ASI:ASIC 礦機中心化太嚴重？我們設計了一種對抗“礦霸”的算法

編者按：本文來自QuarkChain，作者：QuarkChain團隊，星球日報經授權轉載。

我們寫作這篇文章的目的，主要是想通過展示我們關于這個主題的一些初步想法，來和同行進行討論，歡迎大家提意見。動機

眾所周知，比特幣挖礦主要是由是由ASIC礦機來完成的。這是因為ASIC設備的效率比普通CPU高1000多倍。由于高性能ASIC的制造被掌控在少數幾個廠商手中，這引起了人們對于挖礦中心化的擔憂。因此，開發者們提出了幾種抵抗ASIC優化的算法，其中包括：Ethhash、CyptoNight和Equihash。但不幸的是，市場上還是出現了一些針對以上算法進行ASIC優化的礦機，它們聲稱比CPU或者顯卡挖礦顯著的提高了效率。在這些算法中，Ethash可能是被ASIC優化后效率增益最小的一種。Ethash算法的核心思想是通過執行內存密集型操作而取代計算密集型操作。這樣內存的讀取性能成為哈希算法的瓶頸，從而限制ASIC的優化效果。如果假設定制開發的硬件很難提高內存的讀取速度，則通過ASIC對Ethash算法進行優化獲得的性能增益應該非常有限。基于順序統計的哈希算法的想法

Bitfinex用戶已可通過Basic Plus驗證存取USDT:11月10日消息，Bitfinex宣布，從11月9日開始，所有Bitfinex用戶都將能夠通過Basic Plus驗證存取Tether代幣（USDT）。[2022/11/10 12:45:36]

在Ethash算法的啟發下，我們提出一種新的算法，旨在通過限制ASIC的并行計算能力，從另一個方面來抵抗ASIC對挖礦效率的提升。先讓我們看看ASIC的優化是如何工作的。一組固定指令實際上可以被分解成一個電路流水線，因此每個時鐘周期，ASIC可以同時求解多個輸入值的哈希值。例如，a+b+c+d的指令可以被流水線化，使得每個運算周期可以同時計算3個不同的輸入：1,a0+b0；2,b1+c1；3,c2+d2可以在ASIC中建立多個電路邏輯，同時并發的計算多個指令。例如，上文的a+b+c+d指令可以被設計為(a+b)+(c+d)，將在2個周期中完成計算。目前，這種流水線化的思想還被廣泛地應用于諸如x86之類的現代處理器中，這些x86中具有分支預測器和流水線微處理器。一種避免處理器計算流水線的方法是執行多個if-then-else命令，然后在不同的分支上執行不同的代碼路徑，這使得流水線和分支預測變得很難。為了打破執行過程的并發性，我們可以考慮采用于狀態依賴的思路——任何未來的指令都依賴于當前狀態，而這種狀態可以頻繁地被改變，這意味著我們不能預先執行未來的指令。基于順序統計的哈希算法

歐易OKEx上線Verasity:4月28日，歐易OKEx官方公告宣布上線Verasity (VRA)，現已開放充值，VRA/USDT市場將于今日19:00開放交易，并于4月29日18:00開放提現。

據悉，歐易OKEx啟動了VRA打卡挑戰活動來回饋社區和用戶，在4月28日-5月5日活動期間，新老用戶進行VRA充值和交易打卡，符合活動規則即可參與抽獎并瓜分VRA獎池，總計獎勵金額達40萬美金。

公開資料顯示，Verasity是一個用于電子競技和視頻娛樂的協議和產品層平臺，視頻出版方可以利用其專利協議層、獎勵播放器和廣告棧來顯著增加視頻廣告收入。[2021/4/28 21:07:28]

在本節中，我們將介紹我們提出的順序統計哈希算法。該算法試圖打破流水線，使代碼的執行路徑變得更加隨機。在介紹這種新算法之前，讓我們重新回顧一下Ethash算法的核心內容，看看Ethash是如何生成一個哈希值的：Input:-state:128-bytestate-datablock:anarrayoflargeamountofdata,eachdatais64bytes-H(x,y):afasthashalgorithm,xandyhasthesamesize,returnthehashvaluewiththesamesizeasx-R(x):returnan32-bitrandomintegerderivedfromxAlgorithm:foriinrange(64):p=R(state)%(len(datablock)-1)newdata=,datablock]state=H(state,newdata)returnstateOshash算法的初步方案如下：Input:-state:128-bytestate-datablock:anlongarraywitheachentrybeing8bytes-H(x,y):afasthashalgorithm,xandyhasthesamesize,returnthehashvaluewiththesamesizeasx-R(x):returnan64-bitrandomintegerderivedfromxAlgorithm:foriinrange(64):p=R(state)%len(datablock)newdata=forjinrange(128/8):newdata=newdata.add(datablock.find_by_order(p))#Removethepthsmallestelementfromdatablockdatablock.remove_by_order(p)#Addarandomdatatothedatablock,e.g.,#datablock.insert(R(]))#Findthenextindex,e.g.,#p=R()%len(datablock)state=H(state,newdata)returnstateOshash算法與Ethash的關鍵差異如下：原算法是根據隨機索引數p去尋值，而新算法根據第p位的最小值去尋值。在讀取了datablock變量中的一個數據后，該數值將被刪除，新的隨機數值值將被插入到datablock中。由于datablock是一個支持有序數據查找的動態列表，因此datablock的有效實現方式可以是一棵具有順序統計的動態搜索樹。想要使用流水線來加速樹的刪除/插入操作是困難的，因為樹的執行路徑是隨機的，并且高度依賴于隨機輸入量。CPU和FPGA實現的性能比較

2Miners：ASIC礦機和Nicehash將不再支持ETC:11月1日，山寨幣礦池2Miners發推稱，ASIC礦機和算力租賃平臺NiceHash將不再支持ETC。[2020/11/2 11:24:20]

我們將對比CPU和FPGA的實現對動態搜索樹進行插入/刪除操作性能，來初步驗證以上思路是否成立。實驗中，我們使用具有以下配置的CPU，CPU的代碼可以在這里找到：CPU型號:Inteli7-7700KOS操作系統:Ubuntu16.04LTS編譯器:g++5.4.0編譯命令:g++-O3-std=gnu++17線程數:1鍵值數:64K鍵值類型:unsigned64-bitrandomintegers性能結果：FPGA：每秒執行397萬個插入/刪除操作CPU：每秒執行446萬個插入/刪除操作幾點補充說明跟FPGA實現的搜索性能比較，FPGA實現的插入/刪除操作的性能要低得多，這是因為每個插入/刪除操作需要更多的執行周期，而每個搜索任務可以在一個周期中完成。實驗中，FPGA的性能是根據Virtex5LX330FPGA測算的，該FPGA可能已經過時了。如果采用最新的FPGA，性能可能會提升一些。CPU的性能是根據單線程/單核測算的，如果使用多線程/多核，性能可能會更高。本測算中CPU中的鍵值大小是64位，FPGA中的是32位。參考文獻https://github.com/ifdefelse/ProgPOWBranchpreditor,Wikipedia,https://en.wikipedia.org/wiki/Branch_predictorYang,Y-H.E.andPrasanna,V.K.,HighThroughputandLargeCapacityPipelinedDynamicSearchTreeonFPGA,18thAnnualACM/SIGDAInt.Symp.onFieldProgrammableGateArrays,2010

貝爾鏈OASIS綠洲游戲平臺即將發布SDK接口:據官方消息透露，OASIS綠洲游戲平臺SDK的開發已經完成，并將于3月30日正式發布。本次綠洲SDK的發布，旨在降低傳統第三方游戲公司進入區塊鏈游戲領域的門檻，并減少技術成本與人工成本，致力于促進區塊鏈游戲領域發展繁榮。[2020/3/29]

動態 | 僅兩款ASIC比特幣礦機仍盈利:據cointelegraph報道，根據ASICMinerValue.com（AMV）數據，目前僅有兩款ASIC比特幣礦機在當前市場仍然有利可圖。這兩款礦機于2018年10月發布，每日利潤分別為0.58美元和0.21美元，利潤最高的為億邦Ebit 11 ++礦機。[2018/12/12]

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