مقدمه
بلاک چین زیرساخت ارزهای دیجیتال است. به منظور ایمن نگه داشتن بلاک چین، داده‌های بلوک‌های قبلی رمزگذاری می‌شوند، یا به صورت مجموعه‌ای از اعداد و حروف “هش” می‌شوند، تا دیگر قابل تغییر نباشند. این کار با پردازش ورودی بلوک از طریق تابعی انجام می‌شود که خروجی با طول ثابت تولید می‌کند. تابع مورد استفاده برای تولید هش قطعی است، به این معنی که هر بار که از ورودی یکسان استفاده شود، همان نتیجه را در خروجی ایجاد می‌کند. همچنین به این معنی است که این تابع با ایجاد تغییرات کوچکی در ورودی باعث تولید هش بسیار متفاوتی می شود که این امر، امنیت بلاکچین را فراهم می‌کند. این سیستم پیچیده، شبکه حریم خصوصی یا همان سیستم امنیتی بلاکچین را ایجاد می‌کند.
نانس (Nonce) چیست؟
نانس مخفف عبارت Number only used once به معنی عدد یک بار مصرف است. در دنیای رمزارزها این عدد به بلاکِ هش شده (رمزنگاری شده) در بلاک چین اضافه می‌شود، تا پس از هش مجدد شرایط مشخص شده توسط سختی شبکه را فراهم نماید. این عدد که همیشه یک ورودی و یک خروجی را نشان داده و به شکل یک طرفه عمل می‌کند، در اصل همان چیزی است که استخراج‌کنندگان رمزارز به دنبال یافتن آن هستند و در ازای پیدا کردن این عدد، رمزارز تحویل می‌گیرند.
یافتن این عدد بسیار دشوار است و به قدرت بالای محاسباتی نیاز دارد. این مهم باعث تفکیک استخراج‌کنندگان از یکدیگر می‌شود و ماینرهای کوچکتر از ادامه این روند صرفه نظر می‌کنند. Nonce برای طیف وسیعی از برنامه های شبکه کامپیوتری، از جمله احراز هویت برای خرید، احراز هویت دو مرحله ای، امضای الکترونیکی، رمزگذاری داده‌ها و یا انواع دیگر بازیابی و شناسایی حساب نیز استفاده می‌شود.
عدد نانس در استخراج بیت کوین چه کاربردی دارد؟
اضافه کردن تراکنش ها به بلاک چین، قدرت پردازش کامپیوتری قابل توجهی نیاز دارد. به افراد و شرکت هایی که بلوک ها را پردازش می‌کنند، ماینر یا استخراج‌کننده می‌گویند. ماینرها تنها در صورتی پاداش رمزارزی دریافت می‌کنند که به عنوان اولین افراد به ایجاد هشی با نام هش هدف (هش تارگت) بپردازند. هش هدف به هشی گفته می‌شود که مجموعه ای از الزامات شبکه را فراهم کند.
فرآیند یافتن هش از بلوک هدر آغاز می‌شود، که شماره نسخه بلوک، مهر زمانی، هش استفاده شده در بلوک قبلی، هش ریشه مرکل، Nonce و هش هدف را دربردارد. اگر هش، الزامات مندرج در هش هدف را تامین کند، آن بلوک به بلاکچین اضافه می‌شود. جستجو در بین راه‌حل‌ها به منظور حدس زدن و یافتن نانس را با عنوان “اثبات کار” می‌شناسند و به ماینری که بتواند آن را پیدا کند، پاداشی به شکل رمزارز تعلق می‌گیرد.
چگونه نانس را پیدا کنیم؟
تعیین اینکه از کدام رشته یا زنجیره به عنوان Nonce استفاده شود، محتاج مقدار قابل توجهی آزمون و خطا است، چرا که رشته‌ها تصادفی هستند. یک ماینر باید یک Nonce را حدس بزند، آن را به هش هدر فعلی اضافه کند، مقدار را مجدداً بازنویسی (هش) کند و آن را با هش هدف مقایسه کند. اگر مقدار هش حاصل با الزامات مشخص شده مطابقت داشته باشد، ماینر یک راه حل ایجاد کرده و بلوک به او تعلق می‌گیرد. بسیار بعید است که یک ماینر در اولین تلاش با موفقیت آن را حدس بزند، یعنی ماینر ممکن است به طور بالقوه تعداد زیادی از گزینه های نانس را قبل از ایجاد آن آزمایش کند. با افزایش سختی شبکه (معیاری که میزان سختی ایجاد هش کمتر از هدف را نشان می‌دهد) به احتمال زیاد زمان تولید یک راه حل بیشتر طول می‌کشد.
سختی بلاک در کل شبکه یکسان است، به این معنی که همه ماینرها شانس یکسانی برای کشف هش صحیح دارند. شبکه های ارز دیجیتال معمولا با تنظیم سختی شبکه، تعداد بلوک قابل حل در مدت زمان مشخص را مقرر می‌کنند. اگر تعداد بلوک‌های پردازش شده، هدف اولیه را برآورده نکند، سختی شبکه کاهش می یابد و با کاهش آن، از زمان پردازش ها در شبکه نیز کاسته می‌شود.
جمع‌بندی
در پایان می‌توان گفت که نانس با پیچیدگی‌های خود، راه‌حل قابل قبول و خوبی برای افزایش هرچه بیشتر امنیت در زمینه‌های گوناگون مطرح شده، مخصوصاً دنیای رمزارزها ایجاد کرده است. اما برای درک بیشتر و بهتر آن، باید اطلاعات خود را درباره مفاهیمی مانند فناوری بلاکچین و رمزنگاری (هش) افزایش دهیم.
