خوارزمية SHA-256: الشرح والعملات وأجهزة ASIC والمواصفات

SHA-256 دالة تجزئة تشفيرية من عائلة SHA-2، نشرتها وكالة الأمن القومي الأمريكية عام 2001 كمعيار اتحادي. أخذها ساتوشي ناكاموتو كما هي وبنى عليها إثبات العمل في Bitcoin: كي يجد المعدّن كتلة، يجرّب صيغاً مختلفة من ترويسة الكتلة بحثاً عن تجزئة أقل من الهدف الحالي. لا سحر في الأمر، فقط مليارات العمليات المتشابهة في الثانية.

هذا التشابه بالذات هو ما جعل SHA-256 هدفاً مثالياً للرقائق المتخصّصة. لا تفرّعات ولا وصول إلى الذاكرة ولا قراءات عشوائية، فقط عمليات على أعداد صحيحة بنمط ثابت. تخسر بطاقة الرسوميات أمام ASIC بآلاف المرات على هذه الشيفرة، ولهذا انتهى تعدين Bitcoin على البطاقات عام 2013 ولن يعود.

اليوم SHA-256 هي أكبر خوارزمية تعدين من حيث رأس المال المستثمر وكمية العتاد المصنوع لها. يضمّ كتالوجنا 136 موديلاً من تسع شركات، وتتراوح الكفاءة بين 9.45 و157 J/TH، أي أن الفارق بين أفضل جهاز وأسوأه يزيد على ستة عشر ضعفاً. فهم هذا الفارق هو أهم ما يمكن أن تخرج به من هذه الصفحة إن كنت تختار جهازاً.

يجمع المعدّن كتلة: يأخذ المعاملات من الـ mempool، ويبني عليها شجرة ميركل، ويضيف تجزئة الكتلة السابقة والطابع الزمني وهدف الصعوبة الحالي وحقل nonce. تنتج ترويسة بحجم 80 بايت تمرّ مرتين عبر SHA-256، فتخرج 256 بت، أي 64 رمزاً ستّ عشرياً.

ثم يبدأ البحث. لا يمكن التنبؤ بالتجزئة: تغيير بت واحد في المدخل يغيّر النتيجة كلها، ولا توجد دالة عكسية. الطريقة الوحيدة للحصول على تجزئة بعدد الأصفار المطلوب هي تغيير الـ nonce وإعادة الحساب. وحين ينفد nonce ذو الأربعة بايتات، يغيّر المعدّن الطابع الزمني أو مجموعة المعاملات ويبدأ من جديد.

معدّل الهاش هو ببساطة عدد هذه المحاولات في الثانية. جهاز Antminer S21 XP بمعدّل 270 TH/s يعني 270 تريليون محاولة كل ثانية. وتعمل الشبكة ككل بحيث تُوجد كتلة كل عشر دقائق تقريباً، وتعيد حساب الصعوبة كل 2016 كتلة، أي مرة كل أسبوعين تقريباً، لتناسب مجموع معدّل الهاش.

من هنا تأتي النقطة المهمة لصاحب المزرعة: دخلك لا يعتمد على معدّل الهاش المطلق بل على حصتك من الشبكة. إذا نمت الشبكة 10% ولم تنمُ مزرعتك، ينخفض دخلك بالعملة بالنسبة نفسها تقريباً، حتى لو كان العتاد يعمل بأفضل حال.

1. معاملات من الـ mempoolتُجمَع في كتلة مرشّحة
2. ترويسة الكتلة، 80 بايتميركل، التجزئة السابقة، الوقت، الهدف، nonce
3. SHA-256 مزدوجةتُحسَب تجزئة الترويسة
4. المقارنة بالهدفهل التجزئة أقل من الهدف؟ إن لا، نغيّر الـ nonce
5. العثور على الكتلةتُبَثّ في الشبكة ويأخذ المعدّن المكافأة والرسوم

• 2001تنشر وكالة الأمن القومي معيار SHA-2 تحت الرقم FIPS 180-2. لم يكن أحد يفكر في التعدين، فقد وُضعت الدالة للتواقيع والتحقّق من سلامة البيانات.
• 2009انطلاق Bitcoin. تُحسب الكتل الأولى على معالجات عادية والمكافأة 50 BTC.
• 2010يظهر التعدين على بطاقات الرسوميات ويقفز معدّل هاش الشبكة بمقدار مئة ضعف.
• 2013أول أجهزة ASIC: Avalon وBitmain Antminer S1 بنحو 2000 J/TH. بدائية بمقاييس اليوم، لكنها كفت لإزاحة البطاقات خلال أشهر.
• 2016جهاز Antminer S9 بتقنية 16 نانومتر و98 J/TH. بقي في الخدمة سنوات وما زال يظهر حيث تكاد الكهرباء لا تكلّف شيئاً.
• 2020يصل MicroBT Whatsminer M30 وAntminer S19، وتهبط الكفاءة إلى 30 J/TH ويبدأ عصر المزارع الصناعية.
• 2024يخفض التنصيف المكافأة إلى 3.125 BTC. الأجهزة الأسوأ من 25 J/TH تغادر السوق أو تنتقل حيث الكيلوواط شبه مجاني.
• 2026الحدّ الحالي هو 10 J/TH وأقل لأجهزة التبريد المائي، بينما تدور أفضل الأجهزة الهوائية حول 13 J/TH. والتنصيف القادم متوقّع في 2028.

في الجدول أدناه أقوى اثني عشر جهازاً في الكتالوج. تُفتح القائمة الكاملة المكوّنة من 136 موديلاً بالزر، وفيها أيضاً السلاسل القديمة التي ما زالت تعمل حيث الكهرباء رخيصة.

البرنامج الأصلي يفعل تماماً ما وعدت به الشركة: يحافظ على الترددات المعتمدة ولا يسمح بالتعمّق أكثر. هذا الخيار صحيح للأجهزة تحت الضمان، وغالباً غير صحيح لما عداها.

أما برنامج AsicBoost الثابت المخصّص لأجهزة Antminer فيفتح ما تستطيعه الرقاقة أصلاً بينما يبقيه منطق المصنع مغلقاً: رفع التردد وخفض الجهد خارج الحدود، وضبط تلقائي للتردد والجهد لكل رقاقة على حدة، وملفات طاقة تتبدّل تلقائياً حسب الحرارة، وخريطة حرارة لكل رقاقة، وإدارة جماعية عبر HashCore Toolkit. وهو متاح في الكتالوج لـ 26 موديلاً.

الأثر العملي يعتمد على هدفك. إن أردت أقصى قدر من العملة، يرتفع S21 XP Hydro من نحو 473 إلى 615 TH/s. وإن أردت خفض فاتورة الكهرباء، فالرقاقة نفسها بجهد أقل تعطي معدّل هاش أقل لكن J/TH أفضل بوضوح، وهذا غالباً الخيار الأربح على المدى الطويل.

رسوم المطوّر 2.8% من معدّل الهاش. احسبها بأمانة مقابل المكسب: مع مكسب 25% ورسوم 2.8% أنت رابح، ومع مكسب 3% لا فائدة.

أرقام الربحية المحدّدة تتقادم خلال أسبوع، لذا لا معنى لنشرها في صفحة مرجعية. الأنفع أن تفهم مما تتكوّن.

خمس قيم تحدّد النتيجة: سعر العملة، وصعوبة الشبكة، وتكلفة الكيلوواط ساعة لديك، وعمولة المجمّع، وكفاءة جهازك بوحدة J/TH. الأوليان خارج سيطرتك تماماً، والثالثة تتعلق بمكان المزرعة، والأخيرتان هما ما تتحكّم به فعلاً.

اختبار سريع: اضرب الاستهلاك بالكيلوواط في 24 وفي سعر الكهرباء لديك لتحصل على التكلفة اليومية. إن كان ناتج اليوم بالمال لا يغطيها، فالجهاز يعمل بخسارة مهما كان ثمنه.

افتح حاسبة الربحية ←

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

مؤشرات من الكتالوج لعام 2026. أقل من 12 J/TH هي أجهزة التبريد المائي الحديثة وأفضل الأجهزة الهوائية، ومن 12 إلى 20 J/TH أجهزة حالية تُربح عند التعرفة الصناعية المعتادة، ومن 20 إلى 35 J/TH الجيل السابق الذي يعيش على الكهرباء الرخيصة، وفوق 60 J/TH صار تاريخاً مثل S9 عند 98 J/TH وAvalon 7 عند 157 J/TH.

الحساب بسيط: جهاز بقدرة 3000 واط عند 6 سنتات للكيلوواط يستهلك نحو 4.3 دولار يومياً. وإن أعطى 200 TH/s فهذه 15 J/TH. أما جهاز عند 30 J/TH فينفق المبلغ نفسه على الكهرباء مقابل نصف معدّل الهاش. ولهذا يتجدّد الأسطول بعد كل تنصيف: العتاد القديم يعجز عن تغطية الفاتورة.

الكهرباء أولاً. اعرف سعر الكيلوواط لديك والقدرة المتاحة قبل اختيار الموديل. وفوق 10 سنتات لا معنى للنظر إلا في أجهزة أفضل من 15 J/TH.

نوع التبريد. الهواء أبسط وأرخص في البداية، والمائي يعطي J/TH أفضل وضجيجاً أقل لكنه يحتاج دارة ومبادلاً حرارياً وصيانة. أما الغمر فمشروع منفصل بحوض وسائل عازل.

القدرة لكل جهاز. الجهاز المتقدّم بقدرة 7 إلى 20 كيلوواط يحتاج خطاً مستقلاً ولوحة مصمّمة بشكل صحيح. احسب هامشاً في الكابل والقاطع، لا لوحة بيانات الجهاز فقط.

الضجيج. الجهاز الهوائي يبدأ من 75 ديسيبل، أي بمستوى منشار آلي. لا مكان له في شقة أو منزل سكني.

الضمان والصيانة. تحقّق من مدة الضمان ومن يصلح الأجهزة في بلدك وتوفّر قطع الغيار. هذا لأسطول من عشرة أجهزة أهم من 5 TH/s إضافية على الورق.

الاسترداد. احسب بسيناريو متحفّظ: الصعوبة الحالية مع هامش للنمو، وسعر لا يزيد على سعر اليوم. وإن كان الموديل لا يسترد كلفته إلا بتضاعف السعر، فهذه مقامرة لا حساب.

الشراء حسب معدّل الهاش لا حسب الكفاءة. جهازان بمعدّل 200 TH/s قد يختلفان بمقدار الضعف في فاتورة الكهرباء. انظر إلى J/TH لا إلى TH/s وحدها.

حساب الدخل دون الكهرباء. أرقام الحاسبات الجذّابة تُعرض عادةً قبل خصم كلفة الطاقة. أدخل تعرفتك الحقيقية بما فيها الفاقد والتبريد.

تجاهل البرنامج الثابت. منطق المصنع يترك على الطاولة معدّل هاش ووفراً معاً. تحديث الأسطول أرخص من شراء جهاز آخر.

التوفير في التهوية. الإحماء يقتل لوحات التجزئة أسرع من أي رفع تردد. يُحسب التهوية على حرارة الغرفة كلها لا على جهاز واحد.

شراء عتاد قديم قبيل التنصيف. الموديلات عند 40 J/TH فما أسوأ تدخل الخسارة شبه حتماً عند أي تعرفة صناعية بعد التنصيف القادم.

إبقاء البرنامج الأصلي سنوات. التحديثات تسدّ الثغرات وتحسّن الضبط التلقائي. والأسطول غير المحدَّث يفقد تدريجياً الاستقرار والمال معاً.