ASIC Bányász Jövedelmezőség

SHA-256 egy 256 bites kriptográfiai hash, amely bármilyen bemenetet egy fix hosszúságú összegzésre térképez, és ellenáll a preimage, másodlagos preimage és ütközés támadásoknak a jelenlegi ismeretek szerint. A Bitcoinban a Proof of Work-ot rögzíti, mivel a bányászok a 80 bájtos blokkfejlécet kétszer hash-elnek SHA-256-tal, amíg az eredmény alá nem esik egy nBits-ben kódolt célértéknek. A nonce, az időbélyeg és a coinbase megváltoztatásával söprik a keresési teret, így a Merkle gyökér elmozdul, míg a fejléc mezők hideg, pontos fókusz alatt állnak. Érvényes blokk akkor jelenik meg, amikor a dupla hash numerikusan kisebb, mint a cél, amely meghatározza a nehézséget és a várható erőfeszítést. A Bitcoin minden 2016 blokk után állítja be a nehézséget, hogy az átlagos blokkidő közel tíz perc körül maradjon, ahogy a hálózati hash ráta mozog. A SHA-256 dupla alkalmazása szintén csökkenti a hosszbővítési problémákat, amelyek a Merkle–Damgård tervezéseket érintik, amikor egy összegzést újra felhasználnak az azonosítóként. A SHA-256 számításhoz kötött és kevés memóriát igényel, így az ASIC-ok ki tudják bontani és pipelíni a 64 kört a rendkívüli teljesítmény érdekében, míg a GPU-k és CPU-k hatékonyságban lemaradnak. Ez az optimalizálás növeli a biztonságot a magasabb összesített munka révén, de növeli az energiaigényt, és a bányászatot nagyobb műveletekbe koncentrálhatja. A medencék csökkentik a kifizetés varianciát, de bevezetik az koordináció és díj fölényt. A bányászok nyeresége függ a berendezés hash rátájától, az energiahatékonyságtól joule-per-terahash alapon, az elektromos áram keverékétől, az üzemidőtől, a medence díjaitól, az árváltozási kockázattól, a tranzakciós díjak részesedésétől és a feleződéstől, amely körülbelül 210,000 blokk után csökkenti a blokk szubvencióját. A bányászat mellett a SHA-256 támogatja a digitális aláírásokat üzenetek hash-elésével, biztosítja a tanúsítványláncokat, ellenőrzi a firmware és szoftver integritását, valamint védi az adatokat állapotban vagy átvitelnél. Nincs ismert gyakorlati ütközés, és az összegzés visszafejtése nem lehetséges klasszikus hardveren. A kvantumkeresés négyzetgyök sebességnövekedést eredményezhet a preimage esetében, ami csökkenti a hatékony biztonságot, de a 256 bites tér ma széles biztonsági határt hagy. E folyamatos munka és újracélzás mellett a blokkok épp időben érkeznek, miközben a könyvelés rögzíti a tranzakciókat nyomon követhető költséggel.

SHA-256, a SHA-2 család 256-bites tagja, amelyet a NIST 2001-ben standardizált, egy fix hosszúságú ujjlenyomatot készít bármilyen méretű adatból, és egyirányú kapuként működik, amelynek előképi ellenállása körülbelül 2^256, míg a kolíziók ellenállása körülbelül 2^128, egy lavina hatással, amely egyetlen bit változást is szétszór a teljes haszon; egy Merkle–Damgård konstrukcióra épül, amely egy dedikált 64-körös tömörítési funkciót alkalmaz 512-bites blokkokon, egyszerű, gyors 32-bites műveletekre (forgatások, eltolások, választás, többség) és törzs számokra épít, míg a csökkentett körös kriptanalízis létezik az irodalomban, gyakorlati kolíziókról nem ismertek, ezért a SHA-256 digitális aláírásokat, HMAC-okat, szoftverintegritás-ellenőrzéseket, firmware-frissítéseket és modern tanúsítványláncokat rögzít a mindennapi biztonsági rendszerekben; a Bitcoinban kétszer alkalmazzák a 80-byte blokkházon mint munkabizonyítékot, a bányászok iterálják a noncot és módosítják a coinbase által vezérelt Merkle gyökeret (az úgynevezett extraNonce technika) mindaddig, amíg az így kapott hash egy cél alá nem esik, amelyet nBits kódolt, egy cél, amely körülbelül minden 2016 blokk után átkonfigurálódik a blokkok közötti intervallumok stabilizálása érdekében, és ez a mechanikai rituálé-részben verseny, részben gátként - érvényesíti a tranzakciók sorrendjét és teszi a dupla költést vagy hosszú távú reorganizációkat drága költségűvé; a memóriát igénylő tervekhez, például a Scrypthez vagy Ethashhez képest a SHA-256 könnyű a memóriára nézve, ezért rendkívül ASIC-barát, specializált hardvereket generálva, amelyek hatékonyságát joule per terahash alapon követik, és amelynek növekedése koncentrálta a hash teljesítményt ipari flottákba és bányákba, amelyeket olyan protokollok, mint a Stratum koordinálnak, mégis a blokkok iránti nyílt verseny, a minden node számára könnyű ellenőrzés és a többségi hatalom felhalmozásának tiszta költsége továbbra is megtartja a decentralizációt; a blokkházakon túl a Bitcoin dupla SHA-256-ot alkalmaz tranzakciós azonosítókhoz és Merkle-fákhoz, és tágabb értelemben a funkció a kötelezési sémák, a véletlenszerűség-jelzők és a kulcs-kivonás alapját képezi HMAC-be csomagolva (mint széles körben használt konstrukciókban, mint például HKDF), így sok hang vitatkozhat - néhány figyelmeztet, hogy a centralizáció egy lassú körülvétel, mások ragaszkodnak ahhoz, hogy a termodinamika és a piaci zűrzavar bármilyen egységes parancsnokot távol tart a mezőtől - de a hash közömbös marad, egy néma őrtan csökkentve a káoszt 256 bitre, és ebben a közömbösségben rejlik az integritás: átlátható ellenőrzés nagy léptékben, gyakorlati ellenállás a manipulálás ellen, és egy kiszámítható verseny, amelyet a bányászok azzal az eredményességi modellel elemeznek, amely egyensúlyt teremt a hardver hatékonysága, az energiafelhasználás és a nehézség trendje között, miközben a hálózat összegyűjti munkájukat egy naplóba, amelynek biztonsága csendesen és makacsul a SHA-256 megfeszített matematikáján nyugszik.