Обзор алгоритма Ethash для майнинга монет

В основе криптовалюты лежит механизм достижения консенсуса, который определяет ее свойства. Алгоритм Ethash разработан для Ethereum и сначала назывался Dagger-Hashimoto. После нескольких обновлений его переименовали. Список монет на алгоритме Ethash значительно расширился. В 2023 году его используют 32 блокчейна и токены ERC-20. Алгоритм основан на работе направленных ациклических граф (DAG). Ethash тратит много оперативной памяти, но производит большое количество криптовалюты. Поэтому майнинг на видеокартах остается популярным, несмотря на появление мощных ASICs.

Особенности алгоритма Ethash

Алгоритм предъявляет высокие требования к оперативной памяти (ОЗУ) видеокарты и затрудняет добычу криптовалюты на асиках. Так разработчики сохраняют децентрализацию сети и препятствуют монополизации цифрового рынка. Мощные асики увеличивают риск «атаки 51%».

Ethash основан на 2 алгоритмах:

• Dagger ― разработан Виталиком Бутериным. Механизм показывает высокую производительность даже при растущей сложности блокчейна. Dagger уязвим для асиков, поэтому эффективен только в паре с Hashimoto. Алгоритм требователен к памяти GPU.
• Hashimoto ― создан Таддеусом Дрийи. Механизм требует большой объем ОЗУ для записи и расшифровки информации. Поэтому для нахождения хеша не получится бесконечно перебирать случайные значения. Это сильно затрудняет работу асиков.

Для Ethash характерны такие особенности:

• Скорость добычи нового блока ― около 15 секунд. Узлы связываются между собой для проверки решения. Это создает задержку, которая не зависит от мощности оборудования.
• Разработчики предусмотрели майнинг на процессоре. Однако в 2023 году сложность сети такова, что добыча монет на CPU нерентабельна.
• На видеокарту нужно установить файл DAG, который растет на 8 мегабайт каждые 30 тыс. блоков (около 125 часов).
• Требования к оперативной памяти постоянно повышаются из-за увеличения сложности сети. В 2023 году для майнинга Ethereum на Ethash нужны видеокарты с 4 Гб памяти и больше.
• Для работы и сохранения последнего фрагмента файла DAG требуется большое количество энергии.
• Время обработки транзакции составляет 1 минуту (6 подтверждений сети). Майнеры ищут комбинации одновременно. Может возникнуть ситуация, когда 2 воркера найдут хеш. Чтобы не допустить задвоения блокчейна, верной считается самая длинная цепочка.

История появления

Разработчиком Ethash считается Виталик Бутерин. Однако он создал только часть алгоритма ― механизм Dagger. В основе лежат направленные ациклические графы (DAG), которые давали асикам небольшое преимущество перед GPU. Но механизм был уязвим к аппаратному ускорению общей памяти, поскольку позволял легко распараллеливать вычисления. Этот аспект упростил создание ASIC для сетей Dagger.

Чтобы убрать уязвимость, Бутерин объединил разработку с решением Таддеуса Дрийи Hashimoto. Он назвал его алгоритмом доказательства работы с привязкой ввода и вывода. Это значит, что интеллектуальный анализ на основе Hashimoto использует псевдослучайный выбор элементов из большого общего набора данных.

Новое решение назвали Dagger-Hashimoto. Он создавал последовательные элементы цепочки, которые можно сравнить с деревом, имеющим множество ветвей. Это усложнило создание нового блока. Хеш почти невозможно было получить случайно, без перебора множества вариантов.

Со временем в Dagger-Hashimoto внесли правки, которые привели к появлению нового алгоритма ― Ethash. Метаданные последнего блока дополнительно стали хешировать с применением рандомного значения Nonce. Это усложняет подбор правильного значения хеша.

Принцип работы

Чтобы обеспечить стабильность блокчейна, система шифрует блоки по определенным правилам. Поиском правильного значения занимаются майнеры. За это они получают награду, размер которой зависит от сложности сети. В Ethash создание нового блока происходит так:

1. Система берет заголовок из предыдущей ячейки в цепочке и значения Nonce (рандомного числа). Данные переходят на SHA-3. Эта функция формирует 128-байтный массив решений.
2. Система определяет, какую 128-байтную страницу из файла DAG нужно найти.
3. Механизм добавляет искомую часть к миксу для смешивания.
4. Предыдущие 2 шага повторяются 64 раза.
5. Система обрабатывает полученный массив данных для формирования короткого 32-байтного микса.
6. Алгоритм сравнивает результат с целевым уровнем. Если дайджест-микс меньше или равен показателю, Nonce признается успешным и передается в сеть. В противном случае система выбирает новое значение рандомно или через добавление единицы к прежнему показателю. Алгоритм перезапускается с другим Nonce.

Ethash пользуется популярностью у разработчиков цифровых валют. В 2023 году на алгоритме работают 32 монеты большинство токенов ERC-20. Это удобно для майнеров. Можно переключить технику на добычу другой криптовалюты с минимальными затратами.

Опрос

Топ 5 самых богатых вымышленных персонажей

Пройти опрос

Майнинг на алгоритме Ethash

В июне 2022 года для добычи Ethereum нужны видеокарты с оперативной памятью 4 Гб и больше. Чтобы работать с блокчейном, нужно загрузить всю цепочку данных (345,17 Гб). На это расходуется много энергии. Чтобы увеличить производительность, майнеры собирают фермы минимум из 5-8 видеокарт.

Минимальные требования к видеокартам для майнинга эфириума в июне 2022 года:

• Рабочая память — 4 Гб и выше.
• Частота — от 1200 МГц.
• Хешрейт — 22-26 Mh/s.
• Актуальные версии установленных драйверов.

В таблице собраны характеристики GPU для добычи EHT в 2023 году.

Виталик Бутерин создавал алгоритм для противодействия асикам. Однако в 2018 году появился первый ASIC для Ethash. В 2023 на рынке представлено несколько мощных интегральных схем для добычи Ethereum.

Асики стоят дорого (от 500 тыс. рублей), но окупаемость аппаратов не превышает года. Однако большинство майнеров в 2023 году добывают ETH на GPU. Домашнюю ферму на видеокартах можно собрать за 200-300 тыс. рублей и постепенно докупать процессоры на прибыль от добычи.

Потребуется время, чтобы создать другие интегральные схемы. Виталик Бутерин несколько лет работает над сохранением децентрализованности сети ETH и планирует перевести криптовалюту на PoS.

Монеты на основе алгоритма Ethash

Сначала предложенный Бутериным механизм достижения консенсуса применяли только в Ethereum. В 2023 году на Ethash работают 32 распределенных сети, включая:

• Ethereum Classic. Криптовалюта создана в 2016 году в результате форка ETH. Монета также работает на блокчейне ETH, но имеет отличия — ограниченную эмиссию, повышенные безопасность и скорость транзакций.
• Pirl. Разработчики монеты объединили мастер-ноды и алгоритм эфириума. Криптовалюта работает на смарт-контрактах.
• Ubiq. Актив появился в 2017 году после очередного форка эфириума. Разработчики ставят в приоритет безопасность сети.
• Expanse. Децентрализованная криптовалюта с открытым исходным кодом используется для создания приложений.
• Callisto. Модификация Ethereum Classic разрабатывалась для повышения масштабируемости ETH.
• Metaverse. Китайский проект создает общую технологическую платформу для компаний и частных лиц. Пользователи могут создавать токены, обмениваться ими, подтверждать личность, право собственности и другое.

Кроме того, на Ethash можно майнить тысячи токенов, выпущенных на блокчейне ETH:

• ERC20.
• ERC721.
• ERC777 и другие.

Как майнить на алгоритме Ethash

В 2023 году для добычи цифровых валют можно использовать такое оборудование:

• Видеокарты. Результат даст только ферма из 5 и больше мощных GPU. Из-за высоких цен на технику и снижение крипторынка окупаемость составляет 2-3 года.
• Ethash-майнеры. Мощные устройства с хешрейтом 500 МН/s позволяют зарабатывать $40-60 в сутки. Устройство окупается примерно за год.

Перед запуском майнинга нужно подготовиться:

1. Провести расчеты в онлайн-калькуляторе майнинга. Это поможет оценить целесообразность добычи актива в текущей ситуации.
2. Собрать установку для майнинга.
3. Выбрать софт.

Добывать монеты можно в одиночку или через пул. В первом случае майнер получит награду за блок полностью. В 2023 году сложность сети такова, что только крупные добытчики с сотнями видеокарт или асиков способны конкурировать с пулом. Воркер с небольшим хешрейтом может ждать награду неделями.

Майнинг в пуле — более популярный способ добычи ETH. Пользователь покупает и настраивает оборудование, подключается к сервису. Пул распределяет награды ежедневно с учетом мощности участника. За это платформа берет комиссию 1-3%.

Читайте также

Как правильно собрать майнинг-ферму своими руками

С криптовалютным рынком появились разные виды заработка (, фарминг, и другие). Получать прибыль...

Особенности майнинга на Айфоне (iOS)

С момента создания первых мобильных телефонов возможности их использования значительно...

Как подключить и настроить асик для майнинга

Рынок криптовалют дает возможность заработать обычным пользователям, предпринимателям и компаниям....

Выбирать сервис нужно по таким критериям:

• Количество участников. Популярность пула свидетельствует о доверии пользователей.
• Общий хешрейт. Мощные платформы чаще находят валидный хеш.
• Порядок распределения наград. В 2023 году крупные пулы платят за каждую валидную шару (PPS) или общее количество принятых решений (PPLNS).
• Местоположение. Если пинг превышает 100 мс, шары могут доходить до платформы с задержкой.
• Размер комиссии. В 2023 году платформы берут за услуги 2-3% от прибыли.

Список активных пулов можно найти на сайте-мониторинге MiningPoolStats. В июне 2022 года в добыче ETH лидируют Sparkpool, Ethermine и F2pool. Эти платформы контролируют половину мощности сети.

Для настройки майнинга лучше выбирать софт, рекомендованный пулом. Скачивать программы нужно на сайте разработчиков, чтобы исключить риск заражения вирусами. В 2023 году популярны такие майнинг-программы для ETH:

• Phoneixminer — универсальный софт, подходит для видеокарт AMD и Nvidia.
• CGMiner — программа совместима с разными аппаратными средствами (GPU, ASIC, FPGA). CGMiner работает с операционными системами macOS, Linux, Windows.
• Claymore — позволяет добывать 2 монеты одновременно (например, Ethereum и Siacoin, Decred, Pascal, Lbry).
• Cudo Miner — программа подходит для новичков. Есть графический интерфейс, не нужно учиться работать с консолью. Поддерживает версии для Linux и Windows.

Резюме

Несмотря на растущую сложность сетей и конкуренции, майнинговый бизнес популярен у профессионалов и новичков-любителей. Добычу монет легко настроить. Это относительно стабильная система, которая приносит пассивный доход. Из недостатков — сложный ремонт оборудования, шум, риск быстрого перехода ETH на PoS.

В 2023 году эфириум добывают на алгоритме Ethash. Это решение позволяет выполнить хеширование на медленном процессоре за короткое время. На устройствах с большим объемом ОЗУ и высокой пропускной способностью механизм работает намного быстрее. При наложении ускорения на мощные процессоры, использующие одну и ту же память, получается небольшая выгода для формирования одного блока. Так разработчики поддерживают децентрализацию сети.

В 2023 году команда Ethereum планирует перевести актив на PoS. После этого майнеры смогут добывать другие монеты на механизме Ethash.

Часто задаваемые вопросы

Заместитель главного редактора

Евгений Лукин