استخراج ارزهای دیجیتال یکی از بخش‌های مهم شبکه‌های غیرمتمرکز است که تأمین امنیت بلاک چین و اعتبارسنجی تراکنش‌ها را نیز در پی دارد. استخراج ترکیبی (Combined Mining) یا دوگانه که به آن استخراج مرج شده (Merged Mining) نیز گفته می‌شود، فرایندی است که طی آن، دو ارز دیجیتال مبتنی بر یک الگوی اثبات کار (PoW) به‌طور همزمان و با استفاده از تجهیزات و الگوریتم هشینگ یکسان با یکدیگر ماین می‌شوند.

در این مطلب از ارزدیجیتال، به این می‌پردازیم که ماینینگ ترکیبی چیست و لیست ارزهایی که امکان استخراج همزمان آن‌ها وجود دارد را بررسی می‌کنیم. با ما همراه باشید.

استخراج ترکیبی یا مرج شده چیست؟

استخراج ترکیبی فرایندی است که طی آن، تراکنش‌های دو ارز دیجیتال روی زنجیره‌های مختلف به‌طور همزمان اعتبارسنجی شده و بلاک‌های جدید آن‌ها با استفاده از یک الگوریتم اثبات کار واحد روی شبکه‌هایشان ساخته می‌شود. این نوع استخراج اسامی مختلفی دارد؛ از جمله مرجد ماینینگ (Merged Mining) یا استخراج دوگانه که آن را به‌نام مکانیزم اثبات کار کمکی (Auxiliary Proof of Work یا گاهی‌اوقات، Assistant Proof of Work) هم می‌شناسند.

در این روش، ماینرها به‌جای اختصاص دادن قدرت محاسباتی خود به یک بلاک چین خاص، می‌توانند به تأمین امنیت و حفاظت از دو شبکه مرتبط کمک کنند. در این ساختار، کار محاسباتی انجام‌شده برای تأمین امنیت یک شبکه، اعتبارسنجی تراکنش‌ها و استخراج بلاک‌ها می‌تواند برای تأمین امنیت سایر بلاک چین‌ها نیز استفاده شود؛ در نتیجه، امکان هم‌افزایی بیشتر بین پروژه‌های مختلف وجود خواهد داشت.

تاریخچه ظهور استخراج دوگانه

باوجودی‌که برخی از منابع نقطه شروع ماینینگ ترکیبی را در سال ۲۰۱۴ و پس از تولد دوج کوین طی فورکی از شبکه لایت کوین می‌دانند، اما منشاء اصلی این مفهوم به صحبت‌های ساتوشی ناکاموتو، خالق افسانه‌ای و ناشناس بیت کوین، در سال ۲۰۱۰ برمی‌گردد.

ساتوشی ناکاموتو در پاسخ به پستی در سایت بیت‌کوین‌تاک (BitcoinTalk.com) در دسامبر سال ۲۰۱۰ (آذر ۸۹)، از امکان به‌اشتراک‌گذاری قدرت CPU برای دو زنجیره بیت کوین و بیت‌دی‌ان‌اس (BitDNS) صحبت کرده بود. ترجمه صحبت‌های وی در این‌باره به‌صورت زیر است:

به‌نظرم امکان دارد که بیت‌دی‌ان‌اس یک شبکه و بلاک چین کاملاً جداگانه باشد، اما در عین حال قدرت CPU خود را با بیت کوین به اشتراک بگذارد. تنها نقطه اشتراک این است که ماینرها بتوانند به‌طور همزمان به‌دنبال اثبات کار برای هر دو شبکه بگردند.

این شبکه‌ها نیازی به هماهنگی با یکدیگر نخواهند داشت. ماینرها می‌توانند به هر دو شبکه به‌صورت موازی متصل شوند. آن‌ها هش‌های SHA را اسکن می‌کنند. حالا اگر به نتیجه‌ای دست یابند، ممکن است بتوانند هش هر دو شبکه را به‌طور همزمان حل کنند. اگر یکی از شبکه‌ها سختی کمتری داشته باشد، ممکن است نتیجه به‌دست‌آمده فقط برای تنها یکی از آن‌ها کارساز باشد.

به‌نظر من، یک ماینر خارجی می‌تواند از هر دو برنامه درخواست گت‌ورک (Getwork)* کرده و کار انجام‌شده را ترکیب کند. مثلا، اول کار بیت کوین را انجام دهد و بعد آن را به بیت‌د‌ی‌ان‌اس بدهد تا به یک کار ترکیبی تبدیل شود.

بنابراین به‌جای تقسیم‌شدن شبکه‌ها، ماینرها قدرت CPU خود را به‌ اشتراک گذاشته و همدیگر را تقویت می‌کنند. این کار باعث رفع این مشکل می‌شود که اگر شبکه‌های متعددی وجود داشته باشند، در صورتی که دارندگان بیشترین قدرت CPU به یکی از شبکه‌ها حمله کنند، به خطری برای یکدیگر تبدیل خواهند شد.

در عوض، تمام شبکه‌های جهان قدرت CPU خود را به‌اشتراک گذاشته و قدرت کلی را افزایش می‌دهند. این امر به شبکه‌های کوچک اجازه می‌دهد که با دسترسی به پایگاه آماده‌ای از ماینرها، کارشان را راحت‌تر شروع کنند.

*گت‌ورک یک روش RPC‌ (فراخوانی رویه راه‌دور) است که ماینرها برای دریافت کار هشینگ و تلاش برای حل مسائل استفاده می‌کنند.

در سال ۲۰۱۱، اولین فورک شبکه بیت کوین به‌نام نیم کوین (Namecoin)، تئوری استخراج ترکیبی را به واقعیت تبدیل کرد؛ بلاک شماره ۱۹,۲۰۰ نیم کوین آغازگر استخراج دوگانه بود. باوجودی‌که راه‌اندازی نیم کوین موفقیت‌آمیز بود، اما این پروژه صرفاً توسعه‌ای از شبکه فعلی بیت کوین محسوب می‌شد و استفاده از مرجد ماینینگ در آن نیز محدود بود.

پس از این اتفاق، چندین پروژه دیگر نیز مسیر نیم کوین را دنبال کرده و بلاک چین‌های مبتنی بر الگوریتم هشینگ شا-۲۵۶ (SHA-256 ) خود را منتشر کردند.

بااین‌حال، ایده استخراج مرج‌شده با ظهور دوج کوین در سال ۲۰۱۴ به‌عنوان یک بلاک چین مبتنی بر الگوریتم هشینگ اسکریپت (Scrypt) طی فورک‌شدن بلاک چین لایت کوین دوباره قوت گرفت. پس از این اتفاق، چارلی لی (Charlie Lee)، خالق لایت کوین، در پستی در شبکه اجتماعی ردیت (Reddit)، ایده استخراج ترکیبی دوج کوین و لایت کوین را مطرح کرد.

بیشتر بخوانید: ماینینگ چیست؟ استخراج ارز دیجیتال (Mining) چگونه انجام می شود؟

استخراج ترکیبی چگونه کار می‌کند؟

تا اینجا متوجه شدیم که استخراج ترکیبی چیست. در استخراج سنتی، ماینرها قدرت محاسباتی خود را برای حل مشکلات ریاضی پیچیده و اعتبارسنجی تراکنش‌ها در یک بلاک چین خاص اختصاص می‌دهند. اما اگر بپرسیم ساختار کاری استخراج ترکیبی بر پایه چیست، باید بگوییم ماینرها اجازه کار به‌طور همزمان روی دو بلاک چین را دارند.

ساختار زنجیره‌های اصلی و کمکی

در مرجد ماینینگ حداقل دو شبکه داریم؛ بلاک چین اصلی که اغلب به‌عنوان زنجیره والد (Parent Chain) یا مستر چین (Master Chain) شناخته می‌شود، تمرکز اصلی ماینرها باقی می‌ماند و با یک بلاک چین کمکی که ماینرها قدرت محاسباتی خود را به آن نیز اختصاص می‌دهند، یک رابطه همزیستی ایجاد می‌کند.

استخراج دوگانه بر اشتراک‌گذاری هدرهای بلاک (Block Header) بین زنجیره والد و زنجیره کمکی متکی است. هدر بلاک شامل اطلاعات مهمی مانند ریشه مرکل (Merkle Root)، مهر زمانی (Timestamp) و هش بلاک قبلی است. برای اینکه نحوه کار این ساختار دوگانه را درک کنید، بهتر است با ساختار بلاک و اجزای آن در بلاک چین‌های مبتنی بر اثبات کار آشنایی اولیه‌ای داشته باشید. پیشنهاد می‌کنیم ابتدا مطلب زیر را مطالعه کنید:

بیشتر بخوانید: ساختار بلاک در بلاک چین بیت کوین چیست؟

هشینگ و الگوریتم اجماع اثبات کار

هشینگ یا هش‌کردن فرایندی است که با استفاده از یک الگوریتم، ورودی‌ها را رمزگذاری کرده و به یک خروجی خاص تبدیل می‌کند. این خروجی بسته به نوع الگوریتم هشینگ مورد استفاده، طول مشخصی متشکل از اعداد و حروف تصادفی دارد. یک ورودی واحد، همیشه یک خروجی یکسان و ثابت خواهد داشت.

فرایند استخراج نیز بر پایه پیدا کردن هش صحیح و معتبر برای ماین کردن یک بلاک جدید حاوی تراکنش‌های درانتظار تأیید است. مثلا، بیت کوین از یک الگوریتم هشینگ SHA-256 دومرحله‌ای برای تولید هش‌ها استفاده می‌کند. در تصویر زیر، یک نمونه خروجی هشینگ کلمات «hello» و «!Hello» را مشاهده می‌کنید:

اشتراک قدرت هش بین زنجیره والد و زنجیره کمکی یکی دیگر از جنبه‌های فنی کلیدی ماینینگ مرج‌شده است. هنگام تولید هش در ساختار استخراج ترکیبی و دوگانه، یک فیلد اضافی برای هر دو شبکه اصلی و کمکی ایجاد می‌شود، اما بلاک چین اصلی از این داده اضافی (یعنی همان هش بلاک کمکی) چشم‌پوشی می‌کند.

مثلاً ماینرها می‌توانند همزمان بیت کوین و نیم کوین یا سیس کوین را استخراج کنند؛ هر دوی این شبکه‌ها مبتنی بر الگوریتم هشینگ شا-۲۵۶ هستند.

بیشتر بخوانید: برتری اثبات کار دربرابر اثبات سهام؛ بررسی یک دیدگاه

سختی شبکه و اعتبارسنجی بلاک‌ها

همانطور که مشخص است، در ماینینگ مرج‌شده از یک الگوریتم اثبات کار واحد برای هر دو زنجیره استفاده می‌شود. ماینرها به‌طور همزمان محاسبات هش را برای زنجیره والد و کمکی انجام داده و به‌دنبال یافتن راه‌حلی برای برآورده‌سازی الزامات سختی در هر دو زنجیره هستند.

طبق ادعاها، شبکه‌های کمکی معمولاً سختی کمتری نسبت به شبکه‌های اصلی دارند، اما این موضوع همیشه صدق نمی‌کند. استخراج ترکیبی، این اختلاف سختی را برای هر دو طرف در نظر می‌گیرد. بنابراین، بلاک استخراجی در زنجیره‌ای که نیازمندی‌های سختی آن را برآورده کند، ثبت می‌شود.

بیشتر بخوانید: سختی استخراج چیست؟ عوامل مؤثر بر سختی شبکه بیت کوین

حال ممکن است هنگام ماین شدن بلاک حالات مختلفی پیش آید:

• اگر ماینری هش صحیح را در سطح سختی شبکه اصلی پیدا کند، یک بلاک برای شبکه اصلی تشکیل شده و برای تایید توسط دیگر ماینرها ‌در شبکه ارسال می‌شود. اطلاعات اضافی در بخش «کوین‌بیس (Coinbase)» بلاک نیز نادیده گرفته می‌شوند.
• اگر ماینری هش صحیح را برای شبکه کمکی پیدا کند، یک بلاک برای شبکه کمکی تشکیل شده و به آن ارسال می‌شود. در این حالت، این بلاک حاوی اطلاعات اضافی مرتبط با بلاک بلاک چین اصلی (AuxPoW Header در تصویر بالا) است. این اطلاعات اضافی فقط برای اثبات انجام کار کاربرد دارند.
• اگر ماینری هش صحیح را در سطح سختی بالاتر از هر دو بلاک چین پیدا کند، امکان دریافت پاداش بلاک به‌طور همزمان از هر دو زنجیره وجود دارد.

با وجود حالت‌های بالا، بلاک چین‌ها خودشان مستقل باقی می‌مانند و تنها فرایند استخراج ترکیب می‌شود.

تفاوت استخراج ترکیبی با ماینینگ سنتی چیست؟

استخراج سنتی شامل اختصاص دادن قدرت محاسباتی به یک بلاک چین واحد است که از این طریق، ماینرها به تأمین امنیت شبکه کمک کرده و تراکنش‌ها را برای کسب پاداش‌ها اعتبارسنجی می‌کنند.

در طرف مقابل، استخراج دوگانه این مزایا را به دو بلاک چین شبیه به‌هم گسترش داده و به ماینرها اجازه می‌دهد که بدون نیاز به سخت‌افزار اضافی، تراکنش‌ها را در شبکه‌های مختلف اعتبارسنجی کنند. این روش، چالش‌های رقابت زنجیره‌های منفرد برای جذب ماینرها را برطرف کرده و راه‌حلی جهت پایداری و تأمین امنیت شبکه ارائه می‌دهد.

مزایا و نقاط قوت استخراج ترکیبی چیست؟

ازجمله مزایای مرجد ماینینگ می‌توان موارد زیر را نام برد:

• امنیت بیشتر
• استفاده بهینه از منابع
• پایداری بهتر شبکه

امنیت بیشتر

در استخراج سنتی، ماینرها برای کسب قدرت محاسباتی بیشتر با یکدیگر رقابت می‌کنند که می‌تواند به آسیب‌پذیری‌های احتمالی منجر شود. علت آن است که شبکه‌های کوچک‌تر با قدرت هش کمتر، به حملات ۵۱ درصدی حساس‌تر می‌شوند.

اما استخراج دوگانه و مرج‌شده با استفاده از قدرت هش مشترک در چندین بلاک چین، دفاع قوی‌تری در برابر فعالیت‌های مخرب ایجاد می‌کند. این مدلِ امنیتی مشترک، بهره‌مندی هر بلاک چین از قدرت جمعی تمام ماینرهای شرکت‌کننده را تضمین کرده و حمله به شبکه را برای فعالان مخرب دشوارتر می‌کند.

استفاده بهینه از منابع

مرجد ماینینگ با فراهم‌آوری امکان مشارکت ماینرها بدون نیاز به سخت‌افزار و تجهیزات اضافی یا مصرف انرژی بیشتر،  تخصیص منابع را بهینه می‌کند.

این مدلِ به اشتراک‌گذاری منابع برای ارزهای دیجیتال کوچکتر یا تازه‌کار که ممکن است در جذب پایگاه ماینر بزرگ به‌تنهایی دچار مشکل شوند، مفید است. بنابراین، پروژه‌های کوچکتر با ادغام فعالیت‌های استخراج خود با شبکه‌های بزرگ‌تر می‌توانند به زیرساخت‌های موجود دسترسی پیدا کرده و در عین تقویت امنیت، به پایگاه وسیع‌تری از ماینرها دسترسی داشته باشند.

پایداری بهتر شبکه

استخراج ترکیبی به پایداری بلاک چین‌های تحت استفاده کمک می‌کند و یک فرایند استخراج پایدار و قابل اعتماد را شکل می‌دهد. استخراج سنتی می‌تواند به نوسانات هش ریت منجر شود که این امر به نوبه خود، زمان‌های نامنظم ساخت بلاک را به‌همراه دارد.

با استخراج مرج‌شده، قدرت هش ترکیبی این نوسانات را هموار کرده و فواصل ایجاد بلاک قابل پیش‌بینی‌تر می‌شود. این امر پایداری عملکرد کلی شبکه‌های بلاک چینی را نیز بهبود می‌بخشد و تجربه بهتری را برای کاربران فراهم می‌کند.

معایب و محدودیت‌های استخراج ترکیبی چیست؟

مشابه هر روش دیگری، استخراج دوگانه نیز معایب خاص خود را دارد ازجمله:

• ریسک‌های بالقوه و مشکلات امنیتی
• تأثیرگذاری بر شلوغی شبکه
• مشکلات جامعه و حاکمیت

ریسک‌های بالقوه و مشکلات امنیتی

باوجودی که گفتیم مرجد ماینینگ با افزایش قدرت هش جمعی می‌تواند شبکه‌های بلاک چینی را در برابر حملات ۵۱ درصدی تقویت کند، اما در این زمینه بدون ایراد هم نیست. درصورتی که ضعف‌هایی در هماهنگی و توزیع قدرت هش وجود داشته باشد یا یکی از زنجیره‌ها در معرض حمله ۵۱ درصدی قرار بگیرد، احتمال آسیب به زنجیره دیگر نیز وجود دارد.

تأثیرگذاری بر ازدحام شبکه

رقابت بر سر فضای بلاک و منابع پردازش تراکنش در میان زنجیره‌های مرج‌شده ممکن است زمان‌های تأیید را کندتر کند و هزینه‌های تراکنش را بالاتر ببرد. چنین ازدحامی می‌تواند کاربران و توسعه‌دهندگان را از شرکت فعالانه روی این شبکه‌ها بازدارد.

نتیجه این اتفاق، کاهش کارایی شبکه است. بنابراین، راه‌حل‌های مقیاس‌پذیری و تکنیک‌های بهینه‌سازی باید مورد بررسی قرار گیرند تا اثرات ازدحام شبکه در استخراج دوگانه کاهش یابد.

مشکلات اجتماعی و حاکمیتی

استخراج ترکیبی اغلب نیازمند هماهنگی و توافق میان چندین اجتماع از ماینرهاست. اختلاف بر سر دیدگاه‌ها، ارزش‌ها و ساختارهای حاکمیتی در میان این جوامع می‌تواند به تعارضات منجر شود. برای رفع این مشکل باید روش‌های ارتباطی و حاکمیتی مؤثر ایجاد شوند تا همکاری و تصمیم‌گیری در سراسر اکوسیستم ماینینگ مرج‌شده بهبود یابد.

نیازمندی‌های آغاز استخراج ترکیبی چیست؟

همانطور که تا اینجا متوجه شدیم، برای آغاز مرجد ماینینگ به تجهیزات و سخت‌افزارهای اضافی نیاز نیست. اگر تجهیزات‌تان برای، به‌عنوان مثال، استخراج بیت کوین مناسب است، می‌توانید ارزهای دیگر مبتنی بر الگوریتم شا-۲۵۶ را نیز همزمان با آن استخراج کنید.

برای استخراج بیت کوین به دستگاه ایسیک (ASIC) قوی نیاز دارید. ماینینگ این ارز دیجیتال دیگر مشابه گذشته با کارت گرافیک (GPU) و پردازنده (CPU) امکان‌پذیر نیست. برای ماینینگ ترکیبی لایت کوین و دوج کوین نیز به دستگاهی سازگار با الگوریتم اسکریپت نیاز دارید.

بیشتر بخوانید: دستگاه ماینر خانگی چیست؟ مراحل راه‌اندازی استخراج خانگی

بنابراین با فرض اینکه دستگاه ماینر مناسبی را برای استخراج ارز دیجیتال موردنظرتان در شبکه اصلی در اختیار دارید، جهت ماین کردن دوگانه ارز دوم باید به موارد زیر توجه کنید:

ساختار بلاک چین و الگوریتم هشینگ

اولین مورد، توجه به بلاک چین‌های ارزهای انتخابی است. برای مرجد ماینینگ، بلاک چین کمکی باید از آن پشتیبانی کند. برای این کار، معمولاً شبکه دوم باید فورکی از بلاک چین اصلی باشد.

البته باید درنظر داشته باشید که همه زنجیره‌های فورک‌شده یا شبکه‌هایی که الگوریتم هشینگ یکسان دارند، از مدل استخراج ترکیبی پشتیبانی نمی‌کنند. مثلا، باوجودی‌که بیت کوین کش فورکی از بیت کوین است و از الگوریتم هشینگ شا-۲۵۶ نیز استفاده می‌کند، امکان استخراج همزمان آن با بیت کوین وجود ندارد.

بیشتر بخوانید: فورک چیست؟ تعریف ساده هارد فورک، سافت فورک و تأثیر آن‌ها بر قیمت + ویدیو

استخر استخراج

درصورت استفاده از استخرهای استخراج، پلتفرم مورد استفاده نیز باید ارزهای انتخابی شما برای ماینینگ ترکیبی را پشتیبانی کنند.

مثلاً، استخر استخراج ترکیبی Mining-Dutch از ارزهای استفاده‌کننده از الگوریتم اسکریپت پشتیبانی می‌کند. بنابراین، اگر مثلاً با استفاده از این استخر ارز دیجیتال لایت کوین را استخراج می‌کنید، امکان ماین کردن ترکیبی آن با دوج کوین، دینگو کوین (Dingocoin)، ارث کوین (Earhcoin) و دیگر ارزهای مبتنی بر الگوریتم هشینگ اسکریپت وجود دارد.

باوجوداین، باید دقت داشته باشید که در یک استخر دیگر مانند F2Pool شاید این امکان فراهم نباشد. در این استخر، تنها ماینینگ ترکیبی لایت کوین و دوج کوین پشتیبانی شده است. بنابراین پیش از اقدام، وبسایت استخر مربوطه را بررسی کنید.

بیشتر بخوانید: استخر استخراج یا Mining Pool چیست و چگونه کار می‌کند؟

لیست ارزهای مبتنی بر استخراج ترکیبی

اکنون که به تمام جزئیات سؤال استخراج ترکیبی چیست پاسخ دادیم، بد نیست نگاهی به لیست ارزهای پشتیبانی شده در ماینینگ دوگانه به‌همراه استخرهای پشتیبان آن‌ها داشته باشیم. این اطلاعات مربوط به زمان آماده‌سازی این مطلب هستند و ممکن است در آینده و با توجه به تصمیمات استخرها، برخی از این ارزها حذف یا موارد دیگری اضافه شوند:

سؤالات متداول

جمع‌بندی

استخراج ترکیبی که به آن ماینینگ دوگانه یا مرج‌شده نیز گفته می‌شود، رویکردی نوآروانه در صنعت ارز دیجیتال است و راه‌حلی برای مقابله با چالش‌های ماینینگ به روش سنتی محسوب می‌شود. در این روش، ماینرها می‌توانند بدون نیاز به خرید تجهیزات اضافی یا مصرف انرژی بیشتر، دو ارز دیجیتال دارای یک الگوریتم هشینگ یکسان را ماین کنند. این امر به بهبود امنیت هر دو زنجیره و ثبات آن‌ها کمک شایانی می‌کند.