كيف تعمل سلسلة الكتل: الكتل والمعدّنون والتأكيدات

ما الذي ستتعلمه

• ما هي المعاملة والكتلة وسلسلة الكتل
• ماذا يفعل المعدّنون وما معنى إثبات العمل
• لماذا تهمّ التأكيدات وكم تستغرق في المتوسط
• لماذا يصعب جدًا تغيير معاملة مؤكَّدة

الشرح

المعاملة رسالة تقول «انقل هذا المقدار من البيتكوين من هذه العملات إلى هذا العنوان». وتُوقَّع بالمفتاح الخاص للمُرسِل (الدرس 4). وتتحقق العُقد من صحة التوقيع ومن أن العملات لم تُنفَق من قبل.

تنتظر المعاملات الصحيحة غير المؤكَّدة في طابور يُسمى مجمع الذاكرة (Mempool). ولكل عُقدة مجمع ذاكرة خاص بها.

الكتلة حزمة من المعاملات إضافة إلى ترويسة. وتحتوي الترويسة على مرجع («تجزئة») للكتلة السابقة. والتجزئة (Hash) بصمة رقمية قصيرة للبيانات: إذا تغيّرت البيانات ولو قليلًا، تتغير البصمة كليًا. ولأن كل كتلة تشير إلى الكتلة التي قبلها، تشكّل الكتل سلسلة: سلسلة الكتل (البلوك تشين)، وهي سجل عام لجميع معاملات البيتكوين.

المعدّنون مشاركون يبنون كتلًا جديدة. ولإضافة كتلة، يجب على المعدّن أن يجد ترويسة تكون تجزئتها أقل من رقم مستهدف. والطريقة الوحيدة هي تجربة عدد هائل من التخمينات. ويُسمى هذا إثبات العمل (Proof of Work): فالنتيجة تثبت أن قدرًا كبيرًا من العمل الحاسوبي (والكهرباء) قد بُذل. ويحصل المعدّن الفائز على مكافأة الكتلة: بيتكوين مُنشأ حديثًا إضافة إلى رسوم المعاملات الموجودة في الكتلة.

تستهدف الشبكة كتلة واحدة كل 10 دقائق تقريبًا في المتوسط. وكل 2,016 كتلة (نحو أسبوعين) تُعدَّل الصعوبة: إذا جاءت الكتل بسرعة كبيرة يصبح العثور على كتلة أصعب؛ وإذا جاءت ببطء يصبح أسهل. ومع ذلك قد تصل كتل منفردة بعد دقيقة واحدة أو بعد ساعة.

التأكيد يعني أن معاملتك أصبحت داخل كتلة. وكل كتلة جديدة فوقها تضيف تأكيدًا آخر. ولتغيير معاملة قديمة، سيتعين على المهاجم إعادة إثبات العمل لتلك الكتلة ولجميع الكتل اللاحقة، وبسرعة أكبر من بقية الشبكة. وكلما زادت التأكيدات، زادت صعوبة ذلك. وتنتظر خدمات كثيرة عدة تأكيدات (غالبًا نحو ستة للمبالغ الكبيرة) قبل أن تعتبر الدفعة نهائية. تحقق مما يعتمده مزوّد الخدمة لديك.

مثال تطبيقي

مثال افتراضي: كم قد تنتظر، وكم مرة يفوز معدّن صغير؟

الافتراضات: تُنتج الشبكة كتلة واحدة بالضبط كل 10 دقائق في المتوسط. الأوقات الفعلية تتفاوت.

1. عدد الكتل في اليوم: 24 ساعة × 60 دقيقة ÷ 10 دقائق = 144 كتلة.
2. مدة فترة الصعوبة: 2,016 كتلة × 10 دقائق = 20,160 دقيقة ÷ 60 ÷ 24 = 14 يومًا.
3. متوسط الانتظار للحصول على 6 تأكيدات بعد أول إدراج لمعاملتك: نحو 6 × 10 دقائق = 60 دقيقة. وإذا كانت رسومك منخفضة، فقد تنتظر أيضًا في مجمع الذاكرة قبل التأكيد الأول.
4. يسيطر معدّن افتراضي على 0.5% من إجمالي قدرة التعدين. عدد الكتل المتوقع في اليوم: 144 × 0.005 = 0.72 كتلة. في بعض الأيام لا يجد أي كتلة، وفي أيام أخرى يجد كتلتين. ولهذا ينضم المعدّنون الصغار غالبًا إلى مجمعات التعدين (Mining Pools) ويتقاسمون المكافآت.

غير مشمول: تكاليف الكهرباء والأجهزة الخاصة بالتعدين، ومستويات الرسوم التي تتغير مع الطلب.

خطأ شائع

نشاط تطبيقي

افترض أن الكتل تصل كل 10 دقائق في المتوسط. (أ) تشترط خدمة ما 3 تأكيدات. كم يبلغ متوسط الانتظار تقريبًا بعد أول إدراج؟ (ب) كم كتلة تُنتج في أسبوع؟ (ج) لدى معدّن 2% من إجمالي قدرة التعدين. كم كتلة يتوقع أن يحصل عليها في الأسبوع؟

القيود: أوقات الكتل عشوائية؛ والمتوسطات تصف كتلًا كثيرة، لا الكتلة التالية.

أهم النقاط

• تُجمَّع المعاملات في كتل تشير كل منها إلى الكتلة السابقة، فتتشكل سلسلة الكتل.
• يستخدم المعدّنون إثبات العمل لإضافة الكتل ويحصلون على بيتكوين جديد إضافة إلى الرسوم.
• تستهدف الشبكة نحو 10 دقائق لكل كتلة وتعدّل الصعوبة كل 2,016 كتلة.
• المزيد من التأكيدات يجعل إلغاء الدفعة أصعب؛ ولا يستطيع أحد التراجع عن الدفعات المؤكَّدة.

الخطوة التالية

في الدرس التالي، ستتعلم كيف يُصدَر البيتكوين الجديد وكيف يقلّل التنصيف من الإصدار.