Алгоритм майнинга криптовалют: обзор основных алгоритмов хеширования
Алгоритм майнинга, или алгоритм хеширования необходим для расшифровки данных в криптовалютной сети и определения их достоверности. Разработкой алгоритмов занимаются специалисты-криптографы. Схема основана на обработке «хэша» – это число, зашифрованное из строки содержимого. Невозможно зашифровать две строки таким образом, чтобы получился одинаковый хэш.
Основная идея майнинга Биткоина заключается в том, что майнеры заключают некоторую группу свежих транзакций в единый блок, а потом множество раз выполняют вычислительную операцию хеширования, пока кто-то из них не обнаружит нужное число. После этого транзакции можно считать подтвержденными.
Алгоритм майнинга криптовалют: что это и зачем нужен
В криптографии существует понятие хэш-функции, она отвечает за зашифровку данных, которые впоследствии расшифровывает алгоритм майнинга криптовалют. Хэш-функция устроена так, что нет «легкого пути» получить нужный результат – можно только раз за разом подбирать значения, пока не найдется одно работающее.
В Биткоине успешным хэшем считается тот, который начинается с определенного числа нулей. Сложность нахождения растет экспоненциально. На текущий момент в числе должно быть 17 нулей подряд, чтобы оно было признано подходящим. Таким образом, только один из 1.4×1020 чисел приведет к успешному результату. Найти хэш даже труднее, чем одну песчинку из всех существующих на Земле.
Посмотрите видео, которое объясняет, что такое алгоритм хеширования (включите субтитры и перевод на русский):
Содержание
- Что такое алгоритм в майнинге
- Основные алгоритмы шифрования
- Таблица алгоритмов криптовалют
- Заключение
Все криптовалюты используют разные алгоритмы хеширования, которые отвечают за работу блокчейна. C их помощью происходит расшифровка и благодаря им гарантируется достоверность данных. Создание алгоритма – это всегда работа профессионалов в сфере криптографии. Владельцы майнингового оборудования – например, видеокарт или asic-устройств – получают вознаграждения за поддержание функционирования сети той или иной криптовалюты. В целом, майнинг – это сложный алгоритм заработка на монете, с электроэнергией, которая расходуется в обмен на крипту. Каждый алгоритм хэширования использует отдельные программы, которые заточены конкретно под него.
Однако только шифрования недостаточно для построения надёжного блокчейна. Из-за того, что добавить запись может любой участник сети, этот процесс должен как-то проверяться. Для этого используются специальные доказательства достижения консенсуса. Это именно те подтверждения, которых вы ожидаете, когда отправляете новую транзакцию.
Самые популярные консенсусы: Proof-of-Work (PoW) и Proof-of-Stake (PoS). PoW так и переводится – это доказательство работы. Такой подход предполагает, что для завершения действия нужно выполнить работу, которая гарантированно может быть сделана.
PoS – это доказательство владения. Этот алгоритм даёт возможность генерировать блоки лишь тем узлам сети, которые имеют на счету монеты. При этом количество монет увеличивает вероятность того, что генерация произойдёт.
Существуют также другие способы достижения консенсуса, которые пока что менее популярны. Все они нацелены на определённые проекты и зачастую успешно применяются в нишевых решениях, для которых были разработаны.
Алгоритм майнинга топовых криптовалют
Список популярных и перспективных криптовалют, доступных для майнинга, и их алгоритмы хеширования:
Криптовалюта | Тикер | Алгоритм |
Bitcoin | BTC | SHA256 |
Ethereum | ETH | Ethash |
XRP | XRP | XRP Ledger Consensus Protocol |
Litecoin | LTC | Scrypt |
Bitcoin Cash | BCH | SHA256 |
EOS | EOS | DPoS |
Bitcoin SV | BSV | SHA256 |
Cardano | ADA | DPoS |
TRON | TRX | DPoS |
Monero | XMR | CryptoNight |
Dash | DASH | X11 |
Cosmos | ATOM | PoS |
NEO | NEO | PoS |
Tezos | XTZ | DPoS |
Ethereum Classic | ETC | Ethash |
NEM | XEM | Proof-Of-Bible-Hash (POBH) |
Ontology | ONT | PoS |
Zcash | ZEC | Equihash |
Bitcoin Gold | BTG | Equihash |
Ravencoin | RVN | X16R |
Beam | BEAM | Equihash |
Grin | GRIN | Cuckoo Cycle |
Waves | WAVES | PoS |
Harmony | ONE | PoS |
Libra Facebook | LIBRA | LibraBFT |
Algorand | ALGO | PoS |
Elrond | ERD | PoS |
Decred | DCR | Blake (14r) |
Какие валюты майнить на алгоритме sha256?
Дабы определить ценность данного алгоритма, необходимо обратиться к криптоанализу. Это дисциплина находит методы расшифровки информации без применения специализированного ключа.
Первые исследования SHA-256 на присутствие уязвимостей начали осуществляться специалистами с 2003 года. На тот момент ошибок в протоколе обнаружено не было.
Однако, уже в середине 2008 года группа экспертов из Индии смогла отыскать коллизии для 22 итераций архитектур семейства SHA. Через несколько месяцев был предложен способ разработки коллизий для усеченного варианта протокола, а затем и для 31 итерации хеширования непосредственного самого SHA-256.
Валюты, которые возможно майнить на данном алгоритме: Bitcoin, Bitcoin Cash, NameCoin, EmerCoin, Peercoin, ATB и Ghost.
Основные алгоритмы майнинга криптовалют
Рассмотрим наиболее распространенные на сегодняшний день алгоритмы майнинга.
SHA-256
Сокращение SHA расшифровывается как «безопасный расчет хеша». Этот вычислительный метод обеспечивает неизменность информации в криптографическом наборе данных. Информация зашифрована или закодирована, поэтому находится в безопасности, и получить доступ могут только те люди, у которых есть код.
В 2001 году американское Агентство Национальной Безопасности разработало алгоритм SHA-2. SHA-256 – его разновидность. Название обусловлено тем, что он работает с числами размером 256 бит. Иными словами, конкретный бит данных кодируется и трансформируется в код из 256 фрагментов. Время обработки кода в SHA-256 занимает 6-10 минут.
Scrypt
В алгоритме хеширования Scrypt используется сразу 11 логических протоколов для подтверждения работы (PoW). Самое крупное преимущество применения Scrypt – эффективность, так как с ним оборудование потребляет на 30% меньше мощности и требует меньше охлаждения.
Многоуровневое вычисление начинается с загрузки информации с помощью хеш-процесса SHA-256. В это время рассчитывается анализ структуры связей, без которого невозможно завершение хеширования. Если сравнивать с SHA-256, то Scrypt потребляет меньше энергии, но значительно больше памяти. Также в Scrypt существует возможность уменьшить размер хеша, из-за чего вычисление осуществляется быстрее.
Ethash
Ethash был разработан специально для Ethereum с целью снизить уязвимость перед ASIC-майнерами. Алгоритм основан на интеллектуальном анализе данных. Ранее Эфир применял алгоритм под названием Dagger-Hashimoto, а Ethash по сути его обновленная и улучшенная версия.
Был сделан сильный упор на защиту от ASIC, однако это помогло ненадолго – интерес производителей асиков к Эфириуму возрос, и вскоре такие устройства все же были выпущены на рынок, что вызвало возмущения в сообществе. Было предложено даже «банить» слишком мощные устройства, подключенные к сети.
X11
Алгоритм X11 был разработан в 2014 году и также как Ethash был нужен для противодействия асик-майнерам и сохранения конкурентоспособности владельцев видеокарт и процессоров. X11 работает одновременно с 11 разными хеш-функциями. Сначала первая функция создает хеш, затем передает эстафету второй и так далее.
Все одиннадцать алгоритмов, входящих в состав X11, были введены в работу Национальным институтом стандартов и технологий США, чтобы разработать новую функцию SHA-3 с повышенной безопасностью по сравнению с предшественниками. Кандидатов было 64, конкурс прошли только 11.
CryptoNight
CryptoNight – алгоритм майнинга, предназначенный для применения на обыкновенных процессорах. Изначально алгоритм закодирован в базе кода CryptoNote. Cryptonight берет информацию объемом 2 Мб, извлекает базовые данные, смешивает их с последовательными и дает на выходе идеальный результат.
Основным преимуществом протокола считается возможность дополнительного микширования. Транзакции таким образом становятся более конфиденциальными. CryptoNight используют многие криптовалюты, из которых наиболее известна Monero.
Equihash
Этот алгоритм майнинга криптовалют представляет собой асимметричную систему Proof-of-Work, ориентированную главным образом на память. Количество работы, которую может произвести устройство при работе с этим алгоритмом, определяется в основном количеством оперативной памяти, которым оно оснащено.
Алгоритм Equihash называют устойчивым к ASIC-майнерам. Память – дорогостоящий вычислительный ресурс, и поэтому ее оптимизация на асик-чипе будет дорогостоящим и невыгодным для пользователя процессом. В результате процесс майнинга на ASIC станет менее эффективным и мощным.
Decred
Криптовалюта Decred использует гибридный механизм консенсуса, сочетающий в себе принципы PoS и PoW. Такая система гарантирует, что развитие проекта на может зависеть от контроля сильных заинтересованных групп, а также в блокчейн на могут вноситься изменения без согласия сообщества.
PoW в Decred подразумевает вознаграждение в 30 монет за добытый блок, которые разделяются между майнерами, голосующими и фондом развития проекта. Далее голосующие могут отдавать свои голоса за или против предлагаемых корректировок в цепи. За то, что они защищают сеть хранением своих ставок, им отдается 30% дохода с каждого сформированного блока.
Quark
Quark – алгоритм майнинга криптовалют, базирующийся на хэш-функции с девятью уровнями шифрования. Алгоритм не требует большого количества ОЗУ, а также содержит в себе встроенную защиту от хакерских атак высокого уровня (64 бит). Отличается малым потреблением энергии. Quark разработали в 2013 году и внедрили в него шесть функций для шифрования: Grostl, Blake, Keccak и т.д.
Алгоритм Quark используется в механизмах консенсуса PoS и PoW, чтобы поддержание рабочего состояния криптовалютной системы было более определенным и безопасным. По сравнению со SHA-256, используемым в Биткоин, Quark обладает устойчивостью к возникновению SPOF (единой точки отказа), из-за которой может выйти из строя вся система.
X15
X15 основан на X11, только вместо применения 11 функций хеширования в нем используется 15. За счет такого хода существенно повышается устойчивость к хакерским атакам. Если хакер взломает одну из пятнадцати функций, то разработчики тотчас же усовершенствуют ее, чтобы система продолжала оставаться в безопасности. Злоумышленнику, желающему взломать всю систему, необходимо будет поочередно пройти через все 15 функций, и сделать это быстро.
SHA-2
Безопасный алгоритм хэширования, на основе которого разработано не менее десяти усовершенствованный вариантов, в том числе SHA-256. Все хэш-функции, применяемые в семействе, основаны на структуре Меркла-Дамгора.
Суть заключается в том, что исходная информация разделяется на блоки после дополнения, а затем каждый из блоков делится на шестнадцать слов. Далее каждый блок сообщения пропускается через цикл, состоящий из 80 или 64 раундов перемешивается. На каждом этапе два слова трансформируются, а функция этой трансформации задается остальными 14-ю словами.
Cuckoo Cycle
Cuckoo Cycle – один из самых перспективных на сегодняшний день алгоритмов, устойчивых к ASIC. Изначально был изобретен для защиты от спама в электронной почте. Однако архитектура оказалась вполне подходящей для добычи криптовалют на графических процессорах. Сфокусирован в основном на использовании памяти, поэтому требует значительно меньше вычислительной энергии, чем другие PoW-алгоритмы. Следовательно, снижаются и затраты на охлаждение.
CryptoNight
CryptoNight — это алгоритм PoW, который первоначально использовался в CryptoNote (о нем ниже) и Bytecoin. Он направлен, опять же, на борьбу с привилегиями от крупных ферм и АСИКов, чтобы все пользователи сети могли поддерживать работоспособность с обычными устройствами. То есть не создавать непреодолимый разрыв между теми, кто включает майнер на компьютере, и теми, кто заказывает для этого специальные машины. Классически для решения этой проблемы используются алгоритмы, чувствительные к памяти. Выделяется большой блок данных в оперативной памяти, который меняется непредсказуемо. Алгоритм также предотвращает внутренний параллелизм, т. е. для выполнения N одновременных потоков понадобится в N раз больше памяти одновременно. Протокол CryptoNote, в отличие от Scrypt, делает так, что каждый новый блок (в 64 байта) зависит от всех блоков в блокчейне, что были до него. Для этого требуется около 2 МБ оперативной памяти, что является минимальным размером кэша современных процессоров. И этот объем ОЗУ исключает использование ASIC. Нужно различать CryptoNote и CryptoNight. Последний — это одна из реализаций общего протокола CryptoNote. Протокол CryptoNote обладает высоким уровнем анонимности. Некоторая часть сообщества считает, что деньги обязательно должны быть анонимными, чтобы гарантировать человеку свободу. Детали переводов между клиентом и продавцом не должны распространяться на третьи лица. Для соблюдения должной конфиденциальности, необходимы такие свойства: нельзя отследить транзакцию, нельзя проследить взаимосвязь между платежами. CryptoNote предлагает схему, которая гарантирует анонимность для отправителя. В этом протоколе используется система кольцевой подписи — кто-то из группы (нельзя определить кто) подписал транзакцию, а значит, она легитимна. Алгоритм CryptoNight отличается тем, что он до сих пор относительно хорошо может майнить на процессоре. Конечно, это будут смешные деньги, но это хотя бы возможно.
Программы:
- Cast XMR,
- Claymore’s CryptoNote,
- SRBMiner CryptoNight,
- XMR-Stak.
Хороший сайт для подбора монет с этим алгоритмом — https://minecryptonight.net/. CryptoNight используется в монетах XMR, ETN, KRB и других. Для майнинга с этим алгоритмом лучше AMD, особенно новые модели.
У него есть различные варианты:
- CryptoNight-Lite менее ресурсоемкий, подходит для мобильных устройств.
- CryptoNight-Heavy — это прямо противоположное.
- CryptoNight v1 для борьбы с асиками и т.д.
В целом, монеты с этим алгоритмом выбирают для майнинга без развитого оборудования, а также часто по идеологическим причинам — в поддержку анонимных криптовалют.
Другие алгоритмы
Также встречаются следующие виды алгоритмов майнинга криптовалют:
- SHA-3 (Keccak). Протокол основывается на конструкции Sponge. Чтобы получить хэш, берется исходная информация, после чего дополняется до длины, кратной R. К сообщению добавляется байт, некоторое число нулей и завершающий байт, обладающий значением 0x Затем, для получения нужного числа, к полученным данным неоднократно применяется хеш-функция.
- Blake. Состоит из трех основных компонентов – внутренней структуры, гарантирующей защиту от коллизий, режима итерации, противодействующего внешним атакам, и алгоритма сжатия. В результате получается тщательно проанализированная безопасная функция.
- Lyra2RE. Был разработан как замена устаревшего Scrypt-N algo для криптовалюты Vertcoin. Основная цель – снижение энергопотребления в процессе добычи токенов. Алгоритм успешно сменился в середине 2014 года.
Equihash
Анонимный алгоритм криптовалют Equihash
Equihash
— это анонимный алгоритм криптовалют, увидивший свет в 2016 году. Первой криптовалютой, которая использовала Equihash в качестве базы, была Zcash. Создание блоков занимает 150 секунд, а хешрейт измеряется в Megahash в секунду (MH/s). В основе данного алгоритма лежит хеш-функция, которая построена на принципе «Парадокса дней рождений» — это математическая закономерность, которая используется для расчета вероятности. Правило гласит:
Если в комнате находится 23 человека, то вероятность того, что день рождения как минимум двух из них приходится на один и тот же день, составляет 50%. Исходя из этой закономерности, вероятность нахождения числа nonce в процессе майнинга равняется 2, вознесенное в степень N и разделенное на 2.
Особенности
Этот алгоритм криптовалют был разработан Александром Бирюковым и Дмитрием Ховратовичом — учеными Университета Люксембурга, которые входят в исследовательскую группу CryptoLUX. В 2021 году разработка была представлена широкому круга.
☝️
Equihash требователен к объему оперативной памяти, а не к скорости обработки математических вычислений.
Это делает майнинг «айсикоустойчивым», а сеть более децентрализованной. Для майнинга криптовалют, работающих на Equihash, используются видеокарты, обладающие минимальным объемом памяти в 2 Гб
. Самые лучшие результаты показало применение графических процессоров бренда NVidia.
Однако для майнинга Equihash также были разработаны устройства ASIC. Сегодня самыми популярными являются две модели: Antminer Z9 mini от Bitmain и A9 ZMaster от менее известной компании Innosilicon. В отличие от команды Monero, разработчики Zcash не предприняли никаких действий для защиты своей криптовалюты от централизации майнинга, а лишь высказали свое огорчение.
Рекомендуем интересное видео о майнинге на алгоритме Equihash:
Майнинг на алгоритме Equihash
Монеты алгоритма Equihash
Криптовалюты алгоритма Equihash
Самые популярные криптовалюты, работающие на алгоритме Equihash:
Zcash (ZEC).
Bitcoin Gold (BTG).
Komodo (KMD).
ZClassic (ZCL).
ZenCash (ZEN).
Bitcoin Private (BTCP).
Механизмы контроля
Итак, ограничение эмиссии Bitcoin осуществляется за счет сложности. Но может возникнуть вопрос: а как же регулируется этот параметр в никем не регулируемой системе? Во-первых, в блоки включается время в формате UNIX, то есть количество секунд, прошедших с полуночи первого января 1970 года (так называемая эра UNIX). Время берется из часов системы, на которой был найден блок. Этот параметр напрямую влияет на сложность майнинга: ее периодически пересчитывают так, чтобы среднее время между блоками оставалось равным десяти минутам.
Возникает вопрос: может ли майнер мухлевать со сложностью, специально подсовывая неправильное время? Нет, поскольку майнер, который найдет следующий блок цепочки, будет случайным. Небольшие отклонения в системном времени, конечно же, некритичны, но если отклонение сильное, то награда за нахождение блока с неправильным временем получена не будет, так как такой блок станет орфаном.
Блоки-орфаны — это еще один важный элемент в механизме самоконтроля Bitcoin. Они могут возникать даже при отсутствии неправильного времени — например, когда два разных блока найдены почти одновременно, это вполне штатная ситуация.
Допустим, два независимых друг от друга майнера одновременно нашли два блока с требуемыми хешами и о блоке-конкуренте узнали только после нахождения своего. У таких блоков будут одни и те же порядковые номера, но сами блоки вряд ли будут идентичными, поскольку адреса для зачисления награды в них будут разными. Но в блокчейне недопустимы блоки с одинаковыми порядковыми номерами. Какой же из них туда войдет? Дело в том, что, скорее всего, разные майнеры будут искать nonce для нового блока, включая в него разные хеши. В цепочку войдет тот блок, хеш которого раньше войдет в следующий.
А что, если почти одновременно найдены два новых блока с одинаковыми порядковыми номерами, но теперь уже с разными хешами предыдущего блока? ОК, не проблема. Просто ищем следующий блок. Теоретически параллельные цепочки могут постоянно удлиняться, но чем больше длина, тем меньше вероятность существования таких раздвоений цепочки. Согласно протоколу биткоина и программному коду Bitcoin-клиентов, награда за включенный в цепочку блок будет считаться полученной только после включения в цепочку 120 последующих блоков. То есть максимально допустимая длина временно раздвоенной цепочки — 120 блоков. На практике длина временного раздвоения цепочки редко достигает даже трех блоков, так что вероятность, что она достигнет 120, стремится к нулю. То же самое можно сказать и про коллизию адресов, но, чтобы вероятность коллизии можно было действительно считать нулевой, необходимо, чтобы генератор случайных чисел создавал действительно случайные числа.
Более короткие цепочки отсекаются. Пока временное раздвоение существует, транцакции в параллельных цепочках как правило дублируются.
Майнинг Биткоинов на видеокарте
Майнинг Биткоинов на видеокарте — не слишком распространенное явление. Тем не менее некоторые делают выбор в его пользу, что было детально описано в статье майнинг на видеокартах.
Важно понимать, что добыча этого актива на таком железе будет целесообразной только в случае, если:
- видеокарта мощная и современная;
- видеокарта имеет большое количество встроенной памяти;
- устройство входит в список имеющих высокую частоту GPU.
Многие рекомендуют присматриваться исключительно к топовым вариантам от Radeon, GeForce и AMD. К тому же, с ними всегда просто перейти от добычи Биткоина к Эфириуму или другому похожему проекту.
Как ускорить шифрование по ГОСТ 28147-89 на процессоре Baikal-M
Наиболее важные замечания перед написанием алгоритма
В этом посте на примере описания реализации алгоритма шифрования по ГОСТ 28147–89, построенного на сети Фейстеля, показаны возможности процессора Baikal-M и проведен анализ конвейера и сравнительные испытания реализации алгоритма с помощью векторных вычислений с сопроцессором SIMD и без него.
Для тех, у кого нет времени или желания читать #многобукв# сразу результат — на Baikal-M можно получить 8×650Мбит/c ~ 5.2Гбит/с (с одного А57 ядра ~650Мбит/с)
СнК Baikal-M
Общая схема СнК ниже. Важно — СнК содержит 8 ядер ARM Cortex A57 (алгоритм оптимизирован под это ядро)
Ядро ARM Cortex-A57
Оптимизация алгоритма ГОСТ89 производится согласно документу ARM Cortex-A57 software optimization guide.
На следующем рисунке отображена схема конвейера ядер Cortex-A57 в составе процессора Baikal-M, для которого производилась оптимизация алгоритма.
Из документа ARM Cortex-A57 software optimization guide следует:
- Декодер принимает 3 инструкции за такт (пачка)
- Инструкция NOP может быть только 1 в пачке из 3
- Есть 2 исполняющих устройств ALU_INT по 64 бит (может быть направлено 2 микроинструкции типа add/or за такт)
- Есть 1 исполняющее устройство LOAD_MEM
- Есть 2 исполняющих устройств SIMD_INT по 128 бит (может быть направлено 2 микроинструкции типа vadd/vor за такт, но latency инструкций большое (больше 3 тактов))
Цель оптимизации — загрузить максимально декодер и все доступные вычислительные блоки в выполняемом алгоритме.
Алгоритм ГОСТ89
Про ГОСТ89 написано много, поэтому детально разбирать его в этом посте цели нет. Укажу только основные характеристики для понимания кода и оптимизации:
- Алгоритм построен на сети Фейстеля
- Состоит из 32 раундов
- Раунд состоит из подмешивания ключа и замены 8 частей по 4 бита по таблице со сдвигом на 11 бит.
Подробное описание алгоритмом преобразования информации по ГОСТ 28147–89 приведено собственно в Государственном Стандарте Союза ССР.
Оценка производительности предложенных реализаций алгоритма ГОСТ89
Шифрование 4 блоков на ALU_INT
Предложенный ниже алгоритм одного раунда использует ~54 инструкции. Декодер принимает три инструкции (см. п1) => предел декодера определяет минимальное время 18 тактов процессора.
Из этого рассчитываем максимальную теоретическую производительность на предложенном ниже алгоритме:
4×64 = 256 бит (такая пачка из 4 блоков по 64 бит)
256 / (18×32) ~ 0.444 (один раунд это 18 тактов процессора, всего 32 раунда)
Для Juno 1.1GHz
0.444×1100 ~ 488Мбит
На эксперименте получаем 447 Мбит
Для Байкал М-1000 1.5GHz
0.444×1500 ~ 660Мбит
На эксперименте получаем 600 Мбит
Предложенный код работает ~20 тактов на раунд т. е. нехватка исполнительных устройств и зависимость по регистрам в алгоритме съедают ~2 тактов декодера от предельного
Конфликт по данным в конце раунда даёт задержку один такт сразу и один такт когда требуется использовать регистр w22. т. е. конвейер не тормозится если конфликт внутри ALU т. е. процессор ведёт себя как superscalar out-of-order.
Остановка происходит, если есть конфликт по регистрам между исполнительными блоками (пример — конфликт ALU и LOAD_MEM) т. е. процессор ведёт себя как superscalar in-order.
Wave формы
Разбираем подробнее где тормозит конвейер. Для этого смотрим загруженность декодера и клок. Нижняя последовательность это clk. Затем по три значения на входе декодера и как они меняются по ходу исполнения. Коды команд из листинга.
Code dump
// Prepare
4231dc: a9bf53f3 stp x19, x20, [sp, #-16]!
4231e0: a9bf5bf5 stp x21, x22, [sp, #-16]!
4231e4: a9bf63f7 stp x23, x24, [sp, #-16]!
4231e8: a9bf6bf9 stp x25, x26, [sp, #-16]!
4231ec: a9bf73fb stp x27, x28, [sp, #-16]!
4231f0: 29402408 ldp w8, w9, [x0]
4231f4: 29414c12 ldp w18, w19, [x0, #8]
4231f8: 29426c1a ldp w26, w27, [x0, #16]
4231fc: 29437007 ldp w7, w28, [x0, #24]
423200: b940004a ldr w10, [x2]
423204: 91100064 add x4, x3, #0×400
423208: 91200065 add x5, x3, #0×800
42320c: 91300066 add x6, x3, #0xc00
// Round 1
423210: 0b08014b add w11, w10, w8
423214: 0b120155 add w21, w10, w18
423218: d503201f nop
42321c: d3587d6c ubfx x12, x11, #24, #8
423220: d3505d6d ubfx x13, x11, #16, #8
423224: d503201f nop
423228: d3483d6e ubfx x14, x11, #8, #8
42322c: d3401d6f ubfx x15, x11, #0, #8
423230: b86c786c ldr w12, [x3, x12, lsl #2]
423234: d3587eb6 ubfx x22, x21, #24, #8
423238: d3505eb7 ubfx x23, x21, #16, #8
42323c: b86d788d ldr w13, [x4, x13, lsl #2]
423240: d3483eb8 ubfx x24, x21, #8, #8
423244: d3401eb9 ubfx x25, x21, #0, #8
423248: b86e78ae ldr w14, [x5, x14, lsl #2]
42324c: b86f78cf ldr w15, [x6, x15, lsl #2]
423250: 2a0d018c orr w12, w12, w13
423254: 0b1a014b add w11, w10, w26
423258: b8767876 ldr w22, [x3, x22, lsl #2]
42325c: 2a0f01ce orr w14, w14, w15
423260: 0b070155 add w21, w10, w7
423264: b8777897 ldr w23, [x4, x23, lsl #2]
423268: 2a0e018c orr w12, w12, w14
42326c: b87878b8 ldr w24, [x5, x24, lsl #2]
423270: 2a1702d6 orr w22, w22, w23
423274: 4a0c0129 eor w9, w9, w12
423278: b87978d9 ldr w25, [x6, x25, lsl #2]
42327c: d3587d6c ubfx x12, x11, #24, #8
423280: d3505d6d ubfx x13, x11, #16, #8
423284: 2a190318 orr w24, w24, w25
423288: d3483d6e ubfx x14, x11, #8, #8
42328c: b940044a ldr w10, [x2, #4]
423290: d3401d6f ubfx x15, x11, #0, #8
423294: 2a1802d6 orr w22, w22, w24
423298: b86c786c ldr w12, [x3, x12, lsl #2]
42329c: 4a160273 eor w19, w19, w22
4232a0: d3483eb8 ubfx x24, x21, #8, #8
4232a4: b86e78ae ldr w14, [x5, x14, lsl #2]
4232a8: d3587eb6 ubfx x22, x21, #24, #8
4232ac: d3505eb7 ubfx x23, x21, #16, #8
4232b0: b86d788d ldr w13, [x4, x13, lsl #2]
4232b4: d3401eb9 ubfx x25, x21, #0, #8
4232b8: 2a0d018c orr w12, w12, w13
4232bc: b86f78cf ldr w15, [x6, x15, lsl #2]
4232c0: b8767876 ldr w22, [x3, x22, lsl #2]
4232c4: 2a0f01ce orr w14, w14, w15
4232c8: b8777897 ldr w23, [x4, x23, lsl #2]
4232cc: 2a0e018c orr w12, w12, w14
4232d0: b87878b8 ldr w24, [x5, x24, lsl #2]
4232d4: 2a1702d6 orr w22, w22, w23
4232d8: 4a0c037b eor w27, w27, w12
// 2 ticks (LOAD_MEM + ALU, w25 conflict)
4232dc: b87978d9 ldr w25, [x6, x25, lsl #2]
4232e0: 2a190318 orr w24, w24, w25
4232e4: 2a1802d6 orr w22, w22, w24
4232e8: 4a16039c eor w28, w28, w22
// Round 2
4232ec: 0b09014b add w11, w10, w9
4232f0: 0b130155 add w21, w10, w19
4232f4: d503201f nop
4232f8: d3587d6c ubfx x12, x11, #24, #8
4232fc: d3505d6d ubfx x13, x11, #16, #8
423300: d503201f nop
423304: d3483d6e ubfx x14, x11, #8, #8
423308: d3401d6f ubfx x15, x11, #0, #8
42330c: b86c786c ldr w12, [x3, x12, lsl #2]
423310: d3587eb6 ubfx x22, x21, #24, #8
423314: d3505eb7 ubfx x23, x21, #16, #8
// 2 clks (w22 not ready, lack of ALU)
423318: b86d788d ldr w13, [x4, x13, lsl #2]
42331c: d3483eb8 ubfx x24, x21, #8, #8
423320: d3401eb9 ubfx x25, x21, #0, #8
423324: b86e78ae ldr w14, [x5, x14, lsl #2]
423328: b86f78cf ldr w15, [x6, x15, lsl #2]
42332c: 2a0d018c orr w12, w12, w13
423330: 0b1b014b add w11, w10, w27
423334: b8767876 ldr w22, [x3, x22, lsl #2]
423338: 2a0f01ce orr w14, w14, w15
42333c: 0b1c0155 add w21, w10, w28
423340: b8777897 ldr w23, [x4, x23, lsl #2]
423344: 2a0e018c orr w12, w12, w14
423348: b87878b8 ldr w24, [x5, x24, lsl #2]
42334c: 2a1702d6 orr w22, w22, w23
423350: 4a0c0108 eor w8, w8, w12
423354: b87978d9 ldr w25, [x6, x25, lsl #2]
423358: d3587d6c ubfx x12, x11, #24, #8
42335c: d3505d6d ubfx x13, x11, #16, #8
423360: 2a190318 orr w24, w24, w25
423364: d3483d6e ubfx x14, x11, #8, #8
423368: b940084a ldr w10, [x2, #8]
42336c: d3401d6f ubfx x15, x11, #0, #8
423370: 2a1802d6 orr w22, w22, w24
423374: b86c786c ldr w12, [x3, x12, lsl #2]
// 2 clk (lack of ALU)
423378: 4a160252 eor w18, w18, w22
42337c: d3483eb8 ubfx x24, x21, #8, #8
423380: b86e78ae ldr w14, [x5, x14, lsl #2]
423384: d3587eb6 ubfx x22, x21, #24, #8
423388: d3505eb7 ubfx x23, x21, #16, #8
42338c: b86d788d ldr w13, [x4, x13, lsl #2]
423390: d3401eb9 ubfx x25, x21, #0, #8
423394: 2a0d018c orr w12, w12, w13
423398: b86f78cf ldr w15, [x6, x15, lsl #2]
42339c: b8767876 ldr w22, [x3, x22, lsl #2]
4233a0: 2a0f01ce orr w14, w14, w15
4233a4: b8777897 ldr w23, [x4, x23, lsl #2]
4233a8: 2a0e018c orr w12, w12, w14
4233ac: b87878b8 ldr w24, [x5, x24, lsl #2]
4233b0: 2a1702d6 orr w22, w22, w23
4233b4: 4a0c035a eor w26, w26, w12
4233b8: b87978d9 ldr w25, [x6, x25, lsl #2]
4233bc: 2a190318 orr w24, w24, w25
4233c0: 2a1802d6 orr w22, w22, w24
4233c4: 4a1600e7 eor w7, w7, w22
Шифрование 10 блоков (6 блоков на ALU и 4 блока на NEON)
105 инструкций => предел декодера 105/3 = 35 тактов
10×64=640 бит (10 блоков по 64 бит)
640/(35×32) ~ 0.571 (32 раунда за 35 тактов)
Для Juno 1.1GHz
0.571×1100 ~ 628Мбит/с
На эксперименте получаем 494Мбит/с
Для Байкал М-1000 1.5GHz
0.571×1500 ~ 860Мбит
На эксперименте получаем 650 Мбит
Это ~44 тактов т. е. нехватка исполнительных устройств и зависимость по регистрам в алгоритме съедают ~9 тактов декодера
Большая latency на NEON даёт ~7 тактов задержки на замене по таблице (инструкции TBL). Сама инструкция не идёт в конвейер без подготовки, даже с учётом независимости по данным. Алгоритм пока не позволяет растянуть код для удаления зависимости. Ещё 2 такта добавляется на переходе между раундами.
Важно! Если возникает конфликт по данным NEON, то декодер тормозится полностью Пример — конфликт по регистру v3 из NEON останавливает и декодирование инструкций для обычного ALU т. е. в этом случае процессор superscalar in-order.
Wave формы
Разбираем подробнее, где тормозит конвейер. Для этого смотрим входы декодера на wave формах. Нижняя последовательность это clk. Затем по три значения на входе декодера и как они меняются по ходу исполнения. Коды команд из листинга.
Code dump
//Prepare
428500: a9bf4bf1 stp x17, x18, [sp, #-16]!
428504: a9bf53f3 stp x19, x20, [sp, #-16]!
428508: a9bf5bf5 stp x21, x22, [sp, #-16]!
42850c: a9bf63f7 stp x23, x24, [sp, #-16]!
428510: a9bf6bf9 stp x25, x26, [sp, #-16]!
428514: a9bf73fb stp x27, x28, [sp, #-16]!
428518: a9bf03f0 stp x16, x0, [sp, #-16]!
42851c: 28c12408 ldp w8, w9, [x0], #8
428520: 28c14c12 ldp w18, w19, [x0], #8
428524: 28c16c1a ldp w26, w27, [x0], #8
428528: 28c17007 ldp w7, w28, [x0], #8
42852c: 28c14410 ldp w16, w17, [x0], #8
428530: 28c11014 ldp w20, w4, [x0], #8
428534: b940004a ldr w10, [x2]
428538: 4c40a85e ld1 {v30.4s, v31.4s}, [x2]
42853c: 4e0407c0 dup v0.4s, v30.s[0]
428540: 4c408812 ld2 {v18.4s, v19.4s}, [x0]
428544: 2a0403e0 mov w0, w4
428548: 91100064 add x4, x3, #0×400
42854c: 91200065 add x5, x3, #0×800
428550: 91300066 add x6, x3, #0xc00
// Round 1
428554: 0b08014b add w11, w10, w8
// 3 clks (v0 SIMD)
428558: 0b120155 add w21, w10, w18
42855c: 4eb28401 add v1.4s, v0.4s, v18.4s
428560: d3587d6c ubfx x12, x11, #24, #8
428564: d3505d6d ubfx x13, x11, #16, #8
428568: 4e0c07c0 dup v0.4s, v30.s[1]
42856c: d3483d6e ubfx x14, x11, #8, #8
428570: d3401d6f ubfx x15, x11, #0, #8
428574: b86c786c ldr w12, [x3, x12, lsl #2]
428578: d3587eb6 ubfx x22, x21, #24, #8
42857c: b86d788d ldr w13, [x4, x13, lsl #2]
428580: 6f0c0423 ushr v3.16b, v1.16b, #4
428584: d3505eb7 ubfx x23, x21, #16, #8
428588: b86e78ae ldr w14, [x5, x14, lsl #2]
42858c: 4e311c25 and v5.16b, v1.16b, v17.16b
428590: d3483eb8 ubfx x24, x21, #8, #8
428594: b86f78cf ldr w15, [x6, x15, lsl #2]
428598: 4e301c24 and v4.16b, v1.16b, v16.16b
42859c: d3401eb9 ubfx x25, x21, #0, #8
4285a0: b8767876 ldr w22, [x3, x22, lsl #2]
4285a4: 4e311c66 and v6.16b, v3.16b, v17.16b
4285a8: 2a0d018c orr w12, w12, w13
4285ac: b8777897 ldr w23, [x4, x23, lsl #2]
4285b0: 4e301c67 and v7.16b, v3.16b, v16.16b
4285b4: 2a0f01ce orr w14, w14, w15
4285b8: b87878b8 ldr w24, [x5, x24, lsl #2]
4285bc: 4ea41cc4 orr v4.16b, v6.16b, v4.16b
4285c0: 2a0e018c orr w12, w12, w14
4285c4: 2a1702d6 orr w22, w22, w23
4285c8: 4ea71ca5 orr v5.16b, v5.16b, v7.16b
4285cc: 4a0c0129 eor w9, w9, w12
4285d0: 4ea41c87 mov v7.16b, v4.16b
4285d4: 4ea51ca6 mov v6.16b, v5.16b
4285d8: 0b1a014b add w11, w10, w26
4285dc: b87978d9 ldr w25, [x6, x25, lsl #2]
4285e0: 4e040104 tbl v4.16b, {v8.16b}, v4.16b
4285e4: 0b070155 add w21, w10, w7
4285e8: 2a190318 orr w24, w24, w25
4285ec: 4e050125 tbl v5.16b, {v9.16b}, v5.16b
4285f0: 2a1802d6 orr w22, w22, w24
// 4 clks (TBL q-form 3×1+3 = 6 latency!)
4285f4: d503201f nop
4285f8: 4e060146 tbl v6.16b, {v10.16b}, v6.16b
4285fc: 4a160273 eor w19, w19, w22
428600: d3587d6c ubfx x12, x11, #24, #8
// 2 clks
428604: 4e070167 tbl v7.16b, {v11.16b}, v7.16b
428608: d3505d6d ubfx x13, x11, #16, #8
42860c: b86c786c ldr w12, [x3, x12, lsl #2]
// 3 clks
428610: 4e2c1c84 and v4.16b, v4.16b, v12.16b
428614: d3483d6e ubfx x14, x11, #8, #8
428618: d3401d6f ubfx x15, x11, #0, #8
// 3 clk
42861c: 4e2d1ca5 and v5.16b, v5.16b, v13.16b
428620: d3587eb6 ubfx x22, x21, #24, #8
428624: b86d788d ldr w13, [x4, x13, lsl #2]
428628: 4e2e1cc6 and v6.16b, v6.16b, v14.16b
42862c: d3505eb7 ubfx x23, x21, #16, #8
428630: b86e78ae ldr w14, [x5, x14, lsl #2]
428634: 4e2f1ce7 and v7.16b, v7.16b, v15.16b
428638: d3483eb8 ubfx x24, x21, #8, #8
42863c: b86f78cf ldr w15, [x6, x15, lsl #2]
428640: 4ea51c84 orr v4.16b, v4.16b, v5.16b
428644: d3401eb9 ubfx x25, x21, #0, #8
428648: b8767876 ldr w22, [x3, x22, lsl #2]
42864c: 4ea71cc6 orr v6.16b, v6.16b, v7.16b
428650: 2a0d018c orr w12, w12, w13
428654: b8777897 ldr w23, [x4, x23, lsl #2]
// 2 clks
428658: 4ea61c84 orr v4.16b, v4.16b, v6.16b
42865c: 2a0f01ce orr w14, w14, w15
428660: b87878b8 ldr w24, [x5, x24, lsl #2]
428664: 6f2b0481 ushr v1.4s, v4.4s, #21
428668: 2a0e018c orr w12, w12, w14
42866c: b87978d9 ldr w25, [x6, x25, lsl #2]
428670: 4f2b5483 shl v3.4s, v4.4s, #11
428674: 2a1702d6 orr w22, w22, w23
428678: 0b10014b add w11, w10, w16
// 2 clks
42867c: 4ea31c35 orr v21.16b, v1.16b, v3.16b
428680: 2a190318 orr w24, w24, w25
428684: 4a0c037b eor w27, w27, w12
428688: d503201f nop
42868c: 2a1802d6 orr w22, w22, w24
428690: 0b140155 add w21, w10, w20
428694: 4a16039c eor w28, w28, w22
428698: d3587d6c ubfx x12, x11, #24, #8
42869c: 6e351e73 eor v19.16b, v19.16b, v21.16b
// 2clks
4286a0: d3505d6d ubfx x13, x11, #16, #8
4286a4: b940044a ldr w10, [x2, #4]
4286a8: d3483d6e ubfx x14, x11, #8, #8
4286ac: d3401d6f ubfx x15, x11, #0, #8
4286b0: b86c786c ldr w12, [x3, x12, lsl #2]
4286b4: d3587eb6 ubfx x22, x21, #24, #8
4286b8: d3505eb7 ubfx x23, x21, #16, #8
4286bc: b86d788d ldr w13, [x4, x13, lsl #2]
4286c0: d3483eb8 ubfx x24, x21, #8, #8
4286c4: d3401eb9 ubfx x25, x21, #0, #8
4286c8: b86e78ae ldr w14, [x5, x14, lsl #2]
4286cc: b86f78cf ldr w15, [x6, x15, lsl #2]
// 2clks
4286d0: 2a0d018c orr w12, w12, w13
4286d4: d503201f nop
4286d8: b8767876 ldr w22, [x3, x22, lsl #2]
4286dc: 2a0f01ce orr w14, w14, w15
4286e0: b8777897 ldr w23, [x4, x23, lsl #2]
4286e4: 2a0e018c orr w12, w12, w14
4286e8: b87878b8 ldr w24, [x5, x24, lsl #2]
4286ec: 2a1702d6 orr w22, w22, w23
4286f0: 4a0c0231 eor w17, w17, w12
// 2 clks
4286f4: b87978d9 ldr w25, [x6, x25, lsl #2]
4286f8: 2a190318 orr w24, w24, w25
4286fc: 2a1802d6 orr w22, w22, w24
428700: 4a160000 eor w0, w0, w22
// Round 2
428704: 0b09014b add w11, w10, w9
428708: 0b130155 add w21, w10, w19
42870c: 4eb38401 add v1.4s, v0.4s, v19.4s
428710: d3587d6c ubfx x12, x11, #24, #8
428714: d3505d6d ubfx x13, x11, #16, #8
428718: 4e1407c0 dup v0.4s, v30.s[2]
42871c: d3483d6e ubfx x14, x11, #8, #8
428720: d3401d6f ubfx x15, x11, #0, #8
428724: b86c786c ldr w12, [x3, x12, lsl #2]
428728: d3587eb6 ubfx x22, x21, #24, #8
42872c: b86d788d ldr w13, [x4, x13, lsl #2]
428730: 6f0c0423 ushr v3.16b, v1.16b, #4
428734: d3505eb7 ubfx x23, x21, #16, #8
428738: b86e78ae ldr w14, [x5, x14, lsl #2]
42873c: 4e311c25 and v5.16b, v1.16b, v17.16b
428740: d3483eb8 ubfx x24, x21, #8, #8
428744: b86f78cf ldr w15, [x6, x15, lsl #2]
428748: 4e301c24 and v4.16b, v1.16b, v16.16b
42874c: d3401eb9 ubfx x25, x21, #0, #8
428750: b8767876 ldr w22, [x3, x22, lsl #2]
428754: 4e311c66 and v6.16b, v3.16b, v17.16b
428758: 2a0d018c orr w12, w12, w13
42875c: b8777897 ldr w23, [x4, x23, lsl #2]
428760: 4e301c67 and v7.16b, v3.16b, v16.16b
428764: 2a0f01ce orr w14, w14, w15
428768: b87878b8 ldr w24, [x5, x24, lsl #2]
42876c: 4ea41cc4 orr v4.16b, v6.16b, v4.16b
428770: 2a0e018c orr w12, w12, w14
428774: 2a1702d6 orr w22, w22, w23
428778: 4ea71ca5 orr v5.16b, v5.16b, v7.16b
42877c: 4a0c0108 eor w8, w8, w12
428780: 4ea41c87 mov v7.16b, v4.16b
428784: 4ea51ca6 mov v6.16b, v5.16b
428788: 0b1b014b add w11, w10, w27
42878c: b87978d9 ldr w25, [x6, x25, lsl #2]
428790: 4e040104 tbl v4.16b, {v8.16b}, v4.16b
428794: 0b1c0155 add w21, w10, w28
428798: 2a190318 orr w24, w24, w25
42879c: 4e050125 tbl v5.16b, {v9.16b}, v5.16b
4287a0: 2a1802d6 orr w22, w22, w24
4287a4: d503201f nop
// 3clks (TBL q-form 3×1+3 = 6 latency!)
4287a8: 4e060146 tbl v6.16b, {v10.16b}, v6.16b
4287ac: 4a160252 eor w18, w18, w22
4287b0: d3587d6c ubfx x12, x11, #24, #8
// 2clk
4287b4: 4e070167 tbl v7.16b, {v11.16b}, v7.16b
4287b8: d3505d6d ubfx x13, x11, #16, #8
4287bc: b86c786c ldr w12, [x3, x12, lsl #2]
// 4 clks
4287c0: 4e2c1c84 and v4.16b, v4.16b, v12.16b
4287c4: d3483d6e ubfx x14, x11, #8, #8
4287c8: d3401d6f ubfx x15, x11, #0, #8
// 2 clks
4287cc: 4e2d1ca5 and v5.16b, v5.16b, v13.16b
4287d0: d3587eb6 ubfx x22, x21, #24, #8
4287d4: b86d788d ldr w13, [x4, x13, lsl #2]
4287d8: 4e2e1cc6 and v6.16b, v6.16b, v14.16b
4287dc: d3505eb7 ubfx x23, x21, #16, #8
4287e0: b86e78ae ldr w14, [x5, x14, lsl #2]
4287e4: 4e2f1ce7 and v7.16b, v7.16b, v15.16b
4287e8: d3483eb8 ubfx x24, x21, #8, #8
4287ec: b86f78cf ldr w15, [x6, x15, lsl #2]
4287f0: 4ea51c84 orr v4.16b, v4.16b, v5.16b
4287f4: d3401eb9 ubfx x25, x21, #0, #8
4287f8: b8767876 ldr w22, [x3, x22, lsl #2]
4287fc: 4ea71cc6 orr v6.16b, v6.16b, v7.16b
428800: 2a0d018c orr w12, w12, w13
428804: b8777897 ldr w23, [x4, x23, lsl #2]
// 2 clks
428808: 4ea61c84 orr v4.16b, v4.16b, v6.16b
42880c: 2a0f01ce orr w14, w14, w15
428810: b87878b8 ldr w24, [x5, x24, lsl #2]
428814: 6f2b0481 ushr v1.4s, v4.4s, #21
428818: 2a0e018c orr w12, w12, w14
42881c: b87978d9 ldr w25, [x6, x25, lsl #2]
428820: 4f2b5483 shl v3.4s, v4.4s, #11
428824: 2a1702d6 orr w22, w22, w23
428828: 0b11014b add w11, w10, w17
42882c: 4ea31c35 orr v21.16b, v1.16b, v3.16b
428830: 2a190318 orr w24, w24, w25
428834: 4a0c035a eor w26, w26, w12
// 2 clks
428838: d503201f nop
42883c: 2a1802d6 orr w22, w22, w24
428840: 0b000155 add w21, w10, w0
428844: 4a1600e7 eor w7, w7, w22
428848: d3587d6c ubfx x12, x11, #24, #8
42884c: 6e351e52 eor v18.16b, v18.16b, v21.16b
428850: d3505d6d ubfx x13, x11, #16, #8
428854: b940084a ldr w10, [x2, #8]
428858: d3483d6e ubfx x14, x11, #8, #8
42885c: d3401d6f ubfx x15, x11, #0, #8
428860: b86c786c ldr w12, [x3, x12, lsl #2]
428864: d3587eb6 ubfx x22, x21, #24, #8
428868: d3505eb7 ubfx x23, x21, #16, #8
42886c: b86d788d ldr w13, [x4, x13, lsl #2]
428870: d3483eb8 ubfx x24, x21, #8, #8
428874: d3401eb9 ubfx x25, x21, #0, #8
428878: b86e78ae ldr w14, [x5, x14, lsl #2]
42887c: b86f78cf ldr w15, [x6, x15, lsl #2]
428880: 2a0d018c orr w12, w12, w13
428884: d503201f nop
428888: b8767876 ldr w22, [x3, x22, lsl #2]
42888c: 2a0f01ce orr w14, w14, w15
428890: b8777897 ldr w23, [x4, x23, lsl #2]
428894: 2a0e018c orr w12, w12, w14
428898: b87878b8 ldr w24, [x5, x24, lsl #2]
42889c: 2a1702d6 orr w22, w22, w23
4288a0: 4a0c0210 eor w16, w16, w12
4288a4: b87978d9 ldr w25, [x6, x25, lsl #2]
4288a8: 2a190318 orr w24, w24, w25
4288ac: 2a1802d6 orr w22, w22, w24
4288b0: 4a160294 eor w20, w20, w22
4288b4: 0b08014b add w11, w10, w8
Выводы
На Baikal-M можно получить скорость 8×650Мбит/c ~ 5.2Гбит/с в алгоритме ГОСТ89 или магма (с одного ядра Cortex-А57 ~650Мбит/с).
Ядра ARM описаны хорошо, но имеют достаточно сложное устройство конвейера. В посте предложен пример оптимизации кода.
Этот пример должен работать до ядер А75. Более новые ARM ядра имеют улучшенный конвейер.
Где можно почитать подробнее об оптимизации, если интересно:
Cortex-A57 Software Optimization Guide https://developer.arm.com/documentation/uan0015/b/
Arm Architecture Reference Manual Armv8 https://developer.arm.com/documentation/ddi0487/latest/
Урок 27. решение уравнений вида: х ∙ 8 = 26 + 70, х : 6 = 18 ∙ 5, 80 : х = 46 – 30 — Математика — 4 класс
Математика, 4 класс
Урок № 27. Решение уравнений вида: х · 8 = 26 + 70, х : 6 = 18 · 5,80 : х = 46 – 30
Перечень вопросов, рассматриваемых в теме:
— как решать уравнения вида: x∙ 8 = 26 + 70, x : 6 = 18 ∙ 5, 80 : x = 46 – 30
— какой алгоритм решения данных уравнений?
Глоссарий по теме:
Уравнение – это равенство с неизвестным числом. Неизвестное число обозначают латинской буквой.
Алгоритм — последовательность действия (шагов)
Решить уравнение – это значит найти такое значение неизвестного числа, при котором равенство будет верным.
Основная и дополнительная литература по теме урока:
1. Моро М.И., Бантова М.А. и др. Математика 4 класс. Учебник для общеобразовательных организаций. Ч.1 — М.; Просвещение, 2017. – с.80
2. Моро М.И., Волкова С.И. Математика. Рабочая тетрадь 4 класс. Часть 1. М.; Просвещение, 2016. – с.34,35
3. Волкова С.И. Математика. Проверочные работы 4 класс. М.; Просвещение, 2017. – с.44-45.
4. Волкова С.И. Математика. Тесты 4 класс. М.; Просвещение, 2017. – с.40-41.
5. Кочергина А.В. Учим математику с увлечением (Методическая библиотека). М.: 5 за знания, 2007. – с.159.
Теоретический материал для самостоятельного изучения
Вспомните, как связаны между собой числа при умножении.
Посмотрите, множитель 20, множитель 3, произведение 60.
Если 60 разделить на 20, получится 3.
Если 60 разделить на 3, получится 20.
Значит, если произведение разделить на один из множителей, то получится другой множитель. Это правило потребуется при решении уравнений, в которых неизвестен один из множителей.
20 ∙ 3 = 60
60 : 20 = 3
60 : 3 = 20
Решим уравнение:
произведение неизвестного числа и числа 7 равно числу 91. В нем неизвестен первый множитель. Как его найти? Для нахождения неизвестного первого множителя надо произведение 91 разделить на известный множитель 7. Делим 91 на 7 — получаем 13. Выполним проверку. Подставим в уравнение вместо икс число 13.
13 умножить на 7 получим 91. Получили верное равенство:
91 равно девяносто одному. Значит, решили правильно.
А теперь догадайтесь, как решить уравнение: произведение неизвестного числа и числа 7 равно сумме чисел восьмидесяти и одиннадцати. Найдем значение выражения в правой части уравнения: 80 плюс 11 равно 91. Тем самым мы получили уравнение, которое уже умеем решать. Посмотрите, как записывается решение этого уравнения и его проверка.
Вспомним, как связаны между собой числа при делении.
Посмотрите: делимое 15, делитель 3, частное равно пяти.
Если делитель 3 умножить на частное 5, получим делимое 15.
Если делимое 15 разделить на частное 5, получим делитель 3.
15 : 3 = 5
3 ∙ 5 = 15
15 : 5 = 3
Знание связей между делимым, делителем и частным потребуется для решения уравнений, в которых неизвестен один из компонентов: делимое или делитель. Посмотрите, как решаются такие уравнения. В первом уравнении неизвестно делимое. Чтобы его найти, нужно делитель 3 умножить на частное 9.
Во втором уравнении неизвестен делитель. Чтобы его найти, нужно делимое 45 разделить на частное 3.
А как решить такое уравнение? Вычислим произведение в правой части: 18 умножить на 5 получим 90. Получается уравнение, в котором неизвестно делимое. Вы уже знаете, как его решать. Выполним проверку решения уравнения. Подставим число 540 вместо икс, вычислим левую часть и правую часть выражения: 90 равно 90. Значит уравнение решили верно.
Задания тренировочного модуля:
1.К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго.
91 : х = 13 | x = 20 |
х : 21=4 | x = 7 |
24 ∙x = 96 | x = 84 |
x∙ 3 = 60 | x = 4 |
Правильный ответ:
91 : х = 13 | x = 7 |
х : 21= 4 | x = 84 |
24 ∙x = 96 | x = 4 |
x∙3 = 60 | x = 20 |
2. Выполните вычисления и выделите верный ответ:
7 ∙x = 140 : 2
Варианты ответов: 10, 400, 2
Правильный вариант:
10
3.Решите уравнение, подчеркните правильный ответ:
(80 : у) ∙ 700 = 2800
Варианты ответов:
2, 4, 20
Правильные варианты:
20
Алгоритмы майнинга и шифрования криптовалют
Навигация по материалу:
Что такое алгоритм шифрования криптовалют?
Алгоритмы криптовалют — это набор специфических криптографических механизмов и правил, которые шифруют цифровую валюту. Майнеры при помощи специального оборудования расшифровывают алгоритм конкретной криптовалюты — этот процесс заключается в поиске хеша.
Как только будет найден правильный хеш, то в блокчейне генерируется новый блок, в котором хранится информация о транзакциях, хеше предыдущего блока, сумме полученного майнером вознаграждения и т.д.
Процесс дешифрования (добычи монет) превращает набор случайных данных в упорядоченную систематизированную информацию, которая впоследствии записывается в блокчейн.
Сегодня насчитывается несколько десятков алгоритмов криптовалют. Некоторые алгоритмы более популярны и используются для нескольких разных криптовалют (блокчейнов).
Наиболее популярные криптографические алгоритмы шифрования на сегодняшний деть это: DaggerHashimoto, Scrypt, SHA256, ScryptNf, X11, X13, Keccak, X15, Nist5, NeoScrypt, Lyra2RE, WhirlpoolX, Qubit, Quark, Axiom, Lyra2REv2, ScryptJaneNf16, Blake256r8, Blake256r14, Blake256r8vnl, Hodl, Decred, CryptoNight, Skunk, Lbry, Equihash, Pascal, X11Gost, Sia, Blake2s.
Как видите список алгоритмов весьма велик, мы расскажем подробнее о самых востребованных и надежных из них:
- SHA256 – именно на этом алгоритме построен классический биткоин, для работы с ним видеокарт уже давно не достаточно, так как для него наши братья-китайцы изобрели специальное оборудование – АСИКи (от английской аббревиатуры ASIC (application specific integrated circuit – интегральная схема специального назначения). На этом же алгоритме основано и множество копирующих биткоин криптовалют, например, недавно появившийся BitcoinCash.
- Scrypt – на этом алгоритме работает «цифровое серебро» — Litecoin. В своё время этот алгоритм был отличной альтернативой, когда АСИКи были разработаны только для SHA256. Но времена идут, появились Scrypt-ASIC и этот алгоритм большинству майнеров тоже недоступен.
- Ethash (DaggerHashimoto) – алгоритм шифрования, нашедший применение в криптовалюте Ethereum. Для эффективной работы требуется иметь видеокарты с большим объемом ОЗУ и желательно на основе микропроцессоров AMD, хотя и Nvidia 10-й серии неплохо справляется с DaggerHashimoto.
- X11 – применяется в монетке Dash, доступен для современных видеокарт. Однако в конце 2017 — начале 2018, появились первые партии ASIC-майнеров для Dash.
- Decred – модификация алгоритма Blake256, применяется в криптомонете Decred. Можно майнить на видеокартах. Майнинг Decred чаще всего запускается параллельно с DaggerHashimoto на программе Claymore’s Dual Miner.
- CryptoNight – на основе данного алгоритма работает Monero. Алгоритм примечателен тем, что относительно неплохо вычисляется на процессорах. Конкретно в данную минуту процессор Intel Xeon E3 даёт мне около четверти доллара в сутки (сопоставимые цифры и для Intel Core I7). Смешной заработок, но у криптоинвестора любая машина должна майнить хотя бы в фоновом режиме.
- Equihash – лежит в основе валюты Zcash, довольно популярной в наше время среди майнеров на видеокартах, в силу того что сложность сети Ethereum (лидера у GPU майнеров) сильно возросла.
- X11Gost – алгоритм лежит в основе криптомонеты Sibcoin, которая еще называется «Сибирский Червонец». По сути это форк, российский аналог валюты Dash. Не буду вдаваться в криптографию, но отмечу, что в основе алгоритма лежит хеш-функция в соответствии с ГОСТ Р 34.11-2012.
Расширенная таблица алгоритмами шифрования криптовалют
В этой таблице мы перечислили все значимые алгоритмы для майнинга криптовалют, с годом их выхода и кратким описанием:
Наименование | Год | Тикер | Алгоритм | Ключевые особенности |
---|---|---|---|---|
Bitcoin | 2009 | BTC | SHA-256 | Флагман цифровых валют признан тысячью и одним правосубьектом даже Евросоюзом |
Ethereum | 2015 | ETH | Dagger-Hashimoto | Идея создание вычислительных мощностей для возможности реализации практически любого цифрового проекта |
Steemit | 2016 | STEEM | SHA-256 | Мультимедийный контент может быть встроен с других веб-хостов. |
Ripple | 2013 | XRP | ECDSA | Валюта созданная для банков, чтобы быстрее и защищеннее совершать транзакции |
DigiByte | 2014 | DGB | SHA256 | Разработана для устранения слабых мест Bitcoin & Litecoin |
Monero | 2014 | XMR | CryptoNight | Предназначенная для анонимных денежных транзакций |
Siacoin | 2015 | SC | blake2b | Главная идея хранение данных |
Litecoin | 2011 | LTC | Scrypt | Litecoin по большому счету клон Биткоин, только быстрее транзакции проходят |
EthereumClassic | 2015 | ETC | Dagger-Hashimoto | В принципе тот же эфир просто ребята чего-то не поделили и разделились, но стоит гораздо дешевле |
Dogecoin | 2013 | DOGE | Scrypt | Полностью скопированный алгоритм с Litecoin с некоторыми изменениями. Популярность обусловлена большими вложениями в рекламу и символом-картинкой с изображением знаменитой собаки известным и почитаемым в узких кругах |
NEM | 2015 | XEM | blockchain | есть сервис нотариального заверения плюс позволяет вам осуществлять мгновенные платежи и денежные переводы по всему миру, не опасаясь высоких комиссий. Все кошельки надежно защищены и исключают шанс несанкционированного доступа. |
Syscoin | 2014 | SYS | Scrypt | Имеет необычный алгоритм шифрования и ориентирован на децентрализованную торговлю. Syscoin — это не криптовалюта плюс платформа, это платформа, встроенная в криптовалюту. |
Augur | 2015 | REP | Smart contract | Augur использует мощностя для прогнозирования финансовых рынков |
Dash | 2014 | DASH | X11 | Позволяет почти полностью исключить отслеживание отправителя. По желанию пользователя можно не использовать и проводить трензакции напрямую. |
ByteCoin | 2012 | BCN | CryptoNight | Ззащищает деньги пользователя самыми безопасными и современными криптографическими алгоритмами. Их невозможно взломать. Сама попытка взлома потребует огромного количества дорогостоящей электроэнергии и вычислительной мощности суперкомпьютера. Вы единственный, кто может получить доступ к вашему кошельку. По крайней мере так утверждают разработчики |
BelaCoin | 2014 | BELA | Scrypt | Позволяет вам получать оплату за фотографии, которые вы публикуете |
lbryCoin | 2016 | LBC | LBRY | С помощью lbry пользователи могут создавать и делиться своим контентом, таким как музыка, фильмы, живопись и т.д. В процессе загрузки контента на платформу пользователь может требовать плату за доступ |
Radium | 2015 | RADS | Smartchain | Цель — задействовать возможности блокчейна для предоставления различных 100% децентрализованных сервисов. |
Decred | 2015 | DCR | Blake256 | По сути это гибридная proof-of-work proof-of-stake (PoW/PoS) консенсусная система, которая направлена на баланс между PoW майнерами и PoS избирателями что бы создать более надежное понятие консенсуса |
Einsteinium | 2014 | EMC2 | Scrypt | Наподобие kickstarter только для научных проектов |
Gridcoin | 2013 | GRC | BOINC | система, которая путем объединения вычислительных мощностей помогает решать задачи в медицине, биологии, математике, климатологии, астрофизике и других науках |
VertCoin | 2014 | VTC | Lyra2RE | Позиционирует себя как форк полностью защищенный от ASIC майнеров. Выступает против монополизации майнинга. |
Dashcoin | 2014 | DSH | CryptoNight | Анонимная криптовалюта следующего поколения так как сетевой код всегда обновляется с минимальными затратами на разработку и близкими к 0% ошибками протоколов |
Potcoin | 2014 | POT | Scrypt | Представляет легальную индустрию марихуаны |
Peercoin | 2012 | PPC | SHA-256 | Интересен возможностью получения монет не только майнингом видеокарты, но еще и генерацией новых монет — монетами уже имеющимися в кошельке |
Namecoin | 2011 | NMC | SHA-256 | Главным применением Namecoin является цензура-устойчивый домен верхнего уровня .bit, который функционально похож на .com или .net домены, но не зависит от ICANN, главного руководящего органа для доменных имен. |
Nautiluscoin | 2014 | NAUT | NXT | Цель — доказать, что электронные валюты могут быть хорошим классом инвестиционных активов. |
Expanse | 2015 | EXP | Dagger-Hashimoto | Идея состоит в том, чтобы использовать новейшую технологию blockchain для создания всего, что может представить сообщество и команда, используя децентрализованную автономную организацию с самофинансируемым дизайном, чтобы сохранить ее по-настоящему децентрализованной |
PinkCoin | 2014 | PINK | X11 | Валюта созданна на базе платформы Ethereum и обеспеченна фиксированным активом цветных бриллиантов |
FoldingCoin | 2014 | FLDC | Stanford Folding | Использует ваш компьютер для моделирования процесса сворачивания белков в теле человека. Результаты полученные в этом исследовании будут использованные на изготовление и получение новых медицинских препаратов, способов лечение а также возможно с вашей помощью будут открыты новые открытия в медицине и исследовании белка в частности, а также лечение смертельно-опасных заболеваний |
Navcoin | 2014 | NAV | X13 | При дополнительном использовании NAVTech и Tor вы можете защитить свою личность при совершении частных покупок в Интернете. |
ViaCoin | 2014 | VIA | Scrypt | |
DNotes | 2014 | NOTE | Scrypt | DNotes — peer-to-peer децентрализованная криптовалюта, передаваемая через Интернет, которая позволяет осуществлять мгновенную оплату любому человеку в мире. Это быстро и безопасно с минимальной комиссией как утверждают разработчики |
Vcash | 2014 | XVC | Blake256 | Vcash был спроектирован как инновационный и перспективный. Он предотвращает подслушивание и цензуру, способствует децентрализованным, энергоэффективным и мгновенным сетевым транзакциям. |
Алгоритмы шифрования и криптовалюты
Ниже мы подробно рассмотрим самые популярные алгоритмы шифрования криптовалют, а также монеты, которые работают на них.
SHA-256
SHA-256 — это безопасный алгоритм шифрования, который приобрел популярность после его использования в коде биткоина. Аббревиатура SHA — это Secure Hash Algorithm, а 256 означает, что алгоритм криптовалюты генерирует 256-битный хеш, т.е. строку (дайджест) размером 256 бит. Хешрейт для криптовалют, работающих на основе SHA-256, вычисляется в единицах Gigahash в секунду (GH/s). На создание блока уходит от шести до десяти минут.
Особенности
Алгоритм SHA-256 был изобретен Агентством Национальной Безопасности США в 2001 году. Он входит в семейство алгоритмов SHA и сейчас является единственным алгоритмом криптовалют из данного семейства, который прошел тест на устойчивость к таким видам атак как нахождение коллизий и нахождение прообраза, что имеет решающее решение для безопасности криптовалют, работающих на основе данного алгоритма.
Помимо криптовалют, SHA-256 также широко используется в некоторых других технологиях.
Например, работа протоколов безопасности, таких как TLS, SSL, PGP, SSH, построена на SHA-256.
В 2009 году, когда Bitcoin был известен лишь очень ограниченному кругу людей, для майнинга использовали обычные компьютеры, которые производили вычисления при помощи центрального процессора. Позже начали применять более мощные графические процессоры.
Однако сейчас, когда популярность биткоина просто огромная, экономически выгодным стало использование лишь ASIC-майнеров — специальных устройств, обладающих большой вычислительной мощностью.
Монеты алгоритма SHA-256
На алгоритме SHA-256 работает Bitcoin, а также ряд других криптовалют, которые в основном являются форками биткоина.
Криптовалюты алгоритма SHA-256:
- Bitcoin (BTC).
- Bitcoin Cash (BCH).
- Bitcoin SV (BSV).
- Emercoin (EMC).
- Namecoin (NMC).
- Peercoin (PPC).
- BitcoinDark (BTCD).
- Litecoin Cash (LCC).
Equihash
Equihash — это анонимный алгоритм криптовалют, увидивший свет в 2016 году. Первой криптовалютой, которая использовала Equihash в качестве базы, была Zcash. Создание блоков занимает 150 секунд, а хешрейт измеряется в Megahash в секунду (MH/s). В основе данного алгоритма лежит хеш-функция, которая построена на принципе «Парадокса дней рождений» — это математическая закономерность, которая используется для расчета вероятности. Правило гласит:
Если в комнате находится 23 человека, то вероятность того, что день рождения как минимум двух из них приходится на один и тот же день, составляет 50%. Исходя из этой закономерности, вероятность нахождения числа nonce в процессе майнинга равняется 2, вознесенное в степень N и разделенное на 2.
Особенности
Этот алгоритм криптовалют был разработан Александром Бирюковым и Дмитрием Ховратовичом — учеными Университета Люксембурга, которые входят в исследовательскую группу CryptoLUX. В 2016 году разработка была представлена широкому круга.
Equihash требователен к объему оперативной памяти, а не к скорости обработки математических вычислений.
Это делает майнинг «айсикоустойчивым», а сеть более децентрализованной. Для майнинга криптовалют, работающих на Equihash, используются видеокарты, обладающие минимальным объемом памяти в 2 Гб. Самые лучшие результаты показало применение графических процессоров бренда NVidia.
Однако для майнинга Equihash также были разработаны устройства ASIC. Сегодня самыми популярными являются две модели: Antminer Z9 mini от Bitmain и A9 ZMaster от менее известной компании Innosilicon. В отличие от команды Monero, разработчики Zcash не предприняли никаких действий для защиты своей криптовалюты от централизации майнинга, а лишь высказали свое огорчение.
Монеты алгоритма Equihash
Самые популярные криптовалюты, работающие на алгоритме Equihash:
- Zcash (ZEC).
- Bitcoin Gold (BTG).
- Komodo (KMD).
- ZClassic (ZCL).
- ZenCash (ZEN).
- Bitcoin Private (BTCP).
Алгоритм Ethash (Dagger Hashimoto)
Ethash (Dagger Hashimoto) — это алгоритм криптовалют, разработанный специально для майнинга Ethereum. В основу работы данного алгоритма хеширования положены два разных алгоритма: Dagger, созданный Виталиком Бутериным, и Hashimoto (название состоит из слов hash, shift, and modulo), разработанный программистом Thaddeus Dryja. Хейшрейт алгоритма Ethash измеряется в Megahash в секунду (MH/s).
Особенности
Dagger — это алгоритм криптовалют, который предъявляет жесткие требования к памяти видеокарты. Принцип его работы похож на Scrypt, однако его производительность выше, особенно это заметно в условиях повышения сложности сети.
Но Dagger имеет некоторые уязвимости, поэтому он эффективен только в паре с Hashimoto.
Алгоритм Hashimoto работает с операциями ввода/вывода в особом режиме. В частности, он ограничивает скорость добычи, из-за того, что количество памяти для записывания и считывания информации не является бесконечным.
Hashimoto — это алгоритм криптовалют, который требует большой объем памяти, за счет чего не получается выполнить большое количество операций ввода/вывода, т.е. для расшифровки не получится использовать метод бесконечного подбора случайных значений. Это и являлось основной причиной того, почему устройства ASIC не подходили для майнинга Ethereum (об этом ниже).
Для майнинга монет, работающих на основе Ethash, используется вычислительная мощность GPU-процессоров (видеокарт). Наибольшую эффективность показали видеокарты бренда AMD. Однако и применение видеокарт Nvidia 10-й серии приносят неплохой профит майнерам.
Основное требование — это высокий показатель оперативной памяти, который постоянно увеличивается из-за роста сложности сети.
Как мы говорили выше, устройства ASIC не подходили для добычи монет, работающих на основе Ethash, однако все изменилось летом 2018 года, когда крупнейший китайский производитель майнеров Bitmain выпустил в продажу модель Innosilicon A10 ETHMaster, т.е. ASIC для Ethereum.
Монеты алгоритма Ethash
Изначально Ethash был создан для Ethereum, однако этот алгоритм также используют и другие монеты. Криптовалюты, в которых используется алгоритм Ethash:
- Ethereum (ETH).
- Ethereum Classic (ETC).
- Ubiq (UBQ).
- Expanse (EXP).
- Pirl (PIRL).
- Musicoin (MUSIC).
- QuarkChain (QKC).
Scrypt — это алгоритм майнинга криптовалют, который раньше был интересен многим одиночным майнерам в виду его устойчивости к так называемой «аппаратной атаке». Скорость создания блоков в блокчейне, работающем на базе Scrypt, составляет около 30 секунд. Хешрейт как и у Ethash измеряется в Megahash в секунду (MH/s). Scrypt, прежде всего, стал популярным благодаря его применению в криптовалюте Litecoin.
Особенности
История создания этого алгоритма началась с того, что вскоре стало ясно, что майнинг биткоина очень легко монополизировать, из-за того что простота функции SHA-256 позволяет автоматизировать процесс майнинга.
Поэтому основной задачей при создании Scrypt было усложнение механизма генерации блоков за счет повышенных требований к ресурсам, используемым для вычислительных операций. В частности, решающее значение имеет объем оперативной памяти (как и в Ethash), при этом требования к энергопотреблению и вычислительной мощности намного ниже чем в случае SHA-256.
Изначально для добычи криптовалют на основе Scrypt применялись центральные и графические процессоры, однако алгоритм не мог противостоять майнинг-корпорациям и в 2014 году был создан первый ASIC для Scrypt-монет.
В ответ на это криптоэнтузиасты создали усовершенствованный алгоритм под названием Scrypt-N, который впервые был применен в монете Vertcoin. Отличается он тем, что требования к оперативной памяти постоянно растут.
Монеты алгоритма Scrypt
Алгоритм майнинга Scrypt положен в основу работы следующих криптовалют:
Litecoin (LTC).
Dogecoin (DOGE).
Redcoin (RED).
Monacoin (MONA).
Viacoin (VIA).
Syscoin (SYS).
X11 — это алгоритм шифрования, в котором вместо одной функции используются одинадцать. Это означает, что данная технология может обеспечить высокую степень безопасности, ведь чтобы нанести вред системе, злоумышленнику придется взломать все 11 функций, а это очень маловероятно, потому что внесенные изменения будут видны уже после взлома первой функции, и у разработчиков будет масса времени защитить систему, прежде чем хакер дойдет до одиннадцатой функции.
Алгоритм криптовалют X11 был создан специально для майнинга Dash.
Особенности
Данный алгоритм шифрования был разработан создателем одной из топовых криптовалют (Dash, в прошлом Darkcoin) — Эваном Даффилдом. Все началось с того, что он хотел улучшить анонимность и взаимозаменяемость биткоина, однако сообщество не одобрило его идею. Тогда Эвану не оставалось ничего, кроме как создать свою собственную криптовалюту. По словам Даффилда на разработку ушли всего лишь одни выходные.
Еще одним достоинством X11 является то, что майнинг криптовалют, созданных на его основе, является очень экономным в плане потребления энергоресурсов. Следует сказать, что энергоэффективность — это всего лишь приятный «бонус», так как Эван не ставил за цель создать алгоритм, который бы не требовал больших энергозатрат. Данное свойство заметили майнеры.
Проведенные эксперименты показали, что добыча Dash на видеокартах потребляет на 30-50% меньше электроэнергии, чем майнинг Bitcoin на ASIC-устройствах.
Для добычи монет, которые работают на основе алгоритма X11, можно использовать не только GPU, но и CPU. Это один из немногих сегодня алгоритмов, который допускает майнинг на процессорах, что делает его привлекательным для одиночных майнеров и небольших компаний. Конечно, ASIC для добычи криптовалют на основе алгоритма X11 также существуют.
Как признался сам создатель X11, он не старался создать «айсикоустойчивый» алгоритм, однако он сделал все возможное, чтобы производителям пришлось «хорошенько потрудиться».
На данный момент X11 — не единственный в своем роде, который использует больше одной хеш-функции.
По его примеру были созданы другие алгоритмы, которые также построены на интеграции нескольких хеш-функций: X12, X13, X14, X14, X15, X16 и даже X17.
Однако X11 до сих пор является самым популярным и самым используемым.
Монеты алгоритма X11
На алгоритме криптовалют X11 созданы следующие монеты:
- Dash (DASH).
- Pura (PURA).
- Tao (XTO).
- Synergy (SNRG).
- Enigma (ENG).
- CannabisCoin (CANN).
CryptoNight
CryptoNight — это алгоритм для анонимных криптовалют, в основе которого лежат такие технологии как кольцевые подписи и одноразовые адреса. Он стал, прежде всего, известен благодаря криптовалюте Monero (XMR). Генерация блока занимает около 60 секунд.
Особенности
Применение CryptoNight позволяет создать конфиденциальную, защищенную и взаимозаменяемую цифровую валюту. Эти свойства достигаются благодаря применению протокола CryptoNote, который был создан в 2012 году блокчейн-разработчиком (или группой разработчиков) под псевдонимом Николас ван Саберхаген. До сих пор неизвестно, кто скрывается за этим именем.
Высокая степень анонимности алгоритма CryptoNight достигается благодаря использованию двух технологий:
Из-за того, что транзакции являются абсолютно анонимными, все монеты, построенной на алгоритме криптовалют CryptoNight, являются взаимозаменяемыми.
Это означает, что они не имеют «темного прошлого», как, например, Bitcoin, блокчейн которого позволяет отследить движение определенного коина и его участие в «грязных делах».
Еще одна очень важная особенность данного алгоритма состоит в том, что для майнинга наиболее эффективными является использование CPU в паре с GPU, хотя добыча только на центральном процессоре тоже дает положительные результаты. И, напротив, применение устройств ASIC является экономически невыгодным.
Секрет в том, что CryptoNight требовательный к оперативной памяти (для правильной работы нужно минимум 2 Гб), а не к скорости проведения математических вычислений, в чем сильны ASIC-майнеры.
Процесс поиска правильного nonce для генерации блока состоит в том, что CryptoNight создает рандомные блоки, которые хранит в памяти вычислительного устройства, а не отправляет непрерывные частые обращения к майнеру с целью проведения математических операций, как это происходит в случае использования алгоритма SHA-256 (используемого для Bitcoin).
Это позволяет построить более децентрализованную сеть и не допустить возникновения ситуации, когда больше половины хешрейта принадлежит одному узлу, и существует высокая вероятность проведения атаки 51%.
Для эффективного майнинга криптовалют, работающих на основе CryptoNight, стоит использовать центральные процессоры Intel Core поколений i5 и i7.
Также хорошие результаты показывает применение оборудования бренда Radeon HD (новые модели). Кроме того, для майнинга криптовалют на основе CryptoNight можно использовать ASIC-майнеры.
На данный момент для этого подходят такие модели: Antminer X3, Baikal Giant-N, PinIdea RR-200, DragonMint X1/X2.
Однако стоит отметить, что Monero каждый год вносит изменения в протокол, которые помогают защитить добычу монеты от использования ASIC. Но другие монеты, работающие на CryptoNight, например, Bytecoin, Aeon, без проблем добываются при помощи ASIC.
Монеты алгоритма CryptoNight
На анонимном алгоритме CryptoNight созданы следующие криптовалюты:
- Monero (XMR).
- Bytecoin (BCN).
- DigitalNote (XDN).
- Electroneum (ETN).
- Aeon (AEON).
- CryptoNoteCoin.
SHA-256 был первым алгоритмом шифрования, который нашел свое применение в криптовалютах. Однако он является далеко несовершенным, в виду низкой степени анонимности, конфиденциальности и взаимозаменяемости. Это послужило стимулом для создания более продвинутых криптографических алгоритмов.
Монополизация сферы майнинга из-за использования огромных ASIC-ферм — это еще одна проблема криптомира. Поэтому современные алгоритмы майнинга стремятся ограничить применение ASIC устройств для добычи новых монет.
Добиться этого удается путем установления высоких требований к оперативной памяти, а не к скорости вычислений, что актуально для SHA-256. Несмотря на то что для добычи большинства монет уже созданы ASIC, их использование не всегда является экономически выгодным и оправданным.
4.9 / 5 ( 61 голос )
The following two tabs change content below.Материал подготовлен редакцией сайта «Майнинг Криптовалюты», в составе: Главный редактор — Антон Сизов, Журналисты — Игорь Лосев, Виталий Воронов, Дмитрий Марков, Елена Карпина. Мы предоставляем самую актуальную информацию о рынке криптовалют, майнинге и технологии блокчейн. Отказ от ответственности: все материалы на сайте Mining-Cryptocurrency.ru имеют исключительно информативные цели и не являются торговой рекомендацией или публичной офертой к покупке каких-либо криптовалют или осуществлению любых иных инвестиций и финансовых операций.
[FX] Forexcoin |Fund Management|X15|POW+POS+ICO|
Forexcoin [FX] с 120% прибыли в год
Forexcoin разработан группой трейдеров с хорошим опытом в торговле иностранной валютой, рынка ценных бумаг и валютных торгов Crypto. Теперь мы считаем , что мы сделали полную подготовку и решили начать нашу собственную криптовалюта.
ForexCoin является ICO POW + POS, наши трейдеры будут торговать с ICO на различных рынках и использовать прибыль для разработки Forexcoin, держатель акций и шахтера , который имеет forexcoin будет получать 120% прибыли в год. Это монета вы ищете с долгосрочного роста и стабильности, forexcoin является единственным cypto монета , которая будет иметь покупателей 365 дней в режиме 24/7, так как мы Виль выкупить монету из вас от прибыли мы сделали.
PoW Алгоритм: X15
POW + PoS гибридные
Подтверждения для блоков созревать: 12
Re-целевой трудности каждый блок
POW Всего блоков: 1,44,000 POW блоки
60 второй временной блок
вознаграждения PoW блок: 500 FX
подтверждения сделки: 3
PoS ставка: 120%
PoS Минимальный возраст: 24 часа
PoS Максимальный возраст: без ограничений
PoS начинается после 20000 блоков
Premine: 700000000 FX для ICO
порта RPC: 22554
P2P порт: 22555
Окна бумажника: https://www.dropbox.com/s/1st44hpz86kjzo7/ForexCoin-qt.rar?dl=0
GitHub Источник: https://github.com/Forexcoinfx/Forexcoin
ICO и монетных Запущенный ICO цена 8SAT на FX
690000000 Для ICO и 10000000 для щедрот
ICO LINK https://yobit.net/en/trade/FOREX/BTC
Переводы 5000 FX
Бумага Wallet 25000 FX
кран 15000 FX
Android Кошелек 100000 FX
Веб — Block Explorer , 15000 FX
Рекламные видео 10000 FX
На йобите полным ходом идет ико,кто что думает по данной монетке?как по мне однодневка,ваши мнения?
Исследователи разрабатывают алгоритм, который максимизирует энергию, вырабатываемую солнечными панелями. ✅ — Техника
Содержание
Исследовательская группа из Университета Ватерлоо разработала новый алгоритм, который увеличивает эффективность солнечной фотоэлектрической системы (фотоэлектрической системы) и снижает количество потерянной энергии.
По словам Милад Фарсе, члена исследовательской группы, этот алгоритм является эффективным способом дальнейшей оптимизации работы солнечного модуля при производстве электроэнергии.
В этом смысле Фарси объяснил, что оборудование, составляющее солнечную панель, имеет номинальную эффективность, но не существует подходящего контроллера для получения максимально возможной производительности. Фарси добавил, что это нововведение не представляет собой изменение оборудования или интеграцию дополнительных схем в солнечную фотоэлектрическую систему, а просто новый подход к механизму выработки электроэнергии для дополнительных улучшений.
С помощью этого алгоритма элементы управления солнечной панелью могут лучше управлять колебаниями, связанными с максимальной точкой мощности солнечной фотоэлектрической системы, что ранее приводило к возможным потерям энергии, захваченной панелями. На основании этих результатов, использование этого алгоритма в небольшой солнечной батарее для домашнего использования с 12 модулями по 335 Вт, экономия энергии до 138,9 для достижения кВтч / год. Хотя их не так много в солнечной системе такого размера, они могут иметь значительное влияние, если используются в более крупном масштабе и состоят из тысяч местных солнечных панелей, подключенных к электросети.
Одним из мест, где можно было бы оценить этот результат, была бы фотоэлектрическая система Sarnia, крупнейшая в Канаде, которая могла бы использовать этот алгоритм для достижения экономии энергии около 960 000 кВт / ч в год. Достаточно, чтобы прокормить сотни семей. Если бы это была угольная электростанция, необходимо было бы выбросить в атмосферу 312 тонн CO2, чтобы получить такую же экономию.
С другой стороны, эта экономика могла бы быть намного больше в среде, где изменение климата является обычным явлением, поскольку Канада является страной, где возникает такая ситуация.
comments powered by HyperCommentsТест по информатике Основные алгоритмические конструкции 8 класс
Тест по информатике Основные алгоритмические конструкции 8 класс с ответами. Тест включает в себя 2 варианта. В каждом варианте по 7 заданий.
Вариант 1
1. В результате выполнения алгоритма:
а:=10
b:=20
а:=а-b/2
если а>b
то с:=а+b
иначе с:=b-а
все
переменная с примет значение:
1) 30
2) 20
3) 0
4) -20
2. Исполнителю Чертежник был задан алгоритм:
нц 2 раз
сместиться на вектор (1, -2)
сместиться на вектор (-1, 3)
кон
Этот алгоритм можно заменить командой:
1) сместиться на вектор (0, 2)
2) сместиться на вектор (-1 , 2)
3) сместиться на вектор ( 1, -2)
4) сместиться на вектор (1, 2)
3. Был задан алгоритм:
В результате выполнения этого алгоритма переменная у примет значение:
1) 15
2) 30
3) 20
4) 45
4. В результате выполнения алгоритма для х = 150
а:=10
b:=x div a
а:=а-b/3
переменная а примет значение:
1) 5
2) -5
3) 25
4) 15
5. У исполнителя Робот есть четыре команды перемещения (вверх, вниз, влево, вправо). При выполнении каждой из них Робот перемещается на одну клетку в соответствующем направлении в прямоугольном лабиринте. Для проверки истинности условия отсутствия стены у клетки, в которой находится Робот, используются команды: сверху свободно, снизу свободно, слева свободно, справа свободно. Цикл пока команда выполняется, пока условие истинно, иначе происходит переход на следующую строку. Если Робот начнет движение в сторону находящейся рядом с ним стены, то он разрушится, и выполнение программы прервется.
нач
пока влево
пока вверх
пока вправо
пока вниз
кон
Количество клеток, соответствующих требованию, что, выполнив предложенную программу, Робот уцелеет и остановится в той же клетке, с которой он начал движение, равно:
1) 2
2) 10
3) 4
4) 6
6. Запишите название алгоритмической конструкции, в которой в зависимости от результата проверки условия предусмотрен выбор одной из двух последовательностей действий.
7. Запишите название алгоритма, содержащего конструкцию повторения.
Вариант 2
1. В результате выполнения алгоритма:
а:=50
b:=20
а:=а-b/2
если а>b
то с:=а+b
иначе с:=b-а
все
переменная с примет значение:
1) -30
2) 170
3) 60
4) 20
2. Исполнителю Чертежник был задан алгоритм:
нц 2 раз
сместиться на вектор (1 , 3)
сместиться на вектор (-2, -5)
кон
Этот алгоритм можно заменить командой:
1) сместиться на (-1, -2)
2) сместиться на (2, 4)
3) сместиться на (1, -2)
4) сместиться на (3, -6)
3. Был задан алгоритм:
В результате выполнения этого алгоритма переменная а примет значение:
1) 8
2) 9
3) 10
4) 7
4. В результате выполнения алгоритма для х = 250:
а:=10
b:=x mod a
а:=а-b/2
переменная а примет значение:
1) 10
2) -5
3) 25
4) 5
5. У исполнителя Робот есть четыре команды перемещения (вверх, вниз, влево, вправо). При выполнении каждой из них Робот перемещается на одну клетку в соответствующем направлении в прямоугольном лабиринте. Для проверки истинности условия отсутствия стены у клетки, в которой находится Робот, используются команды сверху свободно, снизу свободно, слева свободно, справа свободно. Если Робот начнет движение в сторону находящейся рядом с ним стены, то он разрушится, и выполнение программы прервется.
нач
пока вниз
пока вправо
пока вверх
пока влево
кон
Количество клеток, соответствующих требованию, что, выполнив предложенную программу, Робот уцелеет и остановится в той же клетке, с которой он начал движение, равно:
1) 1
2) 10
3) 4
4) 6
6. Запишите название алгоритмической конструкции, отображающей естественный, последовательный порядок действий.
7. Запишите название алгоритма, содержащего конструкцию ветвления.
Ответы на тест по информатике Основные алгоритмические конструкции 8 класс
Вариант 1
1-2
2-1
3-1
4-1
5-3
6. ветвление
7. циклический алгоритм (цикл)
Вариант 2
1-3
2-2
3-1
4-1
5-1
6. следование
7. разветвляющийся алгоритм
X15 — Майнинг, монеты, пулы — BitcoinWiki
Это утвержденная версия этой страницы, а также самая последняя.
Понравилась статья? Поделиться:
X15 — это алгоритм хеширования, который использует 15 различных хеш-функций, что делает алгоритм X15 очень устойчивым к атакам. Принцип работы основан на классическом X11 и не вызовет никаких сложностей у пользователей, майнивших криптовалюту на X11 или X13.Были включены BLAKE, BMW, Groestl, JH, Keccak, Skein, Luffa, Cubehash, Shavite, Simd, Echo, Hamsi, Fugue, Shabal и Whirlpool.
Обзор алгоритма X15 [править]
Безопасность — одно из самых больших преимуществ этого алгоритма. Даже если захватчики взломают одну из 15 хэш-функций, разработчики просто определяют эту проблему и улучшают эту функцию, чтобы сделать ее более устойчивой. Чтобы взломать всю систему, захватчики должны пройти все 15 функций. Это практически невозможно.
Монеты для добычи [править]
Монеты, которые можно добыть с помощью алгоритма X15, перечислены ниже:
Имя | Цена | Рыночная капитализация | Объем (24ч) |
---|---|---|---|
EverGreenCoin (EGC) | 0,05 301 | $ 726,34 тыс. | $ 1,95 тыс. |
Кобокоин (KOBO) | 0,02038 | руб.$ 503,53 тыс. | $ 0 |
Хальцион (HAL) | $ 0.02412 | $ 153,82 тыс. | $ 16 |
Файркойн (ОГОНЬ) | Нет в списке | $ 0 | 0 |
Майнеры алгоритмов X15 [править]
Приведен список сравнения майнинговых ферм, работающих на алгоритме X15. Данные актуальны на 8 октября 2018 года.
Устройство | Горное оборудование (Майнер) | Хешрейт | OC |
---|---|---|---|
EVGA GTX 1080 Ti | ccminer / 2.2,1 | 16.0634 MH | win32 |
GeForce GTX 1080 Ti | ccminer / 2.2.1 | 16.025 MH | win32 |
Гигабайт GTX 1080 Ti | ccminer / 2.2.2 | 15.44 MH | win32 |
MSI GTX 1080 Ti | ccminer / 2.2.1 | 14,04 МГц | win32 |
Гигабайт GTX 1080 Ti | ccminer / 2.2,1 | 13,385 MH | win32 |
ASUS GTX 1080 Ti | ccminer / 2.2.1 | 13,02 MH | win32 |
Гигабайт GTX 1070 G1 | ccminer / Алексис-1.0 | 11,66 млн H | win64 |
Гигабайт GTX 1080 | ccminer / 2.2.1 | 11,445 MH | win32 |
Гигабайт GTX 1080 G1 | ccminer / 2.2,2 | 11,247 MH | win32 |
Zotac GTX 980 Ti | ccminer / 2.2 | 9,64 MH | win32 [1] |
См. Также на BitcoinWiki [править]
Ссылки [править]
- ↑ https://hulk.center/algo/x15 Сравнение оборудования X15 Mining
Блог: Из чего сделаны все эти алгоритмы X11, X13, X15?
Многие люди спрашивали нас, о чем эти новые алгоритмы.Эти новые и прибыльные алгоритмы сейчас являются главными шишками в мире майнинга на GPU, и PiMP оказался твердым и надежным в предоставлении вам инструментов, необходимых, чтобы оставаться на переднем крае! Что ж, мы разобрали, что происходит под капотом со всем этим, и предоставили вам информацию в удобном для понимания формате!
Эти алгоритмы криптовалюты были созданы специально для майнинга на GPU и смогли обеспечить хорошую прибыльность сообществу PiMP после появления крупных ASIC для Scrypt.Похоже, что каждый результат субалгоритма затем передается в следующий субалгоритм. Мы считаем, что создание ASIC для этого будет затруднено из-за того, что аппаратное обеспечение должно иметь логические вентили для каждого алгоритма на всем кристалле, что резко увеличивает сложность производства. С другой стороны, X11-X15 использует только 536 МБ оперативной памяти (или около того), так что это компенсирует некоторые затраты на дополнительную логику. Вот некоторые из алгоритмов, которые мы разрабатываем прямо сейчас, и то, что скрывается под капотом!
X11 | X12 | X13 | X14 | X15 | X17 | ||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
блейк | блейк | блейк | блейк | блейк | блейк | ||||||||
BMW | bmw | bmw | bmw | bmw | |||||||||
groestl | groestl | groestl | groestl | groestl | groestl | ||||||||
jh | h jh | jh | jh | h jh | jh | jh | jh | jh | jh | jh | jh | jh | |
keccak | keccak | keccak | keccak | keccak | keccak | ||||||||
моток | моток | моток | моток | моток | моток | ||||||||
люфф | моток | ||||||||||||
люфф люффа | 90 032 luffaluffa | luffa | |||||||||||
cubehash | cubehash | cubehash | cubehash | cubehash | cubehash | ||||||||
шавит | shavite | shavite | |||||||||||
simd | simd | simd | simd | simd | simd | ||||||||
эхо | эхо | эхо | эхо | эхо | эхо | ||||||||
океан? | хамси | хамси | хамси | хамси | |||||||||
фуга | фуга | фуга | фуга | ||||||||||
шабал | shabal | ||||||||||||
джакузи | джакузи | ||||||||||||
лэйллоз | |||||||||||||
djb2 |