Ethash криптовалюта что это

Ethash

Понравилась статья? Поделись:

Ethash — это алгоритм хеширования, изначально используемый для функции проверки работоспособности в основанных на Ethereum криптовалютах. Он использует альтернативные версии SHA3-256 и SHA3-512, часто называемые Keccak-256 и Keccak-512.

Содержание

Обзор Ethash [ править ]

Ethash — это алгоритм интеллектуального анализа, реализованный сетью Ethereum и криптовалютами на основе Ethereum. Ethash является преемником предыдущего алгоритма Ethereum, называемого Dagger-Hashimoto, и, по сути, является его обновлением. Тем не менее, текущие этапы разработки обоих алгоритмов сделали их слишком отличными от того, чтобы считаться одним и тем же алгоритмом. Ethash использует алгоритмы хеширования «Keccak-256» и «Keccak-512», что приводит к некоторой путанице из-за одновременной разработки криптографических стандартов SHA-3 (Secure Hash Algorithm 3) наряду с разработкой Ethash.

Стандарт SHA-3 является частью более обширного семейства криптографических примитивов под названием Keccak, которое также называют синонимом SHA-3. Иногда хеш-функции Ethash называют «sha3_256» и «sha3_512», но версия Ethereum для Keccak не является стандартным хеш-алгоритмом SHA-3.

Ethash был разработан с упором на защиту от майнеров ASIC (Application Specific Integrated Circuits), но выдающаяся популярность Ethereum — ведущего криптографа на основе Ethash — привела к росту интереса разработчиков ASIC к производству Ethash-совместимых майнеров. В конце концов, в апреле 2018 года Bitmain объявил о первых майнерах ASIC для Ethash. Тем не менее, проект сообщества Ethereum решительно выступил против перспективы доминирования ASIC в сети, что привело к дискуссиям о «брикетировании» устройств. В терминах оборудования для майнинга «кирпич» означает технологическое обновление сети, которое делает аппаратное обеспечение бесполезным или даже сломанным, если оно подключено к сети. Такие предложения заставили майнеров ASIC скрыть свое присутствие и снизить мощность хэширования своих устройств. Планы Ethereum по переходу с технологии Proof с Proof-Work на гибрид POW/POS (Proof-of-Stake) делают разработку ASIC для Ethash очень рискованной для производителей.

История Ethash [ править ]

Первоначальная версия Ethash была основана на алгоритме Dagger Hashimoto — алгоритме, который был разработан путем объединения алгоритма Hashimoto Thaddeus Dryja и алгоритма Dagger — Виталика Бутерина. Он был разработан с учетом трех основных условий: устойчивость к ASIC, легкость проверки клиента и полное хранение в цепочке.

Dagger Hashimoto реализует подход Hashimoto в доказательстве емкости ввода/вывода, но не использует блокчейн в качестве набора данных, генерируя пользовательский набор данных объемом 1 ГБ, созданный с помощью алгоритма Dagger. Уязвимость Dagger в аппаратных преимуществах совместно используемой памяти была устранена за счет создания набора данных, используемого для запроса полупостоянного блока и его обновления через некоторые заранее определенные интервалы времени. Эта корректировка уменьшила усилия, необходимые для создания набора данных, практически ничтожными и устранила предыдущую проблему оптимизации ASIC.

Майнинг [ править ]

Ethash mining может выполняться как с CPU, так и с GPU. Криптовалюты на основе Ethash отличаются по своим требованиям к майнингу, поэтому в этой статье Ethereum будет использоваться в качестве примера в качестве наиболее популярной реализации Ethash, а другие криптографии часто используют то же программное обеспечение для майнинга, что и он. Чтобы начать майнинг ETH, потребуется полностью синхронизированный клиент криптовалюты, который включен для майнинга, и как минимум одна учетная запись Ethereum. Другим криптовалютам Ethash необходим кошелек или учетная запись в соответствующих сетях.

Майнинг процессоров криптографии на основе Ethash больше не приносит прибыли из-за почти в два раза более эффективных возможностей майнинга майнеров на GPU. Тем не менее, майнинг ЦП может использоваться для первых попыток майнинга или с целью создания некоторого количества монет для питания интеллектуальных контрактов или для попыток транзакций криптовалюты в сети. Процессинг майнинга процессора Ethereum выполняется с помощью ETH-клиента с именем geth. Geth — это программа, которая связывает сеть Ethereum с механизмом майнера. Монетные монеты будут отправлены непосредственно на адрес шахтерской базы в сети.

GPU майнинг — лучший вариант для Ethash. Однако важно помнить, что Ethash занимает мало памяти и требует не менее 1-2 ГБ ОЗУ на каждый используемый графический процессор. Графические процессоры AMD обычно показывают лучшие результаты, чем продукты NVidia той же категории, ASIC и FPGA (полевые программируемые массивы шлюзов), которые в настоящее время способны к интеллектуальному анализу Ethash, неэффективны по сравнению с графическими процессорами и не приветствуются как сообществом, так и разработчиками. Чтобы начать майнинг на GPU, необходимо скачать Ethminer — Ethash miner, разработанный командой Ethereum и подходящий для работы с каждым криптографическим средством на основе Ethash, которое специально не блокирует эту возможность. Ethminer доступен в формах Eth (его CLI), AlethZero (его GUI) и EthMiner (автономный майнер).

Майнинг пула также доступен для большинства криптовалют Ethash. Пулы часто требуют, чтобы майнеры платили некоторые сборы (в основном около 1-2% дохода), но это все еще остается лучшим вариантом для майнинга популярных криптовалют на основе Ethash с посредственным оборудованием.

Монеты [ править ]

Самым известным блокчейном на основе Ethash, очевидно, является сеть Ethereum. Ethash был разработан фондом Ethereum специально для построения своей сети на его основе. Первый блокчейн был разветвлен после того, как The Dao был взломан из-за его умной уязвимости, связанной с контрактами, и разделился на две разные блокчейны со своими криптовалютами — Ethereum (ETH) и Ethereum Classic (ETC). Ethereum classic, первый блокчейн на основе Ethash, больше не находится в разработке первоначальной команды Ethereum и поддерживается компанией-разработчиком Ethereum Classic.

Ethereum — ведущая платформа для создания токенов и dapps с их криптовалютами. Augur, Binance Coin, Bytom, Status и многие другие криптовалютные проекты основаны на техническом стандарте Ethereum ERC 20 и де-факто используют Ethash в качестве проверочного алгоритма. Однако лишь немногие из токенов ERC20 попытались стать пригодными для использования. Таким образом, все упомянутые валюты не только сильно зависят от блокчейна Ethereum, но и не функционируют с точки зрения поддержки блокчейна без него.

Согласно CoinGuides.org, независимые криптовалюты с их блокчейном на основе Ethash с минимальным шифрованием включают в себя следующие проекты, ранжированные по популярности:

• Metaverse (ETP)
• Expanse (EXP)
• Musicoin (MUSIC)
• Ellaism (ELLA)
• Elementrem (ELE)
• DaxxCoin (DAXX)

Источник

Ethash – обзор алгоритма, виды монет для майнинга

Впервые этот алгоритм шифрования был использован в майнинге криптовалюты Ethereum. С целью увеличения эффективности добычи монет необходимо использовать видеокарты с внушительным объемом оперативной памяти. Предпочтительным вариантом для майнинга считаются микропроцессоры AMD, однако оборудование десятой серии от Nvidia также показывает впечатляющий результат на алгоритме Ethash.

История появления

Разработчиком алгоритма Ethash считается канадский программист Виталик Бутерин, анонсировавший в 2015 году появление новой криптовалюты Ethereum. На тот момент Виталик имел большой опыт работы в криптоиндустрии, поскольку еще в 2011 году запустил журнал Bitcoin Magazine.

Первоначальное название рассматриваемого алгоритма – Dagger-Hashimoto. Главная особенность данной разработки заключается в значительном отличии от всех существующих аналогов. В первую очередь для майнинга требуется специальное программное обеспечение.

Чтобы начать добывать монеты необходимо иметь 2 ГБ оперативной памяти, в противном случае софт просто не запустится. В дальнейшем минимальный порог был увеличен до 3,5 ГБ.

Для начала майнерам нужно было скачать и установить программу Ethminer. После этого осуществлялось подключение к интернету. Схема рабочего процесса проста и понятна: генерация файла с расширением .DAG внушительного объема. Хранился данный файл на жестком диске, так как без него невозможно запустить майнинг.

Генерация DAG-файла занимала в среднем 10 минут, однако следует учитывать тот факт, что создавалось сразу две эпохи майнинга, поэтому время ожидания увеличивалось вдвое.

Главная проблема алгоритма заключалась в том, что в ходе смены эпохи в DAG-файле программа для майнинга зависала. В 2016 году была выпущена программа ClayMore. С помощью этого софта были устранены проблемы с зависанием. В результаты таких нововведений DAG-файл начал сохраняться не на винчестер, а на видеокарту.

Появление программы ClayMore Dual Miner также расширило возможности майнеров, например, они смогли добывать сразу 2 криптовалюты. Вторая монета заметно ускоряла генерацию первой. Однако есть один значительный недостаток – возрастает количество потребляемой электроэнергии.

Технические параметры

Как уже было сказано ранее, сначала алгоритм шифрования Ethash назывался Dagger-Hashimoto. Первоначальная версия очень сильно напоминала скрипт, но механизм хеширования характеризовался существенным отличием от всех других алгоритмов майнинга. Дело в том, что Ethash создает граф, то есть дерево с огромным числом последовательных узлов.

Разумеется, что появление такой системы в разы увеличило сложность расшифровки, подобрать необходимые значения стало практически невозможной задачей. Постепенно Виталик Бутерин и его команда совершенствовали алгоритм, в определенный момент было принято решение провести ребрендинг и изменить название на Ethash.

Сегодня алгоритм майнинга криптовалюты Ethereum и многих других популярных монет представлен в виде хеширования метаданных последнего блока с использованием специального Nonce-кода. Этот код представлен в виде самого обыкновенного двоичного числа, которое определяет уникальное значение хеша.

Подобрать истинное значение практически невозможно, если сравнивать обновленный алгоритм с первоначальной версией. Чтобы определить хеш, необходимо методично перебрать абсолютно все возможные варианты.

Еще одна характерная особенность алгоритма – слишком высокий объем потребляемой электроэнергии, что объясняется максимальными требованиями к видеопамяти. Если проанализировать последние модели видеоадаптеров AMD, то каждый пользователь сможет изменить тайминг видеопамяти. В результате, производительность майнинга возрастет примерно на 20%.

Криптовалюты на Ethash

Рассмотрим самые популярные системы, майнинг которых построен на рассматриваемом алгоритме:

1. Ethereum – на сегодняшний день именно эта цифровая валюта считается главным конкурентом Bitcoin. Сам Виталик Бутерин отмечает расширенный функционал, то есть это не просто платежное средство, а децентрализованная платформа для работы со smart-контрактами.
2. Ethereum Classic – появился в результате несогласия некоторых пользователей с хард-форком. Криптовалюта построена на основе оригинального Ethereum Blockchain.
3. Expanse – децентрализованная платформа с открытым исходным кодом. Предназначена для разработки приложений. Сегодня монета торгуется на многих популярных биржах.
4. Ubiq – еще одна платформа для работы со smart-контрактами и для создания Blockchain-приложений. Блок оптимизирован в сравнении с первоначальной концепцией.
5. Pirl – цифровая валюта, совместившая майнинг на основе алгоритма Ethash и работу мастернодов. Опять-таки, в основу системы положена работа со smart-контрактами. Обеспечивается надежная защита от ASIC-майнеров

Существуют и другие криптовалюты: Musicoin, Metaverse, SOILcoin, Elementrem, Ellaism, WhaleCoin, Bowhead и другие. Вселенная Ethereum постоянно расширяется, поэтому появляются новые системы, работающие на алгоритме Ethash.

Майнинг Ethash (Dagger-Hashimoto)

Алгоритм очень требователен к объемам памяти: для возможности добычи должна быть сохранена последняя часть файла DAG, поэтому требования к ОЗУ начинаются с 1 ГБ и растут на 441 МБ в год.

Когда 30 тысяч блоков получают свою цифровую подпись, происходит смена эпох, которая увеличивает DAG-файл на 8 мб. И сегодня даже минимальный лимит с показателем 2 Гб считается недостаточным, так как рабочая программа просто не поместится в такой объем. Актуальное требование – 3,5-4 Гб памяти на 1 GPU.

Самые продуктивные результаты в работе с алгоритмом Ethash показывают микропроцессоры AMD, но и 10-я серия видеокарт NVIDIA также прекрасно справляется с данной хеш-функцией. Вот таблица с техническими показателями некоторых актуальных моделей:

GPU	Модель	Хешрейт Ethash, Mh/s
Radeon	RX-470 Sapphire Nitro+ 4096 Mb	24
	RX-480 Power Color Red Dragon 8192 Mb	25
	RX-480 Sapphire Nitro+ 8192 Mb	25
GeForce	GTX-1060 Palit 3072 Mb	20
	GTX-1070 Palit 8192 Mb	28
Radeon	R9 Fury-X ASUS 4096 Mb	27
	R9 Fury-X Sapphire 4096 Mb	27

ASIC-майнеры

Одним из первоначальных преимуществ алгоритма считалась защита от ASIC-майнеров, но в 2018 году компания Bitmain выпустила оборудование для добычи криптовалюты на основе Ethash. Мощность ASIC-майнера Antminer E3 составляет 180 MH/s.

Подписывайтесь на наш Telegram канал. Будьте в курсе новых статей.

Источник

Dagger Hashimoto (Ethash): алгоритм нового поколения

Основа любой криптовалюты – технология блокчейн. Майнинг – это построение цепочки блоков, за каждый из которых положено вознаграждение в виде виртуальных монет. Главным принципом блокчейн является невозможность создания нового блока без закрытия предыдущего. Закрытие происходит после того, как майнер путем сложных вычислений подбирает криптографическую подпись в виде хэша. Порядок определения хэша и называется алгоритмом хэширования или майнинга. Новый алгоритм разрабатывается с учетом уязвимости предыдущих. Dagger Hashimoto, используемый для добычи Ethereum, второй по капитализации криптовалюты после Bitcoin, отличается не только серьезной защитой от использования высокопроизводительного майнинг-оборудования, которая всё-таки не устояла и сейчас на рынке есть асики под этот алгоритм, но и широкой сферой применения.

Алгоритмы в криптовалюте

На сегодняшний день существует около тридцати различных алгоритмов, каждый из которых разработан с определенной целью и принципиально отличается от других. В таблице приведены наиболее популярные и перечислены известные криптовалюты, созданные на их основе.

Алгоритм	Примечание	Криптовалюта	Год
SHA256	На этом алгоритме построен классический биткоин, а также множество копирующих его криптовалют. Для майнинга создано специальное оборудование – ASIC.	Bitcoin	2009
		Steemit	2016
		DigiByte	2014
		Peercoin	2012
		Namecoin	2011
Scrypt	Создавался как альтернатива биткоину, предполагалась доступность любому майнеру. С появлением Scrypt-ASIC это преимущество теряется.	Litecoin	2011
		Dogecoin	2013
		Syscoin	2014
		BelaCoin	2014
		Einsteinium	2014
		Potcoin	2014
		ViaCoin	2014
		DNotes	2014
Dagger Hashimoto	Специфика алгоритма требует использования видеокарт с большим объемом оперативной памяти.	Ethereum	2015
		EthereumClassic	2015
		Expanse	2015
		PinkCoin	2014
X13	Поначалу предназначался для майнинга с использованием видео-карт, которые грелись меньше, чем при работе с Scrypt, но китайцы уже разработали ASIC для X13	Navcoin	2014
CriptoNight	Является основой для построения анонимных криптовалют. Это свойство реализовано путем использования кольцевых подписей, чтобы скрыть отправителя. Анонимность получателю обеспечивают одноразовые адреса.	Monero	2014
		ByteCoin	2012
		Dashcoin	2014

SHA 256: с чего все начиналось

Алгоритм, лежащий в основе майнинга легендарного Bitcoin и множества его форков, разработан Агентством национальной безопасности США. При использовании системы безопасности или алгоритма консенсуса Proof-of-Work задача вычисления хэша решается с помощью процессора, CPU и GPU. Понятно, что возможности майнера напрямую зависят от производительности его оборудования. Благодаря этому, алгоритм SHA-256 реализован в большинстве выпущенных на настоящий момент специализированных ASIC-майнеров. Добыча Bitcoin стала привилегией владельцев крупных майнинговых ферм. Алгоритм SHA-256 помимо криптовалюты используется в некоторых протоколах.

Scrypt: баланс между памятью и временем

Для того, чтобы устранить уязвимость SHA-256, разработан второй по популярности алгоритм Scrypt. Процесс майнинга с использованием этих двух протоколов одинаков:

1. На вход подается блок данных.
2. К его обработке применяется хэш-функция.
3. На выходе получается хэш с заданными параметрами.

Принципиальная разница в хэш-функции. Она нарочито сложна. В начале вычислений генерируется вектор битовых последовательностей, которые хранятся в памяти. В процессе получения ключа эти последовательности запрашиваются в случайном порядке, комбинируются, функция постоянно обращается к памяти. В принципе, алгоритм генерации последовательностей известен. Можно не хранить их, а вычислять нужную в момент запроса. В таком случае процесс становится очень медленным. Созданный на основе Scrypt ASIC уже не сможет на порядки превзойти простых майнеров, использующих память.

Какой алгоритм используется в Ethereum

В алгоритме Ethash (до ребрендинга Dagger Hashimoto), применяемом для майнинга Ethereum, также максимально используется фактор памяти. Ethash задает метаданные последнего блока с применением кода Nonce. Случайным образом угадать его невозможно, требуется переборка всех возможных вариантов. Возрастающие требования к памяти объясняется тем, что подмножества для расчетов выбираются из фиксированного файла для вычисления хэшей. Он является направленным ацикличным графом или Directed Acyclic Graph (DAG). Меняется DAG через 125 часов работы или через 30 тысяч блоков. Этот интервал времени, когда задействован определенный DAG, называется эпохой.

Увеличивающаяся сложность майнинга Ethereum обусловлена тем, что алгоритмом консенсуса для Ethash является Proof-of-Work или «Доказательства выполнения работы». Это принцип защиты сетевых систем, цель которого в криптографическом доказательстве того, что для получения результата была выполнена определенная последовательность действий. Надежность защиты Proof-of-Work обеспечивается ростом сложности вычислений. А рост возможен только в процессе активного майнинга.

В недалеком будущем Ethereum планирует перейти на систему защиты Proof-of-Stake или «Доказательства доли владения». Переход требует переписывания значительной части кода и длительной отладки жизнеспособности системы. Хардфорк, посредством которого будет произведен переход на новый алгоритм консенсуса, планируют назвать Constantinople. Основное преимущество – независимость безопасности системы от объемов майнинга. Монеты на алгоритме Ethash станут самыми безопасными среди подобных.

Важно! К 2020 году из-за роста сложности вычислений значительно увеличатся затраты электроэнергии затраченной на майнинг. Переход на Proof-of-Stake – стремление разработчиков Ethereum быть боле экологичными, но при этом сохранить надёжность системы.

В структуре алгоритма Ethash есть существенная особенность, отличающая ее от Bitcoin. Это дополнительное поле в транзакции, содержащее смарт-контракт. В нем может быть заключен алгоритм определенной процедуры (например, перевод денег) между двумя участниками. Все условия и сроки прозрачны для сторон сделки, выполнение отслеживается и регулируется смарт-контрактом. Такие возможности обеспечивают востребованность алгоритма не только для майнинга, но и во многих других сферах: финансах, страховании, торговле и других.

История от Hashimoto до Dagger Hashimoto или Ethash

Алгоритм Dagger Hashimoto соединил в себе лучшие характеристики двух алгоритмов:

1. Hashimoto от Thaddeus Dryja, использующий блокчейн в качестве источника данных. Этот алгоритм позволил реализовать два важных преимущества платформы Ethereum: сложность создания ASIC устройств и полноценное хранение blockchain.
2. Dagger, разработанный канадским программистом с российскими корнями Виталиком Бутериным, использующий в качестве источника данных DAG файл размером более 2ГБ, на данный момент, обновляющийся через определенное количество созданных блоков. Этот алгоритм реализует третье существенное преимущество Ethereum: сочетание трудоемких вычислений с задействованием большого количества памяти с достаточно легкой и эффективной поверкой блока тонким клиентом.

Dagger Hashimoto появился в 2013 году. Тогда же Виталик Бутерин впервые сообщил в своей публикации о проекте криптовалюты Ethereum. В следующем 2014 году он выиграл за идею этого проекта престижную премию World Technology Award, обойдя самого Цукерберга. Весной 2015 года описание Ethereum появилось в Желтой книге, а 30 июля 2015 года состоялся официальный запуск. В это же время разработчики упростили Dagger Hashimoto и произвели ребрендинг. Алгоритм теперь называется Ethash. От Hashimoto его отличает использование в качестве источника данных DAG файла. Разница между Dagger и Ethash в том, что этот набор является полупостоянным и обновляется через определенные промежутки времени.

Получится ли у производителей ASIC сделать реального конкурента рядовым майнерам Ethereum

Новость о том, что крупнейшая китайская компания Bitmain работает над созданием первого ASIC-майнера для добычи Ethereum давно мелькала в интернете и в китайских средствах массовой информации. Выход нового устройства на рынок ожидается в июле 2018 года. Начиная с 2015 года алгоритм Ethash успешно сопротивлялся появлению мощного спецоборудования за счет предъявления высоких требований к быстродействию и объему памяти.

По информации, что появилась в открытом доступе, новый ASIC Antminer E3 будет содержать три материнские платы, в каждой из которых установлено 6 чипов для майнинга и столько же модулей памяти по 4 ГБ оперативной памяти третьего поколения DDR3. Эффективная вычислительная мощность или hashrate составит 180 мегахэш в секунду. Энергопотребление 800 Ватт. Вес 13 килограмм и не совсем стандартные размеры, по высоте он почти вдвое превышает другие продукты компании Bitman.

Анализ перспектив использования Antminer E3, проведенный на основании имеющихся данных, показывает, что ASIC по производительности почти не будет превосходить обычную майнинг-ферму на современных видеокартах GPU. В ситуации с другими криптовалютами появляющиеся устройства ASIC показывали производительность в десятки раз выше универсальных процессоров. Так что можно сказать, что труды по защите алгоритма от асик устройств не прошли даром.

Важно! Имея такое небольшое преимущество, Antminer E3 не сможет убрать майнеров на GPU с рынка, у него получится лишь снизить их прибыль.

Вполне реально, что разработчикам Ethereum удастся раньше 20 года перейти на алгоритм консенсуса Proof-of-Stake и тогда Antminer E3 окажется бесполезным. Для реализации этого перехода разработчики Ethereum Виталик Бутерин и Влад Замфир работают над протоколом Casper, котрый снизит влияние майнинга на сеть, за счет частичного перехода на Proof-of-Stake. Некоторые криптовалюты уже используют гибридную систему эмиссии, но платформа Ethereum – это совсем другой уровень. Если протокол Casper удастся успешно реализовать, разработчики других криптовалют тоже задумаются о переходе и это может перейти в массовое явление.

Источник