Was ist der Ethash -Algorithmus? Ein detailliertes Blick auf Ethereums POW-Rückgrat

Von HuangSenyan

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Der Ethash -Algorithmus war ein definierendes Merkmal der Ethereum -Blockchain und mehrerer anderer Kryptowährungen. Als POW-Hashing-Algorithmus (Proof-of Work (POW) half Ethash, die Netzwerksicherheit und -Dezentralisierung von Ethereum vor dem Übergang zu Proof-of-Stake (POS) über Ethereum 2.0 zu etablieren.

In diesem Artikel untersuchen wir Ethashs Architektur, Geschichte, Bergbauprozess, Widerstand gegen ASICs und die zukünftigen Aussichten für Kryptowährungen, die sich immer noch darauf verlassen.

1. Ursprünge und Ziele von Ethash

Ethash wurde mit Ethereum eingeführt, um die Einschränkungen früherer POW-Algorithmen wie SHA-256 anzugehen, die Bitcoin verwendet. Die Bergbaulandschaft von Bitcoin wurde von mächtigen ASICs dominiert und durchschnittliche Benutzer abstellten. Ethash zielte darauf ab, dieses Gleichgewicht wiederherzustellen.

ETHash abgeleitet vom Dolch-Hashimoto-Prototyp und kombiniert zwei Zeigziele:

Gedächtnishärte: Machen Sie das Mining von Speicherzugriffsgeschwindigkeiten ab und nicht nur von reiner Verarbeitungsleistung.
ASIC -Widerstand: Entmutigen Sie die Dominanz der anwendungsspezifischen Hardware und fördern Sie den GPU-basierten Bergbau, um die Dezentralisierung zu erhalten.

Mit diesen Prinzipien hofften die Entwickler von Ethereum, eine ebene Wettbewerbsbedingungen zu schaffen, die es mehr Personen ermöglichte, an der Blockproduktion und der Transaktionsvalidierung teilzunehmen.

2. Kernkomponenten und Workflow

Der Workflow von Ethash integriert verschiedene Elemente, um sie sowohl sicher als auch rechnerisch zu fordern:

A. Keccak-256 Hashing

Ethash nutzt die Keccak-256-Hashing-Funktion, einen Vorgänger von SHA-3. Es wird verwendet, um Eingänge zu verarbeiten und zu komprimieren, um sicherzustellen, dass jeder Eingang einen eindeutigen, überprüfbaren Ausgang ergibt.

B. DAG -Generation

Ethash verlangt von Bergarbeitern, dass sie einen gerichteten Acyclic Graph (DAG) erzeugen - einen massiven Datensatz, der alle 30.000 Blöcke (ungefähr alle 5 Tage) ändert. Die Größe dieser DAG wächst im Laufe der Zeit stetig und muss für den Bergbau im Gedächtnis gespeichert werden.

Ab 2025 überschreitet die DAG-Dateigröße 5 GB, was für den Ethash-Bergbau mit hohem VRAM-GPUs wesentlich ist.

C. Hash mit Nonce und Header mischen

Um einen Block abzubauen, kombinieren Bergleute:

Die Dag
Der Blockkopf
Ein Nonce (Zufallszahl)

Diese werden wiederholt gehasht, bis ein Ergebnis unter dem aktuellen Schwierigkeitsgrad des Netzwerks gefunden wird.

D. Validierung und Blockausbreitung

Sobald ein gültiger Hash gefunden wurde, wird er an das Netzwerk gesendet. Vollständige Knoten überprüfen das Ergebnis mit der DAG, und wenn der Bergmann gültig ist, erhält der Bergmann eine Blockbelohnung.

3.. Bergbau mit Ethash

Im Gegensatz zu Bitcoin, das sich schnell in den ASIC-dominierten Bergbau bewegte, war Ethereum jahrelang mit Hardware der Verbraucherqualität abgebaut. Hier ist eine Aufschlüsselung von Bergbaugeräten:

A. GPU -Bergbau

Am häufigsten und zugängliche Methode
AMD und NVIDIA GPUS bieten wettbewerbsfähige Hashrates an (z. B. RX 580, RTX 3080)
Bergbausoftware wie PhoenixMiner und TeamRedMiner sind weit verbreitet

B. ASIC -Bergbau

Asics wie Bitmain Anminer E9 und Innosilicon A10 Pro existieren für Ethash
Bieten Sie eine höhere Effizienz, sind jedoch kostspielig und reduzieren Sie die Dezentralisierung

C. FPGA -Bergbau

Programmierbare Gate -Arrays von Feldgatter bieten Anpassungen und Energieeffizienz
Weniger benutzerfreundlicher und erfordern technisches Setup

D. Bergbaupools

Die meisten Bergleute schließen sich an Mining -Pools wie Ethermine oder F2Pool, um Rechenleistung zu kombinieren und konsistente Belohnungen zu erhalten. Der Poolabbau ist im Vergleich zum Solo -Bergbau vorhersehbarer.

4. Wichtige Vorteile von Ethash

Ethash hat sich als effektiver Algorithmus für die Aufrechterhaltung der Netzwerkintegrität erwiesen. Zu den Vorteilen gehören:

Widerstand gegen die Zentralisierung: Die erinnernintensive DAG erschwert eine großflächige ASIC-Entwicklung.
Datenintegrität: Die Verwendung von Keccak-256 sorgt für eine sichere Transaktionsüberprüfung.
Nachhaltigkeit im Übergang: Ethash erlaubte Ethereum, unter der POW zu operieren, während er allmählich in Richtung POS aufgebaut wurde.

5. Nachteile und Herausforderungen

Trotz seiner Stärken ist Ethash nicht ohne Einschränkungen:

DAG -Wachstum: Neuere DAG -Größen haben aufgrund von VRAM -Einschränkungen viele ältere GPUs unbrauchbar gemacht.
ASIC -Entstehung: Im Laufe der Zeit betraten ASIC-Bergleute in den Ethash-Raum und besiegten seinen ursprünglichen anti-assischen Zweck teilweise.
Energieverbrauch: Wie bei allen POW -Systemen erfordert ETHash erhebliche Energie, die vor dem POSUM -Übergang von Ethereum Umweltbedenken ausgebildet hat.

6. Kryptowährungen mit Ethash verwenden

Obwohl Ethereum nun zu POS gewechselt ist, bleibt Ethash in anderen Netzwerken relevant:

Ethereum Classic (etc): Fortsetzung mit POW und Ethash nach der Ehereum-Gabel
Weite (Exp): Eine Ethereum -Gabel, die dezentrale Anwendungen unterstützt
Metaverse (ETP): Kombiniert Blockchain mit digitaler Identität und Vermögenswerten
Musicoin (Musik): Verwendet Ethash, um Musiker über eine dezentrale Streaming -Plattform zu belohnen
Ellaismus (Ella): Eine vollständig Open-Source-Smart Contract-Plattform ohne Prämine

Bergleute, die in Ethash-fähige Hardware investiert haben, haben sich nach der Zusammenführung von Ethedhereum in diese Netzwerke verlagert.

7. Übergang zum Nachweis (Ethereum 2.0)

Im September 2022 hat Ethereum seinen lang erwarteten Übergang von POW zu POS über abgeschlossen Die Zusammenführung, was effektiv Ethash -Mining am Ethereum Mainnet beendete.

In POS werden Validatoren ausgewählt, um Blöcke zu erstellen, basierend darauf, wie viel ETH sie abgelegt haben, die Stromverbrauch reduziert und die Bergbaubelohnungen beseitigen. Der Übergang markierte eine historische Verschiebung der Blockchain -Konsensmechanismen.

Obwohl einige Bergbaupuristen kontrovers kontrovers waren, wurde dieser Schritt als großer Umwelt- und Skalierbarkeitssieg für Ethereum angekündigt.

8. ASIC -Widerstand: Immer noch relevant?

Als Ethash zum ersten Mal gestartet wurde, hat es die ASIC -Entwicklung erfolgreich abgeschreckt, da eine Bandbreite mit hoher Speicher erforderlich ist. Während sich die Branche weiterentwickelte, überwand die Hersteller dies durch die Schaffung von Ethash-spezifischen ASICs.

Während diese Maschinen den GPUs übertreffen können, benötigt Ethash im Vergleich zu SHA-256 immer noch deutlich mehr Gedächtnis, was diese ASICS-Nische und teuer macht. Darüber hinaus betonen viele Netzwerke wie Ethereum Classic weiterhin die Dezentralisierung und ermöglichen es, den GPU -Bergbau zu gedeihen.

9. zukünftige Aussichten für Ethash

Obwohl Ethashs Zeit als Flaggschiff -Algorithmus von Ethereum beendet ist, bleibt es für andere Netzwerke eine tragfähige und sichere Wahl. Entwickler und Gemeinden, die Transparenz und Zugänglichkeit bewerten, verlassen sich weiterhin darauf.

Möglicherweise sehen wir auch die Forks of Ethereum Classic oder neue Token, die Ethash verwenden, um die vorhandene GPU -Miner -Basis anzulocken. Sein Erbe wird diese Ökosysteme auch als Branchentrends zu Proof-of-Stake- und Hybrid-Konsensmodellen fortsetzen.

Abschluss

Ethash half dabei, die erste Ära der Existenz von Ethereum zu definieren - Innovation, Sicherheit und Zugänglichkeit in einer Art und Weise auszugleichen, die nur wenige Algorithmen zuvor hatten. Es verzögerte die ASIC -Zentralisierung erfolgreich, befahl GPU -Bergleute und behielt die Integrität eines der größten dezentralen Netzwerke der Welt bei.

Während Ethereum jetzt weitergezogen ist, lebt Ethash in anderen Blockchains weiter und steht in der Entwicklung des Kryptowährungskonsens als bedeutender Meilenstein.