Odkrywanie algorytmów wydobycia kryptowalut: "Cyfrowa gorączka złota" od Bitcoin do Dogecoin

Original Article Title: "Demystifying Cryptocurrency Mining Algorithms: The 'Digital Gold Rush' Code from Bitcoin to Dogecoin"

Original Source: Dr. Chai's Crypto

Dziś zagłębimy się w „silnik napędowy” kopania – algorytm wydobywczy. Czym jest algorytm wydobywczy? Dlaczego metody kopania Bitcoin, Dogecoin i Litecoin tak bardzo się różnią? Jak początkujący mogą wybrać odpowiedni algorytm do kopania? Ten artykuł w prostych słowach odkryje tajemnice tej „cyfrowej gorączki złota”, wprowadzając Cię od zera w świat algorytmów!

01 Czym jest algorytm wydobywczy? „Matematyczna zagadka” blockchaina

Algorytm wydobywczy to podstawowa zasada sieci kryptowalutowej, zestaw złożonych instrukcji matematycznych, które prowadzą górników do weryfikacji transakcji, generowania nowych bloków i utrzymania bezpieczeństwa blockchaina. Mówiąc prosto, to jak „super zadanie matematyczne”, które wymaga mocy obliczeniowej do rozwiązania. Górnicy, którzy rozwiążą zagadkę, otrzymują nagrody w kryptowalucie (takie jak Bitcoin, Dogecoin).

>  Codzienna analogia

Wyobraź sobie algorytm wydobywczy jako zamek, a sprzęt górnika jako klucz. Zamek Bitcoin (algorytm kryptograficzny SHA-256) wymaga supermocnego, wyspecjalizowanego klucza (koparka ASIC). Różne algorytmy decydują o tym, jakich narzędzi potrzebujesz, jakie są koszty i ile „złota” możesz zarobić.

>  Główne zastosowania algorytmu

· Weryfikacja transakcji: Zapewnienie ważności każdej transakcji, zapobieganie podwójnemu wydawaniu.

· Generowanie bloków: Pakowanie transakcji w bloki i dodawanie ich do księgi blockchain.

· Mechanizm nagród: Górnicy, którzy pomyślnie rozwiążą zagadkę, otrzymują nowe monety i opłaty transakcyjne.

· Bezpieczeństwo sieci: Złożoność algorytmu sprawia, że atakowanie sieci jest niezwykle kosztowne, zapewniając decentralizację.

02 Dlaczego istnieją różne algorytmy wydobywcze?

Od narodzin Bitcoin w 2009 roku branża kryptowalut szybko się rozwinęła, prowadząc do powstania różnych algorytmów wydobywczych. Dlaczego jest ich tak wiele? Główne powody są trzy:

· Kompatybilność sprzętowa: Różne algorytmy mają różne wymagania sprzętowe. Na przykład SHA-256 nadaje się do koparek ASIC, podczas gdy Scrypt i Ethash są bardziej kompatybilne z GPU lub CPU, obniżając próg wejścia dla przeciętnego użytkownika.

· Decentralizacja i bezpieczeństwo: Projekt algorytmu wpływa na centralizację mocy obliczeniowej. Algorytmy odporne na ASIC (takie jak Scrypt) zachęcają do szerszego udziału, zapobiegając monopolizacji sieci przez kilka dużych pul wydobywczych.

· Unikalność projektu: Nowy algorytm może pomóc projektowi się wyróżnić. Na przykład algorytm Scrypt używany przez Dogecoin i Litecoin poprawił bezpieczeństwo sieci dzięki kopaniu łączonemu, przyciągając więcej górników.

03 Analiza głównych algorytmów wydobywczych: Bitcoin, Dogecoin i inne

Obecnie kryptowaluty wykorzystują różne algorytmy wydobywcze, z których każdy ma unikalne wymagania sprzętowe i doświadczenia wydobywcze. Oto cztery popularne algorytmy, skupiając się na SHA-256 Bitcoin, Scrypt Dogecoin/Litecoin oraz krótko wspominając o innych algorytmach.

1 SHA-256: „Super trudny problem” Bitcoin

>  Wprowadzenie

SHA-256 (Secure Hash Algorithm 256-bit) to algorytm proof-of-work (PoW) używany przez Bitcoin, zaprojektowany przez National Security Agency (NSA) Stanów Zjednoczonych. Wymaga od górników obliczenia 256-bitowej wartości hash, aby znaleźć wynik spełniający wymagania trudności (zaczynający się od wielu zer).

>  Cechy

· Wysokie wymagania dotyczące mocy obliczeniowej: Całkowita moc obliczeniowa sieci wynosi około 859,01 EH/s do 2025 roku (85,9 billion billion hashy na sekundę).

· Wyspecjalizowany sprzęt: Wymaga koparek ASIC (urządzeń zaprojektowanych specjalnie dla SHA-256).

· Czas bloku: Około 10 minut

>  Obsługiwane monety

· Bitcoin (BTC)

· Bitcoin Cash (BCH)

>  Zalety i wady

· Zalety: Bardzo wysokie bezpieczeństwo, znaczny koszt ataku; wysoka rozpoznawalność Bitcoin, stosunkowo stabilna wartość długoterminowa.

· Wady: Drogie koparki ASIC, wysokie zużycie energii

>  Odpowiednie dla

Dużych profesjonalnych górników lub dużych farm wydobywczych z tanim prądem.

2 Scrypt: „Przyjazny dla początkujących” algorytm Dogecoin i Litecoin

>  Wprowadzenie

Scrypt to algorytm wymagający dużej ilości pamięci, pierwotnie zaprojektowany jako odporny na ASIC. Wymaga dużej ilości pamięci do przeprowadzania hashowania, zmniejszając zależność od czystej mocy obliczeniowej.

>  Cechy

· Wysokie wymagania dotyczące pamięci: W porównaniu do SHA-256, Scrypt bardziej polega na pamięci niż na czystej mocy obliczeniowej.

· Szybki czas bloku: Litecoin około 2,5 minuty, Dogecoin około 1 minuty.

· Kopanie łączone: Dogecoin można kopać jednocześnie z Litecoin, aby zwiększyć nagrody.

>  Obsługiwane monety

· Litecoin (LTC)

· Dogecoin (DOGE)

>  Zalety i wady

· Zalety: Niski próg wejścia, udział GPU; szybkie generowanie bloków, częste nagrody; kopanie łączone zwiększa zyski.

· Wady: ASIC-y stopniowo wchodzą do kopania Scrypt, konkurencyjność GPU maleje; duża zmienność cen monet.

>  Odpowiednia grupa docelowa

Początkujący z ograniczonym budżetem lub osoby zainteresowane próbą kopania Dogecoin/Litecoin.

3 Ethash: „Raj dla GPU” Ethereum Classic

>  Wprowadzenie

Ethash to algorytm PoW używany przez Ethereum Classic (ETC), zaprojektowany jako wymagający pamięci i odporny na ASIC, wymagający hashowania dynamicznego zestawu danych (DAG, około 6GB).

>  Cechy

· Zależność od pamięci: Rozmiar DAG rośnie z czasem, osiągając około 6-8GB do 2025 roku.

· Sprzęt: GPU są głównym nurtem, a wydajność ASIC jest niska.

· Czas bloku: Około 15 sekund.

>  Obsługiwana moneta

Ethereum Classic (ETC)

>  Zalety i wady

· Zalety: Odporność na ASIC, odpowiedni do kopania GPU; wysoki poziom decentralizacji.

· Wady: Niższe zyski, wymaga wydajnych GPU; wzrost DAG zwiększa wymagania sprzętowe.

>  Grupa docelowa

Osoby posiadające wydajne karty graficzne, które chcą spróbować kopania innych kryptowalut niż Bitcoin.

4 Inne algorytmy – krótkie wprowadzenie

· Equihash (Zcash): Wymaga dużo pamięci, odporny na ASIC, odpowiedni do kopania GPU, kładzie nacisk na ochronę prywatności.

· RandomX (Monero): Przyjazny dla CPU, odporny na ASIC, zachęca zwykłe komputery do udziału, utrzymuje decentralizację.

· X11 (Dash): Łączy 11 różnych funkcji hashujących, energooszczędny i bezpieczny, obsługuje GPU i wyspecjalizowane ASIC.

Tabela: Porównanie głównych algorytmów wydobywczych

Uwaga: Wymagania sprzętowe i czasy bloków mogą się nieznacznie różnić w zależności od dynamiki sieci. Litecoin i Dash początkowo były kopane za pomocą GPU, ale ostatecznie zostały zastąpione przez ASIC, przez co GPU stały się w dużej mierze niekonkurencyjne.

04 Przyszłe trendy algorytmów wydobywczych

Ewolucja algorytmów wydobywczych jest ograniczona nie tylko przez postęp technologiczny, ale także przez koszty energii, politykę środowiskową i zasady decentralizacji. Na tle przyspieszającej globalnej dystrybucji mocy obliczeniowej, postępujących technologii produkcji chipów i dywersyfikacji ekosystemu blockchain, przyszłe trendy algorytmów wydobywczych mogą rozwijać się w następujących kierunkach:

>  Bardziej wydajne algorytmy i dostosowanie sprzętu

Wraz z postępem produkcji chipów do ery 3nm, a nawet 2nm, przyszłe algorytmy wydobywcze będą bardziej skupiać się na dopasowaniu wydajności sprzętu do efektywności energetycznej. Nowe algorytmy mogą ograniczyć zbędne obliczenia, zwiększyć moc hash na wat bez utraty bezpieczeństwa, wydłużyć żywotność sprzętu i zmniejszyć presję deprecjacji urządzeń.

>  Projektowanie odporności na ASIC i optymalizacja dystrybucji mocy wydobywczej

Aby zapobiec nadmiernej koncentracji mocy obliczeniowej w dużych farmach wydobywczych, więcej projektów może przyjąć algorytmy przyjazne CPU lub GPU. Na przykład algorytm RandomX Monero może w pełni wykorzystać pamięć podręczną i zestaw instrukcji procesorów ogólnego przeznaczenia, praktycznie niwelując przewagę ASIC.

W przyszłości mogą zostać wprowadzone algorytmy dynamiczne (takie jak okresowe dostosowywanie funkcji hash lub wymagań pamięci), aby ograniczyć opłacalność ekonomiczną rozwoju ASIC, pozwalając indywidualnym górnikom na dłuższy okres uczestnictwa.

>  Zielone kopanie i cele neutralności węglowej

Do 2024 roku około 54% globalnej mocy wydobywczej Bitcoin ma korzystać ze źródeł odnawialnych (źródło: Bitcoin Mining Council), ale zużycie energii nadal spotyka się z krytyką zewnętrzną.

Nowe algorytmy mogą być bardziej kompatybilne z przerywanymi źródłami energii (takimi jak energia wiatrowa lub słoneczna) i mogą być zintegrowane z inteligentnymi systemami harmonogramowania. Pozwoli to automatycznie zwiększać moc obliczeniową, gdy energia odnawialna jest dostępna, i zmniejszać ją w okresach niskiej podaży, tym samym redukując ślad węglowy i obniżając koszty energii elektrycznej.

>  Równoważenie PoW i PoS

We wrześniu 2022 roku Ethereum zakończyło „merge” i przeszło na PoS, co spowodowało spadek rocznego zużycia energii o ponad 99,95%, wzbudzając zainteresowanie PoS wśród różnych projektów.

Jednak PoW nadal ma unikalne zalety w zakresie bezpieczeństwa, braku zaufania i odporności na cenzurę. Dlatego przyszły trend może obejmować hybrydowe mechanizmy konsensusu (takie jak PoW+PoS lub PoW+PoA), aby zrównoważyć decentralizację i efektywność energetyczną.

Wybór odpowiedniego algorytmu „cyfrowego poszukiwania złota”

Algorytm wydobywczy działa jako „kod matematyczny” świata kryptowalut, określając próg wejścia, koszty i nagrody. Różne algorytmy mają różne wymagania dotyczące mocy obliczeniowej, zużycia energii i wydajności sprzętu, wpływając tym samym na opłacalność wydobycia.

Algorytm SHA-256 używany przez Bitcoin przyciąga profesjonalnych górników dzięki wysokiemu poziomowi bezpieczeństwa i nagrodom. Jednak wymaga drogich koparek ASIC i niskich cen energii, przez co jest mniej dostępny dla małych i średnich górników. Algorytm Scrypt używany przez Dogecoin i Litecoin daje początkującym możliwość „poszukiwania złota” przy niskim progu wejścia, ponieważ można go kopać za pomocą GPU. Algorytmy takie jak Ethash i RandomX są zaprojektowane jako odporne na ASIC, mając na celu przyciągnięcie większej liczby uczestników i promowanie decentralizacji.

Niezależnie od tego, czy mierzysz się z „super trudnym problemem” Bitcoin, czy eksplorujesz „memowe bogactwo” Dogecoin, zrozumienie algorytmów wydobywczych to pierwszy krok do sukcesu.