Алгоритм майнинга Эфириума (Ethereum)

Содержание статьи:

1. Сущность и функции алгоритма майнинга для Эфириума
2. Краткая история
3. Принцип действия
4. Особенности алгоритма майнинга Эфириум
5. Криптовалюты, которые работают на алгоритме майнинга Эфириум
6. Особенности майнинга

Алгоритм майнинга Ethereum Ethash применяется с момента появления криптовалюты ETH. Главной его особенностью считаются повышенные требования к ОЗУ графических процессоров, а также стойкость к добыче криптовалюты ASIC-майнерами. Такие отличия обусловлены особенностью архитектуры алгоритма, а также принципами ее построения. В чем нюансы Ethash? Как работает алгоритм, и какие криптовалюты используют его? Что учесть майнерам при добыче виртуальных монет? Эти и ряд других вопросов разберем в статье.

Сущность и функции алгоритма майнинга для Эфириума

Пользователи криптосети знают, что алгоритм майнинга для Эфириума — Ethash. Это измененный вариант Dagger-Hashimoto (старое название), который в криптовалютной сети Эфириум применяется в комплексе с механизмом PoW. В ближайшее время В. Бутерин (создатель криптовалюты Ethereum) планирует отказаться от упомянутого протокола консенсуса в пользу PoS. В этом случае награда будет выдаваться не за добытые с помощью оборудования монеты, а за хранение виртуальной валюты в кошельке. Чем больше накоплений у пользователя, тем выше доход. Но точная дата перехода пока неизвестна.

Алгоритм майнинга Эфириум (Ethash) выполняет следующие функции:

1. Защита криптосети от действия хакеров. Сеть построена таким образом, что для поиска хэша требуется определенный временной промежуток и мощность оборудования. Если злоумышленникам и удастся взломать какой-то один или группу узлов, это не нарушает целостность и правильность работы блокчейна. В процессе проверки проведенных операций обязательным условием является консенсус узлов. Внесение правок в функционирование всего blockchain возможно только при контроле 51% системы, а на это потребуются большие мощности. Вот почему Ethash относится к наиболее надежным алгоритмам майнинга, который гарантирует общую надежность криптосети от постороннего вмешательства.
2. Проверка отправителя транзакции. Личный ключ пользователя виртуальной сети шифруется и включается в заголовок операции. При этом наличие подписи гарантирует, что отправитель планирует передать определенный объем средств с личного кошелька другому пользователю.

Краткая история появления алгоритма майнинга Эфириума

Создателем алгоритма майнинга Эфириума считается В. Бутерин, имеющий российские корни, но долгое время проживающий на территории Канады. Как отмечалось, первоначальное имя Ethash было другим (алгоритм назывался Dagger-Hashimoto), а сама структура имела много общего со Scrypt.

Но механизм хэширования алгоритма несколько отличался — он подразумевал создание граф последовательных элементов цепи. Условно такие графы можно сравнить с деревом, имеющим множество ветвей. Из-за такой особенности сложность поиска хэша была значительно выше, что создавало реальные трудности в поиске необходимого значения и создания нового блока в цепочке блокчейн Эфира. Со временем в Dagger-Hashimoto были внесены правки, что и привело к появлению нового алгоритма (он получил название Ethash).

Принцип действия алгоритма майнинга Эфириума

Одна из базовых особенностей Ethash заключается в поиске nonce и достижении определенного параметра, имеющего значение меньше конкретного уровня. При равномерном распределении результатов можно гарантировать, что средние временны затраты на поиск необходимого числа зависят от границы сложности. Благодаря этой особенности, в процессе добычи контролируется время, необходимое для создания очередного элемента цепочки blockchain. Временной промежуток автоматически регулируется параметром сложности для удержания на определенном уровне (около 15 секунд).

Описанные выше изменения исключают формирование параллельных процессов, которые часто приводят к росту расходов при проведении транзакций (двойным тратам), а также сводят к минимуму риски атаки 51 %. В качестве майнера может выступать любой узел сети, а объем заработанных монет напрямую зависит от производительности применяемого оборудования (его хэшрейта). Чем больше мощность техники, используемой в процессе майнинга, тем быстрее подбирается параметр Nonce и тем выше вероятность поиска необходимого значения.

Алгоритм Ethash отличается устойчивым объемом памяти, что до определенного момента делало невозможным применением ASIC-майнеров. Иными словами, для проведения расчетов PoW из определенных ресурсов выбираются подмножества. Этот фактор зависит от заголовка элемента блокчейн и параметра nonce. Сам ресурс имеет определенный объем, имеющий название DAG, включающий в себя тысячи блоков. Но этот фактор не влияет на скорость добычи — она проходит достаточно быстро.

Особенности алгоритма майнинга Эфириум

Зная, какой алгоритм майнинга имеет Эфириум, участник криптосети может определиться с оборудованием и повысить эффективность добычи виртуальной монеты. Но здесь нужно учесть ряд особенностей, характерных для Ethash:

1. Скорость добычи блока блокчейна составляет около 15 секунд (на 28 сентября 2018 года средний параметр 14,2 с). Такая динамика носит условное название «сердцебиение». Нахождение скорости в определенном параметре исключает поддержку форков, способных внести правки в blockchain и осуществляют двойное расходование в криптосети. При подтверждении проведенной операции из ресурса DAG, построенного на nonce и хэше заголовка, требуется найти определенные подмножества. Объем памяти постоянно меняется и создается для конкретной эпохи, в состав которой входит 30 000 разных блоков. На их формирование уходит около 125 часов. Что касается текущего объема Даг-файла, на 28 сентября 2018 года он равен 2,66 Гб.
2. Алгоритм Ethash сформирован так, чтобы хэширование и проверка транзакции были возможны даже с помощью процессоров. Но с ростом сложности криптосети скорости вычислений CPU стало недостаточно, поэтому майнеры применяют видеокарты, отличающиеся более высокой производительностью. Благодаря этой особенности, скорость поиска хэша возрастает, как и заработок майнера. Кроме того, несмотря на защиту алгоритма от асиков, недавно был создан майнер Antminer E3 от компании Bitmain, имеющий более высокую производительность и постепенно вытесняющий фермы на GPU.
3. В случае применения сверхбыстрых процессоров с идентичной памятью получается минимальная разница (если сравнивать с добычей одного блока). Это имеет ключевое значение, ведь у крупных ферм на асиках нет большого преимущества. Этот фактор обеспечивает децентрализацию сети.
4. Сложность майнинга имеет динамический характер и зависит от общей мощности оборудования, применяемого в криптосети. Чем большее число узлов задействовано, тем выше общая мощность и тем труднее добывать криптовалюту. С появлением новых асиков имеются опасения более быстрого изменения параметра сложности, который для Эфириума на 28.09.2018 года составляет 3,27 ПХ/с.
5. Для начала добычи монеты требуется определенный объем памяти (на сегодня не меньше 3–3,5 Гб). В ином случае программа для майнинга Эфириума попросту не запустится.
6. Для работы потребуется специальный софт, к примеру, Ethminer, с помощью которого можно подключиться к пулу и добывать виртуальную монету вместе с другими участниками сети.

Ранее проблемой Ethash было частое зависание программы для майнинга в процессе смены эпох. В 2016-м появился софт под названием ClayMore, благодаря которому удалось уйти от описанных выше трудностей. Как результат, даг файл сохраняется на графический процессор ПК, а не на его жесткий диск. Выпуск софта ClayMore Dual Mining увеличил возможности участников сети, которые могут добывать сразу две виртуальные монеты. При этом вторая криптовалюта значительно ускоряла добычу первой. Минус заключается только в повышении объема потребляемой энергии.

Криптовалюты, которые работают на алгоритме майнинга Эфириум

Выше мы разобрали, на каком алгоритме майнится Эфириум и в чем его особенности. Но это не единственная криптовалюта, в основе которой лежит Ethash. Сегодня существует еще ряд проектов на этом алгоритме:

1. Эфириум Классик — виртуальная монета, которая является форком Эфира и появилась в 2016 году. В основе платформы лежит Ethereum, но некоторые отличия все-таки имеются. В частности, в ETC ограничивается общее число монет (210,6 млн.), увеличена скорость проведения транзакций, и повышен общий уровень безопасности. На 28 сентября 2018 года Эфириум Классик занимает 14 строчку и имеет капитализацию в 1,196 миллиардов долларов, а курс составляет 11,42 доллара.
2. Pirl — виртуальная монета, в которой совмещается рассматриваемый алгоритм Эфириума и работа мастер-нода. Работа криптовалюты базируется на системе смарт-контрактов. Главной задачей создателей был защита от применения асиков участниками сети. На 28.09.2018 года капитализация этого актива составляет 3 миллиона долларов, а курсовая цена 0,11 долларов.
3. Expanse — платформа, построенная на принцип децентрализации и отличающаяся наличием открытого исходного кода. Ее главное назначение — применение в качестве основы для создания приложений. Сегодня криптовалюта доступна на разных биржевых площадках. Ее капитализация на указанную дату равна 3,8 миллиона долларов, а курсовая цена — 0,36 долларов.
4. Ubiq — мощная платформа, в основе которой лежит применение смарт-контрактов. Как и прошлый инструмент, он применяется для создания ПО на основе блокчейна. Особенность монеты заключается в более надежной защите (если сравнивать с рассмотренной выше криптовалютой). На 28 сентября 2018-го капитализация составляет 22,3 миллиона долларов, а цена 0,52 доллара за одну монету.
5. Metaverse — децентрализованная открытая площадка, в основе которой лежит blockchain. Создатели ставили задачей создать платформу, позволяющую с одинаковым комфортом работать с цифровыми и оцифрованными активами. С помощью платформы удается «оцифровать» предметы искусства, элементы антиквариата и многое другое. Иными словами, благодаря Metaverse удается оценить любую материальную ценность в эквиваленте виртуальной валюты. Капитализация актива на указанную выше дату равна 195,7 миллионов долларов, а курс 3,48 доллара за монету.
6. Musicoin — разработка, созданная для обмена музыкальными произведениями. Как только пользователь прослушал определенную композицию, автор получает премию. Система базируется на «умных» контрактах, а главная цель проекта — в возможности прямого общения между создателями уникального контента и его пользователями. На данный момент рыночная капитализация Musicoin равна нулю, а объем торгов за последние сутки около 18,5 тысяч долларов. Что касается курсовой цены, на 28 сентября 2018-го она минимальна и составляет всего 0,0037 доллара за монету.

Перечисленный выше список монет, работающих на алгоритме майнинга Эфириум, далеко неполный. В него можно включить и другие криптовалюты, к примеру, Ellaism, Bowhead и другие. Платформа Ethereum, имеющая смарт-контракты, удобна и надежна, что и вызывает к ней повышенный интерес со стороны пользователей.

Майнинг на алгоритме Эфириума — особенности

При добыче криптовалюты выделяется несколько способов, которые доступны пользователю:

1. Соло-майнинг. В этом случае участник сети приобретает оборудование, но к пулу не подключается и работает самостоятельно. Преимущество метода только в одном — в возможности забрать весь заработок себе при добыче очередного блока. Но минусов больше, в том числе низкая вероятность поиска необходимого хэша из-за высокой конкуренции. Вот почему этот метод почти не используется.
2. Майнинг с помощью пула. Как и в прошлой ситуации, участник сети работает самостоятельно, но с помощью пула. Плюс заключается в возможности получения большей прибыли. Минус — необходимость оплаты комиссии и небольшая вероятность поиска хэша (причина такая же, как и при простом соло-майнинге).
3. Обычный майнинг с помощью пула. Здесь майнер покупает оборудование и подключается к другим пользователям. Вместе с ними он участвует в поиске хэша и получении блока. При формировании нового звена цепочки блокчейн полученная премия (на сентябрь 2018-го — 3 ETH) распределяется между майнерами с учетом мощности применяемого оборудования. В случае применения мощного оборудования (видеокарт или асиков) этот способ может давать хорошую прибыль, но срок окупаемости может достигать нескольких лет.
4. Облачный майнинг. В этом случае участник сети берет в аренду мощности специальных компаний и применяет их для соло-майнинга или добычи монет через пул. Плюс в том, что здесь не нужно тратить средства за покупку оборудования, оплачивать крупные суммы за электричество или тратится на обслуживание фермы. На выгоду можно рассчитывать при покупке контракта от года и более. Популярные сервисы для добычи монет — hashflare.io, genesis-mining.ru.

Отдельное внимание стоит уделить и оборудованию, которое применяется для добычи криптовалюты на алгоритме Эфириума:

1. CPU. С ростом сложности майнинга использование центральных процессоров для добычи криптовалюты потеряло актуальность. Расходы на электроэнергию и покупку оборудования значительно превышают прибыль майнера.
2. GPU. Результат дают только мощные видеокарты, а также их применение в количестве от 6–8 и более «планок». К примеру, GeForce GTX 1080Ti имеет хэшрейт около 33–37 МХ/с. Если использовать восемь таких видеокарт, месячный доход майнера будет около 170 долларов, но из-за больших затрат на сбор фермы (обходится в 7–8 тысяч долларов) окупаемость оборудования наступает через 4–5 лет.
3. ASIC-майнеры. Применение Antminer E3 от Bitmain обеспечивает наибольший доход участнику сети, благодаря высокой производительности (190 МХ/с) и минимальному потреблению энергии (760 Вт). На 28.09.2018 года можно заработать около 105 долларов в месяц. Если учесть, что стоимость асик-майнера на офсайте составляет 1162 доллара, окупаемости удается достичь в течение года.

Зная, каким алгоритмом майнить Эфириум, участнику сети проще сориентироваться в особенностях поиска хэша, выборе необходимого оборудования и расчете окупаемости. Если подводить итог по сказанному, можно говорить об очередной гегемонии со стороны ASIC-майнеров, которые захватывают рынок и вытесняют классические фермы на графических процессорах. Но в следующем 2019 году ситуация и вовсе может измениться, если разработчикам удастся перевести криптовалюту с PoW на PoS. В этом случае применение обычного оборудования (в том числе и асиков) будет и вовсе бесполезно.