0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Алгоритм Эфириума: как называется, принцип работы, особенности

Алгоритм Эфириума: как называется, принцип работы, особенности

  • Какой алгоритм у Эфириума: обзор Ethash
    • Описание алгоритма Эфириума
  • ETH алгоритм: история Ethash
  • Принцип работы алгоритма Ethereum
  • Какой алгоритм у Ethereum, мы выяснили, а как обстоят дела с майнингом?
  • Другие монеты на основе алгоритма Эфириума (Ethash)

ETH — популярная монета среди майнеров. Многие геймеры переквалифицировались в майнеров, и начали добывать на своих игровых видеокартах Ethereum. Алгоритм майнинга Эфира называется Ethash. Главной его особенностью считаются повышенные требования к ОЗУ графических процессоров, а также стойкость к добыче криптовалюты ASIC-майнерами. Такие отличия обусловлены спецификой архитектуры алгоритма, а также принципами ее построения.

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.

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.

Почему Ethash привязан к памяти?

Каждая операция смешивания требует 128-байтового чтения из DAG (см. Рисунок 1, шаг 2).

Для хеширования одного одноразового номера требуется 64 микса, в результате чего (128 байт х 64) = 8 КБ чтения памяти. Чтение с произвольным доступом (каждая 128-байтовая страница выбирается псевдослучайно на основе функции смешивания), поэтому помещение небольшого фрагмента DAG в кэш L1 или L2 не очень поможет, так как следующая выборка DAG с большой вероятностью приведет к отсутствию кэша.

Поскольку извлечение страниц DAG из памяти намного медленнее, чем вычисление смешивания, мы почти не увидим улучшения производительности от ускорения вычисления смешивания.

Лучший способ ускорить алгоритм хэширования Ethash — ускорить выборку 128-байтовой страницы DAG из памяти.

Таким образом, мы считаем алгоритм Ethash жестко привязанным к памяти или связанным с памятью, поскольку пропускная способность памяти системы ограничивает нашу производительность.

Чего ждать майнерам

Соответственно, нужно разграничивать ситуацию с будущим асиков и будущим видеокарт. Асики как устройства, «заточенные» на один алгоритм (в данном случае Ethash), можно будет переключить на аналогичные проекты вроде Ubiq или Expanse. Да, доходность здесь будет не такой высокой, но это не приговор даже таким узконаправленным устройствам. Ещё совсем недавно актуальным был и Ethereum Classic, но он перешёл на усовершенствованный алгоритм Etchash в ходе хардфорка Thanos.

Для видеокарт же и вовсе нет никаких пределов, ведь они могут работать на абсолютно любом доступном криптовалютном алгоритме. ГЛАВНОЕ преимущество заключается в том, что не считая некоторых топовых криптовалют владельцам GPU больше не придётся делить хешрейт с владельцами асиков, поскольку они, за небольшими исключениями, запрограммированы преимущественно на алгоритмы SHA-256 и Scrypt (иногда встречается более редкий Kadena). Кроме того, всегда можно диверсифицироваться как в отношении вложений в криптовалюту, так и оборудования, то есть майнить и на асиках, и на видеокартах самые прибыльные монеты.

Однако, повторимся, во-первых, неясны точные сроки полного и окончательного перехода Ethereum на PoS, да и вообще не исключено, что разработчики остановятся на гибридном алгоритме. Это не означает «смерть майнинга на видеокартах», а лишь потребует диверсификации в выборе блокчейна. Во-вторых, на видеокартах по-прежнему можно майнить хоть Bitcoin, хоть Ethereum Classic, хоть любой другой из почти 6 000 криптовалютных проектов, доступных всем и каждому.

Как майнить Эфир

Краткая инструкция, как майнить эфир:

  1. Создайте криптовалютный кошелек для хранения добытых эфиров.
  2. Выберите оборудование и рассчитайте его окупаемость и доходность при помощи калькулятора для майнинга — это могут быть устройства ASIC или видеокарты.
  3. Зарегистрируйтесь в пуле для майнинга.
  4. Установите и настройте оборудование.
  5. Начинайте майнить эфир!

Смотрите пошаговую инструкцию, как майнить Эфириум:

Пошаговая инструкция по майнингу Ethereum

Ниже вы найдете все подробности майнинга Ethereum. Для майнинга Эфириума, впрочем, как и для любой другой криптовалюты, необходим доступ к бесперебойному интернет-подключению.

Ниже приведены основные шаги, которые нужно предпринять прежде, чем приступать непосредственно к добыче криптовалюты.

Во-первых, следует определиться с оборудованием, с помощью которого будет производиться добыча монет. Майнинг Эфириума возможен как с помощью ASIC-майнеров, так на видеокартах. При выборе оборудования важно отталкиваться от бюджета и поставленных целей. Отметим, что для более эффективной добычи рекомендуется устанавливать майнинг-фермы.

Следующий шаг — создание цифрового кошелька, в котором будут храниться добытые ETH. Наиболее популярные из них — MyEtherWallet, MetaMask, Jaxx, Coinomi. Для повышенного уровня надежности сбережений рекомендуется использовать аппаратные кошельки, например, таких производителей, как Trezor или Ledger.

Стоит сказать, что Ethereum использует алгоритм криптовалют Ethash. Он, как и все прочие алгоритмы, работает по принципу хеширования метаданных последнего блока в блокчейне с помощью специального кода под названием nonce. Это случайное двоичное число, задающее уникальное значение хеш-функции.То есть каждому новому блоку присваивается новое значение, а майнеры пытаются угадать nonce.

Тот майнер, а в большинстве случаевпул для майнинга, который нашел нужное число, получает вознаграждение.

Единственный способ – нахождение решения с помощью цикличного поиска из всех возможных вариантов. Происходит поиск до тех пор, пока один из компьютеров не обнаружит правильное значение, тем самым запустив алгоритм хеширования. Цикл повторяется каждые 12 секунд.

Ethereum в 2021 – надо ли начинать

Мы всегда будем говорить, что майнинг не может быть убыточным, если грамотно подойти к вопросу выбора оборудования, пула и программы-майнера. Добыча на домашнем ПК уже невыгодна, а вот собрать ферму из 4 и более GPU Nvidia или AMD – вполне достойный доход. Пока ещё есть возможность, стоит заняться получением криптовалюты. Тем более, что даже после перехода ETH на PoS останутся другие монеты, которые тоже могут приносить прибыль.

Эфириум(Ethereum) использует алгоритм хеширования Ethash, который отличается от хэша биткоина. Ethash несовместим с хеширующим оборудованием (ASIC) для майнинга биткоинов.

Описание алгоритма

Эфириум не имеет лимитов эмиссии. Майнинг осуществляется с помощью протокола «доказательства работы» Proof-of-work (PoW).

Новые блоки появляются каждые 12 секунд. Вознаграждение за блок получает тот участник майнинга, который первым найдет хэш, соответствующий ответу на задачу. Далее он передает блок по сети, чтобы каждый узел добавил его в копию блокчейна.

Ethash использует альтернативные версии алгоритмов SHA3-256 и SHA3-512. Из-за них майнинг проходит много быстрее, чем у биткоина. Что важно – и много дешевле. В этом серьезные преимущества эфириума.

Алгоритм майнинга эфириум(Ethash) выполняет следующие функции:

  • Защита криптосети от хакеров. Ethash -наиболее надежный алгоритмам майнинга. Если злоумышленникам и удастся взломать узел, это не нарушит работу блокчейна.
  • Проверка отправителя транзакции. Личный ключ пользователя виртуальной сети шифруется и включается в заголовок операции. Наличие подписи гарантирует, что отправитель планирует передать определенный объем средств.

Варианты майнинга

Вариантами являются фермы для майнинга(соло-майнинг), либо майнинг-пулы, когда участники вкладывают их мощности и получают доход по сумме вложений. Во втором случае результат достигается быстрее. Соло-майнинг очень редок.

Популярен и облачный майнинг эфириума, когда берут в аренду мощности специальных компаний и используют их для соло-майнинга или работы через пул. Преимущество в том, что не нужно закупать оборудование и тратить много средств на электричество и обслуживание фермы.

Переход на Proof-of-State(PoS)

Этот переход предусмотрен дорожной картой развития площадки валюты, но все не раз откладывалось. Здесь майнеры получают вознаграждение лишь на проценте от транзакций. При этом скорее всего не будет соревнования за мощности вычисления.

Другие криптовалюты на этой основе

Существует еще ряд проектов на основе этого алгоритма:

  • Эфириум Классик;
  • Pirl;
  • Expanse;
  • Ubiq;
  • Metaverse;
  • Musicoin.

Есть и другие криптовалюты, созданные на основе алгоритма эфириума.

Что нужно для работы

Если готовите оборудование для майнинга эфириума, то позаботьтесь о необходимом количестве видеопамяти видеокарт, теперь требуется минимум три гигабайта и показатель будет расти в будущем.

Заключение

Ethash – удачный алгоритм. У него сильная защита от ASIC-майнеров и стабильность. Предполагается, что алгоритм будет использоваться в новых проектах с другими валютами.

Как работает Эфириум? (Часть 4: Proof-of-Work, майнинг)

(Продолжение. Ссылки на предыдущие части статьи: 1, 2 и 3.)

Proof-of-Work и майнинг

В разделе «Блоки» мы уже вкратце ознакомились с концепцией сложности блоков. Алгоритм, придающий смысл сложности блоков, называется Proof-of-Work (PoW).

Proof-of-Work-алгоритм Эфириума называется «Ethash» (ранее был известен как Dagger-Hashimoto).

Алгоритм можно представить в виде следующей формулы:

где m – это mixHash, nnonce, Hn заголовок нового блока (исключая компоненты nonce и mixHash, которые необходимо рассчитать), Hn – nonce заголовка блока, а d – это направленный ациклический граф ( directed acyclic graph, DAG), большой набор данных.

В разделе «Блоки» мы говорили о том, из каких элементов составляется заголовок блока. Два из этих компонентов назывались mixHash и nonce. Как вы можете помнить,

  • mixHash – это хэш, который, в сочетании с nonce, служит подтверждением того, что для данного блока было выполнено достаточное количество вычислительных операций;
  • nonce – это хэш, который, в сочетании с mixHash, служит подтверждением того, что для данного блока было выполнено достаточное количество вычислительных операций

Для расчёта этих двух элементов используется функция PoW.

То, как именно mixHash и nonce рассчитываются при помощи функции PoW – довольно сложная тема. Возможно, в будущем я напишу отдельный пост, посвящённый её подробному изучению. Но если не вдаваться в подробности, то это работает следующим образом:

Для каждого блока рассчитывается начальное значение, разное для каждой «эпохи.» Продолжительность каждой эпохи – 30 000 блоков. Для первой эпохи, начальное значение представляет собой хэш серии из 32 байтов нулей. Для каждой последующей эпохи – это хэш предыдущего хэша начального значения. При помощи этого начального значения нода может рассчитать псевдослучайный «кэш».

Этот кэш чрезвычайно полезен, так как позволяет использовать «лёгкие ноды,» о которых мы говорили ранее. Цель лёгких нод заключается в предоставлении определённым нодам способности эффективно верифицировать транзакции без бремени хранения всех данных блокчейна. Лёгкая нода может проверить действительность транзакции, основываясь исключительно на этом кэше, поскольку кэш может регенерировать определённый блок в случае необходимости его верификации.

Используя кэш, нода может генерировать массив данных, в котором каждый объект зависит от небольшого количества псевдослучайно выбранных элементов кэша. Все майнеры должны сгенерировать этот полный массив данных. Все полные ноды и майнеры хранят его целиком и его объём увеличивается со временем.

Затем майнеры должны взять случайные фрагменты массива данных и пропустить их через математическую функцию, чтобы хэшировать их вместе в «mixHash.» Майнер будет многократно генерировать mixHash до тех пор, пока выходной сигнал не будет ниже желаемого целевого значения nonce. Когда выходной сигнал будет отвечать этому требованию, это значение nonce будет считаться действительным и блок можно будет добавить в блокчейн.

Майнинг как механизм защиты

В общем, цель PoW заключается в том, чтобы криптографически доказать, что для получения некоего результата была выполнена определённая последовательность вычислительных действий (т.е. nonce). Нет лучшего способа найти значение nonce, которое не будет превышать установленное пороговое значение, чем перебор всех возможных вариантов.Выходные данные многократно применяемой хэш-функции имеют однородное распределение, так что мы можем быть уверены в том, что, в среднем, время, необходимое для нахождения такого значения nonce зависит от порога сложности: чем выше сложность, тем больше времени занимает его поиск. Таким образом, алгоритм PoW придаёт смысл концепции сложности, используемой для обеспечения безопасности блокчейна.

Что мы подразумеваем под безопасностью блокчейна? Это просто: мы хотим создать блокчейн, которому сможет доверять КАЖДЫЙ пользователь. Как мы уже упоминали ранее, в случае образования более чем одной цепочки пользователи могут потерять доверие, так как не смогут разумно определить, какую цепочку считать «действительной.» Для того чтобы группа пользователей приняла глобальное состояние сети, хранимое в блокчейне, нам нужен один канонический блокчейн, которому доверяет множество людей.

Именно это обеспечивает алгоритм PoW: он гарантирует, что определённый блокчейн будет оставаться единым, делая для подразумеваемых злоумышленников задачу создания новых блоков и изменения части истории транзакций или поддержки форка чрезвычайно затруднительной. Для того чтобы их блоки подтверждались быстрее, атакующим нужно будет постоянно находить значение nonce быстрее всех остальных участников сети – так, чтобы сеть, основываясь на принципах протокола GHOST, о котором мы упоминали ранее, приняла их цепочку как самую длинную. Это возможно только в том случае, если атакующие контролируют более половины майнинговой мощности сети – сценарий, известный как атака 51%.

Майнинг как механизм распределения благосостояния

Помимо обеспечения безопасности блокчейна, PoW является также способом распределения благосостояния в пользу тех, кто расходует свои вычислительные ресурсы для обеспечения безопасности сети. Мы уже говорили о том, что майнеры получают вознаграждение за формирование блока, которое включает:

  • фиксированное вознаграждение в размере 5 ETH за «выигравший» блок (вскоре будет уменьшено до 3 ETH);
  • стоимость газа, израсходованного при выполнении включённых в блок транзакций;
  • дополнительное вознаграждение за включение в блок оммеров.

Для того чтобы обеспечить устойчивость использования PoW в качестве механизма консенсуса для обеспечения безопасности и распределения благосостояния в долгосрочной перспективе, Эфириум постоянно стремится:

  • Сделать сеть доступной для как можно большего числа людей. Другими словами, люди должны иметь возможность работать с алгоритмом без непременного использования специализированного или редкого оборудования. Цель заключается в том, чтобы сделать модель распределения благосостояния открытой настолько, насколько это возможно – так, чтобы каждый мог предоставить любое количество вычислительной мощности и получить за это вознаграждение в эфирах.
  • Уменьшить возможность для каждой отдельной ноды (или небольшой группы из них) получить непропорционально большую прибыль. Если нода может получить непропорционально большую прибыль, это значит, что она имеет чрезмерное влияние на определение состояния канонического блокчейна. Это крайне нежелательно, так как снижает безопасность сети.

В блокчейне Биткойна, одна из проблем, возникающих в связи с указанными двумя свойствами, заключается в том, что алгоритм PoW является хэш-функцией SHA256. Слабость этого типа функций заключается в том, что её можно намного эффективнее решить, используя специализированное майнинговое оборудование, известное как ASIC.

Для того чтобы уменьшить влияние этой проблемы, создатели Эфириума разработали свой PoW-алгоритм (Ethhash) таким образом, чтобы расчёт значения nonce требовал не только большого количества памяти, но и значительной пропускной способности. Высокие требования к памяти затрудняют для компьютера использование своей памяти для нахождения значения nonce нескольких блоков одновременно, а высокие требования к пропускной способности затрудняют одновременный поиск нескольких nonce даже для супербыстрых компьютеров. Это снижает риск централизации сети и создаёт более равноправные условия игры для выполняющих верфикацию нод.

Надо также сказать о планируемом переходе Эфириума с PoW на другой механизм достижения консенсуса, называемый Proof-of-Stake, но отдельная огромная тема, которой я надеюсь посвятить отдельный пост.

Заключение

Надеюсь, вы дочитали этот пост до конца.

Я знаю, в нём есть немало пищи для размышлений. Если вам понадобится прочесть его несколько раз, чтобы понять всё в нём описываемое, это совершенно нормально. Я читала «жёлтую книгу», «белую книгу» и различные фрагменты базы кода Эфириума много раз прежде чем смогла полностью понять происходящие процессы.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector