الگوریتم گواه اثبات کار یا PoW (Proof of Work) از آغاز کار ارزهای دیجیتال، ساز و کار اصلی این صنعت بوده است. این الگوریتم، روش پیش فرض ارائه مکانیسم اجماع وایت پیپر بیت کوین است. با این حال، همزمان با رشد چشمگیر ارزش بازار و قیمت بیت کوین، رقابت برای توان پردازشی یا هش پاور (Hashpower) نیز شدت گرفته و در حال حاضر حدود ۰.۵۵ درصد از انرژی جهانی برای این الگوریتم مصرف می‌شود. این میزان انرژی مصرفی استخراج، منجر به پیش آمدن نگرانی‌های عمومی درباره پایداری انرژی شده است. اخیرا اتحادیه اروپا به قانون MiCA که ارزهای دیجیتال مبتنی بر الگوریتم اثبات کار را ممنوع می‌کند، رای منفی داد. با این رای منفی، صنعت PoW موقتا از این قانون رهایی یافت. در همین حال، اتریوم در سال ۲۰۲۲ الگوریتم استخراج خود را از گواه اثبات کار به اثبات سهام یا PoS (Proof of Stake) تغییر خواهد داد. در این مقاله از میهن بلاکچین بررسی می‌کنیم که آینده گواه اثبات کار به چه صورت خواهد بود و سناریوهای پیش رو برای این الگوریتم کدام است.
آینده گواه اثبات کار پس از اتریوم ۲.۰
علی‌رغم مصرف بالای انرژی، بیت کوین به استفاده از PoW ادامه خواهد داد
برای تایید این سناریو، ابتدا باید بیت کوین را که اولین ارز دیجیتال است، از پایه بررسی کنیم. بر اساس یک مقاله تحقیقاتی، در حال حاضر مکانیسم PoW بیت کوین حدود ۰.۵۵ درصد از انرژی جهانی را مصرف می‌کند. این میزان مصرف انرژی، بیشتر از میزان مصرف برخی از کشورهای کوچک است.
اصلی‌ترین مزیت الگوریتم اثبات کار بیت کوین، قابل اعتماد و امن بودن آن است. بیت کوین با الگوریتم PoW خود، قدیمی‌ترین ارز دیجیتال است و تا کنون ثابت شده است که امن‌ترین و قابل اعتمادترین بلاک چین است و منصفانه‌ترین مکانیسم اجماع را دارد. از طرفی، الگوریتم اثبات سهام، مدت کمتری آزمایش شده و تعادل کامل بین مقیاس‌پذیری، تمرکززدایی و امنیت در آن برقرار نشده است. در حال حاضر، ارزش بازار بیت کوین بیش از ۸۰۰ میلیارد دلار است. درنتیجه، امنیت مهمترین مسئله برای شبکه بیت کوین است و می‌توان از مصرف بالای انرژی چشم پوشی کرد.
ذکر این نکته نیز حائز اهمیت است که بخشی از انرژی استخراج مورد استفاده بیت کوین، برای صنعت‌های دیگر قابل استفاده نیست. در بخش غربی چین، انرژی هیدروالکتریک مازادی وجود دارد که قابل تبدیل نیست و می‌تواند انرژی سبز موثری برای استخراج بیت کوین فراهم کند. قبل از ممنوعیت استخراج بیت کوین توسط چین، این انرژی بیش از ۵۰ درصد انرژی استخراج جهانی را فراهم می‌کرد.
پس از تغییر اجماع اتریوم به PoS، ارزش بازار و انرژی مصرفی دیگر توکن‌ها ناچیز است
اتریوم، دومین ارز دیجیتال بزرگی که در حال حاضر از الگوریتم اثبات کار استفاده می‌کند و ارزش بازار آن بیش از ۳۰۰ میلیارد دلار است. اما مکانیسم اتریوم به‌زودی تغییر خواهد کرد. سومین ارز دیجیتال بزرگ از نظر ارزش بازار که از الگوریتم PoW استفاده می‌کند، دوج کوین است اما ارزش بازار دوج کوین تنها ۱۶ میلیارد دلار است. طبق یک مقاله، دوج کوین نیز قصد دارد الگوریتم خود به اثبات سهام انتقال دهد. یک مقاله تحقیقاتی در سال ۲۰۲۰ اعلام کرد که استخراج بیت کوین و اتریوم، حدود ۸۰ درصد از انرژی کل مصرفی Pow را شامل می‌شود. در نتیجه، انرژی مصرفی توکن‌های دیگر بسیار کمتر و حدود ۰.۱ درصد از انرژی مصرفی جهانی است. هر چه تعداد این توکن‌ها کمتر باشد، ارزش الگوریتم اثبات کار که تمرکز آن بر امنیت است، کمتر به چشم می‌آید. این مسئله را می‌توان با یک منطق ساده توضیح داد: شما حاضرید برای ماشین جدید و دست اول خود هزینه بیشتری بپردازید و آن را بیمه کامل کنید، اما برای ماشین دست دوم و کهنه ۱۰ ساله خود این کار را نمی‌کنید.
سرنوشت ارزهای مقاوم در برابر ASIC متفاوت خواهد بود
الگوریتم استخراج اسیک (ASIC) با الگوریتم استخراج مقاوم در برابر اسیک (ASIC-resistant) متفاوت است. ساتوشی در وایت پیپر خود انتظار داشت که افراد برای استخراج بیتکوین از کامپیوترهای خود و علی‌الخصوص از پردازنده‌های مرکزی (CPU) استفاده کنند. پردازنده‌های مرکزی برای انجام همزمان چند عملیات مناسب هستند، اما برای کارهای محاسباتی سطح بالا و مکرر، به اندازه پردازنده های گرافیکی (GPU) کارآمد نیستند. در نتیجه افراد از کارت گرافیک برای استخراج استفاده کردند. سپس آرایه درگاه قابل برنامه‌ریزی یا FPGA (Field Programmable Gate Arrays) به بازار آمد و تراشه‌های قابل‌برنامه‌ریزی را ارائه کرد که می‌توانند به‌طور ویژه بر روی الگوریتم‌های استخراج تعیین‌شده کار کنند و در نتیجه بسیار کارآمدتر هستند. FPGA راه را برای دستگاهای ASIC باز کرد. دستگاهای ASIC گران‌ترین و در عین حال قدرتمندترین و موثرترین ابزار برای الگوریتم‌های استخراج هستند. امروزه، تقریبا کل استخراج بیت کوین توسط ASICها انجام می‌شود.
دستگاهای ASIC گران و کارآمد هستند اما متمرکز‌ند. این دستگاه‌ها برای مدیریت صنعتی بسیار مناسب‌اند و زمانی که تعداد زیادی از دستگاهای ASIC در کنار هم راه‌اندازی می‌شوند، بهترین کارایی عملیاتی و مقیاس‌پذیری را ارائه می‌دهند. اما در این صورت مسئله متمرکز بودن پیش می‌آید که بر خلاف ذات غیرمتمرکز ارز دیجیتال است. متمرکز بودن خطر حملات را ۵۱ درصد افزایش می‌دهد ممکن است برخی از ماینر‌های بزرگ بخواهند برای افزایش درآمد، ارز دیجیتال مورد استخراج خود را تغییر دهند. در این صورت، ASICها می‌توانند نوسانات بزرگی در هش ریت ایجاد کنند.
برخی از پروژههای ارز دیجیتال الگوریتم اجماع خود را به شکلی طراحی کرده‌اند که در برابر استخراج ASIC مقاوم باشد. به این معنی که نمی‌توان آن‌ها را با ASICهای گران‌قیمت استخراج کرد. در عوض برای استخراج با پردازنده‌های گرافیکی که غیرمتمرکزتر است، طراحی‌شده‌اند. ازجمله ارزهای دیجیتالی که با ASIC قابل استخراج هستند می‌توان به لایت کوین و اتریوم کلاسیک اشاره کرد. RVN و FLUX نیز از ارزهای دیجیتال مقاوم در برابر ASIC هستند. طبق تصویری که بالاتر در مقاله آمده است، ارزهای دیجیتال قابل استخراج با ASIC، ارزش بازار بزرگتری نسبت به ارزهای دیجیتال مقاوم در برابر ASIC دارند.
استخراج با دستگاه‌های ASIC عمدتا نیازمند فضای بزرگ است و هزینه برق بسیار بالایی دارد. این مصرف انرژی اگر از انرژی‌های سبز نباشد، نگرانی‌هایی درباره میزان پایداری انرژی پیش می‌آورد. در عوض، ماینرهایی که ارزهای دیجیتال را با پردازنده‌های گرافیکی استخراج می‌کنند در اصل گیمر هستند. زمانی که این افراد مشغول بازی کامپیوتری هستند، سیستم آن‌ها یک کنسول بازی است و زمانی که ارز دیجیتال استخراج می‌کنند، حکم دستگاه ماینینگ را دارد. این سیستم نسبتا غیرمتمرکز است و توجه زیادی را به خود جلب نمی‌کند.
استخراج با پردازنده گرافیکی، برای شرکت‌های تولیدکننده GPU سودآور است
بخش قابل‌توجهی از تولیدات پردازنده‌های گرافیکی به ماینرها فروخته می‌شود. AMD و Nvidia دو شرکت بزرگ تولیدکننده پردازنده‌های گرافیکی هستند. Nvidia حدود ۷۰ درصد و AMD ۳۰ درصد از پردازنده‌های گرافیکی بازار را تولید می‌کنند.
در کنار GPUهای عادی، شرکت انویدیا پردازنده گرافیکی CMP (Crypto Mining Processor) را معرفی کرده است که به طور ویژه برای ماینرها طراحی شده است. این شرکت که به خوبی از نقش خود در استخراج ارزهای دیجیتال آگاه است، در یک پست رسمی اعلام کرد: «ما پردازنده‌های گرافیکی GeForce را برای گیمرها طراحی کرده‌ایم و گیمرها به دنبال کاربردهای بیشتری هستند. پردازنده‌های گرافیکی انویدیا قابل برنامه‌ریزی هستند و کاربران دائما در حوزه‌هایی مثل شبیه‌سازی، توالی‌يابی ژنی برای یادگیری عمیق و رباتیک، کاربردهای جدید آن‌ها را کشف می‌کنند. استخراج ارز دیجیتال هم یکی از این کاربردهاست.» طبق اسناد شرکت انویدیا، درآمد این شرکت از فروش پردازنده‌های CMP در سال ۲۰۲۱، تنها ۵۵۰ میلیون دلار بوده است. اما زمانی که این درآمد را به درآمد کل فروش پردازنده‌های گرافیکی این شرکت به ماینرها اضافه کنیم، به درآمد قابل توجهی می‌رسیم. بر اساس تخمین یک تحلیلگر، شرکت انویدیا در سال ۲۰۱۸ از فروش‌های مربوط به ارزهای دیجیتال ۲ میلیارد دلار درآمد کسب کرده است.
با توجه با اهمیت بازار ارز دیجیتال، دور از انتظار نیست که شرکت‌های تولیدکننده پردازنده‌های گرافیکی از ماینرها حمایت کنند. در بازار خرسی یا نزولی، بهتر است که انویدیا محدودیت هش ریت سری پردازنده جدید ۳۰ خود را پایین بیاورد تا ماینرها پردازنده‌های خود را نگه دارند و نفروشند. درواقع، تا زمانی که الگوریتم PoW وجود دارد، تولیدکنندگان GPU و پروژههای PoW به نوعی در این اکوسیستم همکار یکدیگر هستند. این منطق درباره پروژههای قابل استخراج با ASIC و تولیدکنندگان دستگاه‌های ASIC نیز صادق است.
پس از ادغام اتریوم، پردازنده‌های گرافیکی و دستگاه‌های ASIC استخراج اتریوم باید به سراغ بازارهای ثانویه و استخراج ارزهای دیجیتال دیگر بروند
از ماه مارس ۲۰۲۲، هش ریت اتریوم به ۹۶۹ مگاهش بر ثانیه رسید این موضوع مهمی است که نادیده گرفته می‌شود. اتریوم را می‌توان هم با ASIC و هم با پردازنده‌های گرافیکی که بیش از ۴ گیگابایت حافظه دارند استخراج کرد. پس از انتقال الگوریتم اتریوم به PoS، اکثر دستگاهای ASIC را که برای استخراج اتریوم استفاده می‌شود، می‌توان برای استخراج اتریوم کلاسیک استفاده کرد. در نتیجه، این سوال پیش می‌آید که چه اتفاقی برای این هش ریت که حدود ۱۰۰۰ مگاهش بر ثانیه است، خواهد افتاد؟
ما محاسبات هش ریت را انجام داده و در جدول زیر آورده‌ایم:
در قیمت فعلی، هش مناسب و متعادل برای بازار تنها ۱۷۸ مگاهش بر ثانیه است که هش ریت اتریوم چند برابر این مقدار است. برای رسیدن هش ریت به یک نقطه متعادل و تامین کل هش ریت اتریوم، قیمت ارزهای دیجیتال جایگزین آن باید به طور میانگین ۶ برابر افزایش یابد. در این نقطه، ماینرها فقط می‌توانند هزینه‌های برق را بپردازند و سودی نخواهند کرد. در واقع می‌توان گفت که احتمال کاهش درآمد ماینرها در آینده زیاد است.
جمع‌بندی
به‌طور خلاصه، پس از انتقال اتریوم به الگوریتم PoS وقوع سناریوهای زیر محتمل است:
۱. ممکن است قیمت برخی از آلت کوین‌ها پامپ شود تا با جذب توان هش بیشتر، بتوانند به ارزهای دیجیتال بزرگتر تبدیل شوند.
۲. تعداد زیادی از پردازنده‌های گرافیکی فروخته خواهند شد و احتمالا به دست گیمرها خواهند افتاد.
۳. تعدادی از ارزهای دیجیتال برای کاهش هزینه، با پیروی از اتریوم و دوج کوین الگوریتم خود را به PoS تغییر خواهند داد.
در مطلب بالا بررسی کردیم که پس از انتقال الگوریتم اتریوم به PoS، آینده گواه اثبات کار به چه صورت خواهد بود و سناریوهای احتمالی را توضیح دادیم. در نهایت به نظر می‌رسد یا شاهد فروش گسترده GPU خواهیم بود یا کوین‌‌های فعلی PoW باید پامپ قیمت شدیدی را تجربه کنند تا استخراج آن‌ها با هجوم هش ریت جدید به صرفه شود. نظر شما در خصوص آینده ماینینگ پس از ادغام اتریوم چیست؟ آیا شاهد ارزان شدن کارت گرافیک خواهیم بود؟
