار "التنقيب الرقمي عن الذهب"

العنوان الأصلي: 《شرح مفصل لخوارزميات تعدين العملات الرقمية: "شيفرة التنقيب الرقمي" من Bitcoin إلى Dogecoin》

المصدر الأصلي: Dr. 柴说加密

اليوم، سنستكشف بعمق "المحرك الأساسي" للتعدين — خوارزمية التعدين. ما هي خوارزمية التعدين؟ لماذا تختلف طرق تعدين Bitcoin وDogecoin وLitecoin بشكل جذري؟ كيف يختار المبتدئون الخوارزمية المناسبة لهم للتعدين؟ ستكشف لك هذه المقالة، بلغة مبسطة، أسرار "التنقيب الرقمي" هذه، وتأخذك من الصفر إلى عالم الخوارزميات!

01 ما هي خوارزمية التعدين؟ "الشيفرة الرياضية" للبلوكشين

خوارزمية التعدين هي القاعدة الأساسية لشبكة العملات الرقمية، وهي مجموعة من التعليمات الرياضية المعقدة التي توجه المعدنين للتحقق من المعاملات، وإنشاء كتل جديدة، والحفاظ على أمان البلوكشين. ببساطة، هي مثل "مسألة رياضية فائقة" يجب حلها باستخدام قوة الحوسبة، والمعدن الذي ينجح في الحل يحصل على مكافأة من العملات الرقمية (مثل Bitcoin وDogecoin).

>  تشبيه حياتي

تخيل أن خوارزمية التعدين هي قفل، ومعدات المعدن هي المفتاح. قفل Bitcoin (خوارزمية التشفير SHA-256) يحتاج إلى مفتاح قوي جداً مخصص (جهاز تعدين ASIC). الخوارزميات المختلفة تحدد ما هي الأدوات التي تحتاجها، وكم ستنفق، وكم يمكنك أن تربح من "الذهب".

>  الاستخدامات الأساسية للخوارزمية

· التحقق من المعاملات: التأكد من شرعية كل معاملة ومنع الإنفاق المزدوج (إنفاق نفس المال مرتين).

· إنشاء الكتل: تجميع المعاملات في كتل وإضافتها إلى دفتر البلوكشين.

· آلية المكافآت: يحصل المعدن الذي ينجح في الحل على عملات جديدة ورسوم المعاملات.

· أمان الشبكة: تعقيد الخوارزمية يجعل تكلفة مهاجمة الشبكة عالية جداً، ويضمن اللامركزية.

02 لماذا توجد خوارزميات تعدين مختلفة؟

منذ ولادة Bitcoin في 2009، تطورت العملات الرقمية بسرعة وظهرت العديد من خوارزميات التعدين. لماذا هناك العديد من الخوارزميات؟ الأسباب الرئيسية ثلاثة:

· توافق الأجهزة: تتطلب الخوارزميات المختلفة أنواعاً مختلفة من الأجهزة. على سبيل المثال، SHA-256 مناسب لأجهزة ASIC، بينما Scrypt وEthash أكثر ملاءمة لـ GPU أو CPU، مما يقلل من عتبة دخول الأشخاص العاديين.

· اللامركزية والأمان: تصميم الخوارزمية يؤثر على تركيز قوة الحوسبة. الخوارزميات المقاومة لـ ASIC (مثل Scrypt) تشجع المزيد من الأشخاص على المشاركة وتمنع احتكار الشبكة من قبل عدد قليل من المزارع الكبيرة.

· تميز المشروع: يمكن أن تجعل الخوارزميات الجديدة المشاريع تبرز. على سبيل المثال، خوارزمية Scrypt في Dogecoin وLitecoin عززت أمان الشبكة من خلال التعدين المدمج وجذبت المزيد من المعدنين.

03 تحليل خوارزميات التعدين الرئيسية: Bitcoin، Dogecoin وغيرها

حالياً، تستخدم العملات الرقمية عدة خوارزميات تعدين، ولكل منها متطلبات أجهزة وتجربة تعدين فريدة. فيما يلي أربع خوارزميات شائعة، مع التركيز على SHA-256 لـ Bitcoin وScrypt لـ Dogecoin/Litecoin، مع لمحة عن الخوارزميات الأخرى.

1 SHA-256: "المسألة الفائقة" لـ Bitcoin

>  مقدمة

SHA-256 (خوارزمية التجزئة الآمنة 256 بت) هي خوارزمية إثبات العمل (PoW) التي يستخدمها Bitcoin، صممتها وكالة الأمن القومي الأمريكية (NSA). تتطلب من المعدنين حساب قيمة تجزئة 256 بت، وإيجاد نتيجة تلبي متطلبات الصعوبة (تبدأ بعدة أصفار).

>  الخصائص

· طلب عالٍ على قوة الحوسبة: في 2025، قوة الحوسبة الكلية للشبكة حوالي 859.01EH/s (85.9 مليار مليار تجزئة في الثانية).

· أجهزة مخصصة: يتطلب أجهزة تعدين ASIC (مصممة خصيصاً لـ SHA-256).

· زمن إنشاء الكتلة: حوالي 10 دقائق

>  العملات المناسبة

· Bitcoin (BTC)

· Bitcoin Cash (BCH)

>  المزايا والعيوب

· المزايا: أمان عالي جداً، تكلفة الهجوم هائلة؛ Bitcoin معترف به في السوق وقيمته مستقرة نسبياً على المدى الطويل.

· العيوب: أجهزة ASIC مكلفة، واستهلاك الطاقة مرتفع.

>  الفئة المناسبة

المعدنون المحترفون الكبار أو مزارع التعدين الكبيرة ذات تكلفة الكهرباء المنخفضة.

2 Scrypt: خوارزمية "صديقة المبتدئين" لـ Dogecoin وLitecoin

>  مقدمة

Scrypt هي خوارزمية تعتمد بشكل كبير على الذاكرة، صممت في الأصل لمقاومة ASIC. تتطلب الكثير من الذاكرة لتنفيذ عمليات التجزئة، مما يقلل الاعتماد على قوة الحوسبة فقط.

>  الخصائص

· طلب عالي على الذاكرة: مقارنة بـ SHA-256، تعتمد Scrypt أكثر على الذاكرة وليس فقط على قوة الحوسبة.

· زمن إنشاء الكتلة سريع: Litecoin حوالي 2.5 دقيقة، Dogecoin حوالي دقيقة واحدة.

· التعدين المدمج: يمكن تعدين Dogecoin وLitecoin في نفس الوقت، مما يزيد الأرباح.

>  العملات المناسبة

· Litecoin (LTC)

· Dogecoin (DOGE)

>  المزايا والعيوب

· المزايا: عتبة دخول منخفضة، يمكن التعدين باستخدام GPU؛ إنشاء الكتل سريع، والأرباح متكررة؛ التعدين المدمج يزيد العائد.

· العيوب: بدأت أجهزة ASIC بالدخول تدريجياً إلى تعدين Scrypt، مما يقلل من تنافسية GPU؛ تقلبات كبيرة في أسعار العملات.

>  الفئة المناسبة

المبتدئون ذوو الميزانية المحدودة، أو من يرغب في تجربة تعدين Dogecoin/Litecoin.

3 Ethash: "جنة الـ GPU" لـ Ethereum Classic

>  مقدمة

Ethash هو خوارزمية PoW التي يستخدمها Ethereum Classic (ETC)، صممت لتكون معتمدة على الذاكرة ومقاومة لـ ASIC، وتتطلب تجزئة مجموعة بيانات ديناميكية (DAG، حوالي 6GB).

>  الخصائص

· الاعتماد على الذاكرة: حجم DAG يزداد مع الوقت، في 2025 حوالي 6-8GB.

· الأجهزة: GPU هو السائد، وكفاءة ASIC منخفضة.

· زمن إنشاء الكتلة: حوالي 15 ثانية.

>  العملات المناسبة

Ethereum Classic (ETC)

>  المزايا والعيوب

· المزايا: مقاومة لـ ASIC، مناسبة لتعدين GPU؛ درجة عالية من اللامركزية.

· العيوب: أرباح أقل، تتطلب GPU عالي الأداء؛ نمو DAG يزيد من متطلبات الأجهزة.

>  الفئة المناسبة

من يملك بطاقات رسومية عالية الأداء ويرغب في تجربة التعدين خارج Bitcoin.

4 لمحة عن خوارزميات أخرى

· Equihash (Zcash): معتمد على الذاكرة، مقاوم لـ ASIC، مناسب لتعدين GPU، يركز على حماية الخصوصية.

· RandomX (Monero): صديق لـ CPU، مقاوم لـ ASIC، يشجع مشاركة الحواسيب العادية، ويحافظ على اللامركزية.

· X11 (Dash): يجمع بين 11 خوارزمية تجزئة، موفر للطاقة وآمن، يدعم GPU وASIC المخصص.

رسم بياني: مقارنة بين خوارزميات التعدين الرئيسية

ملاحظة: قد تتغير متطلبات الأجهزة وزمن إنشاء الكتلة قليلاً حسب ديناميكية الشبكة. استخدم Litecoin وDash التعدين باستخدام GPU في المراحل المبكرة، لكن تم استبدالهما في النهاية بـ ASIC، ولم يعد لـ GPU تنافسية تقريباً.

04 الاتجاهات المستقبلية لخوارزميات التعدين

تطور خوارزميات التعدين لا يتأثر فقط بالتقدم التقني، بل أيضاً بتكاليف الطاقة، السياسات البيئية، وفكرة اللامركزية. في ظل تسارع توزيع قوة الحوسبة عالمياً، وتطور تكنولوجيا تصنيع الرقاقات، وتنوع بيئة البلوكشين، قد تظهر الاتجاهات التالية في مستقبل خوارزميات التعدين:

>  خوارزميات أكثر كفاءة وتوافق مع الأجهزة

مع دخول تصنيع الرقاقات عصر 3nm وحتى 2nm، ستولي خوارزميات التعدين المستقبلية اهتماماً أكبر لمواءمة أداء الأجهزة وكفاءة الطاقة. قد تقلل الخوارزميات الجديدة من العمليات الحسابية الزائدة دون التضحية بالأمان، وتزيد من إنتاجية كل واط من قوة الحوسبة، وتطيل عمر الأجهزة، وتقلل من ضغط الاستهلاك.

>  تصميم مقاوم لـ ASIC وتحسين توزيع قوة الحوسبة

لمنع تركيز قوة الحوسبة في مزارع التعدين الكبيرة، قد تعتمد المزيد من المشاريع خوارزميات صديقة لـ CPU أو GPU. على سبيل المثال، خوارزمية RandomX في Monero تستفيد بالكامل من ذاكرة المعالج والتعليمات، مما يجعل ميزة ASIC شبه معدومة.

قد تظهر أيضاً خوارزميات ديناميكية في المستقبل (مثل تعديل خوارزميات التجزئة أو متطلبات الذاكرة بشكل دوري)، للحد من الجدوى الاقتصادية لتطوير ASIC، مما يمنح المعدنين الأفراد فترة مشاركة أطول.

>  التعدين الأخضر وأهداف الحياد الكربوني

في عام 2024، حوالي 54% من قوة تعدين Bitcoin عالمياً تستخدم الطاقة المتجددة (المصدر: Bitcoin Mining Council)، لكن استهلاك الطاقة لا يزال يواجه انتقادات خارجية.

قد تتوافق الخوارزميات الجديدة بشكل أفضل مع مصادر الطاقة المتقطعة (مثل طاقة الرياح والطاقة الشمسية)، وتندمج مع أنظمة الجدولة الذكية، بحيث تزيد قوة الحوسبة تلقائياً عند توفر الطاقة المتجددة، وتقلل الحمل في أوقات الذروة المنخفضة، مما يقلل البصمة الكربونية وتكاليف الكهرباء.

>  توازن بين PoW وPoS

أكمل Ethereum في سبتمبر 2022 "الدمج" وانتقل إلى PoS، مما أدى إلى انخفاض استهلاك الطاقة السنوي بأكثر من 99.95%، مما جذب انتباه بعض المشاريع إلى PoS.

ومع ذلك، لا يزال PoW يتمتع بمزايا فريدة في الأمان، وعدم الحاجة للثقة، ومقاومة الرقابة، لذا قد تظهر في المستقبل نماذج إجماع هجينة (مثل PoW+PoS أو PoW+PoA) لتحقيق التوازن بين اللامركزية وكفاءة الطاقة.

05 اختيار "شيفرة التنقيب الرقمي" المناسبة

خوارزمية التعدين هي "الشيفرة الرياضية" لعالم العملات الرقمية، وتحدد عتبة التعدين وتكلفته وأرباحه. تختلف متطلبات الخوارزميات من حيث قوة الحوسبة، واستهلاك الطاقة، وأداء الأجهزة، مما يؤثر على مستوى الربحية.

تعتمد Bitcoin على خوارزمية SHA-256 التي تجذب المعدنين المحترفين بفضل أمانها العالي وأرباحها الكبيرة، لكنها تتطلب أجهزة ASIC باهظة الثمن ودعماً من أسعار كهرباء منخفضة، مما يجعل العتبة مرتفعة للمعدنين الصغار والمتوسطين. أما خوارزمية Scrypt في Dogecoin وLitecoin فتمنح المبتدئين فرصة "تنقيب" منخفضة العتبة، ويمكن البدء باستخدام GPU. صممت خوارزميات مثل Ethash وRandomX خصيصاً لمقاومة ASIC، مما يساعد على جذب المزيد من المشاركين وتعزيز اللامركزية.

سواء كنت تتحدى "المسألة الفائقة" لـ Bitcoin، أو تجرب "ثروة الميم" في Dogecoin، فإن فهم خوارزمية التعدين هو الخطوة الأولى نحو النجاح.