Nonce ماذا يعني وكيف يتم استخدامه في Blockchain
يضمن الرقم nonce أن كل كتلة لها تجزئة فريدة، وهي بصمة مشفرة تعمل كمعرف للكتلة وتدعم توسيع blockchain. وذلك من خلال ضبط الرقم، حيث يمكن للقائمين بالتعدين تعديل قيم التجزئة التي بدورها قد تحل المشكلات الرياضية لتعدين كتل جديدة.
ما هو Nonce؟
Nonce، عبارة عن مجموعة من “الرقم المستخدم مرة واحدة فقط”. وهو رقم عشوائي يحاول معدّنو البيتكوين العثور عليه من أجل استخراج كتلة جديدة في Bitcoin blockchain. والحصول على مكافأة كتلة مقابل جهودهم. يعد هذا الرقم عنصراً حاسماً في عمل Bitcoin blockchain بسلاسة.
تساعد ممارسة تعدين الكتل على تسجيل المعاملات والتحقق منها في دفتر حسابات البيتكوين وإصدار عملات بيتكوين جديدة لزيادة العرض المتداول. كما يتم التحقق من معاملات البيتكوين على دفعات وليس بشكل فردي، مما يؤدي إلى ظهور بنية الكتلة. وارتفاع الكتلة هو عدد جميع الكتل حتى كتلة معينة.
شرح Nonce:
Bitcoin nonce
هو رقم عشوائي مكون من 32 بت (أو 4 بايت) يحاول القائمون بالتعدين اكتشافه من خلال القوة الحاسوبية العالية. وذلك حتى يتمكنوا من إنشاء تجزئة صالحة وفريدة من نوعها لإنتاج كتلة جديدة في Bitcoin blockchain. ويعد Nonce أحد العناصر الأساسية في خوارزمية إثبات العمل (PoW) وآلية الإجماع التي تتحقق من صحة شبكة Bitcoin وتأمينها.
في تعدين البيتكوين:
يتنافس القائمون بالتعدين على حل لغز رياضي معقد من خلال تجزئة رأس الكتلة بشكل متكرر. وتكون هناك مجموعة من البيانات في كل كتلة تحتوي على الرقم والمعلومات الأساسية الأخرى حول الكتلة السابقة، والطابع الزمني، والمعاملات المضمنة في الكتلة الجديدة, وجذر Merkle، (تجزئة جميع تجزئات جميع المعاملات في الكتلة).
تعمل قيمة التجزئة هذه بمثابة بصمة مشفرة للكتلة، مما يضمن بقاء محتويات الكتلة دون تغيير. كما يتسابق القائمون بالتعدين باستمرار لتوليد قيم التجزئة التي تلبي متطلبات صعوبة التعدين لشبكة Bitcoin، والتي تمت برمجتها للزيادة على فترات زمنية مجدولة بحيث تظل blockchain موثوقة ومضادة للتلاعب.
إضافة إلى أن الرقم nonce هو المتغير الوحيد في رأس الكتلة الذي يمكن للمعدّنين تعديله. فمن خلال تغيير الرقم، يمكن للمعدّنين تغيير تجزئة الكتلة وحساب الحلول المحتملة المختلفة للغز الرياضي اللازم لتدوير كتلة جديدة. كما يتم منح أول معدّن يعثر على تجزئة صالحة وفقاً لمتطلبات صعوبة التعدين في الشبكة، مكافأة الكتلة والحق في إضافة الكتلة الجديدة إلى blockchain.
استخدام Nonce في تعدين البيتكوين:
فيما يلي شرح خطوة بخطوة لكيفية استخدام الرقم nonce في تعدين البيتكوين:
- يقوم القائمون بالتعدين بجمع بيانات المعاملات وإنشاء رأس كتلة جديد.
- يقومون بتهيئة الرقم إلى قيمة عشوائية والبدء في تجزئة رأس الكتلة مع الرقم.
- ثم يقومون بشكل متكرر بزيادة الرقم nonce وإعادة صياغة رأس الكتلة حتى يعثروا على تجزئة تلبي متطلبات الصعوبة الخاصة بالشبكة.
- يقوم المُعدّن الأول الذي يعثر على تجزئة صالحة ببث الكتلة إلى الشبكة.
- بعد ذلك يتحقق المعدّنون الآخرون من صحة الكتلة ويضيفونها إلى نسخهم المحلية من blockchain.
أهمية Nonce:
يحافظ nonce على سلامة وأمن Bitcoin blockchain. فهو يمنع المهاجمين من التلاعب بالكتل أو تزويرها، لأن أي تغيير في بيانات الكتلة، بما في ذلك الرقم nonce، قد يؤدي إلى قيمة تجزئة مختلفة، مما يجعل الكتلة غير صالحة.
كلما زادت الصعوبة – وهو مقياس لمدى صعوبة إنشاء تجزئة أقل من الهدف – كلما زاد احتمال استغراق الحل وقتاً أطول. ونظراً لزيادة الصعوبة، فإن عملية العثور على الرقم الصحيح تكون أكثر كثافة من الناحية الحسابية. كما تتطلب قدراً كبيراً من الكهرباء وقدرة الحوسبة بمرور الوقت، مما يؤدي إلى تكاليف مادية كبيرة.
من خلال مطالبة القائمين بالتعدين بالعثور على الرقم الصحيح، وأن يكون من الصعب التنبؤ بالرقم أو معالجته. تضمن خوارزمية إثبات العمل إمكانية إضافة الكتل ذات التاريخ الصحيح فقط إلى blockchain ومنع الجهات الفاعلة الخبيثة من تغيير المعاملات أو تكرارها، مما يضمن ثبات معاملات blockchain.
يحصل المُعدّن الذي نجح في العثور على الرقم الصحيح لكتلة جديدة على مكافأة الكتلة. والتي تتكون من بيتكوين تم سكه حديثاً ورسوم المعاملات. تحفز هذه المكافأة القائمين بالتعدين على المشاركة في أمان الشبكة والمساهمة في التحقق من صحة المعاملات.
اقرأ أيضاً: تحليل البيتكوين
الصعوبات الموجودة:
يتم الاحتفاظ بصعوبة الكتلة عند نفس المستوى عبر شبكة Bitcoin بأكملها، مما يعني أن جميع القائمين بالتعدين لديهم نفس الفرصة لاكتشاف التجزئة الصحيحة. وقد تم إعداد شبكة Bitcoin لمعالجة عدد محدد من الكتل على مدار فترة زمنية ولضبط الصعوبة التي يواجهها القائمون بالتعدين في التحقق من صحة الكتل من حين لآخر.
يتم تعديل صعوبة العثور على رقم صالح ديناميكياً بناءً على معدل التجزئة الإجمالي للشبكة. إذا زاد معدل التجزئة في الشبكة، تزداد الصعوبة، مما يجعل من الصعب العثور على رقم صالح. تضمن هذه الآلية إنشاء الكتل بمعدل ثابت، بغض النظر عن عدد المعدنين المشاركين.
مثال: كتلة بيتكوين 813,958، التي تم تعدينها في 26 أكتوبر 2023 بواسطة مجمع التعدين الشهير AntPool، كانت بقيمة 105,983,939. في ذلك اليوم، كان لدى AntPool معدل تجزئة بيتكوين يبلغ 123 إكسا هاش في الثانية (أو 123 كوينتيليون هاش) وتمت تجزئة شبكة بيتكوين بأكملها بمعدل 428.22 إكسا هاش في الثانية (أو 428.22 كوينتيليون هاش). وهذا يعني أن مجموعة تعدين AntPool المحددة قد أنتجت كوادريليونات من الأرقام للعثور على الرقم الصحيح والتجزئة الفائزة، من بين عدد أكبر بكثير من المحاولات لجميع مجموعات التعدين مجتمعة.
تقوم مجمعات التعدين، وليس الأفراد، بفتح معظم الكتل لأن صعوبة التعدين مرتفعة للغاية بحيث من غير المرجح أن يكون لدى عامل منجم واحد ما يكفي من قوة التجزئة لمواكبة ذلك.
ما هي تقنية البلوكتشين؟
blockchain عبارة عن دفتر أستاذ موزع أو قاعدة بيانات مشتركة بين عقد الشبكة الرقمية، والتي يمكن أن تشمل أجهزة الكمبيوتر ومراكز البيانات والأجهزة المحمولة. كقاعدة بيانات، تقوم تقنية blockchain بتخزين المعلومات إلكترونياً بتنسيق رقمي. باعتبارها دفتر أستاذ، تحتفظ blockchain بسجل آمن للمعاملات، كما هو الحال في أنظمة العملة المشفرة مثل Bitcoin. يأتي ابتكار blockchain من دقة سجل البيانات دون الحاجة إلى طرف ثالث موثوق به.
ما هو الفرق بين Nonce و Hash؟
الرقم nonce هو قيمة مؤقتة تستخدم في عملية إنشاء التجزئة، في حين أن التجزئة هي معرف دائم للكتلة. يبلغ طول الرقم 32 بت، في حين يبلغ طول التجزئة 256 بت. يتم استخدام الرقم nonce مرة واحدة فقط لكتلة معينة، في حين أن التجزئة تكون فريدة لرأس الكتلة ولا يمكن عكسها للحصول على البيانات الأصلية. يتم استخدام Nonces لتجعل من الصعب إنشاء تجزئة صالحة، مما يساعد على تأمين blockchain Bitcoin.
ما مقدار ما يجنيه المعدّنون من مكافآت الكتلة؟
تتكون مكافأة الكتلة للمعدّنين الذين نجحوا في العثور على رقم صالح للكتلة في Bitcoin من عنصرين: Bitcoin المسكوك حديثاً ورسوم المعاملات. تبلغ قيمة عملة البيتكوين المسكوكة حديثًا في مكافأة الكتلة حوالي 6.3 بيتكوين منذ يونيو 2021 وتنخفض إلى النصف كل 210,000 كتلة، أو كل أربع سنوات تقريباً، مع استحقاق الكتلة التالية في أبريل 2024. وفي السنوات الأخيرة، أصبحت رسوم المعاملات جزءاً كبيراً من دخل القائمين بالتعدين، وغالباً ما تتجاوز قيمة عملة البيتكوين المسكوكة حديثاً في مكافأة الكتلة. ويرجع ذلك إلى تزايد شعبية واستخدام البيتكوين، مما يؤدي إلى زيادة حجم المعاملات وارتفاع رسوم المعاملات.
خاتمة:
في تعدين البيتكوين، يحاول القائمون بالتعدين باستمرار العثور على رقم من شأنه إنتاج تجزئة تلبي متطلبات الشبكة الصعبة لإنتاج كتل جديدة تتحقق من صحة المعاملات الأخيرة وإصدار بيتكوين جديدة. والتجزئة هي معرف فريد لكل كتلة في Bitcoin blockchain وسلسلة ثابتة الطول من الأحرف التي يتم إنشاؤها عن طريق تطبيق وظيفة تجزئة التشفير على جزء من البيانات في عملية تعرف باسم التجزئة. البيانات المجزأة هي رأس الكتلة، وهي عنصر منظم يحتوي على معلومات حول الكتلة. بمجرد العثور على رقم صالح، يتم التخلص منه وعدم استخدامه مرة أخرى أبداً.
وأخيراً لمزيد من الأخبار والمعلومات يمكنك الانضمام إلى قناتنا للأخبار والانضمام إلى مجتمع CryptoMENA.
