Алгоритм dagger hashimoto: Алгоритм Ethash / Хабр

Содержание

Алгоритм Ethash / Хабр

Обзор алгоритма Ethash

В этой статье я расскажу про алгоритм Ethash, который используется для майнинга различных криптовалют, но главная из них это, конечно, Ethereum. Ethash — это Proof of Work (PoW) алгоритм, который является последней версией алгоритма Dagger-Hashimoto, хотя его больше нельзя назвать таковым, так как многие из исходных функций обоих алгоритмов были кардинально изменены.

Термин Proof of Work означает, что майнеры ищут решение (“nonce” или одноразовый номер), которое при хешировании выдаст значение меньше целевого порога, который предварительно задан. Из-за криптографического характера хеш-функции практически невозможно обратное вычисление одноразового номера (“nonce”), удовлетворяющего целевому пороговому пределу. Только если вручную перебирать все возможные варианты.

Алгоритм Dagger-Hashimoto был придуман путем соединения алгоритма Dagger — Виталика Бутерина (одного из основателей Ethereum) и алгоритма Hashimoto Thaddeus Dryja. Он создавался, для того чтобы затруднить майнинг для ASIC-оборудования (Application Specific Integrated Circuits), а также для того, чтобы была легкая проверка и полное хранение в цепочке.

Затруднение майнинга для ASIC-оборудования необходимо, чтобы дать возможность добывать монеты пользователям, у которых нет достаточного объема капитала для покупки таких устройств.

Многие знают, что в данный момент майнинг монет Bitcoin невозможен даже на очень мощном компьютере. Это вызвано тем, что существует большое количество майнинговых ферм, состоящих из ASIC-оборудования, и имеющие гораздо большие вычислительные мощности чем любой персональный компьютер. Именно этой ситуации старались избежать разработчики алгоритма Dagger-Hashimoto и, соответственно, Ethash.

Что же такое ASIC-устройство? Это специальное оборудование, которое создается на основе интегральных схем, специально разработанных для майнинга монет. Мощность такого устройства сравнима с общей мощностью нескольких самых продвинутых видеокарт, однако при этом энергопотребление значительно ниже.

Создание больших ферм на ASIC-оборудовании негативно влияет на блокчейн, так как значительно уменьшает уровень децентрализации. А децентрализация необходима для надежности криптовалюты. С помощью равномерной рассредоточенности узлов блокчейна и многократному дублированию файлов платформы, получается создать систему, которая будет невосприимчива к блокировке, удалению, изменению и хакерским атакам.

В итоге, появление ASIC-устройств вынудило пользователей, у которых нет достаточного капитала для их покупки, перестать майнить Bitcoin. По прогнозам некоторых аналитиков, в скором времени Bitcoin будут майнить только крупные ASIC-фермы, что приведет к централизации.

Как уже было сказано выше, алгоритм Ethash создавался с целью предотвратить появление ASIC-устройств для майнинга на этом алгоритме. Но в начале 2018 года компания Bitmain анонсировала выпуск первых ASIC-устройств для Ethash. Однако Ethereum решительно выступил против перспективы доминирования этих устройств в их сети, что привело к разговору о “брикетировании” этого оборудования. Брикетирование это технологическое обновление сети, которое делает аппаратное обеспечение бесполезным или даже сломанным, если оно подключено к сети. Из-за этого майнеры на таком оборудование были вынуждены скрыть свое присутствие и снизить мощность хеширования своих устройств. Также план Ethereum по переходу на технологию PoW/PoS (гибрид Proof of Work и Proof of Stake) c просто PoW делает разработку ASIC устройств для Ethash очень рискованным для производителей.

Принцип работы алгоритма Ethash

В основе Ethash лежит особый граф, состоящий из последовательных узлов. Граф можно представить в виде своеобразного дерева, обладающего большим числом ответвлений. Эта особенность заметно усложняет создание ASIC-устройств для работы с этим алгоритмом. Поэтому для майнинга монет, основанных на Ethash, можно применять лишь видеокарты.

В начале процесса майнинга на память видеокарт загружается специальный DAG файл. Размер этого файла постоянно увеличивается и чем больше существует криптовалюта, тем размер большое. Поэтому необходимо помнить, что чем объемнее DAG файл, тем более мощная видеокарта нужна для добычи этой криптовалюты.

Размер DAG-файла увеличивается каждый раз, когда создаются новые 30000 блоков. На данный момент размер DAG файла для Ethereum около 3,5 Гб. Это означает, что скоро видеокарты на 4 Гб не смогут заниматься майнингом этой монеты. Еще более печальная ситуация была у Ethereum classic, когда размер DAG приблизился к 3,96 Гб. В тот момент было принято решения уменьшить размер файла до ~2,5 Гб. Это было необходимо сделать, так как большая часть майнеров использовала видеокарты на 4 Гб и, соответственно, они бы не смогли майнить, что привело бы к централизации майнинга у крупных игроков и уменьшению надежности криптовалюты.

Теперь перейду к описанию алгоритма хэширования Ethash:

Процесс состоит из 6 основных этапов:

  1. На вход алгоритму подается препроцессированый заголовок, полученный из последнего блока и “nonce”. “Nonce” число, выбранное случайным или псевдослучайным образом. Это подается на SHA-3 подобную функцию, которая создает 128 байтный микс.

  2. Далее этот микс используется для того, чтобы определить какую 128-байтную страницу из DAG нужно извлечь.

  3. Полученная страница сочетается с миксом с помощью специальной функции смешивания

  4. 2 и 3 шаг повторяется 64 раза

  5. Полученный в итоге микс обрабатывается для получения более короткого 32-байтного дайджест микса.

  6. В конце дайджест микс сравнивается с целевым порогом. Если дайджест микс меньше или равен порогу, то “nonce” считается успешным и транслируется в сеть Ethereum. Если же дайджест микс больше порога, то выбирается новый “nonce” путем рандомного выбора или прибавлением единицы к старому “nonce”. И потом алгоритм перезапускается с новым значением “nonce”.

Майнинг с помощью алгоритма Ethash

Майнинг на алгоритме Ethash можно производить как на CPU, так и на GPU. Однако, майнинг на CPU практически не приносит прибыли, так как GPU гораздо эффективнее. Также я упоминал про майнинг на ASIC-устройствах и FPGA, которые в настоящее время способны к интеллектуальному анализу Ethash, однако они неэффективны по сравнению с графическими процессорами и не приветствуются как сообществом, так и разработчиками. Поэтому наиболее выгодным является майнинг на GPU.

Ethash занимает мало памяти, однако требует не менее 2-3 ГБ ОЗУ на каждый используемый графический процессор. GPU от компании AMD обычно показывают лучшие результаты, чем GPU от компании Nvidia. Для того чтобы начать майнить, необходимо скачать специальную программу, например Ethminer.

Майнинг в пуле также очень популярный способ добычи криптовалют. Он позволяет людям с низкими вычислительными мощностями участвовать в майнинге и получать с этого какую то прибыль. За это создатели пулов берут какой-то процент, обычно в районе 1-2% от дохода.

Далее сравним основные способы майнинга:

Способ

Суть

Минусы

Плюсы

Самостоятельный майнинг

Майнер приобретает оборудование самостоятельно

1. Затраты на видеокарты

2. Шум от оборудования

3. Самостоятельный сбор и настройка фермы

4. Затраты на электроэнергию

5. Риск поломки оборудования

Майнер получает все деньги

Майнинг через пул

Майнер приобретает оборудование самостоятельно и подключается к пулу

1. Затраты на видеокарты

2. Шум от оборудования

3. Самостоятельный сбор и настройка фермы

4. Затраты на электроэнергию

5. Риск поломки оборудования

Есть разные схему распределения прибыли, однако чаще всего это выгоднее чем самостоятельный майнинг

Облачный майнинг

Майнер арендует вычислительные мощности

1. Плата за аренду

Нет минусов связанных с покупкой, настройкой и обслуживанием оборудования.

Монеты на основе алгоритма Ethash

В настоящее время алгоритм Ethash используется во многих криптовалютах. Но самым популярными из них являются:

  1. Ethereum

  2. Ethereum Classic

  3. Expanse

  4. Ubiq

Далее мы более подробно рассмотрим каждую из них:

  1. Ethereum. Это вторая по популярности криптовалюта после Bitcoin. Ее капитализация составляет 67,5 млрд $, что сопоставимо с капитализацией Газпрома. Одним из основателей является выходец из Коломны Виталик Бутерин. Эта платформа позволяет создавать собственные токены, создавать и применять умные контракты и собственные децентрализованные онлайн сервисы и приложения.

  2. Ethereum Classic. Эта криптовалюта появилась в результате несогласия некоторых пользователей с хард-форком оригинального Ethereum. Он произошел из-за того, что один хакер нашел уязвимость и воспользовался ею, чтобы украсть около 50 млн $. Разработчики в свою очередь выпустили обновление, убирающее эту уязвимость, а также позволившее вернуть украденные деньги владельцам. Часть людей посчитало, что злоумышленник не нарушал никаких правил. А так как платформа является децентрализованной, то никто не имеет право вносить в нее изменения. И поэтому они высказались против обновления. И в итоге это привело к созданию Ethereum Classic.

  3. Expanse. Появление этой криптовалюты произошло в 2015 году из-за форка Ethereum. Эта криптовалюта является платежным средством на децентрализованной платформе Expanse Tech, которая создавалась для создания онлайн сервисов. Эта криптовалюта уникальна тем, что все решения о развитие сети принимаются только участниками путем голосования. Если большинство решит, что обновление плохое, то его отменят.

  4. Ubiq. Эта криптовалюта появилась в результате очередного форка Ethereum в 2017 году. Команда разработчиков совершенствует исходный код для того, чтобы криптовалюта обладала более высоким уровнем гибкости и надежности, по сравнению с Ethereum. Платформа была создана для того, чтобы создать среду защищенную от форков для частного использования, так и для бизнеса. Однако у многих аналитиков есть сомнения в полезности этой криптовалюты, так как она не несет в себе ничего нового.

Заключение

Сегодня много различных криптовалют основаны на алгоритме Ethash. Это объясняется рядом причин. Во-первых, код алгоритма находится в свободном доступе. Во-вторых, она позволяет предотвратить или сильно уменьшить возможности создания ASIC-устройств для него, что в свою очередь позволяет сделать платформу децентрализованной. Из-за этого она более надежна и позволяет зарабатывать на майнинге не только крупным игрокам, но и рядовым пользователям. Однако есть и ограничения, связанные с высокими требованиями к оперативной памяти для графического процессора.

Список источников:

  1. http://promining.su/kriptovalyuty-na-ethash/

  2. https://altcoinlog.com/algoritm-ethash-dagger-hashimoto/#i-3

  3. https://crypta.guru/kriptovalyuty/algoritm-ethash/

  4. https://cryptomagic.ru/kriptovaluty/ethereum/algoritm. html

  5. https://eth.wiki/en/concepts/ethash/ethash/

что за валюта работает на этом алгоритме

Впервые алгоритм Dagger Hashimoto, обновленная версия которого стала называться Ethash, появился в криптосети Эфириум (Ethereum) как ответ на проблему централизации майнинга, которая была присуща Биткоину. Процесс майнига в Эфириуме требователен к вычислительной мощности узлов, так как он предполагает исполнение хеширующего алгоритма, требующего интенсивного использования памяти. PoW, или алгоритмом доказательства работы, для протокола Ethereum как раз и стал Dagger Hashimoto (Ethash)

Ниже мы разберёмся, в чём специфика Даггер Хашимото и что за валюта, кроме Эфира, работает на этом алгоритме.

Содержание статьи

Монеты семейства Dagger Hashimoto

На алгоритме Ethash (который часто по старинке называют Dagger Hashimoto) функционирует целый ряд криптосетей, среди которых, кроме Эфира, наиболее известны Ethereum Classic, Ubiq, Musicoin, Daxx, Expanse, Whale, Pegas, Soil, Dubaicoin и некоторые другие.

  • Ethereum. Флагман рынка и лидер криптосемейства с капитализацией в размере 46,6 млрд. долларов (к июлю 2018 года). Платформа является «законодателем мод» даже для своих ближайших конкурентов и идеологических противников.
  • Ethereum Classic. 14-ое место рейтинга Coingecko с капитализацией 1,67 млрд. долларов. Потенциально располагает теми же возможностями, что и Эфир, но в их реализации заметно отстаёт от лидера индустрии.
  • Musicoin. Узко ориентированная платформа, нацеленная на создание музыкального контента авторами и исполнителями музыки.
  • Expanse. Многими инвесторами считается надежной монетой. Известна как один из первых стабильных форков Эфириума, а весной 2016 года считался еще и самым популярным его «ответвлением». Криптосистема претерпела множество внутренних усовершенствований, но хеш-функция (Dagger Hashimoto) осталась прежней.
  • Soil. Ещё один форк Эфириум-сети на Dagger Hashimoto. В 2018 году занимает очень низкие рейтинговые позиции (во второй тысяче) и с капитализацией ниже $100 тыс. торгуется очень слабо (в пределах $25000/ сутки даже на «волне»).

Все эти монеты семейства Dagger Hashimoto объединяет специфические требования к ресурсам памяти, которые ещё и постепенно увеличиваются с течением времени.

DAG-файл: что обуславливает специфику алгоритма

Dagger Hashimoto является защитой протокола Эфириум от оптимизации вычислительных устройств под майнинг. Это требовательный к памяти алгоритм, который, как считается, нельзя забрутфорсить с помощью интегральной специализированной схемы (ASIC). Причина такой требовательности – в файле с направленным ациклическим графом, который называется DAG-файлом. Фактически он представляет собой комплект данных размером более 1 Гб, который используется для нахождения решений блока и переиздается каждые 30 тысяч блоков. Такие 30-тысячные периоды называются эпохами.

То, что здесь названо «направленным ациклическим графом» является обозначением «дерева», где каждому узлу разрешается иметь нескольких «родителей», в число которых входит 10 уровней (вместе с корнем) общим числом до 225 значений.

Когда пользователь начинает майнить криптовалюту, каждый узел, по сути, приступает к угадыванию nonce, валидирующего текущий блок. В случае правильно угадывания, ему достаётся награда. Если результат неверный, то перебор продолжается до тех пор, пока не поступит информация о том, что другой узел сети был более успешным. Тогда узел отбрасывает прежде майнящийся блок, и загружает новый, который начинает майнить поверх старого. В этом смысле DAG-файл алгоритма Dagger Hashimoto становится способом регламентирования и нормирования периода решения PoW. Он группирует временные отрезки вокруг единой отметки и выравнивает «игровое» поле для майнеров. Таким образом, даже при задействовании огромных вычислительных мощностей скорость в угадывании правильного nonce не становится на порядок больше.

Процесс настройки узла при подборе «правильного ответа» можно описать следующей последовательностью действий:

  1. Майнинговый узел от seed (начального значения шифра), присланного из заголовка блока, создает псевдослучайный кэш (16 Мб).
  2. Этот кэш начинает использоваться для генерации DAG – комплекта данных с объемом, превышающим 1 Гб, с одинаковыми параметрами от узла к узлу. DAG хранится всеми полными узлами и линейно увеличивается с течением времени.
  3. Процесс угадывания nonce требует подхватывания случайных подграфов комплекта данных и хеширования их между собой.

При запуске майнера именно DAG-файл начинает загружаться в память видеокарт. Каждые 30000 блоков (то есть, каждую эпоху) его размер увеличивается, и поэтому каждой эпохе в Dagger Hashimoto соответствует свой размер комплекта данных DAG. Чтобы узнать текущий размер в выбранной криптовалюте, можно воспользоваться функционалом сервиса investoon.com/tools/dag_size. По ссылке можно найти размер файла для главных криптовалют на алгоритме Dagger Hashimoto (Ethash) и провести обратное вычисление размера по эпохе (по номеру блока).

Каждую эпоху файл комплекта данных увеличивается на 8 Мб. Но поскольку время нахождения решения у каждой криптовалюты разное, то и смена эпох в различных криптосетях будет происходить в разном темпе. Так в текущий момент (на июль 2018 года), по информации сервиса, можно составить следующую таблицу:

Наименование криптосети семейства Dagger Hashimoto Номер блока Время создания блока, сек Номер эпохи Размер DAG-файла, Гб
Ethereum 5899435 14,79 196 2,53
Ethereum Classic 6112940 14,29 203 2,59
Expanse 1256819 42 41 1,32
Musicoin 2858253
13
95 1,74
Ubiq 518684 87 17 1,13

Если произвести простой математический расчёт, например, для Ethereum, то получим, что 15 (секунд) *30000 (блоков) = 450000 (секунд) = 5,21 (дней) до смены эпохи. Когда разработчики криптовалюты летом 2017 года планировали запустить Ice Age, время нахождения очередного блока должно было наоборот увеличиться с 30 секунд (которые были в сети на тот момент). Однако с переносом запуска Ice Age, время создания сократилось, и эпохи стали сменяться приблизительно раз в 5 дней.

Однако из этого линейного роста размера файла с данными следует еще один вывод: видеокарты с малым объёмом памяти постепенно перестанут майнить криптовалюты.

Период актуальности майнинга на видеокартах для Ethash

Как видно из приведённой выше таблицы, в Ethereum и Ethereum Classic размер DAG-файла уже превышает 2 Гб, то есть, с видеокартами, объём памяти которых меньше этой величины, майнинг можно даже не начинать. Тот же Эфир карты с 2 Гб перестали манить еще в конце 2016 года. Но с двухгигабайтными картами всё ещё актуально майнить Expanse, Ubiq, Soil и любые другие монеты с показателями размера файла меньше 2 Гб. Другими словами, актуальность добычи криптовалюты напрямую зависит от объёма памяти видеокарт.

Однако есть один важный фактор, который в данный момент, например, относится к криптовалюте Musicoin.

При оценке потенциала памяти нельзя рассчитывать на все 100%, указанных в описании и спецификациях. Часть объёма используется для буфера, что легко проверить, взглянув на данные загрузки майнером Claymore:

При подключении к видеокарте монитора, объем доступной памяти ещё сильнее сокращается приблизительно на 150-200 Мб.

Расчёт показывает, что для Эфириума трёх гигабайтные видеокарты потеряют актуальность уже к концу 2018 года. А вот видеокарты с 4 Гб при сохранении текущего положения дел для добычи Эфира будут актуальны еще почти 2,5 года. Но и с двухгигабайтными картами добыча других криптовалют сохраняет экономическую целесообразность, а нередко какие-то валюты из числа «второстепенных» дают даже больший экономический эффект, чем добыча топовых крипт

Алгоритм майнинга Dagger-Hashimoto (Ethash)

Разработан Ethereum для консенсуса в сети методом доказательства работы (Proof-of-Work). Отличается от метода хэширования Bitcoin (где используется двойной SHA-256), стремясь быть неэффективным для майнинга на ASIC. Использует направленные ациклические графы (DAG).

История появления

Виталик Бутерин, основатель Эфириума, предложил алгоритм Dagger – с такой структурой не требуется много памяти для валидации состояний, но она необходима в большом объеме для вычислений. Вкратце: каждая небольшая часть дерева данных получает собственный нонс (nonce), что ускоряет проверку; а вычисление всех ответвлений дерева затруднительно для CPU (центральных процессоров), но эффективно, если использовать GPU (видеокарты).

Так разрешается проблема централизации майнинга, ведь на конференции «Scaling Bitcoin» в Гонконге (декабрь 2015) скоординировались и встретились администраторы пулов, контролирующие 90% хэшрейта Биткоин сети. Это подтверждает теорию Бутерина и доказывает, что эффективнее привлекать к валидации игроков с легкодоступными для массового приобретения видеокартами AMD и Nvidia. Хотя в результате Ethereum постиг такой же сценарий, только вместо 4 пулов (BTC), по состоянию на 2021 год, 51% мощности (ETH) находится в руках всего 2 пулов. Что оправдывает необходимость перехода на Ethereum 2.0 в 2022, где вместо майнинга будет стейкинг.

Hashimoto изобрёл Таддеус Дрийи, намереваясь повысить устойчивость к ASIC, и избавиться от проблемы аутсорсинга (когда узлы могут проводить вычисления, не загружая всю цепь данных). Алгоритм получил название от 3 операций, которые он осуществляет: hash, shift и modulo. Хашимото обеспечивает доказательство ввода вывода (Proof-of-I/O-capacity). Образуется большой, общий набор данных, из информации, что находится в блокчейне, и для взаимодействия с ним требуется несколько гигабайт оперативной памяти (RAM), что будет считывать данные и участвовать в хэшировании, извлекая элементы псевдослучайным образом. Поскольку нода не знает, какая информация ей потребуется, она хранит и обновляет всю копию блокчейна в клиенте для майнинга.

Объединение этих двух алгоритмов и привело к созданию Dagger-Hashimoto, устойчивого к ASIC-майнерам и дружелюбного к честным, даже небольшим домашним фермам.

С момента выхода Ethereum 1.0, можно считать что Dagger-Hashimoto более не поддерживается. Его название просто напоминает о возникшем из него алгоритме – Ethash, где ведутся дальнейшие обновления.

Обзор алгоритма Ethash

Цикл начинается с сида (начального числа), проверяемого по основаниям заголовков всех предыдущих блоков до настоящего момента. 

Из сида генерируется псевдослучайный кэш небольшого размера (16 мегабайт). Такие фрагменты могут хранится в лёгких кошельках пользователей.

Из всех кэшей генерируется набор данных (датасет, размером в несколько гигабайт) – DAG файл. Каждый элемент в нём зависит только от небольшого количества элементов из кэша.

Полные узлы хранят датасет. Он постепенно растёт в размере. При майнинге из него случайным образом берутся и хэшируются фрагменты.

Каждые 30 тыс. блоков датасет обновляется. Это вынуждает майнеров в основном заниматься считыванием корректного набора данных, а не его перезаписью.

Хэширование

Для превращения любого набора данных в строку одинакового размера используются алгоритмы Keccak-256 и Keccak-512. Поскольку Keccak одновременно является одним из кандидатов на роль криптографического стандарта следующего поколения SHA-3, может возникнуть ошибочное представление о том, что Ethereum тоже использует хэш-функцию SHA-3. Но Keccak версия для Ethereum не является стандартным SHA-3.

Скорость алгоритма

Узлы должны связаться между собой и определиться в валидности следующего блока – финализировать его. Это создаёт небольшую задержку. Среднее время блока в сети Ethereum – 12-14 секунд.

DAG файл

Directed Acyclic Graph (направленный ациклический граф) – это способ записи, отличный от блокчейна тем, что данные могут добавляться разными узлами параллельно и одновременно, без необходимости полной фиксации общего состояния сети всеми узлами на определённом моменте.

Ethereum собирает кэш у клиентов (по 16 МБ), и из его частей собирает цельный файл (размер начинался с 1 ГБ и уже превышал 4 ГБ). Каждые 30 тыс. блоков DAG файл перезаписывается новыми данными. Это повышает требования к памяти вычислительного оборудования, и делает невыгодным использование ASIC-устройств, заточенных исключительно на перебор хэшей (как у Bitcoin).

Полные клиенты используют двойной буфер для DAG, храня настоящую и предыдущую версию. Для валидации используется всегда прошлая версия, чтобы DAG мог быстро меняться с течением времени, в одинаковом промежутке времени. Это защищает сеть от угрозы 51%, устраняя окно в несколько минут для потенциальной атаки во время координации пересчёта данных.

Финализация

Все майнеры ищут блок одновременно, и возможны ситуации, когда оба находят его примерно в тот же момент. Создаётся вилка из двух разных версий блокчейна, но уже спустя несколько блоков станет понятно, какая цепочка преимущественно была избрана сетью – будет выбрана та, что длиннее. Потому «окончательным» состояние транзакции можно считать спустя 6 блоков или около 1 минуту, когда выбор пути дальнейшего движения валидной ветки станет очевидным.

Майнинг

Для участия в поддержании сети, и получении в награду ETH, потребуется клиент для криптовалюты Ethereum, прошедший полную синхронизацию (загрузить весь блокчейн) и адрес, куда будет поступать доход.

CPU майнинг Эфириума невыгоден по своей природе, и не одобряется сообществом (но не запрещён). С помощью процессора можно добыть немного монет для запуска собственного смарт-контракта или тестов. Компания Bitmain разработала ASIC для майнинга ETH, но разработчики решительно против технологии и готовы к использованию кода, который может уничтожить железо или существенно снизить хэшрейт. Некоторые майнеры намеренно сами снижают скорость вычислений своих устройств, чтобы добывать ETH незаметно: на фоне других монет они значительно теряют размер (сиюминутной) добычи.

GPU майнинг самый эффективный. Для хранения графов (DAG файлов) нужно как минимум 4-8 ГБ ОЗУ в дополнение к каждой видеокарте.

Чтобы получать доход с добычи Эфириума стабильно, участники объединяются в пулы. Повышают шанс нахождения блока, находят их чаще, а затем делят добычу между собой соразмерно проценту от общих усилий. Пул может снимать комиссию (от 0 до 3%) в свою пользу.

Софт бывает на Windows, Mac OS и Linux. Выбирайте из списка ТОП 10 программ для майнинга криптовалюты ETH:

  1. ETHMiner (CLI)
  2. CGMiner (CLI)
  3. BitMinter (проект завершён)
  4. Claymore (CLI, с дуал-майнингом)
  5. WinETH (GUI, удобен для новичков)
  6. Minergate (GUI)
  7. BFGMiner (CLI)
  8. Geth (CLI, оригинальный от разработчиков Ethereum)
  9. EasyMiner (GUI)
  10.  Miner-Server (облачный майнинг, аренда мощности без покупки физических устройств)

В каждом блоке хранится 2 ETH. Плюс если произошло одновременное нахождение блока, майнер, что добавил в цепочку осиротевший (а в Эфириуме он называется «uncle», дядечка) блок, получит компенсацию в виде 1,75 ETH. Весь газ, используемый в транзакциях для оплаты комиссии, также достанется майнеру, что включит их в найденный блок.

Монеты на алгоритме Dagger-Hashimoto

Самая первая и знаменитая – ETH (Ethereum). Алгоритм создавался для нужд этой сети изначально. Позже, в результате эксплойта смарт-контракта TheDAO сообщество откатило время на высоту блока до инцидента. Так появился форк ETC (Ethereum Classic). Это первый проект, что использовал Ethash, кроме основного.

Тысячи токенов, что выпущены и перемещаются в сети Ethereum (стандарта ERC-20, ERC-721 и других): BNB, USDT, UNI, LINK, USDC, VEN, THETA, OKB, WBTC, BUSD, MKR – самые популярные из них, тоже существуют благодаря алгоритму Ethash, ведь они базируются внутри сети Ethereum.

Callisto Network (CLO)

Самофинансируемая система. Стартовала без пре-майнинга и ICO. Позволяет создавать смарт-контракты в коммерческом секторе. Предлагает услугу аудита исполнительного кода. Расширяет своё присутствие в секторе DeFi. Выпускает стейблкоины.

Metaverse (ETP)

Платформа для создания децентрализованных цифровых активов. Основные функции: смарт-контракты, NFT, аватары.

Expanse (EXP)

Форк Ethereum. Аналогично позволяет выпускать собственные токены, создала свой DEX. Планирует переход на новый алгоритм майнинга и Proof-of-Stake. 

Ellaism (ELLA)

Децентрализованная платформа для выполнения смарт-контрактов.

Прекратили существование

  • Elementrem (ELE)
  • Musicoin (MUSIC)
  • DaxxCoin (DAXX)
  • WhaleCoin (WHL)
  • Bowhead (AHT)
  • Ethereum Fog

Использовать Ethash кроме как в Ethereum нет смысла. Лучше пользоваться всеми этими функциями в основной сети – она регулярно обновляется и проходит аудит разработчиков со всего мира.

Dagger Hashimoto (Ethash) — как майнить на алгоритме, какие криптовалюты на нем существуют

В основе каждой криптовалюты лежит алгоритм, который расшифровывают майнеры, чтобы добыть монеты. Алгоритм dagger hashimoto был разработан в 2015 году. Он базируется на двух алгоритмах, автором одного из которых является Виталик Бутерин, заложивший свое детище в платформу Ethereum. Алгоритм был задуман для противодействия асикам, разработанным для его предшественников. Позже он был переработан и получил новое название Ethash, став более созвучным названию первой криптовалюты, использовавшей его.

Описание принципа работы

Майнить биткоин сейчас даже на мощном компьютере практически бессмысленно. Первенство в добыче самой дорогой в мире крипты давно держат огромные фермы, работающие на асиках.

ASIC — это специальное устройство на интегральной схеме, предназначенное для решения определенной задачи. Один ASIC превосходит по эффективности несколько мощных видеокарт и потребляет меньше энергии. Асики плохо влияют на блокчейн. Майнеры, не желающие покупать дорогостоящее оборудование, вынуждены просто уйти майнить другие криптовалюты. Результатом станет то, что останется несколько крупных майнеров, что ведет к централизации сети.

Алгоритм, лежащий в основе биткоина, состоит из простейших арифметических операций. Асики под него были изобретены достаточно быстро. Та же участь постигла алгоритм Scrypt, на котором работает Litecoin. При разработке hashimoto был использован совершенно другой подход.

Для перебора значений использовался граф с последовательными узлами. Граф представляет собой «дерево» с огромным количеством ответвлений. Скрипт оказался слишком сложным для расшифровки. Вероятность обнаружения цепочки подбором практически равнялась нулю, было решено переработать его. Обновленный алгоритм получил название Ethash.

Как майнить на алгоритме хашимото

Для майнинга эфириума подходят видеокарты. При запуске майнера в память видеокарты загружается специальный файл DAG. Он может быть разного размера. Чем больше файл, тем мощнее нужна видеокарта. Требования к карте растут вместе с размером DAG, который увеличивается пропорционально времени существования блокчейна.

После каждых выпущенных 30 тыс. блоков происходит смена эпох. За одну эпоху файл DAG добавляет по 8 мб. Поэтому видеокарты с оперативной памятью 2 Гб стали непригодны для майнинга в конце 2016 года. DAG файл просто перестал помещаться в доступный объем оперативной памяти. Отметим, что невозможно использовать оперативную память на 100%, часть будет использована для служебных целей.

Криптовалюты, работающие на алгоритме Dagger Hashimoto

Ethereum

Об Эфириуме не слышал только глухой. Это вторая криптовалюта по величине капитализации в мире. Была основана Виталиком Бутериным, канадским программистом российского происхождения в 2015 году. Крипта базировалась на принципиально новом алгоритме hashimoto, со временем переработанным в Ethash. Помимо алгоритма, защищающего вычислительную сеть от появления асиков, платформа может предложить пользователям:

  • Создавать собственные токены на блокчейне Эфириума;
  • Программировать движение средств с помощью смарт контрактов;
  • Широкие возможности для создания собственных программ, приложений, онлайн-сервисов.

Ethereum Classic

Форк, отделившийся от Ethereum в 2016 году. Это произошло при реализации нового проекта DAO. Во время голосования хакер смог через найденную программную дыру украсть несколько десятков миллионов долларов. Разработчики отследили его аккаунт и заморозили средства.

Позже было решено выпустить обновление, закрывающее дыру, и вернуть все украденное законным владельцам. Но часть сообщества отказалось мириться с обновлением, аргументируя это тем, что хакер ничего не нарушал, а лишь воспользовался несовершенством платформы. Менять что-то в блокчейне не имеет права никто, поскольку это децентрализованная независимая система. Так появился Ethereum Classic. В блокчейне новой криптовалюты замороженные средства хакера остались у него на счету, и ее судьба фактически зависит от того, как он распорядится ими.

Expanse

Демократичная криптовалюта, созданная предпринимателем Кристофером Франко в 2015 году из форка Эфириума. Крипта выполняет роль платежного средства на платформе Expanse.Tech, предназначенной для создания децентрализованных онлайн ресурсов на блокчейне.

Ее уникальность заключается в том, что все решения по поводу дальнейшего развития крипты принимают участники сети. Также введена система оценки нововведений.

Ubiq

Еще один форк Эфириума, появившийся в 2017 году. Платформа умеет все, что умеет эфириум, но не предлагает пользователям каких-то новых возможностей. Работа команды заключается в улучшении исходного кода, чтобы получить более гибкую и надежную систему, чем оригинальный Эфириум.

Ubiq предлагает надежную и стабильную среду для организации работы делопроизводства, защищенную от хардфорков. Платформа предназначена как для предпринимательства и ведения бизнеса, так и для решения частных задач.

Мнения аналитиков относительно успешности проекта разделились. Одни ставят под сомнение успех платформы, так как она не несет ничего нового. Другие наоборот считают, что Эфириум в последнее время перегружен многими токенами, что затрудняет его использование, и проект будет весьма кстати.

Подобных монет достаточно много. Ведь исходный код Эфириума открыт, ничего не мешает взять его с GitHub, добавить свои названия и логотипы и обзавестись собственной монетой.

Удивительно, но для Ethash до сих пор не изобретен асик, что позволяет криптовалютам оставаться доступными для майнинга обычными пользователями. Это связано с тем, что для работы алгоритма требуется оперативная память. Конечно, Интернет пестрит предложениями купить асики для эфириума, но не обольщайтесь, они представляют из себя все те же GPU-фермы, зашитые в корпус устройства.

Блокчейн любой криптовалюты с течением времени увеличивается. Это закономерное явление, ведь он хранит все транзакции сети. Растет и потребность в мощностях на его обработку. Если для биткоина это физическая память под хранение блокчейна, то для криптовалют, работающих на хашимото или его модификациях, это размер оперативной памяти, в которую загружается DAG.

Требования к видеокартам растут со временем. Если раньше для майнинга эфириума хватало 2 Гб оперативы, сейчас минимальная планка передвинулась до 4 Гб. Впрочем, если ваших 4 Гб вдруг перестанет хватать, вы можете перейти на другие криптовалюты с этим же алгоритмом, и даже заработать на них немного больше, чем на эфире.

Алгоритм Ethash

Обзор алгоритма Ethash

В этой статье я расскажу про алгоритм Ethash, который используется для майнинга различных криптовалют, но главная из них это, конечно, Ethereum. Ethash — это Proof of Work (PoW) алгоритм, который является последней версией алгоритма Dagger-Hashimoto, хотя его больше нельзя назвать таковым, так как многие из исходных функций обоих алгоритмов были кардинально изменены.

Термин Proof of Work означает, что майнеры ищут решение (“nonce” или одноразовый номер), которое при хешировании выдаст значение меньше целевого порога, который предварительно задан. Из-за криптографического характера хеш-функции практически невозможно обратное вычисление одноразового номера (“nonce”), удовлетворяющего целевому пороговому пределу. Только если вручную перебирать все возможные варианты.

Алгоритм Dagger-Hashimoto был придуман путем соединения алгоритма Dagger — Виталика Бутерина (одного из основателей Ethereum) и алгоритма Hashimoto Thaddeus Dryja. Он создавался, для того чтобы затруднить майнинг для ASIC-оборудования (Application Specific Integrated Circuits), а также для того, чтобы была легкая проверка и полное хранение в цепочке.

Затруднение майнинга для ASIC-оборудования необходимо, чтобы дать возможность добывать монеты пользователям, у которых нет достаточного объема капитала для покупки таких устройств.

Многие знают, что в данный момент майнинг монет Bitcoin невозможен даже на очень мощном компьютере. Это вызвано тем, что существует большое количество майнинговых ферм, состоящих из ASIC-оборудования, и имеющие гораздо большие вычислительные мощности чем любой персональный компьютер. Именно этой ситуации старались избежать разработчики алгоритма Dagger-Hashimoto и, соответственно, Ethash.

Что же такое ASIC-устройство? Это специальное оборудование, которое создается на основе интегральных схем, специально разработанных для майнинга монет. Мощность такого устройства сравнима с общей мощностью нескольких самых продвинутых видеокарт, однако при этом энергопотребление значительно ниже.

Создание больших ферм на ASIC-оборудовании негативно влияет на блокчейн, так как значительно уменьшает уровень децентрализации. А децентрализация необходима для надежности криптовалюты. С помощью равномерной рассредоточенности узлов блокчейна и многократному дублированию файлов платформы, получается создать систему, которая будет невосприимчива к блокировке, удалению, изменению и хакерским атакам.

В итоге, появление ASIC-устройств вынудило пользователей, у которых нет достаточного капитала для их покупки, перестать майнить Bitcoin. По прогнозам некоторых аналитиков, в скором времени Bitcoin будут майнить только крупные ASIC-фермы, что приведет к централизации.

Как уже было сказано выше, алгоритм Ethash создавался с целью предотвратить появление ASIC-устройств для майнинга на этом алгоритме. Но в начале 2018 года компания Bitmain анонсировала выпуск первых ASIC-устройств для Ethash. Однако Ethereum решительно выступил против перспективы доминирования этих устройств в их сети, что привело к разговору о “брикетировании” этого оборудования. Брикетирование это технологическое обновление сети, которое делает аппаратное обеспечение бесполезным или даже сломанным, если оно подключено к сети. Из-за этого майнеры на таком оборудование были вынуждены скрыть свое присутствие и снизить мощность хеширования своих устройств. Также план Ethereum по переходу на технологию PoW/PoS (гибрид Proof of Work и Proof of Stake) c просто PoW делает разработку ASIC устройств для Ethash очень рискованным для производителей.

Принцип работы алгоритма Ethash

В основе Ethash лежит особый граф, состоящий из последовательных узлов. Граф можно представить в виде своеобразного дерева, обладающего большим числом ответвлений. Эта особенность заметно усложняет создание ASIC-устройств для работы с этим алгоритмом. Поэтому для майнинга монет, основанных на Ethash, можно применять лишь видеокарты. 

В начале процесса майнинга на память видеокарт загружается специальный DAG файл. Размер этого файла постоянно увеличивается и чем больше существует криптовалюта, тем размер большое. Поэтому необходимо помнить, что чем объемнее DAG файл, тем более мощная видеокарта нужна для добычи этой криптовалюты.

Размер DAG-файла увеличивается каждый раз, когда создаются новые 30000 блоков. На данный момент размер DAG файла для Ethereum около 3,5 Гб. Это означает, что скоро видеокарты на 4 Гб не смогут заниматься майнингом этой монеты. Еще более печальная ситуация была у Ethereum classic, когда размер DAG приблизился к  3,96 Гб. В тот момент было принято решения уменьшить размер файла до ~2,5 Гб. Это было необходимо сделать, так как большая часть майнеров использовала видеокарты на 4 Гб и, соответственно, они бы не смогли майнить, что привело бы к централизации майнинга у крупных игроков и уменьшению надежности криптовалюты.

Теперь перейду к описанию алгоритма хэширования Ethash:

Процесс состоит из 6 основных этапов:

  1. На вход алгоритму подается препроцессированый заголовок, полученный из последнего блока и “nonce”. “Nonce” число, выбранное случайным или псевдослучайным образом. Это подается на SHA-3 подобную функцию, которая создает 128 байтный микс.

  2. Далее этот микс используется для того, чтобы определить какую 128-байтную страницу из DAG нужно извлечь.

  3. Полученная страница сочетается с миксом с помощью специальной функции смешивания

  4. 2 и 3 шаг повторяется 64 раза

  5. Полученный в итоге микс обрабатывается для получения более короткого 32-байтного дайджест микса.  

  6. В конце дайджест микс сравнивается с целевым порогом. Если дайджест микс меньше или равен порогу, то “nonce” считается успешным и транслируется в сеть Ethereum. Если же дайджест микс больше порога, то выбирается новый “nonce” путем рандомного выбора или прибавлением единицы к старому “nonce”. И потом алгоритм перезапускается с новым значением “nonce”.

Майнинг с помощью алгоритма Ethash

Майнинг на алгоритме Ethash можно производить как на CPU, так и на GPU. Однако, майнинг на CPU практически не приносит прибыли, так как GPU гораздо эффективнее. Также я упоминал про майнинг на ASIC-устройствах и FPGA, которые в настоящее время способны к интеллектуальному анализу Ethash, однако они неэффективны по сравнению с графическими процессорами и не приветствуются как сообществом, так и разработчиками. Поэтому наиболее выгодным является майнинг на GPU.

Ethash занимает мало памяти, однако требует не менее 2-3 ГБ ОЗУ на каждый используемый графический процессор. GPU от компании AMD обычно показывают лучшие результаты, чем GPU от компании Nvidia. Для того чтобы начать майнить, необходимо скачать специальную программу, например  Ethminer.

Майнинг в пуле также очень популярный способ добычи криптовалют. Он позволяет людям с низкими вычислительными мощностями участвовать в майнинге и получать с этого какую то прибыль. За это создатели пулов берут какой-то процент, обычно в районе 1-2% от дохода.

Далее сравним основные способы майнинга:

Способ

Суть

Минусы

Плюсы

Самостоятельный майнинг

Майнер приобретает оборудование самостоятельно

1. Затраты на видеокарты

2. Шум от оборудования

3. Самостоятельный сбор и настройка фермы

4. Затраты на электроэнергию

5. Риск поломки оборудования

Майнер получает все деньги

Майнинг через пул

Майнер приобретает оборудование самостоятельно и подключается к пулу

1. Затраты на видеокарты

2. Шум от оборудования

3. Самостоятельный сбор и настройка фермы

4. Затраты на электроэнергию

5. Риск поломки оборудования

Есть разные схему распределения прибыли, однако чаще всего это выгоднее чем самостоятельный майнинг

Облачный майнинг

Майнер арендует вычислительные мощности

1. Плата за аренду

Нет минусов связанных с покупкой, настройкой и обслуживанием оборудования.

Монеты на основе алгоритма Ethash

В настоящее время алгоритм Ethash используется во многих криптовалютах. Но самым популярными из них являются:

  1. Ethereum

  2. Ethereum Classic

  3. Expanse

  4. Ubiq

Далее мы более подробно рассмотрим каждую из них:

  1. Ethereum. Это вторая по популярности криптовалюта после Bitcoin. Ее капитализация составляет 67,5 млрд $, что сопоставимо с капитализацией Газпрома. Одним из основателей является выходец из Коломны Виталик Бутерин. Эта платформа позволяет создавать собственные токены, создавать и применять умные контракты и собственные децентрализованные онлайн сервисы и приложения.

  2. Ethereum Classic. Эта криптовалюта появилась в результате несогласия некоторых пользователей с хард-форком оригинального Ethereum. Он произошел из-за того, что один хакер нашел уязвимость и воспользовался ею, чтобы украсть около 50 млн $. Разработчики в свою очередь выпустили обновление, убирающее эту уязвимость, а также позволившее вернуть украденные деньги владельцам. Часть людей посчитало, что злоумышленник не нарушал никаких правил. А так как платформа является децентрализованной, то никто не имеет право вносить в нее изменения. И поэтому они высказались против обновления. И в итоге это привело к созданию Ethereum Classic.

  3. Expanse. Появление этой криптовалюты произошло в 2015 году из-за форка Ethereum. Эта криптовалюта является платежным средством на децентрализованной платформе Expanse Tech, которая создавалась для создания онлайн сервисов. Эта криптовалюта уникальна тем, что все решения о развитие сети принимаются только участниками путем голосования. Если большинство решит, что обновление плохое, то его отменят.

  4. Ubiq. Эта криптовалюта появилась в результате очередного форка Ethereum в 2017 году. Команда разработчиков совершенствует исходный код для того, чтобы криптовалюта обладала более высоким уровнем гибкости и надежности, по сравнению с Ethereum. Платформа была создана для того, чтобы создать среду защищенную от форков для частного использования, так и для бизнеса. Однако у многих аналитиков есть сомнения в полезности этой криптовалюты, так как она не несет в себе ничего нового.

Заключение

Сегодня много различных криптовалют основаны на алгоритме Ethash. Это объясняется рядом причин. Во-первых, код алгоритма находится в свободном доступе. Во-вторых, она позволяет предотвратить или сильно уменьшить возможности создания ASIC-устройств для него, что в свою очередь позволяет сделать платформу децентрализованной. Из-за этого она более надежна и позволяет зарабатывать на майнинге не только крупным игрокам, но и рядовым пользователям. Однако есть и ограничения, связанные с высокими требованиями к оперативной памяти для графического процессора.

Список источников:

  1. http://promining.su/kriptovalyuty-na-ethash/

  2. https://altcoinlog.com/algoritm-ethash-dagger-hashimoto/#i-3

  3. https://crypta.guru/kriptovalyuty/algoritm-ethash/

  4. https://cryptomagic.ru/kriptovaluty/ethereum/algoritm.html

  5. https://eth.wiki/en/concepts/ethash/ethash/

Что нужно знать про алгоритм Ethash для Ethereum


Прежде всего, алгоритм Ethash предназначен для майнинга крипты Ethereum. Работает он на базе PoW — последнем варианте другого алгоритма Dagger-Hashimoto.

Сама расшифровка Proof of Work указывает, что пользователи стараются найти такое решение, которое при попытках хеширования будет выдавать значение ниже предварительно определенного порога. Так, криптографические параметры хеш-функции делают крайне затруднительным обратное вычисление «nonce», подходящего пот требования целевого порога – оставалось бы подыскивать возможные варианты в ручном режиме.

Алгоритм Dagger-Hashimoto был создан в результате объединения 2 других алгоритмов: Dagger, автором которого стал один из сооснователей «эфира», и Hashimoto Thaddeus Dryja. Целью объединения было утяжеление майнинга для ASIC-оборудования при одновременной облегченной проверки и возможности нормального хранения в цепочке. Отметим, что такое затруднение майнинга позволило бы пользователям в условиях недостаточного капитала для приобретения устройства нормально добывать крипту.

Принцип работы Ethash

Базой для Ethash послужила некая последовательность узлов, или граф. Последний можно визуализировать в виде сильно разветвленного дерева. Такие параметры действительно делаю сложным создание ASIC приборов, подходящий для работы с алгоритмом. Так, для майнинга крипты на Ethash можно использовать исключительно видеокарты.

В самом начале майнинга происходит подгрузка DAG-файла на память видеокарты. Его размер стабильно растет, равно как и цикл существования крипты. Чем больше раздут объем файла, тем больше ресурсов потребуется от видеокарты для добычи монеты. Отметим, что DAG-файл разрастается в случае разработки новых 30 тысяч блоков. Так, на момент написания статьи объем его для эфириума достиг порядка 3,5 гигабайт. Реалии таковые, что совсем скоро даже мощные «видюхи» на 4 гига не смогут вывозить майнинг этого вида крипты. Но еще плачевнее ситуация с Ethereum classic, так как тут объем DAG-файла почти достиг 3,96 гигабайт. И тогда разработчики приняли решение сократить размер файла приблизительно до 2,5 гиг, что оставило возможность многим майнерам с видеокартой на 4 Гб остаться «в седле». Если бы этого маневра не произошло, то рынок крипты сконцентрировался бы в основном в руках крупных игроков, что ослабило бы надежность эфириума.

Как проходит ASIC майнинг на алгоритме Ethash

В принципе работать можно на CPU и GPU, правда в последнем случае он мало прибыльный и менее эффективный. Возможен и майнинг на ASIC-устройствах и FPGA, которые в наши дни уже способны интеллектуально проанализировать алгоритм Ethash. Правда, они все еще остаются неэффективным, если брать в сравнении с графическими процессорами, да и будем честны не особо поощряется их применение ни самими пользователями, ни компаниями-разработчиками. Делаем вывод, что майнинг на GPU более целесообразен.

Алогритм Ethash не забирает много памяти, но оперативки жрет немало – от 2-3 ГБ на 1 графический процессор. Отметим, что GPU от культового производителя AMD демонстрирует более хорошие показатели, чем аналогичные от Nvidia.

Ну и последнее – для начала майнинга нужно будет установить специальную утилиту по типу Ethminer. Помайнить в пуле также можно у успехом. Так, если у пользователя вычислительные мощности не велики, они все же могут прибыльно оставаться в майнинге. Правда, разработчики пулов за услуги удержат комиссию – небольшой процент от дохода.

Алгоритм Ethash (Dagger-Hashimoto) для майнинга криптовалют

Александр Марков

16261

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.

Смотрите также — Таблица криптовалют по алгоритмам майнинга

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:

GPUМодельХешрейт Ethash, Mh/s
RadeonRX-470 Sapphire Nitro+ 4096 Mb24
RX-480 Power Color Red Dragon 8192 Mb25
RX-480 Sapphire Nitro+ 8192 Mb25
GeForceGTX-1060 Palit 3072 Mb20
GTX-1070 Palit 8192 Mb28
RadeonR9 Fury-X ASUS 4096 Mb27
R9 Fury-X Sapphire 4096 Mb27

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.

Рейтинг статьи:

(голосов: 4, средняя оценка: 4,25 из 5)

Загрузка…

Твитнуть

Поделиться

Плюсануть

Поделиться

Класснуть

Отправить

Dagger Hashimoto — Блог Crypto Mining

Пришло время для нового бинарного файла Windows последней предварительной версии Genoil ethminer 0.9.41 fork 1.1.6 (исходный код). На этот раз основное внимание уделяется поддержке реализации страты Ethereum в Nicehash с extranonce subscribe для оптимальной производительности при майнинге альткойнов на основе алгоритма Dagger-Hashimoto, такого как Ethereum (ETH). Бинарный файл скомпилирован с помощью CUDA 8.0, поддерживает режимы майнинга Nvidia CUD и AMD OpenCL и является предварительной версией для тестирования недавно реализованных функций, вы не должны ожидать увеличения хешрейта, хотя эта версия должна хорошо работать при использовании с NiceHash, так что вы можете протестировать новую функцию и сообщить о любых проблемах, с которыми вы столкнулись.Мы уже провели некоторое сравнение того, чего ожидать от продажи хешрейта графического процессора DaggerHashimoto (Ethash) на NiceHash с текущей ценой и майнинга непосредственно для Ethereum, а затем продажи монет Ether за BTC. Результаты приведены ниже, и кажется, что даже при текущем низком обменном курсе по сравнению с тем, что было несколько дней назад до взлома DAO, все еще более выгодно добывать ETH напрямую и продавать его за BTC.

Хешрейт майнинга 120 MHS ~ 1 ETH в день:
— Майнинг Ethereum — 0.0159 BTC / день
— Nicehash DaggerHashimoto — 0,0128 BTC / день

Чтобы загрузить и попробовать последнюю предварительную версию Ethminer 0.9.41-genoil-1.1.6 для ОС Windows…

  • Опубликовано в: Mining Software
  • Связанные теги: Dagger Hashimoto, Ethash, ethminer, ethminer 0.9.41, ethminer 0.9.41 CUDA, ethminer 0.9.41 загрузить, ethminer 0.9.41 OpenCL, ethminer 0.9.41 windows, ethminer Compute 6.1, Ethminer CUDA, ethminer CUDA 8.0 , ethminer скачать, Ethminer Genoil, ethminer GTX 1070, ethminer GTX 1080, Ethminer OpenCL, ethminer Pascal, Ethminer windows, Genoil, genoil-1.1.6 pre, genoil-1.1.6 pre для Windows, nicehash extranonce подписаться

Услуга по сдаче в аренду и сдаче в аренду майнинговых установок для различных криптоалгоритмов — Mining Rig Rentals добавила поддержку алгоритма Dagger-Hashimoto, который используется Ethereum (ETH), а также некоторых других монет, которые с тех пор были созданы на его основе. Доступны две категории установок для майнинга Ethereum, и нам нужно прояснить разницу, поскольку может возникнуть некоторая путаница относительно того, почему. Dagger-Hashimoto (G) предназначен для буровых установок, поддерживающих Getwork, в то время как Dagger-Hashimoto (S) предназначен для буровых установок, поддерживающих страту, большинство пулов для майнинга Ethereum полагаются на Getwork, хотя есть некоторые, такие как Ethpool, которые поддерживают страту вместо своей собственной. майнер вызвал qtminer, а также getwork со стандартным ethminer.Существует также возможность использовать прокси-сервер stratum, который будет преобразовывать запросы getwork в качестве альтернативы пулам, напрямую поддерживающим реализацию stratum для майнинга. Текущая статистика показывает, что из 55 доступных установок getwork 22 доступны для аренды или около половины, но в настоящее время в сервисе нет установок с поддержкой слоев.

Для получения дополнительной информации об услуге Mining Rig Rentals по аренде крипто-майнинга…

NiceHash — популярный сервис для аренды или продажи вашего хешрейта для различных алгоритмов майнинга с прямой оплатой в биткойнах, добавил поддержку алгоритма Dagger-Hashimoto (Ethash) Ethereum, а также алгоритмов Blake256r8, Blake256r14 и модифицированного Blake256r8vnl (используется Vanillacoin).Однако обратите внимание, что 14-раунды Blake256, используемые Decred (DCR), еще не поддерживаются, поэтому будьте осторожны при настройке майнеров для алгоритмов Blake256, независимо от того, нужно ли вам покупать или продавать хешрейт на платформе. Использование для майнинга Ethereum (ETH) практически такое же, как и для обычного пула майнинга ETH, в котором не реализована поддержка слоев.

Для получения более подробной информации о недавно добавленных алгоритмах вы можете посетить платформу NiceHash…

  • Опубликовано: Crypto News
  • Связанные теги: Blake256R14, Blake256R8, Blake256r8vnl, Dagger Hashimoto, DCR, Decred, Ethash, Nicehash, NiceHash Blake256, NiceHash ETH, NiceHash Ether, NiceHash Ethereum, Vanillacoin

Nvidia препятствует майнингу Ethereum на GeForce RTX 3060, чтобы не дать криптовалютам захватить весь комплект при запуске • The Register

Nvidia анонсировала семейство графических процессоров исключительно для майнинга криптовалюты в четверг — и что это вдвое снижает эффективность майнинга криптовалюты будущих карт GeForce, которые поступят в продажу на следующей неделе.

В частности, если программное обеспечение драйвера для карт GeForce RTX 3060 обнаруживает определенные алгоритмы доказательства работы, используемые при майнинге цифровых валют, оно снижает скорость хеширования.

Это может удержать некоторых людей от немедленного скупа карт для майнинга Ethereum, в частности, оставив больше комплектов для фанатов компьютерных игр, за которые придется сражаться … до тех пор, пока майнеры, конечно, не победят защиту драйверов.

«Мы геймеры насквозь», — говорится в заявлении корпорации из Кремниевой долины.«Тем не менее, графические процессоры Nvidia можно программировать. И пользователи постоянно открывают для себя новые приложения, от моделирования погоды и секвенирования генов до глубокого обучения и робототехники. Майнинг криптовалюты — один из них.

Nvidia: Используете дешевые графические процессоры GeForce, Titan в серверах? Ха-ха, нет!

ПРОЧИТАЙТЕ БОЛЬШЕ

«Выпуская 25 февраля GeForce RTX 3060, мы делаем важный шаг, чтобы графические процессоры GeForce оказались в руках геймеров. Программные драйверы RTX 3060 предназначены для обнаружения определенных атрибутов алгоритма майнинга криптовалюты Ethereum и ограничения скорости хеширования или эффективности майнинга криптовалюты примерно на 50 процентов.«

«Программные драйверы RTX 3060 предназначены для обнаружения определенных атрибутов алгоритма Ethash (Dagger Hashimoto), который основан на уникальном шаблоне доступа к памяти», — сообщил The Register представитель Nvidia. «Ethereum на данный момент имеет самый высокий в мире доход от майнинга из всех монет, которые можно майнить на GPU, и поэтому, вероятно, он является основным драйвером спроса на графические процессоры в майнинге.

«Другие алгоритмы не оказывают существенного влияния на потребности GPU и не могут быстро измениться из-за сетевых эффектов в данной криптовалюте.Ограничитель скорости применяется ко всему, что использует Dagger Hashimoto или алгоритмы, подобные Ethash ».

RTX 3060, который поступит в продажу в 09:00 по тихоокеанскому времени (17:00 по всемирному координированному времени) в следующий четверг за 329 долларов (299 фунтов стерлингов), является самым доступным графическим процессором Nvidia, созданным на сегодняшний день с использованием новейшей архитектуры Ampere. Его двоюродные братья, карты RTX 3090, 3080 и 3070, были выпущены в прошлом году и практически сразу были распроданы, оставив геймеров в ярости. На этот раз Nvidia хочет сделать свое более дешевое оборудование менее привлекательным для майнеров, что может привести к увеличению запасов для геймеров при запуске.

Это все также происходит на фоне нехватки чипов, поскольку фабрики не могут удовлетворить спрос по различным причинам, связанным с пандемией, и поэтому на данный момент кому-либо просто сложно достать комплект.

Между тем, Nvidia также будет продавать серию графических процессоров, ориентированных на криптовалюту, под общим названием CMP HX. Они бывают четырех видов: 30HX, 40HX, 50HX и 60HX, каждый из которых содержит больше памяти и вычислительной мощности, чем предыдущий.Вот удобная таблица с основными характеристиками каждого чипа:

То, что вы получаете за свои деньги … Нажмите, чтобы увеличить. Источник: Nvidia

У них отсутствует возможность подключения к дисплеям, что делает их непригодными для настольных игр. Вдобавок ко всему, они имеют специальные системы охлаждения и работают при более низких пиковых напряжениях и частотах ядра, чтобы снизить энергопотребление для майнинга.

Nvidia ожидает, что более слабые графические процессоры CMP будут доступны в следующем месяце, как нам сообщили, а более мощное оборудование выйдет во втором квартале года, что, возможно, даст возможность частям GeForce продавать геймерам.Они будут продаваться через авторизованных поставщиков, в том числе: ASUS, Colorful, EVGA, Gigabyte, MSI, Palit и PC Partner. ®

PS: Чтобы узнать о шаге Nvidia, посмотрите это видео на YouTube от Linus Tech Tips.

Nvidia заявляет, что не снизит производительность майнинга Ethereum на существующих графических процессорах

Сегодня утром Nvidia объявила, что искусственно снизит производительность своей будущей видеокарты GeForce RTX 3060 за 329 долларов, когда дело доходит до одной конкретной задачи: майнинга криптовалюты Ethereum.Как бы странно это ни звучало, это была музыка для ушей некоторых геймеров, которые месяцами пытались и не могли получить в свои руки видеокарты из-за большой нехватки графических процессоров и частично обвиняли в этом майнеров.

Вам может быть интересно: что это означает для других графических процессоров ? Nvidia пока не говорит о своих планах относительно будущих видеокарт, но компания сообщает The Verge (недвусмысленно), что не будет ослаблять существующие графические процессоры. «Мы не ограничиваем производительность уже проданных графических процессоров», — заявил представитель компании.

Я также немного скептически относился к тому, что новая партия карт Cryptocurrency Mining Processor (CMP), продаваемая в качестве альтернативы для этих майнеров, будет означать, что в результате геймеры действительно смогут купить RTX 3060. Если Nvidia направит свои и без того ограниченные производственные мощности графических процессоров в сторону CMP, разве это не означает, что для начала станет меньше игровых графических процессоров? Вы знаете, что во всем мире наблюдается нехватка полупроводников.

Новый процессор майнинга криптовалюты Nvidia (CMP). Изображение: Nvidia

Но Nvidia настоятельно предполагает, что новые CMP вообще не повлияют на способность производить игровые карты GeForce. «Чипы, используемые для CMP, не могут соответствовать спецификациям GeForce и не влияют на общую емкость или доступность GeForce», — ответил представитель по электронной почте.

Хотя Nvidia не подтверждает, что речь идет о биннинге — процессе, с помощью которого производители микросхем, такие как Intel, AMD, Nvidia и другие, берут микросхемы, которые не работают на 100 процентов из-за случайных производственных дефектов, и продают их как более медленные или менее функциональные заполненные части — утверждение, безусловно, звучит примерно так.

Но может быть и совсем другое. Снимок CMP от Nvidia, который вы видите выше, совсем не похож на макет Nvidia GA102, который используется в RTX 3080 и 3090 на базе Ampere, или GA104, который используется в RTX 3070 и RTX 3060 Ti. Он также не очень похож на настольные чипы Nvidia предыдущего поколения Turing. Возможно, CMP — это просто конструкция графического процессора, о которой не было известно публично.

Если это так, то весьма вероятно, что у Nvidia есть запас старых чипов, которые она использует.В конце концов, компания возвращает GTX 1050 Ti с 2016 года, и сомнительно, что Nvidia передала одну из фабрик RTX 30-й серии только для того, чтобы это произошло. Но, не зная, что CMP на самом деле представляет собой , ваше предположение ничем не хуже нашего.

Вам также может быть интересно: будут ли другие приложения для распределенных вычислений попадать в сеть Nvidia и аналогичным образом снижать производительность? Нет, — говорит в Twitter Брайан Дель Риццо, давний PR-менеджер GeForce:

.

Не влияет на другие приложения.Спасибо за вопрос.

— Брайан Дель Риццо (@bdelrizzo) 19 февраля 2021 г.

Зачем ослаблять только майнинг Ethereum, если другие криптовалюты, такие как Биткойн, также добились невероятных успехов? Вот полный ответ Nvidia:

Ethereum на данный момент имеет самый высокий в мире доход от майнинга из всех монет, которые можно майнить на GPU, и, следовательно, он, вероятно, является основным драйвером спроса на графические процессоры в майнинге. Другие алгоритмы не оказывают существенного влияния на потребности GPU, и это не может быстро измениться из-за сетевых эффектов в данной криптовалюте.Ограничитель скорости применяется ко всему, что использует алгоритмы Dagger Hashimoto или Ethash.

И если вы думаете, что предприимчивые майнеры Ethereum просто скатят свои собственные драйверы, чтобы избежать этого ограничения, Nvidia предполагает, что это может быть непросто: «Между драйвером, микросхемой RTX 3060 и BIOS (микропрограммой ), что предотвращает удаление ограничителя скорости хэширования », — написал Дель Риццо в четверг вечером.

Привет, Райан. Дело не только в драйверах.Между драйвером, микросхемой RTX 3060 и BIOS (прошивкой) существует безопасное рукопожатие, которое предотвращает удаление ограничителя скорости хэширования.

— Брайан Дель Риццо (@bdelrizzo) 19 февраля 2021 г.

Мы с нетерпением ждем, сможет ли Nvidia упростить покупку видеокарты GeForce RTX 3060 за 329 долларов по сравнению с предыдущими графическими процессорами, когда она выйдет 25 февраля в 12:00 по восточному времени. После месяцев круглосуточной охоты мне наконец удалось поймать 3060 Ti пару недель назад — надеюсь, вам не придется заходить так далеко.

Обновление 19 февраля, 13:09 по восточному времени: Добавлена ​​дополнительная информация от Брайана Дель Риццо из Nvidia в Twitter.

NVIDIA RTX 3080 Ti Ограничитель хеширования криптовалюты протестирован, результаты внутри

Представленное изображение графического процессора NVIDIA GeForce RTX 3080 non-Ti Gaming X Trio.

Криптовалюта оказалась бичом для геймеров DIY в сегменте ПК. Такие монеты, как Ethereum, подняли цены на графические процессоры в 3-5 раз выше рекомендованной розничной цены для большинства карт, а скальперы подлили масла в и без того деликатную ситуацию.Конечным результатом является то, что геймеры не могут получить в свои руки какой-либо графический процессор, если они не пройдут процедуру списка ожидания AIB (которая может занять несколько месяцев) или не купят старый подержанный графический процессор нескольких поколений. В попытке обуздать это и сделать графические процессоры доступными для геймеров, NVIDIA представила серию LHR или серию с ограниченным хешрейтом с RTX 3060. Их будущий флагманский графический процессор RTX 3080 Ti также будет вариантом LHR, и производительность этой карты в майнинге будет протестирован впервые.

NVIDIA RTX 3080 Ti ‘LHR’ дает 58 MH / s в Dagger Hashimoto при 299 Вт

Производительность предстоящего майнинга RTX 3080 Ti просочилась из Kavka_Chow (через Videocardz).Карта дает 58,04 MH / s на Dagger Hashimoto. Для сравнения: флагман последнего поколения RTX 2080 Ti дает 49 MH / s, а RTX 3070 без ограничений дает 96 MH / s. Ясно, что это значительное снижение по сравнению с его полным потенциалом, который составлял бы более 100 MH / s.

NVIDIA GeForce RTX 40 Series с 5-нанометровыми графическими процессорами Ada Lovelace

Криптографическая скорость хеширования NVIDIA RTX 3080 Ti на алгоритме майнинга ETH Dagger Hashimoto.

Итак, ограничитель скорости хеширования работает (во всяком случае, для монет на основе ETH), и возникает ли следующий вопрос: насколько это повлияет на цены на GPU в будущем? Вот где эта статья — территория (образованных) домыслов.Я лично очень пессимистичен в отношении значительного улучшения цен по нескольким причинам и ожидаю увидеть только 10-30% -ное снижение текущих цен и даже близко к рекомендованной рекомендованной производителем цене.

  1. Ограничение хешрейта NVIDIA останавливает только Dagger Hashimoto, алгоритм, предпочитаемый криптовалютами и токенами на основе Ethereum. Это не единственный алгоритм доказательства работы, есть и другие варианты, такие как KAWPOW, ZHASH, Octopus, BeamV3, CuckooCycle.
  2. Индустрия майнинга на GPU сейчас приближается к отрасли с миллиардом долларов, и эти многомиллионные операции по майнингу не просто закроются и сдадутся — они перейдут на другие монеты — в этот момент закон спроса и предложения (и $ против сложности майнинга), что приведет к росту цен на эти монеты и, в конечном итоге, сделает их столь же прибыльными для майнинга, как и Dagger Hashimoto.
  3. Есть способы обойти текущее ограничение и вернуть почти 75% производительности обратно в HiveOS, как описано в этом видео от SonOfATech.
  4. В любом случае
  5. ETH переходит на Proof of Stake в конце этого года (что устраняет необходимость в майнинге на GPU), так что это действие слишком мало и слишком поздно.

RTX 3080 Ti будет иметь 80 SM, всего 10240 ядер CUDA. Также указана максимальная частота, достигаемая видеокартой — 1,67 ГГц. С этими двумя подтвержденными спецификациями мы можем получить число TFLOP для карты, которое составляет 34.2 TFLOP. Это абсолютно безумный уровень графической мощности, хотя еще неизвестно, насколько из этого будет реальный FPS в играх.

Карта имеет 12 ГБ памяти GDDR6X с тактовой частотой 9,5 ГГц (19 Гбит / с) и шину шириной 384 бита, которая будет питать этот массивный графический движок с пропускной способностью 912 ГБ / с.

NVIDIA RTX 3080 Ti поступит в продажу до 3 июня 2021 года, отзывы за день до

Как всегда, NVIDIA намерена провести поэтапный запуск с жестким запуском флагмана 3 июня.Объявление должно произойти раньше — вероятно, до 31 мая

.

NVIDIA RTX 3070 Ti поступит в продажу до 10 июня 2021 года, отзывы за день до

RTX 3070 Ti поступит в продажу почти через неделю после своего старшего брата. Обзоры будут опубликованы накануне.

Компания по разработке алгоритмов Ethash — Developcoins

Developcoins — ведущая компания по разработке криптовалюты, которая предлагает комплексные услуги и решения по разработке на основе алгоритмов майнинга криптовалюты по всему миру, позвольте нам объяснить одну из самых популярных концепций майнинга и то, как она играет важную роль в секторах майнинга криптовалют.

Давайте начнем,

Вы уже слышали о SHA – 256 , Scrypt , X11 алгоритме , наиболее популярных из них. С каждым днем ​​создается все больше и больше альткойнов, и количество используемых алгоритмов майнинга также растет. Сегодня существует множество алгоритмов, используемых в майнинге различных криптовалют. Для тех из вас, у кого до сих пор нет четкого представления об алгоритме Ethash , мы решили сделать четкое введение в алгоритмы Ethash и то, как они работают, различать SHA-256 и Ethash, и возможная прибыль.В конце концов, мы попытаемся выяснить, стоит ли вам пытаться создать «криптовалюту на основе Ethash» в это подходящее для рынка криптовалюты время.

Ethereum, который является не просто платформой, а языком программирования, является одной из самых крупных и наиболее устоявшихся децентрализованных платформ. Платформа Ethereum позволяет внедрять смарт-контракты и децентрализованные приложения (DApps) и управлять ими без перерыва, мошенничества, контроля или постороннего вмешательства со стороны третьих лиц или посредников. Ethereum, известный как Ether, используется в качестве обмена криптовалюты и может использоваться для запуска высокопроизводительных приложений и может доходить до средства вознаграждения за проделанную работу.В последние пару лет Ethereum стал платформой для разработки dAPP и игр.

В настоящее время блокчейн Ethereum использует консенсусные алгоритмы доказательства работы, что позволяет использовать обычные компьютеры и дает большие возможности для добычи блоков. Это последняя версия алгоритма Кинжала-Хашимото и называется Ethash

.

Ethereum — в нем реализованы алгоритмы Keccak и Ethash. Целевые области для этих двух основных методов — сжатие адресов, блочное соединение и интеллектуальный анализ.

Что такое алгоритм Кеккака?

Поскольку алгоритмы Keccak и Ethash имеют разные варианты использования, они используются в разных системах. Первичный алгоритм хеширования в Ethereum называется Keccak, он собирает данные и расширяет результат на основе всех уже использованных обработанных единиц данных. Это теряет большую гибкость и может рассматриваться как псевдослучайность. Кечак используется во многих областях, кроме горнодобывающей.

Что такое алгоритм Ethash?

Ethash используется только для целей майнинга и использует алгоритм хеширования Proof of Work, разработанный специально для Ethereum (ETH).Основная причина создания функции Ethash PoW — противостоять машинам ASIC. Да, Ethash устойчив к ASIC, и это алгоритм с интенсивным использованием памяти, который можно добыть только с помощью графического процессора.

Важные факторы, касающиеся алгоритмов хеширования Ethash:
  • Алгоритм майнинга Ethash должен быть устойчивым к ASIC. Для достижения этой цели был разработан алгоритм с максимальным использованием памяти.
  • Алгоритм майнинга
  • Ethash должен быть очень дружественным к GPU-устройствам.К сожалению, ЦП нельзя использовать в качестве основной цели, но использование графического процессора — довольно сбалансированное решение.
  • Новые блоки должны мгновенно проверяться на легких клиентах.
  • Новые блоки следует обрабатывать медленно на легких клиентах.
  • Легкие клиенты должны начать работу как можно скорее.
  • Алгоритм Ethash — это переработанный метод Кинжала-Хашимото.

Что такое метод Кинжала-Хашимото?

Dagger Hashimoto — это признанная спецификация алгоритма майнинга Ethereum, основанная на двух основных ключевых частях предыдущей работы:

1.Кинжал:

Алгоритм

Виталика Бутерина, Dagger был задуман как альтернатива существующим алгоритмам с жестким объемом памяти, таким как Scrypt, которые жестко связаны с памятью, но также очень трудно проверить, когда их жесткость памяти повышается до абсолютно безопасного уровня. Тем не менее, Серджио Лернер подтвердил, что Dagger подвергается аппаратному ускорению с разделяемой памятью, а затем был выпущен в пользу другого направления исследования.

2. Хашимото:

Алгоритм Таддеуса Дрийи, который означает достижение сопротивления ASIC за счет привязки к вводу-выводу, т.е.выполнение чтения из памяти приводит к уменьшению коэффициента в процессе майнинга. Хашимото использует блокчейн как источник данных, одновременно удовлетворяя его.

Dagger Hashimoto’s — скорость хеширования измеряется в MH / s: мегахеши в секунду или один миллион хеш-вычислений в секунду.

Как алгоритмы Ethash работают на концепции майнинга Ethereum?

Алгоритм майнинга Ethash может работать как с CPU, так и с GPU. Криптовалюты на основе Ethash различаются по своим требованиям к майнингу, поэтому здесь в качестве примера будет использоваться Ethereum как наиболее знакомый способ использования Ethash, а другие криптовалюты часто используют такое же программное обеспечение для майнинга, как оно.Чтобы начать майнинг ETH, потребуется полностью параллельный клиент криптовалюты, которому разрешен майнинг, и как минимум одна история Ethereum. Другим криптовалютам на основе алгоритма Ethash требуется кошелек или учетная запись в их конкретных сетях.

Майнинг на процессорах

CPU-майнинг криптовалюты на основе Ethash теперь становится более прибыльным из-за почти в два раза большей эффективности динамического майнинга майнеров на GPU. Однако майнинг с использованием ЦП может использоваться для первых попыток майнинга или по причине создания некоторого количества криптовалют для работы смарт-контрактов или для выполнения транзакций с криптовалютой в сети.Майнинг ЦП Ethereum работает с клиентом ETH с именем geth. Geth — это программа, которая связывает сеть Ethereum с оборудованием майнера. Добытые монеты будут отправлены точно на адрес майнера в сети.

Майнинг на GPU

Майнинг на GPU

— лучший вариант для Ethash. Но важно понимать, что Ethash требует много памяти и требует как минимум 1-2 ГБ ОЗУ на каждом используемом графическом процессоре. Графические процессоры AMD обычно показывают лучшие результаты, чем продукты NVidia той же категории, ASIC и FPGA (программируемые пользователем вентильные массивы), которые обычно поддерживают майнинг Ethash, неэффективны по сравнению с графическими процессорами и разочаровываются как сообществом, так и разработчиками.Чтобы начать майнинг на GPU, необходимо загрузить Ethminer — майнер Ethash, созданный командой Ethereum и рекомендуемый для работы со всеми криптовалютами на основе Ethash, которые специально не блокировали эту возможность.

Разница между SHA-256 и Ethash:

Здесь мы перечисляем некоторые из основных различий между SHA-256 и Ethash

.

Популярные монеты с использованием алгоритмов Ethash:
  • Эфириум
  • Эфириум Классик
  • Energi
  • Metaverse ETP
  • Энергия перезапуска
  • Эфир-ноль
  • Убик
  • Каллисто
  • Пирл
  • Musicoin
  • Расширение
  • Эфир-1
  • Экосистема REOSC
  • EtherGem
  • Микс
  • Эллаизм
  • Дорадо
  • Атейос
  • Жетон туристического обзора
  • Токен генерального контракта
  • CryptoWorld.VIP
  • Ненасытный
  • Аррорекс
  • Эйфория
  • MUXE

Ищете лучшего поставщика услуг по разработке алгоритмов Ethash?

Developcoins стала поставщиком услуг по разработке алгоритмов Ethash в Индии и предоставляет комплексные услуги и решения для разработки на основе крипто-майнинга. Наш процесс разработки алгоритма Ethash полностью безопасен и прозрачен.

Процесс разработки монет на основе алгоритма Ethash:

Developcoins — Как ведущая компания по разработке криптовалюты, предоставляет пошаговые инструкции по этапам разработки криптовалюты с использованием алгоритма Ethash.

1) Реализация алгоритма Ethash

Создание новой криптовалюты с использованием алгоритма Ethash с указанной спецификацией, например, с устойчивостью к ASIC и защищенной

2) Настройка хэш-значения

Хеш-значение для криптографии будет назначено в зависимости от доступности и возможности.

3) Пакет исходного кода

Весь технический пакет новой криптовалюты на основе алгоритма Ethash будет выполнен со всеми спецификациями и функциями.

4) Создание кошелька

Будет создан кошелек, поддерживающий все платформы и устройства

5) Обозреватель блоков

Он будет подготовлен для отслеживания транзакции монеты

.

Преимущества выбора нас в качестве компании по разработке алгоритмов Ethash

  • Поддержка 24 * 7 часов.
  • Консультации экспертов по развитию криптовалюты и блокчейна.
  • Передовой опыт в технологиях на основе блокчейн.
  • Наша компания по разработке криптовалюты предлагает креативные, гибкие, доступные и надежные модели.
  • Своевременное обновление и поддержка на протяжении всего проекта разработки монет.

Мы всегда усердно работаем над созданием реальной стоимости криптовалюты. Мы предоставляем вам лучшие решения по разработке криптовалюты для вашего бизнеса, используя первоклассные функции для создания уникальной криптовалюты. Наши эксперты по блокчейнам обладают глубокими и всесторонними знаниями алгоритмов майнинга криптовалют, чтобы предоставлять нашим клиентам решения для разработки на основе криптовалют и блокчейнов мирового класса.

Свяжитесь с Developcoins сейчас для разработки криптовалюты для запуска собственной криптовалюты с использованием алгоритма Ethash!

Получите бесплатное предложение от Developcoins прямо сейчас !!

Nvidia RTX 3060 добывает эфир на полную мощность, поскольку майнеры якобы обходят ограничения хеширования

Попытка Nvidia отвести майнеров Ether (ETH) от своей новой видеокарты GeForce RTX 3060 путем ограничения скорости хеширования оказалась недолгой.

Скриншоты, опубликованные учетной записью I_Leak_VN в Твиттере утечки технических данных, показывают стек из восьми видеокарт RTX 3060, работающих со скоростью, намного превышающей предел добычи Nvidia в 20-25 MH / s, при этом, как сообщается, используется алгоритм добычи Ethereum Dagger-Hashimoto.

В тот же день группа в Facebook из Вьетнама, ориентированная на криптовалюту, разместила графическое объявление о том, что RTX 3060 действительно был обойден и теперь может достичь своей полной мощности 50 MH / s благодаря моду.

Нарушение принудительных ограничений Nvidia на майнинг эфира, по-видимому, было достигнуто с помощью специальной модификации, согласно сообщениям от 10 марта. Это противоречит недавнему заявлению глобального директора по связям с общественностью Nvidia Брайана Дель Риццо, который заявил 2 февраля. 21, что безопасное взаимодействие между аппаратным обеспечением графического процессора, программным обеспечением драйвера и микропрограммой компьютера предотвратит удаление ограничителя скорости хэширования.

«Дело не только в драйверах. Между драйвером, микросхемой RTX 3060 и BIOS (прошивкой) существует безопасное рукопожатие, которое предотвращает удаление ограничителя скорости хэширования », — написал Дель Риццо в Twitter.

Введение Nvidia ограничителя скорости хэширования было разработано, чтобы сделать свои карты менее привлекательными для майнеров криптовалюты, особенно для тех, кто добывает эфир. Это произошло после того, как фанаты игр выразили обеспокоенность по поводу очередной нехватки графических процессоров из-за спроса со стороны майнеров.Согласно Nvidia, Ether был нацелен именно на то, что он имел самый высокий глобальный доход от майнинга среди монет, добываемых на GPU.

Наряду с решением ограничить эффективность майнинга эфира, Nvidia также объявила о предстоящем выпуске видеокарты, созданной специально для майнинга криптовалюты. Названные линией CMP, карты должны были быть проданы майнерам и должны были быть лишены выводов на дисплей, которые считались ненужными для майнинга криптовалют.

Но с появлением вышеупомянутой модификации эти планы теперь могут быть в воздухе и могут привести к безумной спешке со стороны потенциальных майнеров с целью скупить больше единиц RTX 3060.Будущие планы Nvidia также ставятся под сомнение, учитывая, что она намеревалась выпустить грядущую RTX 3080 Ti с теми же ограничениями на майнинг эфира.

Nvidia отказалась комментировать этот вопрос.

Внедрение алгоритма консенсуса блокчейн во встроенной архитектуре

Внедрение технологии Интернета вещей (IoT) во многие приложения, такие как автономные системы, связь и здравоохранение, способствует росту рынка положительными темпами. Появление передовых методов анализа данных, таких как блокчейн для подключенных устройств IoT, может снизить стоимость и увеличить распространение облачных платформ.Блокчейн — это ключевая технология для приложений Интернета вещей в реальном времени, обеспечивающая доверие к распределенным роботизированным системам, работающим на встроенном оборудовании, без необходимости в центрах сертификации. В приложениях IoT с блокчейном возникает множество проблем, таких как энергопотребление и время выполнения. Эти конкретные ограничения необходимо тщательно учитывать, помимо других ограничений, таких как количество узлов и безопасность данных. В этой статье обсуждается новый подход, основанный на гибридной архитектуре HW / SW и разработанный для консенсуса Proof of Work (PoW), который является наиболее часто используемым механизмом консенсуса в блокчейне.Предлагаемая архитектура проверена с использованием блокчейна Ethereum с Keccak 256 и набора для разработки ZedBoard с программируемой вентильной матрицей (FPGA). Эта реализация показывает улучшение времени выполнения на 338% и минимизацию энергопотребления на 255% по сравнению с использованием графических процессоров Nvidia Maxwell.

1. Введение

Ожидается, что к 2026 году мировой рынок Интернета вещей достигнет стоимости в 1 386,06 млрд долларов США по сравнению с 761,4 млрд долларов США в 2020 году при среднегодовом темпе роста 10,53% в период 2021–2026 годов [1].

Технология IoT объединяет различные устройства, такие как мобильные телефоны, датчики и бытовые приборы, для сбора и обмена данными для следующей промышленной революции интеллектуальной связи. Четвертая промышленная революция (Индустрия 4.0) соединяет интеллектуальные цифровые технологии с реальным миром для создания интеллектуального производства и управления цепочками поставок [1]. В текущем контексте появление Индустрии 4.0 и внедрение устройств IoT требует от производителей внедрения инновационных способов продвижения производства с помощью интеллектуальной связи, которая использует больше робототехники и позволяет избежать промышленных аварий и отказов оборудования.Следовательно, отрасли, больницы, цепочки поставок, правительства, банки и логистика должны быть связаны с использованием технологий распределенной книги (DLT), таких как технология блокчейн, чтобы быстро реагировать на более связанный мир. Это обеспечит более безопасный процесс анализа больших данных, создаваемых устройствами IoT.

Блокчейн в основном занимается хранением данных и управлением ими, а также технологией распространения, которая является прозрачной и безопасной и работает независимо от центрального контролирующего органа [2].

В отличие от традиционных методов, блокчейн позволяет одноранговую передачу цифровых активов без посредника. Эта технология была вдохновлена ​​криптографией Биткойн [3], а затем возникла, эволюционировала и распространилась в нескольких приложениях, включая финансы [4], здравоохранение [5], администрирование [6], промышленность [7], сельское хозяйство [8] и интеллектуальные технологии. города [9]. Это затрагивает также другие секторы, такие как передача товаров (цепочка поставок), передача цифровых носителей (продажа произведений искусства), удаленное предоставление услуг (путешествия и туризм), распределенный интеллект (выпуск), производство и распределение электроэнергии, сбор средств для стартапов, электронное голосование, управление идентификацией, краудфандинг (увеличение стартового капитала) и крауд-операция (удаленное голосование).

За первым успехом блокчейна, о котором было сообщено с помощью Биткойна, последовали другие блокчейны, такие как Ethereum [10], Hyperledger Fabric [11], Azur, Grid +, IOTA [12] и Tezos [13, 14].

Представляя новое поколение блокчейнов, Ethereum может играть важную роль в публичном блокчейне, таком как Биткойн, или в частном блокчейне, таком как Hyperledger Fabric. Это также основа других блокчейнов, которые представляют собой специфические фреймворки для приложений, таких как Azur. Например, блокчейн, предложенный Microsoft, который был оптимизирован для использования преимуществ облака.Другой пример — блокчейн Grid +, который используется в приложениях для управления энергопотреблением.

Для обеспечения безопасности цепочки блоков используется специальный алгоритм, известный как консенсус. Это позволяет добавлять новый блок в цепочку блоков без нарушения целостности данных, хранящихся в распределенном реестре.

Более того, некоторые цепочки блоков определены с помощью интеллектуальных контрактов и программных платформ, которые играют роль ссылок в цепочке блоков. Однако все эти блокчейны используют консенсус для сохранения своей безопасности.В этом контексте в литературе предлагается несколько типов консенсуса, таких как Proof of Work (PoW), Proof of Stake (PoS), Proof of Authority (PoA), PBFT и Ripple and the Raft [14 ]. Эти консенсусные алгоритмы имеют разные уровни сложности. Одним из наиболее сложных и энергоемких консенсусов является PoW, который использовался в нескольких блокчейнах, таких как Биткойн, Эфириум и IoTA [15]. Например, время процесса майнинга составляет примерно 10 минут для Биткойна [16] и 15 секунд для Ethereum с использованием графического процессора Nvidia RTX 3080 [17].Независимо от количества майнеров, майнинг одного биткойна по-прежнему занимает около 10 минут. За 600 секунд (10 минут), при прочих равных, потребуется 72000 ГВт (или 72 тераватта) мощности для майнинга Биткойна с использованием среднего энергопотребления, обеспечиваемого майнерами ASIC [16].

Использование блокчейна, особенно в части майнинга, требует значительных вычислительных ресурсов. В этой статье представлено технико-экономическое обоснование реализации блокчейна во встроенной системе и, в частности, на программируемой вентильной матрице FPGA с учетом всех требований к ресурсам для проверки этого подхода.

Предлагается встроенная архитектура для реализации консенсуса PoW, особенно в архитектуре на основе FPGA. Эта оптимизированная архитектура должна ускорить классический процесс PoW и, следовательно, минимизировать потребление энергии. Предлагаемая архитектура выбрана на основе сравнения различных программных (SW), аппаратных (HW) и смешанных архитектур.

Точнее, вклад этой статьи заключается в следующем.

Основная статья статьи состоит из двух частей.Во-первых, предлагается встроенная архитектура для реализации алгоритма консенсуса PoW на ПЛИС. Эта часть называется системным блоком вне сети. И вторая часть посвящена разработке системы вне сети / в сети. Реализация PoW и, в частности, алгоритм хеширования были автономными (на FPGA). Смарт-контракт узла, транзакции и блоки в цепочке (они реализованы на платформе Raspberry Pi 3).

Остальная часть этого документа выглядит следующим образом. В разделе 2 мы описываем основные понятия блокчейна, в частности, его различный консенсус, за которым следует исследование встроенных технологий и смешанных архитектур аппаратного и программного обеспечения [18].В разделе 3 будет рассмотрено описание PoW, используемого в блокчейне Ethereum. Профилирование этой функции позволит описать выбираемую встраиваемую архитектуру. Раздел 4 зарезервирован для выбора архитектуры и различных частей нашей системы, содержащих согласованную реализацию. Последняя часть будет зарезервирована для полученных результатов и сравнения ПО на GPU и HW-реализованной архитектуры с точки зрения времени выполнения и энергопотребления.Наконец, в разделе 5 мы подведем итоги и дадим возможные перспективы.

2. Справочная информация
2.1. Обзор блокчейн

В этом разделе мы даем обзор технологии блокчейн, ее различных классов и основных компонентов.

2.2. Классификация блокчейнов на основе безопасности

С точки зрения безопасности блокчейн можно разделить на общедоступные, консорциумные и частные.

2.3. Публичный блокчейн

Блокчейн называется публичным, потому что он открыт для всех.Таким образом, он уподобляется рынку, где каждый может открыть магазин, чтобы предлагать любые товары и услуги. В этом случае нет ограничений на вход и выход посетителей, которые могут свободно посещать разные магазины для совершения покупок.

Следовательно, общедоступная цепочка блоков имеет несколько характеристик, таких как децентрализованная сеть, которая открыта для всех участников без каких-либо ограничений, данные могут быть доступны всем без каких-либо ограничений, и данные могут быть доступны всем без каких-либо ограничений, но это нестираемый, защищенный от подделки и не подлежащий изменению впоследствии.В этом классе блокчейнов использование консенсуса PoW делает транзакции блокчейна невозможными для фальсификации и очень легкими для манипулирования.

Существует множество примеров публичных блокчейнов: Биткойн, Эфириум, Ripple [14], Litecoin [19] и Dash.

2.4. Блокчейн консорциума

Он состоит из разрешенного блокчейна, который частично децентрализован и отличается от общедоступных блокчейнов, поскольку его сеть доступна только ограниченному числу пользователей.

Новые участники должны быть подтверждены узлами и уже существующими членами консорциума, а доступность данных зависит от прав доступа, предоставленных каждому узлу.Его можно сравнить с корпоративным рынком (здесь «консорциум»), для которого только членам консорциума будет разрешено открывать магазин для предложения продуктов и услуг. Однако консорциум может предоставить некоторые исключения для открытия дополнительных магазинов. Приход и уход на этом рынке обычно ограничиваются правилами, установленными консорциумом.

Следует отметить, что подавляющее большинство существующих блокчейнов консорциума работают в системе Proof of Authority (PoA). В качестве примеров публичных блокчейнов можно привести Ripple [20], Funds DLT и т. Д.

2,5. Частный блокчейн

В отличие от общедоступных блокчейнов, частные блокчейны (из которых разрешенные блокчейны являются особым случаем) подобны распределенным базам данных.

Их характеристики следующие: (i) Сеть доступна ограниченному числу пользователей. Новые участники должны быть утверждены центральным органом, принимающим решения. (Ii) Доступность данных зависит от прав доступа каждого узла. Это определяется центральным органом, принимающим решения. (Iii) В частной цепочке блоков консенсус основан на доверии, установленном во всех узлах валидатора.

Частный блокчейн можно сравнить с торговой площадкой, где все участники, уполномоченные запускать магазин или продавать продукты и услуги, являются только членами одной и той же структуры.

В результате случаи использования очень часты. Что касается распределенных баз данных, они полезны для обмена конфиденциальными или важными данными внутри организации или внутри различных объектов группы.

Есть много примеров частных блокчейнов. Мы можем сослаться на Hyperledger Fabric, Grid +, Azur, Ethereum (как частные, так и публичные блокчейны) и т. Д.

2.6. Алгоритмы консенсуса

Он состоит из перехода от централизованных систем, в которых администратор или центральная система может подтверждать или признавать недействительными транзакции, такие как банковская система и системы управления базами данных.

В системах такого типа администратор является действующим или недействительным менеджером. В децентрализованных системах, таких как блокчейны, отсутствие администратора требует другого протокола для проверки и проверки. Посреднические функции перемещаются на периферийную участвующую пару в инфраструктуре цепочки.Поскольку участники не обязательно знают друг друга, это децентрализованная система.

Алгоритм консенсуса состоит из сначала настройки процесса проверки, проверки и подтверждения транзакций, затем записи транзакций в большом распределенном каталоге, создания записи блока (цепочки блоков) и, наконец, реализации протокола консенсуса.

Таким образом, проверка, проверка, консенсус и неизменяемая запись приводят к доверию и безопасности блокчейна.

В блокчейне используется несколько типов консенсуса, включая PoW [21], PoS [21], PoA [21], PBFT [21], Ripple [20] и DAC [21].В этой статье мы опишем только алгоритм PoW, который будет реализован в HW (платформе FPGA). В следующей части мы опишем современное состояние встраиваемых систем.

3. Обзор решений встраиваемых архитектур

Развитие электроники и микроэлектроники сделало возможным минимизировать размер транзисторов для увеличения количества электронных компонентов, интегрированных в одну микросхему. Главный компонент — микропроцессор. Микропроцессоры состоят из одного или нескольких центральных процессоров (ЦП), а также других модулей, необходимых для их работы, таких как контроллеры памяти, кэш-память и контроллеры ввода-вывода.

Однако в некоторых системах интегральная схема содержит не только микропроцессор, но и другие компоненты, такие как микроконтроллеры и графические процессоры. Такая система называется System on Chip (SoC). Эти SoC основаны на минимизации пространства и энергопотребления при сохранении необходимой производительности для ограничений соответствующих приложений.

Например, типичная современная SoC содержит CPU, GPU, коммуникационные модули (Wi-Fi, Bluetooth и т. Д.), Модуль для локализации, а также другие подсистемы и сопроцессоры, обеспечивающие различные функции, такие как безопасность устройства [ 9].

Эти SoC используются в прикладных компьютерных системах, обычно называемых встроенными системами. Хотя формального определения последних нет, как правило, это информационные системы, разработанные для четко определенных задач [22] и интегрированные в другие продукты [23].

Использование встроенных систем также коснулось технологии блокчейн. Таким образом, приложения электронного здравоохранения, сельского хозяйства, легкой и тяжелой промышленности, электронного обучения и дополненной реальности [24] часто основаны на SoC для создания систем, отвечающих их различным потребностям.

Таким образом, мы находим разные архитектуры, соответствующие различным потребностям. Мы можем найти однопроцессорные системы, производительность которых повышается за счет аппаратных ускорителей (IP) [24], или массивно-параллельные архитектуры, использующие преимущества большого количества процессоров, работающих в идеальном параллелизме [25].

Если использование встроенных систем коснулось нескольких областей, их использование в области цепочки блоков остается довольно ограниченным, особенно для технологии FPGA. Фактически, несмотря на различные внутренние ресурсы, такие как встроенная высокоскоростная память, блоки параллельных вычислений и гибкая архитектура, которые подходят для вычислительно сложных приложений, он по-прежнему ограничен использованием консенсуса PoW.

Такая идея редко обсуждается в литературе. Особо отметим работу, представленную в [18], где авторы представили возможность реализации встроенного приложения робототехники, управляемого блокчейном.

В работе Chaari [26] использовалась встроенная система на базе платформы Raspberry Pi 3. Одна из проблем, с которыми столкнулись в этой работе, по сути, заключается в том, что Raspberry не может запускать все функции программного обеспечения консенсуса PoW из-за своих ограниченных возможностей.

В этой статье основная цель — предложить встроенную архитектуру, подходящую для приложений блокчейна и способную поддерживать реализацию консенсуса PoW. Следовательно, мы покажем осуществимость, а также выигрыш, достигаемый при использовании такой архитектуры, принятой в Ethereum PoW на ПЛИС.

3.1. Компоненты блокчейна Ethereum

В этом разделе нас интересуют компоненты блокчейна, особенно блокчейн Ethereum и его различные компоненты.

Блокчейн основан на специальной терминологии, представляющей важные концепции.Среди фреймворков блокчейна можно выделить следующие.

3.1.1. Транзакции

Это обмен данными между разными пользователями. Каждая транзакция подписывается закрытым ключом отправителя. Благодаря этой подписи безопасность транзакций гарантирована. Следовательно, можно избежать любой модификации этих транзакций во время передачи.

3.1.2. Блоки

Блок — это запись в цепочке блоков, которая содержит подтвержденные транзакции.Таким образом, каждая открытая транзакция будет добавлена ​​в блок. По истечении определенного периода, чтобы новый блок, содержащий транзакции, был добавлен в цепочку блоков, он должен быть проверен выбранным лицом, называемым несовершеннолетним. Эта операция проверки называется майнингом.

3.1.3. Цепочки блоков

Каждый блок в цепочке блоков связан с предыдущим блоком. Эта ссылка создается путем вставки хэша, относящегося к предыдущему блоку. Следовательно, хеш каждого блока включает не только свой собственный хэш, но и хеш предыдущего блока.Рисунок 1 иллюстрирует то, что было описано. Таким образом мы можем защитить блокчейн от любой формы коррупции.


3.1.4. Смарт-контракты

Смарт-контракт — это программное обеспечение, «установленное» на блокчейн-решении. Это самое важное звено в цепочке блоков. Он запускается автоматически, как только проверяются различные предварительно запрограммированные ограничения. Несмотря на то, что это не юридический документ, интеллектуальный контракт автоматизирует выполнение договорных обязательств.

Алгоритм консенсуса — это процесс, посредством которого все узлы сети цепочки блоков достигают общего согласия о фактическом состоянии распределенного реестра [26].Хорошо спроектированный протокол консенсуса может обеспечить отказоустойчивость, аутентичность и безопасность системы блокчейн.

3.1.5. Алгоритм консенсуса Ethereum

Консенсус Ethereum основан на алгоритме Ethash, также известном как алгоритм Dagger Hashimoto. Упрощенная диаграмма [28], описанная на рисунке 2, представляет структуру этого алгоритма и, в частности, основного [29].


Профилирование алгоритма Ethash показывает, что наиболее используемая и потребляющая часть — это часть Keccak 256.Поэтому мы реализуем эту часть в HW.

4. От ПО к архитектуре HW

Мы замечаем, что внедрение новых технологий (IoT, идентификация, распознавание, виртуальная реальность и т. Д.) Больше не осуществляется на традиционных платформах (ПК, серверы, графические процессоры и т. Д.) но на встроенных системах, которые могут быть либо общими, либо хорошо адаптированными к конкретным требованиям этих новых приложений.

Для настройки индивидуального решения важно использовать смешанную конструкцию программного и аппаратного обеспечения, обеспечивающую адекватное сочетание программируемости и вычислительной мощности.

В отличие от разработки компьютерного программного обеспечения и систем, которая требует больших ресурсов, реализация System-on-Chip основана на особой методологии, которая отвечает ограничениям, налагаемым целевыми платформами. В этом разделе мы охарактеризуем методологию, используемую для реализации потока проектирования системы на кристалле.

Разработка может вестись по нескольким моделям. Модель V представляет цикл разработки системы.

Этот подход основан на двух осях: Ось спецификации и проектирования: эта ось имеет в качестве параметра время реализации Ось реализации и интеграции: ее параметрами являются системы и компоненты

Исходя из определенной потребности, первый этап , который является этапом спецификации, состоит из определения системы, которая должна быть реализована в целом, и затем определения характеристик, которые должны соблюдаться.Затем следует приступить к этапу проектирования. Что касается спецификации, дизайн основан на двух частях: первая общая, за которой следует вторая, детализированная и во время которой система подразделяется на разные блоки. Такой концептуальный подход оставляет место для реализации компонентов нашей системы.

После того, как часть реализации системы будет завершена, перед получением нашего готового продукта необходимо провести серию тестов. Мы начинаем с модульных тестов, чтобы проверить работу ранее определенных блоков.Затем проводится эксперимент по интеграции этих различных блоков. После этого настраивается проверка производительности на соответствие спецификации, представленной в первой части. Затем выполняется интеграция системы для проверки. Наконец, проводится эксплуатационное испытание для проверки соответствия ожидаемой спецификации. Когда это завершается, наш продукт дорабатывается. Таким образом, он отвечает требованиям, определенным ранее [21, 30].

5. Области применения встроенных систем

Использование встроенных систем проявляется в нескольких областях, таких как сельское хозяйство, промышленность 4.0, умные города и электронное здоровье. Чтобы разработать эффективные встроенные архитектуры для приложений блокчейна, нам необходимо профилировать алгоритм консенсуса для разработки архитектуры на платформе FPGA. В результате можно получить монопроцессорную или многопроцессорную архитектуру. Во время выполнения программы различные задачи разделяются по процессорам.

В других системах возможна монопроцессорная архитектура с сопроцессорами (также называемыми IP). Эти сопроцессоры разработаны с использованием аппаратного языка, такого как VHDL, Verilog, System Verilog и System C.

Такой подход использовался, например, в исследовании Frikha et al. [31], где в качестве примера авторы реализовали адаптивную мультимедийную систему с множественными ограничениями, основанную на динамической реконфигурации на ПЛИС с дополненной реальностью. В работе Бутеккука [32] автор представил проект интеллектуальной встроенной системы. Эта система может использоваться во многих системах на основе искусственного интеллекта, таких как экспертные системы, нейронные сети и другие сложные модели искусственного интеллекта (ИИ), чтобы гарантировать некоторые важные характеристики, такие как самообучение, самооптимизация и самоадаптация.

Среди областей применения встроенных систем можно также упомянуть умные города [33], умное сельское хозяйство [34] и электронное здравоохранение [35]. Все эти области, основанные на IoT, используют встроенные системы в основном из-за их адаптируемости при проектировании систем с низким энергопотреблением.

В этой статье мы выбираем однопроцессорную систему в сочетании с аппаратными ускорителями, которая выполняет наиболее сложную часть приложения. Используя тот же подход, предложенный в исследовании Frikha et al. [31] мы описали алгоритм консенсуса, предложенный Ethereum.Благодаря этому профилированию мы реализуем лучшую архитектуру, чтобы минимизировать ресурсы и сократить время выполнения ПО.

Это позволит нам выбрать наилучшую архитектуру. Предлагаем реализовать встроенную архитектуру для хеш-алгоритма Ethereum. Этот алгоритм, названный Ethash, является SHA 3. Реализованной частью является алгоритм Keccak 256.

Насколько нам известно, этот блокчейн-подход ранее не реализовывался. Кроме того, ключевая идея работы — решить проблему значительного энергопотребления публичных блокчейнов.

6. Предлагаемая встроенная архитектура консенсуса

Поскольку алгоритм консенсуса PoW является наиболее трудоемкой и энергоемкой частью процесса цепочки блоков, целью данной статьи является сокращение времени его выполнения.

Предлагаемый подход основан на смешанной реализации как в цепочке, так и вне ее. Только одна часть реализации (часть цепочки) подключена к блокчейну. Другая часть (часть вне цепочки) подключена непосредственно к части цепочки и отвечает за получение консенсусного результата.

Точнее, консенсус PoW и, более конкретно, часть алгоритма Keccak 256 на FPGA будет выполнять шифрование вне цепочки.

Вдохновленные Баклути и Абидом [25], мы создали эту систему для реализации консенсуса PoW и, в частности, части алгоритма Keccak 256 на ПЛИС для выполнения шифрования вне сети.

Keccak 256 является частью Ethash, который является консенсусом повторения PoW.

На рисунке 3 представлена ​​архитектура развертывания Keccak.


В этом разделе мы сравним программную реализацию и аппаратную реализацию хеш-алгоритма Keccak. После профилирования Keccak представляет собой более сложную, энергоемкую, трудоемкую и повторяющуюся функцию.

В качестве входных данных системы Keccak у нас есть предлагаемый новый блок, заголовок самого последнего блока и, наконец, значение nonce. Хэш и комбинация разных блоков дают номер хеша. Если это число меньше целевого значения, то мы решили PoW, иначе мы должны увеличить с новым значением nonce и снова попробовать весь процесс.

Сложность майнинга определялась путем сравнения хеш-числа и целевого значения. Как упоминалось в работе Chaari [26], реализация узла блокчейна Ethereum на платформе с ограниченными ресурсами, такой как Raspberry PI3, показывает, что реализация PoW приводит к сбою платформы.

В качестве первого вклада мы представляем здесь исследование, которое мы провели, чтобы разделить наш узел на две части: узел без PoW, который работает в цепочке: он работает на процессорах ARM Raspberry Pi 3, и на выключенном. часть проверки цепи реализована на ПЛИС.

В следующем разделе мы опишем полученные результаты и реализованную систему.

7. Результаты экспериментов
7.1. Исходная система

После записи нашего файла genesis и выполнения команды init на Raspberry Pi 3 инициализация нашей цепочки блоков прошла успешно. Затем мы смогли выполнить узел и получить доступ к консоли JavaScript, где мы выполнили некоторую базовую транзакцию передачи эфира между предопределенными учетными записями, которые были успешно отправлены.Но в момент начала майнинга Raspberry Pi 3 перегревался и переставал работать. Для этого мы выполнили другой узел из той же цепочки блоков на компьютере, который был в состоянии добывать транзакции и синхронизировать результаты с узлом, работающим на Raspberry Pi 3, как показано на рисунке 4. Таким образом, используя Proof of Work, Raspberry Pi3 может синхронизировать только добытые блоки, но не добывать новые. Поэтому мы решили внедрить систему консенсуса вне сети.


7.2. Реализация Keccak FPGA
7.2.1. Результат профилирования кода

Взяв код, реализованный на языке Java, связанный с узлом Ethereum, нам удалось выделить часть, соответствующую консенсусу PoW. Этот код также был профилирован для получения результата, показанного на рисунке 3. Результат этого профилирования описан на рисунке 5.


Имеется несколько циклов: относительный цикл к одноразовому идентификатору повторяется и не зависит от любого другого ввода. Следовательно, мы можем реализовать любую систему VHDL и создать несколько генераторов значений nonce.

7.2.2. Реализация VHDL Keccak

Из-за кризиса со здоровьем и невозможности иметь более производительные платформы, мы решили использовать доступные. Отныне мы используем Raspberry Pi 3. Что касается ZedBoard, мы можем объяснить это его превосходством по сравнению с Virtex 5 ML 507. Реализация кода Keccak на VHDL была сделана для создания ASIC, позволяющего работающим вне сети выполнять хеширование и устанавливать консенсус PoW. Мы использовали Xilinx ZedBoard FPGA в качестве прототипа платформы для реализации Keccak [29].Эта плата является оценочной и отладочной на основе Xilinx Zynq 7000.

Сочетание двойной системы обработки (PS) Cortex-A9 и 85000 ячеек программируемой логики (PL) серии 7 позволяет использовать SoC Zynq-7000 AP. для широкого использования во многих приложениях. Надежное сочетание встроенных периферийных устройств и возможностей расширения в ZedBoard делает его идеальной платформой как для новичков, так и для опытных дизайнеров [29].

Чтобы улучшить эту систему, мы добавили 4 независимых IP-адреса для генерации значений nonce.Например, в интервале [0.10000] мы можем выделить IP-адресам 1, 2, 3 и 4 соответственно интервалы [0.249], [250.499], [500.749] и [750.1000].

На рисунке 6 представлена ​​предлагаемая архитектура реализации архитектуры Keccak RTL. Он содержит различные входы и выходы, а также логические элементы, Fifo, блок Padder, блок Hash и различные регистры RTL.


7.3. Результаты моделирования и сравнение
7.3.1. Результаты моделирования

После результатов моделирования реализации Keccak RTL, на рисунке 7 предлагается моделирование кода VHDL.Значение nonce для получения хеш-значения указано на рисунке стрелкой. Обратите внимание, что значение nonce, используемое для получения правильного хеша, — 239327.


7.3.2. Сравнение программного обеспечения и аппаратного обеспечения

После реализации кода мы попытались сравнить версию программного обеспечения кода, реализованного на Java, работающем на Raspberry PI 3, и двух архитектурах. Архитектура HW1 представляет собой полную реализацию кода Keccak, представленного на рисунке 3. HW2 состоит из использования 4 IP-адресов, генерирующих nonce, работающих параллельно, чтобы распараллелить код и минимизировать время выполнения.

Мы замечаем, что усиление HW1 по сравнению с SW составляет примерно 5,25x. Коэффициент усиления HW2 по сравнению с SW составляет примерно 7,55x. Энергопотребление Raspberry PI 3 составляет 3,7 Вт; однако в версии HW мы отмечаем, что для HW1 требуется 1,2 Вт, а для второго — 1,7 Вт.

Разница в потреблении, несмотря на использование одной и той же платформы (ZedBoard) для HW1 и HW2, связана с дублированием IP-адреса генераторов nonce.

Таблица 1 иллюстрирует полученный результат сравнения HW / SW.

9066

9066 Время выполнения (мс6)


SW HW1 HW2

9066 (Вт) 3,7 1,2 1,7

Система, полученная после этой реализации, описана на рисунке.Мы можем найти там описание классической архитектуры Ethereum, за которой следует принятая архитектура on-chain / off-chain.

На рисунке 8 представлена ​​предлагаемая часть в статье с сетевой архитектурой, реализованной на Raspberry Pi3, в то время как автономная архитектура настроена на FPGA.


На рисунке 9 представлено сравнение классической архитектуры блокчейна и предлагаемой архитектуры.


8. Заключение

В этой статье мы выделили аппаратную реализацию консенсуса PoW.Этот консенсус используется в блокчейне Ethereum. Мы смогли продемонстрировать, что для успешной реализации этого консенсуса на платформах с низким уровнем ресурсов можно использовать внутричейн-систему для успешной передачи и получения данных и автономную систему для реализации консенсуса и отправки результата в ончейн узел. Эта система, несмотря на ее сложность, позволяет увеличить время выполнения как минимум в 5 раз по сравнению с чистой SW-системой при минимальном потреблении энергии. Его также можно улучшить и ускорить, играя на различных блоках консенсуса.Действительно, мы добавили 4 IP-адреса генераторов nonce, но мы могли бы улучшить результат еще больше, добавив больше IP-адресов Keccak 256 и / или 512, чтобы получить более эффективную и быструю систему.

Обновлено: 26.07.2021 — 03:33

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *