Αποδοτικότητα εξορυγών ASIC

Το Equihash είναι μια μνήμη-σκληρή απόδειξη εργασίας που εισήχθη το 2016 από τους Alex Biryukov και Dmitry Khovratovich, και βασίζεται στο γενικευμένο πρόβλημα των γενεθλίων μέσω του αλγορίθμου Wagner. Ο σχεδιασμός αναγκάζει τους miners να διαχειρίζονται μεγάλους πίνακες με μερικές συγκρούσεις, έτσι η χωρητικότητα RAM και το εύρος ζώνης κυριαρχούν στην απόδοση. Αυτό ευνοεί τις GPU με άφθονη VRAM και ευρείες διαδρομές, και επιβραδύνει την πρώιμη άνοδο των εξειδικευμένων ASICs. Έργα που εστιάζουν στην ιδιωτικότητα όπως το Zcash, το Horizen και το Komodo το υιοθέτησαν για να διευρύνουν τη συμμετοχή και να σταθεροποιήσουν τις μηχανές πληρωμών ανθεκτικές στη λογοκρισία. Δίκτυα επιλέγουν ζεύγη παραμέτρων όπως 200_9, 192_7 και 210_9 για να ισορροπήσουν το αποτύπωμα μνήμης, τον χρόνο επίλυσης και το κόστος επιβεβαίωσης. Οι πλήρεις κόμβοι επιβεβαιώνουν τις αποδείξεις πολύ πιο γρήγορα από ό,τι οι miners μπορούν να τις βρουν, διασφαλίζοντας προσβάσιμη επικύρωση σε κανονικές μηχανές. Οι ASICs έχουν ακόμα εμφανιστεί για μερικές παραλλαγές, έτσι η απόλυτη αντίσταση είναι δύσκολη και η αποκέντρωση παραμένει ένας κινούμενος στόχος. Η μηχανική επίλυσης πιέζει σκληρά τη συμπεριφορά μνήμης με ταξινόμηση bucket, παράλληλη αναζήτηση συγκρούσεων, ανακατανομές επιπέδου warp και σχέδια δεδομένων που είναι φιλικά προς τη μνήμη cache. Προσαρμοσμένοι καταθέτες και συγκεντρωμένες εγγραφές μειώνουν την καθυστέρηση για ενδιάμεσες καταστάσεις, και αυτά τα κέρδη πολλαπλασιάζονται σε GPU με υψηλούς χρονισμούς μνήμης. Η πρακτική ρύθμιση ευνοεί περισσότερη VRAM, υψηλότερη συχνότητα μνήμης και σταθερές θερμοκρασίες σε σχέση με την καθαρή ταχύτητα πυρήνα, και οι miners παρακολουθούν την παραγωγικότητα ως λύσεις ανά δευτερόλεπτο. Η απόδοση κλιμακώνεται περισσότερο με το εύρος ζώνης μνήμης παρά με αριθμητικές μονάδες, και αυτό το χαρακτηριστικό καθορίζει το οικονομικό πλεονέκτημα για πολλές ρυθμίσεις. Ο αλγόριθμος μπορεί να απαιτεί εκατοντάδες megabytes μέχρι αρκετά gigabytes ανά περίπτωση ανάλογα με τις παραμέτρους, γεγονός που μπορεί να αποκλείσει χαμηλού επιπέδου συστήματα. Τα πεδία εξατομίκευσης συνδέουν λύσεις σε μια συγκεκριμένη αλυσίδα, έτσι η εργασία δεν μπορεί να ανακυκλωθεί σε δίκτυα. Οι ανακατευθύνσεις δυσκολίας και οι επιλογές παραμέτρων στοχεύουν να διατηρήσουν σταθερούς τους χρόνους μπλοκ καθώς η ισχύς hash μετατοπίζεται και διαμορφώνουν ποιος μπορεί να παραμείνει στον διαγωνισμό. Οι miners εκτιμούν τις αποδόσεις με δημόσια εργαλεία κερδοφορίας και εκτιμούν την κατανάλωση ενέργειας σε σχέση με την αποδοτικότητα για να κρίνουν τη βιωσιμότητα, επειδή σε αυτή την αρένα όπου οι μηχανές ζουν ή πεθαίνουν από τη θερμότητα και τα watt, ο φόβος μετατρέπεται σε φροντίδα και η δικαιοσύνη σκλήρυνση σε κανόνα.

Equihash, που εισήχθη το 2016 από τους κρυπτογράφους Άλεξ Μπιριούκοφ και Ντμίτρι Κοβρατόβιτς και βασίζεται στο γενικευμένο πρόβλημα των γενεθλίων, ορίζει την απόδειξή του με μια ζεύξη ρυθμιζόμενων παραμέτρων (n, k) που αναγκάζουν τους miners να εκτελέσουν μια αλληλουχία βημάτων ανεύρεσης συγκρούσεων ενώ διατηρούν μεγάλες ποσότητες ενδιάμεσων δεδομένων στη μνήμη, οπότε η απόδοση εξαρτάται από την χωρητικότητα της RAM, το εύρος ζώνης και την τοπικότητα της μνήμης cache παρά μόνο από τις απλές αριθμητικές πράξεις. Αυτή η σκόπιμη σκληρότητα μνήμης αυξάνει το κόστος εξειδίκευσης, ευνοώντας ιστορικά τις καλά εξοπλισμένες GPUs και το γενικής χρήσης υλικό, και εδραιώνει την επαλήθευση σε μια συμπαγή, ντετερμινιστική απόδειξη που οι κόμβοι μπορούν να ελέγξουν γρήγορα χρησιμοποιώντας τις ίδιες κρυπτογραφικές απλοποιήσεις (συνήθως BLAKE2b σε αναπτυγμένα συστήματα) χωρίς να αντικατοπτρίζουν το μεγάλο αποτύπωμα μνήμης του miner, το οποίο βοηθά να διατηρείται η επικύρωση μπλοκ αποδοτική ακόμη και καθώς η αναζήτηση παραμένει απαιτητική σε δεδομένα. Τα δίκτυα έχουν ρυθμίσει το (n, k) με την πάροδο του χρόνου κινούνται μεταξύ συνόλων παραμέτρων όπως αυτά που χρησιμοποιούνται από το Zcash και τις μεταγενέστερες εκδόσεις του για να διατηρήσουν την πίεση της αποκέντρωσης και να εξουδετερώσουν τις μονοκαλλιέργειες υλικού, και οι ερευνητές έχουν εξερευνήσει υβριδικούς σχεδιασμούς συναίνεσης που ενσωματώνουν το Equihash ως στρώση PoW για να συμπληρώσουν την απόδειξη συμμετοχής, προσθέτοντας έτσι μια αντίσταση στις αλλοιώσεις, μνημονιακή πύλη για τη δημιουργία μπλοκ. Στην πράξη, η απαίτηση του αλγορίθμου για εκατοντάδες megabytes έως αρκετά gigabytes εργασιακής μνήμης ανά γύρο λύσης μετατρέπει την εξόρυξη σε μια άσκηση μεταφοράς και οργάνωσης δεδομένων σε μεγάλη κλίμακα, και ενώ αυτό περιορίζει τα ασήμαντα πλεονεκτήματα των ASIC, η τελική εμφάνιση ειδικών ASIC Equihash έχει υπογραμμίσει μια ευρύτερη πραγματικότητα: η πλήρης αντίσταση στις ASIC είναι δύσκολο να επιτευχθεί, και η ευελιξία των παραμέτρων συν την διακυβέρνηση πρέπει να κάνουν την συνεχιζόμενη δουλειά της άμυνας. Ωστόσο, μεταφράζοντας τη θεωρία της κρυπτογραφίας σε ένα γρίφο όπου οι συγκρούσεις, όχι μόνο οι κύκλοι, μεταφέρουν τον ρυθμό της δυσκολίας, το Equihash έχει παραμείνει σημείο αναφοράς για την απόδειξη εργασίας που απαιτεί μνήμη, τροφοδοτώντας δίκτυα με έμφαση στην ιδιωτικότητα όπως το Zcash, το Horizen και το Komodo, ενθαρρύνοντας ευρύτερη συμμετοχή όπου οι συσκευές με υψηλή μνήμη είναι προσβάσιμες, αλλά ειλικρινά σχετικά με την διαπραγμάτευση που μπορεί να θέτουν οι υψηλές απαιτήσεις μνήμης για μικρότερους miners, και σταθεί ως μια σοβαρή, ανθεκτική αναφορά στη συνεχιζόμενη διαπραγμάτευση μεταξύ ανοιχτής συμμετοχής και κεντρικοποίησης υλικού.