Qual è l'algoritmo Ethash? Uno sguardo approfondito alla spina dorsale Pow di Ethereum

Scritto da HuangSenyan

What-is-the-Ethash-Algorithm-An-In-Depth-Look-at-Ethereum-s-PoW-Backbone ZhenChainMicro

L'algoritmo Ethash è stato una caratteristica distintiva della blockchain Ethereum e di diverse altre criptovalute. Come algoritmo di hashing di prova (POW), Ethash ha contribuito a stabilire la sicurezza e il decentramento della rete di Ethereum prima della sua transizione verso la prova (POS) tramite Ethereum 2.0.

In questo articolo, esploriamo l'architettura di Ethash, la storia, il processo di mining, la resistenza agli ASIC e le prospettive future per le criptovalute che si basano ancora su di essa.

1. Origini e obiettivi di Ethash

Ethash è stato introdotto con Ethereum per affrontare i limiti di algoritmi di prigionia precedenti come SHA-256, che Bitcoin utilizza. Il panorama minerario di Bitcoin è stato dominato da potenti ASIC, che mettono in discussione gli utenti medi. Ethash mirava a ripristinare questo equilibrio.

Derivato dal prototipo di Dagger-Hashimoto, Ethash combina due obiettivi chiave:

Durezza della memoria: Rendi dipendente dal mining dalle velocità di accesso alla memoria, non solo alla pura potenza di elaborazione.
Resistenza asic: Scoraggiare il dominio dell'hardware specifico dell'applicazione e promuovere il mining basato su GPU per preservare il decentramento.

Con questi principi, gli sviluppatori di Ethereum speravano di creare un campo di parità, consentendo a più persone di partecipare alla produzione di blocchi e alla convalida delle transazioni.

2. Core componenti e flusso di lavoro

Il flusso di lavoro di Ethash integra vari elementi per renderlo sicuro e computazionalmente impegnativo:

UN. Hashing Kecak-256

Ethash utilizza la funzione di hashing Kecak-256, un predecessore di SHA-3. Viene utilizzato per elaborare e comprimere gli input, garantendo che ogni input produca un output unico e verificabile.

B. Generazione DAG

Ethash richiede ai minatori di generare un grafico aciclico diretto (DAG), un enorme set di dati che cambia ogni 30.000 blocchi (circa ogni 5 giorni). La dimensione di questo DAG cresce costantemente nel tempo e deve essere immagazzinata in memoria per il mining.

A partire dal 2025, la dimensione del file DAG supera i 5 GB, rendendo le GPU di Vram ad alta Vram essenziali per il mining di Ethash.

C. Miscelare l'hash con nonce e intestazione

Per estrarre un blocco, i minatori si combinano:

Il dag
L'intestazione del blocco
Un nonce (numero casuale)

Questi vengono ripetutamente hash fino a quando non viene trovato un risultato inferiore all'attuale obiettivo di difficoltà della rete.

D. Convalida e propagazione del blocco

Una volta trovato un hash valido, viene trasmesso alla rete. I nodi completi verificano il risultato utilizzando il DAG e, se valido, il minatore riceve una ricompensa a blocchi.

3. Mining con Ethash

A differenza di Bitcoin, che si è trasferito rapidamente nell'estrazione dominata da ASIC, Ethereum è stato minimibile per anni con hardware di livello consumer. Ecco una rottura dei dispositivi minerari:

UN. Mining GPU

Metodo più comune e accessibile
Le GPU AMD e Nvidia offrono hashrate competitive (ad es. RX 580, RTX 3080)
Il software di mining come PhoenixMiner e TeamRedminer è ampiamente utilizzato

B. Estrazione asic

ASICS come Bitmain Antminer E9 e Innosilicon A10 Pro esistono per Ethash
Fornire una maggiore efficienza ma sono costose e riducono il decentramento

C. Mining FPGA

Gli array di gate programmabili sul campo offrono personalizzazione ed efficienza energetica
Meno intuitivo e richiedono una configurazione tecnica

D. Piscine minerarie

La maggior parte dei minatori si unisce a pool di estrazione come Ethermine o F2Pool per combinare il potere computazionale e guadagnare premi coerenti. Il mining del pool è più prevedibile rispetto al mining da solista.

4. Vantaggi chiave di Ethash

Ethash ha dimostrato di essere un algoritmo efficace per il mantenimento dell'integrità della rete. I suoi vantaggi includono:

Resistenza alla centralizzazione: Il DAG ad alta intensità di memoria rende difficile lo sviluppo ASIC su larga scala.
Integrità dei dati: L'uso di Kecak-256 garantisce una verifica sicura delle transazioni.
Sostenibilità in transizione: Ethash ha permesso a Ethereum di operare sotto POW durante la costruzione verso POS gradualmente.

5. inconvenienti e sfide

Nonostante i suoi punti di forza, Ethash non è privo di limiti:

Crescita del DAG: Le più recenti dimensioni DAG hanno reso inutilizzabili molte GPU più vecchie a causa dei vincoli VRAM.
Emergenza asic: Nel tempo, i minatori di ASIC sono entrati nello spazio di Ethash, sconfiggendo parzialmente il suo scopo anti-asico originale.
Uso di energia: Come tutti i sistemi POW, Ethash richiede energia significativa, che ha sollevato preoccupazioni ambientali prima della transizione POS di Ethereum.

6. Criptovalute che usano Ethash

Sebbene Ethereum sia passato a POS, Ethash rimane rilevante in altre reti:

Ethereum Classic (ecc.): Continua con Pow ed Ethash Post-Ethereum Fork
Expanse (Exp): Una forchetta Ethereum a supporto delle applicazioni decentralizzate
Metaverse (ETP): Combina blockchain con identità digitale e risorse
Musicoin (musica): Usa Ethash per premiare i musicisti tramite una piattaforma di streaming decentralizzata
Ellaismo (Ella): Una piattaforma di contratto intelligente completamente open-source senza premine

I minatori che hanno investito in hardware capaci di Ethash si sono spostati su queste reti post-Ethereum.

7. Transizione a Proof-of-Stake (Ethereum 2.0)

Nel settembre 2022, Ethereum completò la sua tanto attesa transizione da POW a POS tramite La fusione, che ha effettivamente posto fine al mining di Ethash sul mainnet di Ethereum.

In POS, i validatori sono scelti per creare blocchi in base a quanto ETH hanno puntato, riducendo l'utilizzo di potenza ed eliminando i premi minerari. La transizione ha segnato uno spostamento storico nei meccanismi di consenso blockchain.

Sebbene controversa tra alcuni puristi minerari, questa mossa è stata annunciata come una grande vittoria ambientale e scalabilità per Ethereum.

8. Resistenza ASIC: ancora rilevante?

Quando Ethash è stato lanciato per la prima volta, ha scoraggiato con successo lo sviluppo ASIC a causa della necessità di un'elevata larghezza di banda della memoria. Tuttavia, man mano che l'industria si è evoluta, i produttori hanno superato questo creando ASIC specifici per Ethash.

Mentre queste macchine possono sovraperformare le GPU, Ethash richiede ancora una memoria significativamente più rispetto a SHA-256, rendendo queste nicchia ASICS e costose. Inoltre, molte reti come Ethereum Classic continuano a enfatizzare il decentramento, consentendo a prosperare il mining della GPU.

9. Future Outlook per Ethash

Sebbene il tempo di Ethash come algoritmo di punta di Ethereum sia terminato, rimane una scelta praticabile e sicura per altre reti. Gli sviluppatori e le comunità che valutano la trasparenza e l'accessibilità continuano a fare affidamento su di essa.

Possiamo anche vedere forcelle di Ethereum Classic o nuovi token che utilizzano Ethash per attirare la base dei minatori GPU esistente. La sua eredità continuerà attraverso quegli ecosistemi anche quando le tendenze del settore verso i modelli di consenso di prova e ibridi.

Conclusione

Ethash ha contribuito a definire la prima era dell'esistenza di Ethereum: bilanciare l'innovazione, la sicurezza e l'accessibilità in un modo prima che pochi algoritmi avevano prima. Ha ritardato con successo la centralizzazione ASIC, ha potenziato i minatori della GPU e ha mantenuto l'integrità di una delle più grandi reti decentralizzate del mondo.

Mentre Ethereum è andato avanti, Ethash vive in altre blockchain e rappresenta una pietra miliare significativa nell'evoluzione del consenso della criptovaluta.