خوارزمية Scrypt: الشرح والعملات وأجهزة ASIC والمواصفات

Scrypt دالة اشتقاق مفاتيح ابتكرها كولن بيرسيفال عام 2009 لحماية كلمات المرور من التخمين المتتالي. وخلافاً لـ SHA-256 حيث تحسم سرعة العمليات الحسابية كل شيء، تُجبر Scrypt من يحسبها على الاحتفاظ بمخزن عمل في الذاكرة والعودة إليه باستمرار عبر عناوين لا يمكن التنبّؤ بها. ولا سبيل للتوفير في الذاكرة: من دون المخزن يتكرّر الحساب مرات كثيرة، فيلتهم نموّ العمل كل ما تربحه من مساحة السيليكون.

دخلت الخوارزمية عالم التعدين عام 2011 مع Litecoin. كان الحساب أن متطلّب الذاكرة سيجعل الرقائق المتخصّصة غير مجدية وتبقى الشبكة للحواسيب العادية. صمد هذا حتى 2014: فمعاملات Litecoin لا تطلب سوى 128 كيلوبايت لكل مسار، وهذا حجم يتّسع له قلب الرقاقة نفسه. واليوم صارت Scrypt خوارزمية ASIC خالصة، تماماً مثل SHA-256.

الميزة الكبرى في Scrypt اليوم ليست في الذاكرة بل في الاقتصاد. يُعدَّن Litecoin وDogecoin بالهاش نفسه عبر التعدين المدمج، أي أن جهازاً واحداً يجلب مدفوعات بعملتين في آن واحد ودون كهرباء إضافية. ويضمّ كتالوج asic.es 21 موديلاً على هذه الخوارزمية من خمس شركات، وتتراوح الكفاءة بين 0.15 و3.75 J/MH، أي بفارق خمسة وعشرين ضعفاً.

مهمة المعدّن هي نفسها كما في Bitcoin: أن يجد ترويسة كتلة تكون تجزئتها أقل من الهدف الحالي. الفارق في طريقة حساب التجزئة ذاتها. فـ Scrypt ليست دالة واحدة بل سلسلة: يفتح PBKDF2 المبني على HMAC-SHA256 الترويسة إلى حالة ابتدائية، ثم تعمل نواة ROMix فوق شيفرة التدفّق Salsa20/8، وفي النهاية يطوي PBKDF2 النتيجة مرة أخرى في 256 بت.

الجوهر في الجزء الأوسط. تملأ ROMix أولاً مخزناً من 1024 كتلة بحجم 128 بايت لكل منها بالتتابع، وكل كتلة تنتج عن سابقتها. ثم تأتي 1024 عملية قراءة من هذا المخزن، وعنوان كل قراءة يعتمد على القيمة التي حُسبت للتوّ. لا يمكن التنبّؤ بالعناوين مسبقاً، ولذلك يجب إبقاء المخزن كاملاً في الذاكرة.

المعاملات المختارة في Litecoin متساهلة: N يساوي 1024، وr يساوي 1، وp يساوي 1، فيصبح حجم المخزن 128 كيلوبايت. هذا حل وسط معقول لكلمة مرور على خادم، لكنه لم يكفِ للحماية من ASIC: فـ 128 كيلوبايت من ذاكرة SRAM تُوضع بلا عناء بجانب كل نواة حسابية، وتحصل الرقاقة على مئات من هذه النوى فوق قلب واحد.

ومن هنا تأتي النتائج العملية. كثافة رقاقة Scrypt محكومة بمساحة الذاكرة لا بترانزستورات المنطق، ولذلك يقلّ معدّل الهاش بالأرقام المطلقة بمراتب عن SHA-256 ويُقاس بالميغاهاش لا بالتيراهاش. ومقارنة J/MH بـ J/TH بين الخوارزميتين بلا معنى، فهما وحدتان مختلفتان وعمل مختلف.

1. ترويسة الكتلةالإصدار، تجزئة الكتلة السابقة، جذر ميركل، الوقت، الهدف، nonce
2. PBKDF2-HMAC-SHA256تُفتح الترويسة إلى 128 بايت من الحالة الابتدائية
3. ROMix، الطور الأولتُملأ 1024 كتلة من المخزن بالتتابع عبر Salsa20/8
4. ROMix، الطور الثاني1024 قراءة بعناوين تعتمد على القيمة الحالية
5. PBKDF2 الختاميطيّ في 256 بت ومقارنة بالهدف، وإلا فـ nonce جديد

• 2009ينشر كولن بيرسيفال دالة scrypt لحماية كلمات المرور في نظام النسخ الاحتياطي Tarsnap. لا حديث عن التعدين بعد.
• 2011انطلاق Litecoin. اختيرت Scrypt عن قصد لإبعاد مزارع SHA-256 الجاهزة وإبقاء التعدين لبطاقات الرسوميات والمعالجات.
• 2013ذروة عصر بطاقات الرسوميات. مزرعة من بطاقات Radeon تعطي ميغاهاشات، وتُعدّ Scrypt خوارزمية عصيّة على العتاد المتخصّص.
• 2014تنتهي تلك المناعة. تظهر أولى أجهزة Scrypt ASIC من Gridseed وZeus وInnosilicon، وتغادر البطاقات الشبكة خلال أشهر. وفي سبتمبر يفعّل Dogecoin التعدين المدمج مع Litecoin، فتصير العملتان ثنائياً واحداً.
• 2017جهاز Antminer L3+ عند 504 MH/s يضع معيار التعدين المنزلي والصناعي، وتبقى هذه الأجهزة عاملة في الشبكات سنوات طويلة.
• 2021جهاز Antminer L7 عند 9.5 GH/s يرفع السقف تسعة عشر ضعفاً ويبقى ثلاث سنوات الجهاز الجدّي الوحيد في السوق.
• 2023تنصيف أغسطس يخفض مكافأة Litecoin من 12.5 إلى 6.25 LTC. وتصبح حصة المدفوعات بـ DOGE جزءاً ملموساً من دخل المزرعة.
• 2024جهاز Antminer L9 عند 16 GH/s و0.21 J/MH يصدر في مايو. وفي العام نفسه تكسر ElphaPex بسلسلة DG1 احتكار Bitmain لهذه الخوارزمية.
• 2025جهاز ElphaPex DG2 عند 16 GH/s و0.22 J/MH، ثم DG2+ عند 20.5 GH/s و0.19 J/MH. وتصير المنافسة لأول مرة قاعدة في هذا السوق.
• 2026تطرح Bitdeer جهاز SealMiner DL1: نسخة هوائية عند 25 GH/s وأخرى مائية عند 52.5 GH/s، وكلتاهما عند 0.15 J/MH. وهذا هو حدّ الكفاءة الحالي.

في الجدول أدناه أقوى اثني عشر جهازاً في الكتالوج. تُفتح القائمة الكاملة المكوّنة من 21 موديلاً بالزر، وفيها أيضاً سلاسل L3 وGoldshell القديمة التي ما زالت تعيش على الكهرباء الرخيصة.

البرامج الثابتة المخصّصة أقل انتشاراً على Scrypt مما هي على SHA-256، والسبب بسيط: المنظومة الناضجة نشأت حول لوحات Bitmain وحدها. في كتالوجنا يتوفّر برنامج AsicBoost الثابت لموديلين اثنين، Antminer L7 وAntminer L9. أما بقية الأجهزة، بما فيها خط ElphaPex كله وBitdeer، فتعمل ببرنامج المصنع.

ما الذي يعطيه البرنامج على L7 وL9: ضبط تلقائي لكل لوحة على حدة، وملفات يدوية للتردد والجهد، وتشغيل بجهد منخفض من أجل J/MH أو رفع تردد معتدل حين يكون معدّل الهاش المطلق هو الأهم. يضاف إلى ذلك مراقبة حقيقية، وإعدادات مرنة للمجمّعات، وإزالة حدود المصنع على عتبات الحرارة.

رسوم المطوّر 2.8%. ويستغرق الضبط الأولي والوصول إلى أرقام مستقرة من 3 إلى 4 ساعات لكل جهاز، لأن الضبط التلقائي يختار المعاملات لرقائق بعينها لا لدفعة إنتاج متوسّطة.

التثبيت يتم عبر الشبكة باستخدام HashCore Toolkit، فيُحدَّث الأسطول دفعة واحدة لا جهازاً جهازاً. وقبل التثبيت تأكّد أن الموديل موجود في قائمة المدعومة، وأن مزوّد الطاقة يملك هامشاً: فبعد رفع التردد يرتفع الاستهلاك أسرع من معدّل الهاش.

دخل مزرعة Scrypt يتكوّن من ثلاثة أجزاء: مدفوعات بـ LTC، ومدفوعات بـ DOGE عن الحصص نفسها، ومبالغ صغيرة من عملات AuxPoW المرافقة. الجزءان الأولان متقاربان، وفي فترات معيّنة تجاوزت حصة Dogecoin بالمال حصة Litecoin. وهذا هو الفارق الجوهري لهذه الخوارزمية: جهاز واحد يعمل لسوقين في وقت واحد.

أما جانب المصاريف فمعتاد: سعر الكيلوواط ساعة، وكفاءة الجهاز بوحدة J/MH، وصعوبة الشبكتين. الصعوبة والأسعار خارج سيطرتك، والكفاءة تختارها عند الشراء، وسعر الكهرباء تختاره عند اختيار الموقع. وهذان القراران بالذات هما ما يحدّد هل تنجو المزرعة من الهبوط القادم.

واحفظ في ذهنك تنصيف Litecoin في أغسطس 2027: ستهبط المكافأة من 6.25 إلى 3.125 LTC. جزء الدخل بـ DOGE لا يتغيّر عندها، فتكون الضربة أخف مما في Bitcoin، لكن الأجهزة الأسوأ من 0.4 J/MH ستصير بعدها على الحافة. احسب الاسترداد بهامش لهذا الحدث لا بأرقام اليوم.

افتح حاسبة الربحية ←

تُقاس الكفاءة على هذه الخوارزمية بالجول لكل ميغاهاش، J/MH. وهي القيمة الوحيدة التي تقارن بإنصاف بين أجهزة من أجيال مختلفة. معدّل الهاش يخبرك كم يحسب الجهاز، وJ/MH يخبرك كم سيكلّفك ذلك.

مؤشرات من الكتالوج لعام 2026. من 0.15 إلى 0.22 J/MH هو الجيل الحالي: SealMiner DL1 وElphaPex DG2 وDG2+ وAntminer L9. ومن 0.28 إلى 0.36 J/MH أجهزة الخطوة السابقة، ومنها L7 وخط DG1 المبكّر، وهي تعيش على الكهرباء الرخيصة. ومن 0.5 إلى 1.6 J/MH أجهزة Goldshell المنزلية وL3 القديمة، واقتصادها هناك صار شكلياً. وفوق 3 J/MH لا يبقى سوى التاريخ مثل Innosilicon A4 عند 3.75 J/MH.

الترجمة العملية إلى مال. جهاز عند 0.15 J/MH بمعدّل 25 GH/s ينفق نحو 3.7 كيلوواط، بينما جهاز عند 0.36 J/MH يحتاج نحو 9 كيلوواط لمعدّل الهاش نفسه. والفارق البالغ 5.3 كيلوواط مع تشغيل على مدار الساعة يعني نحو 46 000 كيلوواط ساعة في السنة، أي مبلغاً بالتعرفة الصناعية الأوروبية يقارب ثمن الجهاز نفسه.

احسب تعرفتك أولاً. فوق 0.10 يورو للكيلوواط ساعة لا معنى للنظر إلا في أجهزة بين 0.15 و0.22 J/MH. وعند 0.05 يورو فأقل يبقى جيل L7 في اللعبة أيضاً.

انظر إلى J/MH لا إلى معدّل الهاش. الجهاز الأقل هاشاً والأفضل كفاءة يكاد يكون دائماً أربح على المدى الطويل. معدّل الهاش يحدّد حجم المدفوعات، والكفاءة تحدّد الربح.

احسم مسألة الحرارة مسبقاً. الموديلات المائية مثل DL1 Hydro وDG Hydro تحتاج دارة جاهزة. ومن دونها خذ النسخ الهوائية، وإلا بقي الجهاز متوقفاً.

تحقّق هل تحتاج برنامجاً ثابتاً مخصّصاً. إن كنت تخطّط للضبط التلقائي وملفات الطاقة، فمن الأجهزة الحديثة لا يتاح ذلك إلا على Antminer L9. أما ElphaPex وBitdeer فالعمل عليها ببرنامج المصنع.

احسب الدخل بعملتين. الحاسبة التي تأخذ Litecoin وحده تعطي نتيجة أقل من الحقيقة. مدفوعات DOGE تأتي عن الحصص نفسها وتتجاوز في بعض الفترات نصف الدخل.

ضع تنصيف 2027 في الحساب. يجب أن يسترد الجهاز كلفته عند مكافأة 3.125 LTC لا عند 6.25 اليوم فقط. وإن كان الموديل يخرج بلا ربح الآن، فسيصير خاسراً بعد أغسطس 2027.

مقارنة J/MH بـ J/TH. هاتان وحدتا خوارزميتين مختلفتين. جهاز Scrypt عند 0.15 J/MH وجهاز SHA-256 عند 15 J/TH لا علاقة لأحدهما بالآخر، ولا تصحّ المقارنة بينهما.

حساب الدخل بـ Litecoin وحده. نصف الصورة يصنعه Dogecoin. والتقدير بعملة واحدة يقود بانتظام إلى رفض صفقة كانت ستسترد كلفتها فعلاً.

أخذ جهاز منزلي لمهام صناعية. جهاز Goldshell Mini-DOGE ممتاز كآلة هادئة في شقة، لكن عند 1 J/MH فأعلى لا معنى لوضعه في مزرعة بقدرة عشرة كيلوواط.

تجاهل قائمة العملات عند المجمّع. تختلف المجمّعات في باقة عملات AuxPoW المرافقة. وعند عمولة متساوية تختلف المدفوعات النهائية، ويتراكم الفارق خلال سنة إلى مبلغ ملموس.

رفع التردد بلا هامش في التغذية. على L7 وL9 يرفع التردد الاستهلاك أسرع من معدّل الهاش. ومزوّد الطاقة بلا هامش يدخل في الحماية، وفي أسوأ الحالات يجرّ اللوحة معه.

شراء A4 وL3 بسعر جهاز عامل. الموديلات القديمة لها معنى فقط كعتاد شبه مجاني مع كهرباء شبه مجانية. وفي أي سيناريو آخر تكون خاسرة من اليوم الأول.