Алгоритмы для майнинга ethereum

Описание алгоритма майнинга Эфириума — Ethash

Добыча криптовалют сегодня — это, без лишних преуменьшений, настоящий «хит сезона». Биткоин буквально каждый день бьёт рекорды стоимости, а вслед за ним дорожают и остальные криптовалюты. Однако майнинг самого Биткоина уже давно недоступен для «простых смертных», с каждым днём их все больше и больше вытесняют специализированные и мощные ASIC системы. В связи с этим особую популярность у майнеров во всем мире сейчас имеет относительно молодая, но уже успевшая зарекомендовать себя на рынке криптовалюта Эфириум.

В этой небольшой статье мы хотим обратить внимание на главную отличительную черту любой криптовалюты — алгоритм. Etherium алгоритм имеет несколько особенностей, о которых вы должны знать перед тем, как заняться майнингом этой криптовалюты. Кроме того, мы кратко расскажем о том, какие алгоритмы применяются в других валютах, дабы обрисовать более полную картину различий.

Какие бывают алгоритмы майнинга криптовалют?

Для обеспечения работы каждой криптовалюты используется определенный механизм шифрования — алгоритм. Именно его расшифровкой и занимается ваша домашняя майнинг-ферма. У каждой криптовалюты алгоритм шифрования может быть свой, но поскольку самих виртуальных денег значительно больше, нежели известных алгоритмов, то часто один алгоритм может применяться во множестве различных криптосистем. В результате расшифровки алгоритма пользователи находят так называемый хеш, в результате чего открываются новые блоки и расширяется блокчейн системы. После открытия каждого блока майнер получает награду в виде монет, количество же добытых монет зависит о сложности системы, и во всех криптовалютах стоимость блока зачастую оценивается по-разному.

Алгоритм добычи Эфириума сейчас довольно популярен и применяется не только для Эфира, но и для других криптовалют. Это очень выгодно, поскольку сложность майнинга внутри системы постоянно растёт и с каждым полученным блоком добывать новые становится все труднее. Так вот если этот процесс в конце концов станет слишком невыгодным при вашем текущем оборудовании, то вы всегда с минимальными усилиями сможете перейти на другую криптовалюту, построенную на таком же алгоритме.

Также очень популярными на сегодняшний день считаются алгоритмы SHA-256 и Scrypt, но о них немного ниже. Остальные известные алгоритмы не могут похвастаться такой всеобъемлющей любовью разработчиков криптовалют, но тем не менее занимают уверенные позиции. Среди популярных валют сегодня можно встретить алгоритмы, такие как DaggerHashimoto, Scrypt, SHA256, ScryptNf, X11, X13, Keccak, X15, Nist5, NeoScrypt, Blake256r8vnl, Hodl, Decred, CryptoNight, Skunk, Lbry, Equihash, Pascal, X11Gost, Sia, Blake2s, Lyra2RE, WhirlpoolX, Qubit, Quark, Axiom, Lyra2REv2, ScryptJaneNf16, Blake256r8, Blake256r14.

Но поскольку подобное перечисление довольно трудно для восприятия, давайте лучше составим таблицу самых популярных криптовалют и применяемых в них алгоритмов.

Криптовалюта	Год выхода	Сокращение	Алгоритм
Bitcoin	2009	BTC	SHA-256
Ethereum	2015	ETH	Dagger-Hashimoto
Steemit	2016	STEEM	SHA-256
Ripple	2013	XRP	ECDSA
DigiByte	2014	DGB	SHA256
Monero	2014	XMR	CryptoNight
Siacoin	2015	SC	blake2b
Litecoin	2011	LTC	Scrypt
EthereumClassic	2015	ETC	Dagger-Hashimoto
Dogecoin	2013	DOGE	Scrypt
NEM	2015	XEM	blockchain
Syscoin	2014	SYS	Scrypt
Augur	2015	REP	Smart contract
Dash	2014	DASH	X11
ByteCoin	2012	BCN	CryptoNight
BelaCoin	2014	BELA	Scrypt
lbryCoin	2016	LBC	LBRY
Radium	2015	RADS	Smartchain
Decred	2015	DCR	Blake256
Einsteinium	2014	EMC2	Scrypt
Gridcoin	2013	GRC	BOINC
VertCoin	2014	VTC	Lyra2RE
Dashcoin	2014	DSH	CryptoNight
Potcoin	2014	POT	Scrypt
Peercoin	2012	PPC	SHA-256
Namecoin	2011	NMC	SHA-256
Nautiluscoin	2014	NAUT	NXT
Expanse	2015	EXP	Dagger-Hashimoto
PinkCoin	2014	PINK	X11
FoldingCoin	2014	FLDC	Stanford Folding
Navcoin	2014	NAV	X13
ViaCoin	2014	VIA	Scrypt
DNotes	2014	NOTE	Scrypt
Vcash	2014	XVC	Blake256

SHA-256

Очень старый алгоритм, который появился еще до массового внедрения криптовалют. Он был разработан агентством национальной безопасности США и применялся для защиты веб-сайтов по сертификату безопасности SSI.

С 2009 года SHA 256 начал применяться как алгоритм шифрования криптовалюты Биткоин, а в скором времени — и других криптовалют, созданных по его прообразу. По сути, SHA 256 представляет собой криптографическую хеш-функцию, которая призвана превращать произвольный набор данных в значение фиксированной длины. При этом полученное значение будет выступать подписью исходных данных, но извлечь их уже никак не получится. Сама подпись в окне программы майнера будет выглядеть примерно как строка «Accepted 0aef41a3b».

Скорость работы майнера с данным алгоритмом напрямую зависит от вычислительной мощности, так как поиск нужного хеша очень вариативен и порой может достигать значений в несколько сотен тысяч к одному. Однако по сравнению с алгоритмом майнинга эфира, SHA 256 имеет очень существенный недостаток. Дело в том, что он очень сильно уязвим для специального вычислительного оборудования ASIC, данные микросхемы очень быстро находят нужное значение хеша и в конечном итоге монополизируют майнинг Биткоина, сделав сложность сети блокчейна недосягаемой для обычных майнинг-ферм.

Scrypt

На сегодняшний день вторым по популярности алгоритмом в мире является скрипт. Он применяется во многих криптовалютах, но, пожалуй, самой известной из них считается «цифровое серебро» Litecoin.

Возникновение алгоритма скрипт в первую очередь связано с тем, что разработчики прогнозировали скорое внедрение специализированных механизмов для расшифровки SHA 256. Монополизация рынка криптовалюты была недопустима, и вскоре на свет появился новый механизм шифрования. Основным отличием этих двух алгоритмом является то, что процесс нахождения нужного хеша для открытия блока сильно усложнен. В начале исполнения алгоритма генерируется большое количество псевдослучайных последовательностей, которые практически невозможно перебрать все за раз. В результате такого подхода майнинг-оборудование должно обладать существенным объёмом оперативной или видеопамяти для хранения исходных данных. Это значительно усложнило внедрение айсик-майнеров в систему с алгоритмом скрипт, так как созданные для майнинга Биткоина микросхемы этого вида просто не обладали достаточным количеством памяти.

Однако в данном алгоритме все же была небольшая уязвимость, связанная с тем, что при достаточной вычислительной мощности нужный для блока хеш может быть получен случайно, без перебора всех возможных последовательностей. В связи с этим некоторые ASIC все же могли работать со скрипт, хоть и делали это в разы медленнее, чем с SHA 256. Функция хеширования алгоритма Эфириума в этом плане имеет значительное преимущество, так как исключает возможность случайного подбора значений. Однако разработчики и сами это прекрасно понимали, в результате чего в скором времени выпустили более совершенную версию алгоритма под названием Scrypt-n.

Какой алгоритм используется в Ethereum?

Настало время поговорить о том, на каком алгоритме майнится Эфириум. Алгоритм шифрования Ethereum первое время носил имя DaggerHashimoto и очень напоминал собой алгоритм скрипт. Однако сам его механизм хеширования обладал существенным отличием от предшественника, так как создавал целый граф (дерево с большим количеством ответвлений) последовательных узлов. Эта система ещё более усложняла процесс расшифровки и делала практически невозможным случайный подбор значений. В последствии в алгоритм DaggerHashimoto были внесены некоторые улучшения и проведен ребрендинг, в результате которого он был переименован в Ethash.

Теперь описание алгоритма Ethereum выглядит как хеширование метаданных последнего блока системы, для которого используется специальный код под названием Nonce. Сам Нонс представляет собой обычное двоичное число, что задает уникальное значение хеша. Теперь случайный подбор правильного значения становится ещё более проблематичным, чем в предыдущей версии алгоритма: фактически подбор хеша теперь возможен лишь методичным перебором всех возможных вариантов.

Ethash славится своей любовью к видеокартам компании AMD, особенно к архитектуре последнего поколения Polaris. Кроме того, если вы решите майнить эфир на видеокарте, то позаботьтесь о том, чтобы у нее было хотя бы четыре гигабайта видеопамяти, так как в связи с особенностями алгоритма при каждом повышение сложности системы возрастают и требования к памяти устройства. Такой подход практически исключает актуальность ASIC-майнеров и обеспечивает высокую степень децентрализации криптовалюты. Также довольно неплохие результаты в майнинге Эфира демонстрирует последняя линейка видеокарт Nvidia под кодовым названием Pascal. По сути, требования для них аналогичны, что и для карт AMD, разница заключается только в настройке.

Заключение

Ethash — Ethereum алгоритм — кажется очень хорошей и перспективной разработкой. На сегодняшний день не так много алгоритмов могут похвастаться настолько хорошей защитой от ASIC-майнеров и в тоже время превосходной стабильностью. Сейчас Ethash работает не только с валютой Эфириум, но также используется в перспективной разработке Expanse. С течением времени появление Ethash ожидается и в новых проектах.

Если вы подбираете оборудование для майнинга Эфира, то позаботьтесь о необходимом количестве видеопамяти видеокарт, которое сейчас составляет минимум три гигабайта и будет повышаться в будущем. Это, пожалуй, главный сейчас показатель наряду с вычислительной мощностью ваших устройств.

Источник

Алгоритм майнинга Эфириума (Ethereum) — принцип работы и важные нюансы

Платформа Эфириум спроектирована канадским программистом российского происхождения Виталиком Бутериным. Она построена на базе блокчейна, а валютой для совершения коммерческих операций и объектом майнинга здесь является Эфир (Eth).

Как работает алгоритм майнинга Эфириума?

Эфир, как и любая другая криптовалюта, может добываться при помощи майнинга.

Майнинг — это процесс образования новых блоков в блокчейне, обеспечивающих работу криптоплатформ.

Есть некоторая путаница относительно того, на каком алгоритме майнится Эфириум. Дело в том, что первая версия имела название DaggerHashimoto. Во время работы строился полноценный математический граф, что исключало любые случайные подборы значений, из-за чего неэффективно расходовались мощности.

Позже такая модель подверглась существенным изменениям и экстремальной оптимизации, благодаря которой появилась возможность использовать nonce-код.

Nonce — технология в криптографии, использующая случайный одноразовый код для безопасной передачи данных.

Значение nonce-кода играло большую роль в создании более современного алгоритма — Ethash, основного алгоритма, применяемого для того, чтобы майнить монеты Эфира.

Хэш-функция Эфириума выглядит несколько иначе в сравнении с добычей Биткоина. Характерно, что Ethash-алгоритм накладывает свои требования на оборудование, применяемое во время майнинга Ethereum. Это значит, что часть оборудования, которое используется сейчас и ранее успешно применявшееся для добычи биткоина, будет неэффективно.

Можно существенно увеличить эффективность используемых ресурсов по добыванию Эфириума, соблюдая инструкции, описанные ниже.

Оборудование для майнинга по Ethash-алгоритму

Не существует единого мнения относительно того, какое конкретно оборудование лучше всего подходит для майнинга Эфириума. Все зависит от конкретных задач, а также от предпочтений пользователя.

Рекомендуемые рабочие параметры видеокарты:

• 4 гигабайта оперативной рабочей памяти и выше;
• частота от 1200 Mhz;
• количество выполненных хэш-операций в секунду — 22–26 миллионов (Mh/s);
• наличие наиболее актуальных версий установленных драйверов.

Видеокарту с такими показателями можно приобрести за 15–20 тысяч рублей, однако в последнее время наблюдается тенденция на постоянный рост цен на рынке этих изделий. В будущем такая тенденция пойдет на спад, так как обыкновенные видеокарты постепенно смещаются оптимизированными под добычу криптовалюты профессиональными ASIC-фермами, интегральная схема которых разрабатывается исключительно лишь под задачи майнеров.

Несмотря на это, ASIC-фермы все еще испытывают сложности с Ethash ввиду его объективной сложности для них, поэтому они все еще не подходят для полноценной добычи Эфира.

Становится популярным мнение, что в будущем механизмы распределения ресурсов претерпят изменения, и процесс майнинга, как такового, несколько преобразится. По предположению Бутерина, выдвинутому в его статье, опубликованной на личном сайте, со временем роль майнинга в добыче Эфира будет постепенно снижаться. Посему стоит обратить внимание на альтернативные способы добычи Эфира.

Альтернативные алгоритмы добычи Эфириума

Одним из наиболее вероятных способов добывания Эфириума в будущем, который впоследствии может заменить классический процесс майнинга (POW), является POS-алгоритм, так как в последнее время он начал пользоваться популярностью.

Proof of Stake (доказательство доли) — принцип, на основе которого результативность в образовании новых блоков зависит от объема доли криптовалюты, принадлежащей участнику.

Этот алгоритм является прямой альтернативой POW (Proof of Work), лежащего в основе большинства современных блокчейн-систем, где акцент ставится на конечную мощность оборудования, а не на количество единиц валюты в руках участника. Оба метода имеют как преимущества, так и недостатки. Также возможен вариант их комбинированной работы друг с другом.

Отличительной особенностью POS является то, что он автономен и самодостаточен, не требует дополнительных действий со стороны пользователя. Принцип его работы чем-то может напоминать начисление процента за наличие открытого депозита в банке.

Чем выше сумма, имеющаяся в наличии у клиента платформы, тем выше вероятность в образовании нового блока в блокчейне, что влияет на конечную прибыль.

Из преимуществ POS стоит отметить следующее:

• Экономия электроэнергии для функционирования и защиты блокчейна.
• Трудозатраты участников, а также их материальные вложения в валюту минимизируются ввиду оптимизации технологии.
• Существует ряд методов, в том числе из теории игр, что позволяет эффективно противостоять централизации.

Несмотря на явные преимущества POS перед POW еще имеются некоторые нюансы в работе, которые в конечном итоге должны быть решены. Принцип «накопительства» ведет к тому, что существенная доля ресурсов может застаиваться в одних руках, создавая предпосылки к централизации изначально децентрализованной сети, что угрожает безопасному функционированию блокчейна.

Элементы POW-алгоритма можно встретить почти в любой популярной блокчейн-платформе, в том числе в Ethereum и его форках, таких как Classic или Zero. В случае с POS все обстоит несколько иначе — конкретная реализация находит отражение в виде протокола Casper, который на текущий момент только вводится в эксплуатацию, причем не сразу, а весьма неторопливо.

Изначально доля POS к POW будет соизмерима в соотношении 1 к 100, однако в дальнейшем эта пропорция будет постепенно меняться.

Применение Smart Contract в работе Эфириум

Для создания сервисов и обеспечения коммерческих сделок в Эфириум применяются так называемые умные контракты.

Умный контракт или Smart Contract — алгоритм, обеспечивающий автоматическое соблюдение обязательств ранее составленного за счет него же контракта.

Принцип действия умных контрактов аналогичен обычным, но основан с помощью криптографии. Здесь, как и в обычной жизни, имеются стороны договора (подписанты), предмет договора (объект внутри системы), относительного которого действует договор и математически формализованные условия, описывающие его работу.

Умные контракты позволяют заключать сделки на основе блокчейна, оставаясь полностью безопасными и анонимными.

Потенциал умных контрактов огромен и не ограничивается лишь применением в обслуживании коммерческих сделок. Технология умных контрактов может применяться во всех сферах, так или иначе связанных с обработкой информации, в децентрализованных программах, где важна анонимность пользователей, а также во множестве других направлений. Развитие рынка криптовалют и Эфириума толкнуло людей в сторону открытия очень интересных технологий.

Источник