Алгоритмы майнинга

Биткоин уже существует с 2009 года, и с тех пор криптоиндустрия развивается каждый год быстрее и быстрее. Но каждая криптовалюта основана на определенном алгоритме, с помощью которого проводится хеширование, для создания блоков в блокчейн.

Из-за множества монет, существует множество способов вычислений, позволяющие поддерживать сеть блокчейна, получая за это награду, это называется майнингом.

Таблица алгоритмов для майнинга

Как мы видим, все монеты, которые можно майнить, объединяются алгоритмом PoW.

В данной статье мы расскажем о теме “алгоритмы майнинга”, и то, как они устроены.

Алгоритмы майнинга

SHA-256

Как работает SHA-256? Алгоритм SHA-256, как и другие хэш-функции, принимает любой входной сигнал и выдает выходной (часто называемый хэшем) фиксированной длины. Неважно, что на входе - одно слово, полное предложение, страница из книги или целая книга, выход алгоритма хэширования SHA256 всегда будет одной и той же длины. Точнее, она будет равна 256 битам, что составляет 32 байта, которые отображаются как 64 буквенно-цифровых символа. Все выходные данные выглядят совершенно случайными и не содержат никакой информации о входных данных, которые их создали. Другие важные характеристики SHA-256 включают тот факт, что он является детерминированным (он всегда будет выдавать один и тот же результат при одинаковых входных данных) и тот факт, что он является односторонней функцией. Невозможно перепрограммировать входные данные, зная выходные. Наконец, SHA-256 эффективен с вычислительной точки зрения, и обычный компьютер может выполнять эту операцию десятки или даже сотни раз в секунду. Алгоритм SHA-256 важен, поскольку он является неотъемлемой частью майнинга в сети Биткоин, а также во многих более мелких сетях блокчейна Proof of Work. Его роль особенно важна, учитывая, что биткоин (BTC) был первым в мире блокчейном и в настоящее время является крупнейшей виртуальной валютой по общей рыночной капитализации.

Обеспечение Proof of Work

SHA-256 был первым алгоритмом хэширования, который использовался для проверки транзакций в сети блокчейн через механизм консенсуса Proof of Work. Важно отметить, что Биткоин на самом деле не был первой системой Proof of Work. HashCash, алгоритм Proof of Work, изобретенный в 1997 году, широко считается первой реализацией. Сатоши Накамото упомянул HashCash в качестве источника влияния на сеть Биткоин в "белой книге": "Чтобы реализовать распределенный сервер временных меток на одноранговой основе, нам потребуется использовать систему proof-of-work, аналогичную Hashcash Адама Бэка".

В основных терминах, хэш SHA 256 поддерживает сеть Proof of Work, в которой компьютеры соревнуются в решении сложной математической задачи. После того как один компьютер находит решение, он передает его остальным компьютерам в одноранговой сети. Это доказывает их работу другим компьютерам, которые пытались решить ту же задачу, поскольку каждый компьютер в сети проверяет решение независимо. Если решение оказывается точным, майнер, который его нашел, получает вознаграждение. Затем дается новая задача, и соревнование начинается снова.

Кто изобрел SHA-256?

SHA-256 - не единственный алгоритм в семействе алгоритмов безопасного хэширования (SHA). На самом деле это лишь одна из разновидностей класса безопасных алгоритмов хэширования, опубликованных Национальным институтом стандартов и технологий (NIST) в качестве Федерального стандарта обработки информации США (FIPS).

Bitcoin (BTC)

Биткоин (BTC) использует алгоритм хэширования SHA-256 с момента своего запуска в 2009 году. Это привело к появлению новых, все более мощных установок для майнинга. Эти новые установки называются майнерами на базе прикладных интегральных схем (ASIC). В сообществе Биткоин возникли серьезные разногласия по поводу того, следует ли сети принимать меры для повышения устойчивости ASIC. Сторонники утверждают, что устойчивость ASIC поможет предотвратить рост монополий майнинговых ферм и возможную централизацию поставок BTC. Среди разработчиков также обсуждалась идея перехода на другую хэш-функцию или переход на другой механизм консенсуса блокчейна (например, Proof of Stake).

Несмотря на эти опасения, никаких серьезных изменений в отношении использования в сети алгоритма SHA-256 сделано не было. Вероятно, это связано с тем, что для большинства людей безопасность сети важнее устойчивости к ASIC. Атаки 51% никогда не были проблемой для сети Биткоин. На момент написания статьи стоимость одной только электроэнергии для часовой атаки обойдется почти в $350 000. Эта цифра не включает в себя сумму денег, необходимую для покупки всего оборудования для проведения такой атаки. В реальности стоимость часовой атаки будет намного, намного выше.

Некоторые блокчейн-проекты использовали хард форки для создания собственных монет, которые пытаются улучшить дизайн SHA-256 Биткоина. Например, Bitcoin Diamond (BCD) был запущен в ноябре 2017 года, когда два известных майнера решили покинуть сеть биткоина. Разработчики Bitcoin Diamond решили перейти с SHA-256 на алгоритм хэширования X11 из-за его улучшенной устойчивости к ASIC.

Доминирование ASIC

Важно отметить, что алгоритм хэширования SHA-256 никогда не был задуман как устойчивый к мощным машинам. Дебаты по поводу устойчивости ASIC в сетях блокчейн возникли задолго до появления Биткоина.

Согласно одному из отчетов, эволюцию оборудования для майнинга Биткоина можно разделить на шесть поколений. Когда сеть была запущена в 2009 году, поддерживались только центральные процессоры. Это создало справедливую систему для всех майнеров в сети. Эта динамика изменилась, когда более поздние поколения оборудования для майнинга стали общедоступными. Каждое новое поколение майнинговых установок было способно производить больше хэш-мощностей, чем предыдущее. На сеть повлияло появление GPU (2010), FPGA (2011) и ASIC (2012/2013). Со временем это сделало более доступные варианты, такие как CPU и GPU, менее жизнеспособными для добычи криптовалюты.

Сегодня ASIC явно доминируют в сети и постоянно становятся все более мощными. Это хорошо видно при изучении графика хэшрейта сети Биткоин за все время ее существования. Лучший асик на биткоин в 2023 году

Ethash

Все монеты на базе Ethereum используют алгоритм Ethash. Ethash - это модификация алгоритмов SHA3-256, SHA3-512, чтобы сделать майнинг более устойчивым к ASIC, но при этом достаточно простым, чтобы сеть могла легко его проверить. Создатели говорят, что Ethash устойчив к ASIC, потому что для его добычи требуется много компьютерной памяти.

По сути, при добыче Ethash компьютеры пытаются многократно угадать правильное решение - фактически многократно хэшируя каждый блок транзакции. Если майнер находит правильный ответ, вознаграждение выплачивается в Ether. В настоящее время в Ethereum используется PoW, но со временем планируется перейти PoS. В результате распределенный консенсус будет достигаться более легко и с меньшими затратами ресурсов. Это повлияет на способ добычи ETH.

Как мы уже говорили, Ethash является членом семейства SHA или безопасных хэш-алгоритмов. Ethash очень четко документирован, и эта документация постоянно обновляется. Это означает, что разработчики могут легко создавать свои собственные приложения на основе Ethash.

Какие монеты основаны на алгоритме Ethash?

Самой популярной монетой, использующей Ethash, является, конечно же, ETH - или Эфир. Виталик Бутерин создал ETH, потому что у него была идея разработать не просто монету, а целое децентрализованное приложение для больших компьютерных сетей. В блокчейне Ethereum есть токен стоимости - он называется Ether.

Смарт-контракты наряду с виртуальной машиной Ethereum позволили создать сотни различных токенов ERC-20, все из которых используют тот же алгоритм хэширования, что и оригинальная монета Ethereum - Ether. В 2016 году в Ethereum произошел жесткий форк, в результате которого он разделился на новую монету под названием Ethereum Classic, которая также использует Ethash, но имеет несколько иные характеристики.

Какое оборудование можно использовать для добычи ETH?

Теоретически вы можете построить ASIC-майнер для добычи монет на основе Ethash, но из-за высоких требований к памяти ASIC-майнеры обычно неэффективны. Напротив, майнинговая установка CPU+GPU с достаточным объемом оперативной памяти обычно позволяет добывать ETH с прибылью.

Однако вам нужно следить за направлением движения ETH, потому что он должен перейти от принципа PoW к принципу PoS. PoW требует большой компьютерной мощности для решения блоков Ethash, и вычислительная мощность, к которой имеют доступ майнеры, определяет размер вознаграждения - вознаграждение получит тот майнер, который быстрее всех рассчитает транзакцию.

В Proof of Stake все иначе: вознаграждение зависит от количества Ethereum, которым вы владеете в любой момент времени - оно больше не зависит от доступной вам вычислительной мощности. Все основано на создании мастер-узлов. В результате способ добычи Ethereum изменится, но мы пока не знаем, когда это произойдет.

Итак, для Ethash преимуществом является то, что для его добычи нельзя использовать ASIC-майнеры и что домашние компьютеры по-прежнему могут эффективно добывать монеты Ethash. Однако собрать установку для добычи Ethash не так-то просто, и, конечно, предстоит переход от к Proof of Stake.Что майнить после эфира в 2023 году!

Scrypt

Определяющей характеристикой Scrypt является то, что при его добыче используется много памяти, а также требуется много времени для выполнения подбора. Scrypt используется при добыче криптовалюты, и Scrypt усложняет конкуренцию ASIC-майнеров в добыче криптовалюты.

В то время как Bitcoin использует алгоритм SHA-256, Scrypt отличается от него. Если Биткоин легко добывать с помощью ASIC-майнера, то со Scrypt дело обстоит иначе. Такие монеты, как биткоин, которые легко майнить с помощью ASIC, вызывают проблемы в криптовалютном сообществе, поскольку это дает преимущество людям с глубокими карманами и ресурсами, по сути, подразумевая, что криптовалюта, которую можно майнить с помощью ASIC, больше не является децентрализованной.

Монеты, добывающиеся на алгоритме Scrypt довольно популярны, так как вы можете добывать их даже на домашнем компьютере, с помощью мощных GPU.

Как работает алгоритм Scrypt?

Первый человек, стоящий за данным алгоритмом добычи - Колин Персиваль. Был произведен для криптографической защищенности онлайн-сервисов, хранящие резервные копии операционных систем, базирующихся на UNIX. Уникальность приведенного алгоритма, основывается на искусственном усложнении разгадки блока. Они рандомным образом наполняют механизм “мусором”, ввиду чего обработка идет дольше.

Когда Scrypt используется для проверки ключа пользователя, задержка, вызванная шумом, незаметна, но если преступник пытается проникнуть в сеть методом перебора, это означает, что Scrypt сильно усложняет процесс перебора. Поэтому любая монета на основе Scrypt потребует большого количества участников майнинга, каждый из которых выполняет небольшую работу.

Добыча монеты на основе Scrypt

Перед выбором монеты для майнинга, рассчитайте то, каким способом вы будете ее добывать. Лучшие способ, это, конечно же, майнинг на ASIC, но также можно и заниматься добычей на майнинг ферме из видеокарт. Litecoin не так требователен, как Bitcoin, но все же лучше заниматься добычей в пуле.

Однако производители ASIC не стоят на месте, и теперь вы можете найти ASIC-установки, способные добывать монеты Scrypt. В любом случае, если вы добываете в одиночку, вам понадобятся огромные ресурсы для продуктивной добычи Scrypt. Объединение с другими майнерами в пул Scrypt - лучший вариант, вы можете внести свою собственную добывающую мощность в пул, чтобы повысить общие шансы на получение вознаграждения. Это дает более быстрые результаты добычи, но общее вознаграждение ниже.

Существуют различные пулы для добычи Scrypt, и мы советуем вам обратить внимание на то, как устроен пул. Некоторые пулы, добывающие Scrypt, добывают и другие монеты, а некоторые добывают только одну монету Scrypt. Если вы хотите получать стабильный доход, лучше всего остановиться на пуле, который добывает только одну монету Scrypt.

Какие монеты используют Scrypt?

Несомненно это Litecoin. А также каждый его форк будет также использовать этот алгоритм. Еще одна, возможно более популярная монета - Dogecoin, который также можно добывать на асиках или майнинг ферме. Майнинг Litecoin

X11

X11 представляет собой алгоритм майнинга, смешивающий в себе одиннадцать других, соединяя их. Его составными алгоритмами являются:

• Blake
• Bmw
• Cubehash
• Echo
• Groestl
• Jh
• Keccak
• Luffa
• Shavite
• Simd
• Skein

Изначально X11 был создан потому, что его разработчики хотели преодолеть трудности классического алгоритма, используемого многими криптовалютами - вспомните SHA256 для Bitcoin или Scrypt для Dogecoin и Litecoin. Причина, по которой эти алгоритмы майнинга стали проблематичными, заключается в том, что майнеры ASIC начали брать на себя добычу монет, работающих на этих алгоритмах, затрудняя всем остальным эффективную добычу с помощью стандартного оборудования. В результате монеты стали более централизованными.

Тот факт, что в составе X11 используется так много различных алгоритмов, означает, что ASIC-майнеры не могут действительно добывать X11 - потому что ASIC-майнеры хороши только для очень специфических задач, таких как добыча определенного алгоритма. Еще одно преимущество заключается в том, что X11 может быстро хэшировать, используя CPU и GPU, при этом GPU остаются более холодными - по сравнению с высокой температурой, возникающей при добыче SHA256 или Scrypt. В целом X11 предназначен для децентрализации добычи криптовалюты.

Монеты, использующие X11

Dash - самая популярная монета, работающая на X11. Ранее она также была известна под названиями Xcoin и DarkCoin. Несмотря на то, что за прошедшие годы Dash несколько раз меняла название, сейчас она известна как криптовалюта, которая предлагает своим пользователям мгновенные транзакции, частные транзакции и большую децентрализацию - бюджет и управление менее централизованы, чем у других монет. Dash также имеет очень активное и вовлеченное сообщество.

Другие монеты также используют X11, но Dash, безусловно, является самой популярной из монет, основанных на X11. Одним из примеров является Startcoin, который был призван помочь продвижению краудфандинга, частично поддерживая изменения. Другая монета X11 - Digitalcoin, которая утверждает, что делает отправку денег более приватной, быстрой и безопасной. У Spreadcoin есть вариант X11 под названием SpreadX11, который имеет интересную особенность X11: он не позволяет объединять мощности для майнинга. Идея заключается в том, чтобы максимизировать степень децентрализации монеты путем распределения майнинговой активности.

Оборудование для майнинга X11

У X11 есть важное преимущество: частные лица по-прежнему могут использовать обычные компьютеры с быстрым GPU для добычи монет X11, таких как Dash. Существует небольшое количество ASIC-майнеров, способных эффективно добывать X11, что снижает конкуренцию за добычу монет X11. Существуют ASIC-майнеры, которые могут добывать такие монеты, как Dash, но растущая сложность добычи Dash привела к тому, что эти ASIC-майнеры очень быстро обрели популярность.

Есть еще одно преимущество X11, если сравнивать его с такими алгоритмами, как SHA256 или Scrypt: X11 в целом менее требователен к аппаратному обеспечению, что означает меньшее потребление электроэнергии при добыче монет X11. Это также означает, что при добыче X11 графические процессоры охлаждаются примерно на 30% по сравнению с использованием GPU для добычи другого алгоритма.

Если вы хотите эффективно добывать монеты X11, вам необходимо иметь компьютер с мощным GPU. На сайте Dash есть страница, где описано, что нужно сделать, чтобы собрать установку для добычи X11. На сайте также приведены хэшрейты для конкретных графических процессоров, чтобы вы могли понять, приведет ли выбранный вами GPU к прибыльной добыче. Тем не менее, поскольку ASIC-установки X11 не представлены на рынке, стало сложнее добывать X11 с помощью домашней майнинг-установки.

Тем не менее, добыча X11 остается более энергоэффективной, а установки ASIC для майнинга еще не получили широкого распространения в добыче X11. С другой стороны, для добычи X11 по-прежнему требуется сложная в изготовлении установка, а X11 также ограничивается одной популярной монетой - Dash. Другие монеты X11, действительно, не очень известны.

Заключение

С каждым годом развиваются новые блокчейн проекты, вероятно, вытесняющие старые, и майнинг остается все еще актуален, но уже не так, как в 2017 году. В данной статье мы рассмотрели основные алгоритмы для добычи криптовалюты, зачем они созданы, и то, как они устроены, надеемся что информация была полезна и интересна.

Майнинг, Алгоритмы