Алгоритм ProgPoW: Его суть и эффективность в сети Эфириум

Привет, друзья. Возможно на просторах интернета вы встречали бурные обсуждения грядущего обновления в блокчейне Эфириума, которые касаются нового алгоритма ProgPoW. Эта тема остается довольно животрепещущей уже более года, потому что новое программное обеспечение в корне перевернет майнинговый процесс в упомянутой сети. В начале почти 100% держателей активов были настроены категорически против нововведения, но за долгое время страсти несколько поутихли, а проведенный аудит окончательно расставил все точки над i — алгоритму быть. Давайте узнаем подробнее, что это за технология, зачем она нужна и почему вызывает такую бурную реакцию.

Алгоритм ProgPoW

Обновление предлагает внести изменения в текущий алгоритм майнинга Ethereum Ethash. Ключевое отличие новой разработки — динамическое изменение криптографической задачи каждые 12,5 минут, что позволит лишить майнерские установки ASIC преимущества и открыть новые горизонты для графических процессоров.

Если, а точнее когда, предложенные изменения кода будут приняты, это, вероятно, уменьшит количество интеллектуальных схем ASIC в сети Ethereum. Сторонники изменения кода утверждают, что ASIC представляют собой одну из самых серьезных угроз децентрализации сети Ethereum. И это мнение популярно несмотря на то, что ASIC — это относительно новое явление в сети Ethereum. Bitmain, крупнейший поставщик аппаратного обеспечения ASIC, отгрузил свою первую партию ASIC, предназначенных для сети Ethereum, в июле 2018 года.

Независимо от этого, ASIC, разработанные для Ethereum, представляют лишь небольшую часть продуктов, предлагаемых поставщиками аппаратного обеспечения ASIC, поэтому влияние на бизнес-модели данных поставщиков будет незначительным. Тем не менее, поставщики графических процессоров, такие как Nvidia и AMD, могут ожидать существенного повышения продаж.

На самом деле неясно, какая доля майнинга приходится на эти установки в настоящее время, но новый алгоритм однозначно сделает ее еще меньше. Это, в сочетании с запланированным переходом на PoS, создает множество проблем для крупных майнинговых ферм.

Зачем нужен ProgPoW

Основной причиной разработки алгоритма ProgPoW является влияние, которое ASIC оказывает на сферу криптовалюты, что ставит под угрозу основной криптовалютный принцип — децентрализацию. Но при этом действующий алгоритм Ethash, который, как ожидается, будет заменен ProgPoW, считается наиболее устойчивым к ASIC алгоритмом. Поэтому довольно сложно понять необходимость еще одного алгоритма, который нацелен на тот же самый результат.

3 апреля 2018 года компания Bitmain официально анонсировала новую мощную модель ASIC, разработанную для майнинга ETH, чем вдохновила и других производителей на подобные подвиги. Это привело к неприятным последствиям для сообщества Ethereum, главным образом связанных с вопросами безопасности и целостности.

Прежде всего, владельцы GPU-ферм начали терпеть убытки и потеряли интерес к обслуживанию сети. В 2018 году доходы производителей видеокарт упали и с тех пор неуклонно снижаются. В целом, годовой объем поставок графических процессоров сократился на 3,3 процента. 

Глобальная технологическая компания Susquehanna сообщила, что ежемесячная прибыль, полученная от майнинга ETH с использованием графических процессоров, упала со 150 долларов летом 2017 года до нуля в ноябре. Рентабельность майнинга с использованием графических процессоров падала по мере снижения цены ETH. 

Более того, основные вычислительные мощности оказались в распоряжении определенных групп лиц, что подвергало риску децентрализацию и безопасность сети. Причиной является доминирование на рынке таких гигантов, как все тот же Bitmain, который создал свою монополию, выпуская новые ASIC для топ-монет. С тех пор экосистема становится все более централизованной и уязвимой для атаки 51%. Последняя капля была, когда разработчики Bitmain объявили о выпуске «самой мощной и эффективной в мире EtHash ASIC» для майнинга Ethereum и Ethereum Classic. С тех пор Фонд Ethereum работал над решением этой проблемы, и в результате появилось предложение ProgPoW.

Насколько эффективно изменение кода

Повышение конкурентоспособности карт GPU и уменьшение централизации станут возможными благодаря непостоянному условию майнинга и использованию всех ресурсов и возможностей видеокарт. Проблема заключается в том, что установки ASIC предназначены для одной конкретной задачи: вычисления блоков для майнинга криптовалют. Между тем, видеокарты являются более гибкими и могут выполнять ряд задач от майнинга до передачи изображения.

Рандомность поставленных головоломок не позволит интегральным схемам специального назначения работать в привычном бесперебойном режиме на основе шаблона. Говоря более простым языком — новый алгоритм требует гибкого майнинга. Разработчики планируют достичь таких результатов с помощью пяти инноваций, в рамках которых работа алгоритма будет основываться на мощности вычислительных ресурсов, скорости обработки трафика и объеме памяти.

1. Изменения в алгоритме хэширования переменной разрядности. Размер хэш-функции SHA-3 уменьшится с 64-разрядного f1600 до 32-разрядного f800. Последний был оптимизирован для 32-битных платформ для лучшего соответствия архитектуре GPU.
2. Повышенный коэффициент матрицы микширования. Это число регистров процессора, в которых могут храниться промежуточные значения. Они ощутимо быстрее, чем оперативная память, потому что расположены внутри процессора. В интегральных схемах чипы невелики, а численность регистров отстает по производительности от графических процессоров. В результате ASIC вынуждены использовать оперативную память для работы с этой функцией, которая в несколько раз медленнее.
3. Добавление случайной последовательности вычислений в основной цикл. Интегральная схема делает невозможным создание устройства ASIC с фиксированным конвейером, что могло бы увеличить скорость работы.
4. Добавление операций чтения из промежуточного буфера с низкой задержкой и поддержкой произвольных адресов. Это заставляет ASIC следовать правилам иерархии памяти графического процессора и ограничивает их возможности и производительность.
5. Динамическая память с произвольным доступом увеличена с 128 до 256 байт. Видеокартам доступны большие объемы, а специализированные ASIC не способны оптимизировать контроллер памяти для повышения производительности.

Завершение обзора

Пользователи до сих пор спорят о целесообразности введения нового алгоритма. С одной стороны ASIC действительно располагают к централизации власти, но с другой стороны эти установки, а тем более майнинговые фермы, стоят невероятно дорого, что в большой степени гарантирует заинтересованность их владельцев в работоспособности блокчейна. Сеть из множества маленьких майнеров, которые теперь без проблем смогут позволить себе необходимое оборудование, однозначно кажется более децентрализованной. Но, во-первых, высока вероятность появления GPU-ферм, а во-вторых, этот тип майнеров не будет настолько предан сети Эфириума, так как изначально не понес никаких затрат на майнинг, и, следовательно, ничем не рискует. Поэтому даже ведущие эксперты не берутся делать какие-либо точные прогнозы, но высока вероятность, что алгоритм ProgPoW станет только переходным пунктом на пути к PoS.

На этом все и до новых встреч!