هش چیست؟

هش (Hash) عبارتی با طول ثابت است که از تبدیل یک داده یا پیام با استفاده از یک الگوریتم به‌ دست می‌آید؛ هر عبارت هش ترکیبی از حروف و اعداد طبیعی است. این عبارت حاصل تبدیل داده‌ها (با هر حجمی) توسط یک تابع هش است؛

ه زبان ساده وقتی یک پیام را با استفاده از الگوریتم هش می‌کنیم عبارت به دست آمده اندازه‌ای ثابت خواهد داشت. بنابراین صرف نظر از مقدار یا طول داده‌ی اولیه خروجی یک داده هش همیشه یکسان خواهد بود.

مهم‌ترین ویژگی یک تابع هش رمزنگاری (CHF)، یک طرفه بودن آن است؛ در نتیجه نمی‌توان با استفاده از مهندسی معکوس یک هش را به مقدار اولیه ورودی آن تبدیل کرد. هش کردن داده‌‌های مشابه که از الگوریتم یکسانی استفاده می‌کنند، همواره نتیجه‌ای مشابه خواهد داشت. بنابراین اگر قبلا آن داده‌ها را هش کرده‌اید، می‌توانید نسبت به اعتبار یکسان بودن آن اطمینان داشته باشید. کوچک‌ترین تغییر در داده‌های اولیه (حتی تغییر یک رقم) هش به دست آمده را کاملا تغییر می‌دهد؛ بنابراین حدس زدن این منبع داده‌ها بر اساس Hash تقریبا غیر ممکن است.

هش ریت (Hash Rate) چیست؟

هش ریت (Hash Rate) یکی از اساسی‌ترین مفاهیم برای درک مفهوم ارزهای دیجیتال و بلاک چین است؛ با اینکه قدرت هش (Hash Power) معیاری برای سنجش توان و عملکرد یک دستگاه ماینر است؛ اما فرایند هشینگ در حفظ امنیت و پایداری شبکه بیت کوین نقشی اساسی بازی می‌کند. برای درک درست از کارکرد نرخ هش بیت کوین، ابتدا باید با مفهوم هش، تابع هش و هش ریت آشنا شوید. اگر نمی‌دانید قدرت هش چرا مهم است و چطور باید هش پاور بین کوین را محاسبه کرد؟

الگوریتم MD5

برای مثال اگر عبارت «آکادمی ارز دیجیتال» به با استفاده از الگوریتم MD5 هش کنیم عبارت زیر به دست می‌آید:

cbb8e08cee7682bf5e8511a1d8e1ad21

ویژگی‌های خاص هش باعث شده تا به شکل گسترده‌ای برای حفظ امنیت آنلاین استفاده شود. به‌طور کلی در برخی از سایت ها رمزهای عبور به صورت Hash ذخیره می‌شوند. این کار از دسترسی اپراتورها به رمز عبور کاربران جلوگیری می‌کند، همچنین در صورت لو رفتن رمزهای عبور، اطلاعات حساب کاربری – به علت هش شدن اطلاعات – ایمن می‌ماند. در فرآیند رمزنگاری شبکه‌های بلاک چین نیز داده‌ها با استفاده الگوریتم‌های خاص و فرایند هشینگ (Hashing) به عباراتی متشکل از حروف و اعداد تصادفی تبدیل می‌شوند. توابع هش رمزنگاری، ویژگی های امنیتی را به توابع هش معمولی اضافه می‌کنند و در نتیجه؛ شناسایی پیام و اطلاعات مربوط به گیرندگان و فرستندگان دشوارتر می‌شود.

الگوریتم SHA-256

یکی دیگر از الگوریتم های هشینگ پر کاربرد، SHA-256 از خانواده SHA یا Secure Hashing Algorithm به معنی الگوریتم هشینگ ایمن است. این Algorithm همان مکانیزمی است که برای هشینگ بیت کوین استفاده می‌شود. به دلیل اعتراض برخی از سرویس های تحت وب که برای تایید Certificate خود از الگوریتم SHA-1 به عنوان امضای دیجیتالی استفاده می‌کردند، آژانس امنیت ملی (National Security Agency) در سال ۲۰۰۱، به دنبال جایگزینی برای نسخه SHA-1 بود که در نهایت، نوع خاصی از خانواده SHA-2 را با نام SHA-256 انتخاب کرد.

در این الگوریتم، تمام داده‌های اولیه با اندازه‌های متفاوت به کلید یا هش ۲۵۶ بیتی تبدیل می‌شوند که تا مقدار خیلی زیادی غیر قابل دیکود شدن (شکستن هش) هستند؛ به همین دلیل به این الگوریتم SHA-256 می‌گویند. مکانیزم مورد نظر موفق شد تا تمام مشکلات نسخه های پیشین را برطرف کند و بعد از گذشت حدود بیست سال، همچنان جزو الگوریتم‌های هشینگ پرطرفدار بماند.

در فضای وب، مولدهای هش آنلاین متنوعی وجود دارند که با الگوریتم های پرکاربرد کار می‌کنند؛ برای نمونه می‌توان به سایت passwordsgenerator.net اشاره کرد. با لمس این لینک می‌توانید پس از درج عبارت دلخواهتان، هش حاصل از الگوریتم SHA-256 آن را بدست بیاورید.

##قدرت هش چیست؟ هش ریت (Hash Rate) یا قدرت هش واحدی برای اندازه‌گیری توان محاسباتی مصرف شده برای استخراج یا پردازش تراکنش‌های یک ارز دیجیتال در شبکه بلاک چین است؛ نرخ هش معیاری برای توصیف کل توان محاسباتی یک شبکه یا قدرت استخراج یک دستگاه ماینر است. به زبان ساده هش ریت، سرعت دستگاه ماینینگ در استخراج یک ارز دیجیتال مانند بیت کوین (BTC) است که با واحد هش بر ثانیه اندازه‌گیری می‌شود.

سرعت در فرایند استخراج بسیار مهم است زیرا ماینرها تلاش می‌کنند تا با حل یک مساله و اضافه کردن یک لیست بلاک به زنجیره شبکه، قبل از دیگران درآمد کسب کنند؛ در نتیجه دستگاه‌های ماینر با قدرت هش بیشتر، کارآمدتر هستند و می‌توانند داده‌های بیشتری را در یک ثانیه پردازش کنند.

نرخ هش معیاری برای سنجش قدرت محاسباتی بر حسب ثانیه است!

قدرت هش چه اهمیتی در استخراج دارد؟

قدرت هش توسط واحدی به نام هش بر ثانیه (Hash per Second) محاسبه می‌شود؛ Hashrate را مانند دیگر واحدهای اندازه گیری می‌توان به واحد‌های کوچک یا بزرگ تبدیل کرد. فراموش نکنید همه‌ی واحدهای Hash بر حسب ثانیه محاسبه می‌شوند:

kH/s – یک کیلوهش به معنای ۱,۰۰۰ (یک هزار) هش در ثانیه است MH/s -یک مگاهش به معنای ۱,۰۰۰,۰۰۰ (یک میلیون) هش در ثانیه است. GH/s – یک گیگاهش به معنای ۱,۰۰۰,۰۰۰,۰۰۰ (یک میلیارد) هش در ثانیه است. TH/s – یک تراهش به معنای ۱,۰۰۰,۰۰۰,۰۰۰,۰۰۰ (یک تریلیون) هش در ثانیه است. PT/s – یک پتاهش به معنای ۱,۰۰۰,۰۰۰,۰۰۰,۰۰۰,۰۰۰ (یک کوادریلیون) هش در ثانیه است. قدرت هش یک دستگاه ماینینگ با تعداد هش‌هایی که می‌تواند در هر ثانیه محاسبه کند سنجیده می‌شود. توان هش یک شبکه مانند بیت کوین از جمع نرخ هش تمام دستگاه‌های استخراج فعال در آن شبکه به دست می‌آید. هر دستگاه ماینینگ متنناسب با قدرت محاسباتی و بهینه بودن آن برای پردازش، نرخ هش متفاوتی دارد.

هش ریت یک دستگاه معیاری برای سودآور بودن کار استخراج است. از طرف دیگر نرخ هش یک شبکه شاخصی برای امنیت ارز دیجیتال آن شبکه است. در واقع برای هک کردن یک شبکه، مهاجمان باید به کل قدرت هش آن شبکه غلبه کنند. این کار به علت نیاز داشتن به قدرت هش بسیار زیاد تقریبا غیر ممکن است.

اهمیت هش پاور (Hash Power)

در نظر داشته باشید که Hash Rate معیار مهمی برای ارزیابی امنیت و قدرت یک شبکه بلاک چین است؛ هرچه استخراج کنندگان از دستگاه‌های ماینر بیشتری برای کشف بلوک‌های جدید استفاده کنند، قدرت هش شبکه بالاتر می‌رود. در این شرایط امکان به‌وجود آوردن اختلال در شبکه نیز سخت‌تر می‌شود.

برای مثال یک حمله ۵۱ درصدی زمانی رخ می‌دهد که یک فرد یا گروهی از افراد با استفاده از تجهیزات ماینینگ کافی بتوانند هش ریتی بیشتر از ۵۰ درصد قدرت هش شبکه را به‌ دست بیاورند. در این حالت این گروه می‌‌تواند شبکه بلاک چین را کنترل کند. بنابراین؛ کاهش هش ریت می‌تواند به معنای آسیب‌ پذیر شدن شبکه و پایین آمدن هزینه‌ها برای انجام یک حمله ۵۱ درصدی باشد.

قدرت هش بالاتر، امنیت و سودآوری شبکه را نشان می‌دهد. هرچه نرخ هش بیشتر باشد شانس استخراج کنندگان برای یافتن بلاک‌های جدید و افزایش سود و دریافت پاداش از شبکه بیشتر می‌شود. همچنین هش ریت بیشتر (به دلیل امنیت بالاتر شبکه) باعث افزایش قیمت آن ارز دیجیتال می‌شود.

هش ریت و ماینینگ

در بیت کوین از هش‌های SHA-256 و RIPEMD-160 برای رمزنگاری استفاده می‌شود؛ این هش‌ها توسط کارت گرافیک (GPU) محاسبه می‌شوند و به توان پردازشی زیاد نیازمند هستند. بسیاری از آلت کوین‌هایی که بعد از بیت کوین توسعه پیدا کردند از هش Scrypt استفاده می‌کنند. استفاده از این هش استخراج رمز ارز آنها را آسان‌تر می‌کند. وجود هش‌هایی که با استفاده از این الگوریتم‌ها ساخته می‌شوند برای مدیریت و حفظ امنیت شبکه بلاک چین ضروری هستند.

حل کردن هش به معنی حل یک مسئله پیچیده ریاضی با استفاده از داده‌های موجود در هدر بلاک (Block Header) شبکه است. هر بلاک هدر شامل بخش‌های هش بلاک قبلی، زمان ثبت، سختی، نانس (Nonce)، هش هدف (Target Hash) و هش مربوط به ریشه مرکل (Merkle Root) است. استخراج کنندگان با اضافه کردن نانس به محتوای هش بلاک قبلی تلاش می‌کنند تا هش جدیدی تولید کنند که کمتر یا برابر با هش هدف باشد. هش تولید شده جدید به عنوان یک راه حل پذیرفته شده بلاک جدید به بلاک چین اضافه می‌شود و ماینرها پاداش خود را دریافت خواهند کرد. هرچه سختی شبکه (Network Difficulty) بیشتر باشد، حل کردن هش نیاز به زمان بیشتری خواهد داشت.

نحوه محاسبه Hash Rate بیت کوین

در مورد بیت کوین نرخ هش تعداد دفعاتی را نشان می‌دهد که مقادیر هش برای گواه اثبات کار (PoW) در هر ثانیه محاسبه می‌شود. الگوریتم اثبات کار یک الگوریتم است که برای تایید و اعتبار بخشی به تراکنش ها و افزودن بلاک های جدید به شبکه بلاک چین مورد استفاده قرار می گیرد.

ماینرها برای اضافه کردن داده‌های جدید به شبکه بلاک چین با یکدیگر رقابت می‌کنند. به طور دقیق‌تر ماینرها تلاش می‌کنند تا با امتحان چندین میلیون نانس (Nonce)، هشی تولید کنند که کمتر یا برابر با هش هدف بوده و منجر به پیدا شدن و تایید بلاک جدید می‌شود. با هر بار تغییر نانس یک هش کاملا جدید تولید می‌شود. پیدا کردن نانس درست، مهم‌ترین فاکتور برای اضافه‌شدن بلاک جدید به بلاک چین است.

در این سیستم هر هش شبیه یک بلیط بخت آزمایی با مجموعه‌ای از اعداد منحصر به‎ فرد است. برای مثال اگر عبارت حرف اول «آکادمی ارز دیجیتال» را به «اکادمی ارز دیجیتال» تغییر دهیم هش به دست آمده از عبارت cbb8e08cee7682bf5e8511a1d8e1ad21 به عبارت ۵۶۴۷f574fdca16173b5ce74dd16e76fc تغییر می‌کند.

سختی شبکه و Hash Rate

برای مثال سختی بیت کوین با استفاده یک نمره که از عدد ۱ (ساده‌ترین سطح) آغاز می‌شود، اندازه گیری می‌‌شود. سختی بیت کوین به طور متوسط بعد از هر ۲۰۱۶ بلاک (حدود ۲ هفته) تغییر می‌کند. این کار با هدف ثابت نگه داشتن میزان تولید بیت کوین انجام می‌شود. همچنین هرچه تعداد ماینرها نیز بیشتر شود فراید ماینینگ نیز دشوارتر می‌شود. به همین دلیل استخراج کنندگان برای به دست آوردن سود بیشتر به قدرت هش بالاتری نیاز دارند.

هرچه ماینرهای بیشتری در شبکه فعالیت کنند، هش ریت بیشتری تولید می‌شود. هش ریت بیشتر به معنی تولید حدس‌های بیشتر برای حل مساله است. بدیهیست هرچه تعداد این حدس‌ها بیشتر باشد، هش‌ها با سرعت بیشتر حل می‌شوند. از آنجایی که سرعت بلاک چین‌ها برای اضافه کردن بلاک‌ها و کوین‌های جدید محدود و ثابت است، سختی شبکه برای ثابت ماندن میزان تولید به طور منظم بیشتر می‌شود.

قدرت هش در بیت کوین

هش ریت بیت کوین به معنی مجموع تعداد توان پردازشی ماینرها و میزان محاسبات استفاده شده برای استخراج در شبکه است. به عبارت دیگر؛ هش ریت واحد اندازه گیری توان پردازشی شبکه این ارز دیجیتال است. استخراج بیت کوین یک فرآیند حیاتی برای حفظ ارزش شبکه آن است. استخراج کنندگان به کمک دستگاه‌های ماینر محاسبات پیچیده ریاضیات را حل می‌کنند که اعتبار معاملات بیت کوین را تایید می‌کند.

برای حل این معادلات هر دستگاه ماینر، در هر ثانیه، میلیون‌ها حدس می‌زند. وقتی نرخ هش شبکه بیت کوین به ۱۰ TH/s می‌رسد یعنی در این شبکه امکان انجام ۱۰ تریلیون محاسبه در ثانیه وجود دارد. هربار هش ریت شبکه بیت کوین افزایش پیدا می‌کند باعث صعودی شدن روند قیمت آن در بازار می‌شود. برای مثال نرخ هش این شبکه در ژانویه سال ۲۰۲۱ زمانی که بیت کوین به قیمت تاریخی ۴۰ هزار دلاری رسید حدود ۲۰۰ میلیون TH/s بود.

با اینکه می‌توان میزان هش ریت بیت کوین را تخمین زد؛ اما هیچ راهی برای اندازه گیری دقیق قدرت هش بیت کوین وجود ندارند. نرخ هش معمولا براساس داده‌های عمومی درباره‌ بیت کوین، مانند سختی شبکه یا سختی استخراج ارزیابی می‌شود. نرخ بالای هش ریت می‌تواند نشانی از ورود ماینرهای جدید یا افزایش توان پردازشی دستگاه‌های استخراج باشد. به طور کلی از نرخ هش بیت کوین به عنوان یک شاخص مهم سنجش سلامت شبکه استفاده می‌شود. قدرت هش بیشتر به معنی وجود امنیت بیشتر و همچنین قدرت پردازش بالا در شبکه بیت کوین است.

برای بدست آوردن میزان توان هش مورد نیاز و محاسبه میزان سودآوری ماینینگ یک ارز دیجیتال مانند بیت کوین باید از یک ماشین حساب رمز ارز برای استخراج (ماشین حساب هش ریت) استفاده کنید. قبل از استفاده از این ماشین حساب، قدرت هش دستگاه، مصرف برق، هزینه هر کیلو وات ساعت برق و کارمزد استخر استخراج را به دست آورید. پس از وارد کردن این داده‌ها و انجام محاسبه می‌توانید بفهمید که برای استخراج میزان مشخصی بیت کوین، برق مصرفی شما چقدر هزینه خواهد داشت و در نهایت از استخراج چه میزان سود کسب می‌کنید.