¿Cuál es el algoritmo Ethash? Una mirada en profundidad a la columna vertebral de Ethereum

De HuangSenyan

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El algoritmo Ethash ha sido una característica definitoria de la cadena de bloques Ethereum y varias otras criptomonedas. Como un algoritmo de hash de prueba de trabajo (POW), Ethash ayudó a establecer la seguridad y la descentralización de la red de Ethereum antes de su transición a la prueba de estanca (POS) a través de Ethereum 2.0.

En este artículo, exploramos la arquitectura, la historia, el proceso minero de Ethash, la resistencia a los ASIC y las perspectivas futuras para las criptomonedas que aún dependen de ello.

1. Orígenes y objetivos de Ethash

Ethash se introdujo con Ethereum para abordar las limitaciones de los algoritmos POW anteriores como SHA-256, que usa Bitcoin. El panorama minero de Bitcoin fue dominado por poderosos ASIC, dejando de lado a los usuarios promedio. Ethash tenía como objetivo restaurar este equilibrio.

Derivado del prototipo Dagger-Hashimoto, Ethash combina dos objetivos clave:

Dureza de la memoria: Haga que la minería dependa de las velocidades de acceso a la memoria, no solo la potencia de procesamiento pura.
Resistencia ASIC: Desalentar el dominio del hardware específico de la aplicación y promover la minería basada en GPU para preservar la descentralización.

Con estos principios, los desarrolladores de Ethereum esperaban crear un campo de juego de nivel, permitiendo que más individuos participen en la producción de bloque y la validación de transacciones.

2. Componentes centrales y flujo de trabajo

El flujo de trabajo de Ethash integra varios elementos para que sean seguros y computacionalmente exigentes:

a. KECCAK-256 Hashing

Ethash utiliza la función de hash Keccak-256, un predecesor de SHA-3. Se utiliza para procesar y comprimir entradas, asegurando que cada entrada produce una salida única y verificable.

b. Generación DAG

Ethash requiere que los mineros generen un gráfico acíclico dirigido (DAG), un conjunto de datos masivo que cambia cada 30,000 bloques (aproximadamente cada 5 días). El tamaño de este DAG crece constantemente con el tiempo y debe almacenarse en la memoria para la minería.

A partir de 2025, el tamaño del archivo DAG supera los 5 GB, lo que hace que las GPU de alto VRAM sean esenciales para la minería Ethash.

do. Mezclar hash con Nonce y Header

Para extraer un bloque, los mineros se combinan:

El dag
El encabezado del bloque
Un nonce (número aleatorio)

Estos se hashan repetidamente hasta que se encuentra un resultado por debajo del objetivo de dificultad actual de la red.

d. Validación y propagación de bloque

Una vez que se encuentra un hash válido, se transmite a la red. Los nodos completos verifican el resultado usando el DAG, y si es válido, el minero recibe una recompensa de bloque.

3. Minería con Ethash

A diferencia de Bitcoin, que se trasladó rápidamente a la minería dominada por ASIC, Ethereum fue minable durante años con hardware de grado de consumo. Aquí hay un desglose de los dispositivos mineros:

a. Minería de GPU

Método más común y accesible
Las GPU AMD y NVIDIA ofrecen hashrates competitivos (por ejemplo, RX 580, RTX 3080)
El software de minería como PhoenixMiner y TeamredMiner se usa ampliamente

b. Minería ASIC

ASICS como Bitmain Antminer E9 e Innosilicon A10 Pro existen para Ethash
Proporcionar una mayor eficiencia pero son costosas y reducen la descentralización

do. Minería FPGA

Las matrices de puerta programables de campo ofrecen personalización y eficiencia energética
Menos fácil de usar y requiere una configuración técnica

d. Piscinas mineras

La mayoría de los mineros se unen a grupos mineros, como etermina o F2Pool, para combinar energía computacional y ganar recompensas consistentes. La minería de la piscina es más predecible en comparación con la minería en solitario.

4. Ventajas clave de Ethash

Ethash ha demostrado ser un algoritmo efectivo para mantener la integridad de la red. Sus ventajas incluyen:

Resistencia a la centralización: El DAG intensivo en memoria dificulta el desarrollo ASIC a gran escala.
Integridad de datos: El uso de KECCAK-256 garantiza una verificación segura de la transacción.
Sostenibilidad en transición: Ethash permitió que Ethereum operara bajo POW mientras se construye hacia POS gradualmente.

5. Desenbantes y desafíos

A pesar de sus fortalezas, Ethash no está exento de limitaciones:

Crecimiento DAG: Los tamaños de DAG más nuevos han hecho que muchas GPU más antiguas sean inutilizables debido a las limitaciones VRAM.
Emergencia ASIC: Con el tiempo, los mineros de ASIC entraron en el espacio de Ethash, derrotando parcialmente su propósito antiasic original.
Uso de energía: Al igual que todos los sistemas de POW, Ethash requiere una energía significativa, lo que planteó preocupaciones ambientales antes de la transición POS de Ethereum.

6. Criptomonedas utilizando Ethash

Aunque Ethereum ahora ha hecho la transición a POS, Ethash sigue siendo relevante en otras redes:

Ethereum Classic (etc): Continúa con Pow y Ethash después de la bifurcación Ethereum
Expanse (EXP): Una bifurcación Ethereum que respalda aplicaciones descentralizadas
Metorveria (ETP): Combina blockchain con identidad digital y activos
MusicOin (música): Utiliza Ethash para recompensar a los músicos a través de una plataforma de transmisión descentralizada
Ellaísmo (Ella): Una plataforma de contrato inteligente de código abierto sin premine

Los mineros que invirtieron en hardware con capacidad de Ethash han cambiado a estas redes después de la fusión de Ethereum.

7. Transición a la prueba de toma (Ethereum 2.0)

En septiembre de 2022, Ethereum completó su transición tan esperada de POW a POS a través de La fusión, que terminó efectivamente la minería Ethash en el Ethereum Mainnet.

En POS, los validadores se eligen para crear bloques basados en la cantidad de ETH que han estirado, reduciendo el uso de energía y eliminando las recompensas mineras. La transición marcó un cambio histórico en los mecanismos de consenso de blockchain.

Aunque controvertido entre algunos puristas mineros, este movimiento fue anunciado como una gran victoria ambiental y de escalabilidad para Ethereum.

8. Resistencia ASIC: ¿Sigue siendo relevante?

Cuando Ethash se lanzó por primera vez, disuadió con éxito el desarrollo ASIC debido a la necesidad de un alto ancho de banda de memoria. Sin embargo, a medida que la industria evolucionó, los fabricantes superaron esto al crear ASIC específicos de Ethash.

Si bien estas máquinas pueden superar a las GPU, Ethash todavía requiere significativamente más memoria en comparación con SHA-256, lo que hace que estos ASICS nicho y caros. Además, muchas redes como Ethereum Classic continúan enfatizando la descentralización, permitiendo que la minería de GPU prospere.

9. Perspectiva futura para Ethash

Aunque el tiempo de Ethash como algoritmo insignia de Ethereum ha terminado, sigue siendo una opción viable y segura para otras redes. Los desarrolladores y comunidades que valoran la transparencia y la accesibilidad continúan dependiendo de ello.

También podemos ver tenedores de tokens Ethereum Classic o nuevos utilizando Ethash para atraer la base de mineros de GPU existente. Su legado continuará a través de esos ecosistemas, incluso cuando la industria tendes hacia los modelos de consenso de prueba de estanque y híbridos.

Conclusión

Ethash ayudó a definir la primera era de la existencia de Ethereum: equilibrar la innovación, la seguridad y la accesibilidad de una manera que pocos algoritmos tenían antes. Retrasó con éxito la centralización ASIC, empodera a los mineros de GPU y mantuvo la integridad de una de las redes descentralizadas más grandes del mundo.

Si bien Ethereum ahora ha seguido adelante, Ethash vive en otras blockchains y es un hito significativo en la evolución del consenso de criptomonedas.