以太坊:金色深度 | 再談ProgPoW：礦工與Eth2之間不得不說的事

3月19日，Vitalik終于對以太坊未來的規劃進行了總結和說明，以太坊是全球最大的公鏈、加密社區，在加密世界的影響力和領導力毋容置疑。但在這條長期發展之路上，困難重重，每一次update，每一個EIP發起與執行，可能順風順水，也可能是閃電雷鳴。

在以太坊從Eth1通往Eth2的道路上，近日分歧最大的就是ProgPoW算法的更新，因為ProgPoW，GPU礦工和ASIC礦工甚至形成兩大陣營，而不遠的未來（Eth2上線），兩大陣營的礦工又可能面臨巨變，這其中前因后果、來龍去脈，本文將娓娓道來。力求為關注以太坊的讀者清晰呈現ProgPoW和加密社區，也為礦工明確的了解ProgPoW與挖礦間如何密切聯系。

以太坊的背景

加密貨幣是從比特幣開始的，比特幣設計了PoW共識，所有的節點通過PoW的共識來出塊，塊就是Block，而每個塊通過鏈式廣播的方式確認，確認后就保存在了確認的節點里，所以成為了Chain，也就是鏈，這就是區塊鏈。

為了讓節點礦工持續挖礦，設定了確認一個塊保存之后給予一定的獎勵，獎勵的就是比特幣。很多人會因為獎勵而蜂擁而至，因此要明確誰能保存這個區塊，PoW的Hash碰撞算法就執行了這個選擇過程，每個節點都是一個具備計算和存儲功能的硬件，這些硬件通過運行Hash碰撞算法計算出結果，誰先算出來，誰來保存。

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在比特幣網絡初建的時候，參與這個計算過程的人很少，就需要創始人自己安裝計算存儲硬件來計算，隨著參與的人越來越多，競爭進行計算的人也就越來越多，計算的難度也就會加大，這個難度的相關因素就是每個計算硬件的計算能力，也就是算力。

每一個計算硬件就相當于一個生產機器，只要開始計算，就能產出比特幣，而這個計算過程的公式就是PoW共識算法，也就是Hash碰撞算法，比特幣的算法是SHA256。但算法有所不同，當以太坊像比特幣一樣建立了這樣的網絡以后，以太坊使用的算法是Ethash，同樣屬于PoW算法，但計算條件不同（后文詳細解釋）。

在以太坊網絡最初建的時候，和比特幣一樣，都需要初始團隊先建好一些硬件，連如網絡，通過這個網絡的設計來“挖礦、出塊”，以太坊最初的節點是由以太坊基金會建立起來的，隨后加入者越來越多，成就了今天的網絡。

金色午報 | 8月2日午間重要動態一覽:12:00-21:00關鍵詞：三星、Connext、Uniswap、重慶

1. 三星SDS和IT公司NHN合作進行區塊鏈數字化轉型；

2. Connext部署兼容以太坊Layer2的即時跨鏈通信功能Spacefold；

3. 數據：ETH盈利地址數量刷新歷史新高；

4. Bitcoin Advisory創始人：不少山寨幣交易員將BTC當作儲備貨幣；

5. 區塊鏈游戲分銷平臺Ultra完成協議開發，即將進行公測；

6. Uniswap過去12個月美國谷歌趨勢指數達到峰值100；

7. 運用公證區塊鏈的破產案件智慧操作平臺落戶重慶；

8. 報告：以太坊2.0和EIP-1559將推動ETH長期價值增長；

9. BTC現報11996.7美元，市值前十幣種均出現上漲；[2020/8/2]

以Hash碰撞算法的設計，挖礦節點算力越高，挖礦也就更容易，即使全網算力增加會增加挖礦難度，但也可以更快的計算出“公式”結果，存儲區塊拿到獎勵。這些計算硬件背后是人，被稱為礦工。而這些硬件開始進入標準化的工業生產（為了提高每個計算硬件的計算能力），被稱為礦機。聚集礦機的計算能力的角色，像是一個“挖礦算力池”，被稱為礦池，礦池聚集算力之后直接連接網絡進行計算，因為算力高，很容易保存區塊拿到獎勵，拿到獎勵之后再分給每一個礦機。

寫到這里，每個角色間的協作組成了一個通過連接加密貨幣網絡“挖礦”獲取收益的產業，礦業。隨后在這個產業中，礦機不斷發展，出現了兩種不同挖礦方式的礦機。

金色財經挖礦數據播報 | BCH今日全網算力下降40.72%:金色財經報道，據蜘蛛礦池數據顯示：

ETH全網算力176.405TH/s，挖礦難度2216.15T，目前區塊高度9841412，理論收益0.00793971/100MH/天。

BTC全網算力107.110EH/s，挖礦難度14.72T，目前區塊高度625207，理論收益0.00001708/T/天。

BSV全網算力2.973EH/s，挖礦難度0.42T，目前區塊高度630000，理論收益0.00030276/T/天。

BCH全網算力1.770EH/s，挖礦難度0.25T，目前區塊高度630104，理論收益0.00050849/T/天。[2020/4/10]

礦機廠商的為了提高礦機算力，通過計算晶元的工業組合，把非常多的計算晶元放在一起，然后運行Hash碰撞算法，這樣的硬件里計算晶元多，臨時存儲空間較小，適合進行重復性較高，邏輯簡單的運算，例如比特幣的Hash碰撞算法SHA256，這種礦機被稱為ASIC礦業，也就是專業礦機。

在ASIC還沒有出現的時候，Hash碰撞計算都是執行在CPU以及GPU中計算的，后期發展為GPU礦機，但GPU因為可以進行邏輯較為復雜的運算，而可以在更多挖礦算法上使用，并且可以執行內存依賴性算法（在計算時對臨時存儲要求較大）的算法。例如以太坊的Ethash算法。

分析 | 金色盤面：港股桐成控股（01611）競價大漲94%:金色盤面綜合分析： 日前受到火幣收購的要約的桐成控股今日復牌，目前競價掛單6.00港元，大漲94%，火幣集團此舉被認為其布局資本市場的一個重要舉措。[2018/8/30]

如果用GPU礦機計算比特幣的SHA256算法，GPU礦機會因為算力較低沒有競爭力，而如果用ASIC礦機計算Ethash，因為算法要求，是無法進行的，市場上的Ethash ASIC礦機的設計是根據Ethash算法要求設計的，與比特幣的ASIC礦機算力表現差距很大。

以太坊的白皮書中寫到了，以太坊未來會執行一個新的共識PoS，而這種共識并不是通過PoW的計算實現的，但在發展到所有節點都使用PoS共識之前，以太坊使用PoW建立了一條區塊鏈，這條區塊鏈被稱為Eth1，運行Ethash算法，但Ethash算法同樣可以利用密集的計算晶元來提高硬件計算能力（與比特幣ASIC設計有明顯差異），也出現了以太坊ASIC礦機。

在以太坊的社區內，對以太坊ASIC礦機一直存有抵制的聲音，ProgPoW的出現，也是具有抵抗ASIC的意圖（后文詳解）。

ASIC礦機為什么會被以太坊社區抵制？

以太坊ASIC礦機的出現，是礦機廠商通過適合Ethash算法設計的，礦機算力與GPU算力差別不大，那以太坊社區中為什么會抵制ASIC呢？

分析 |金色盤面：VET/USDT短線反彈:金色盤面綜合分析:VET/USDT短線反彈，1小時內漲幅達3%，但上方依舊受到多重阻力的壓制，空頭趨勢尚未改變，注意交易風險的控制[2018/8/14]

這其中需要提及兩個因素：一是ASIC礦機的挖礦成本相比GPU礦機挖礦成本略低，更好管理運維，二是ASIC的應用范圍過窄。

例如閃電GPU礦機是由8塊AMD RX 470 4GB顯卡構成的，在挖ETH時算力大約237MH/s，額定功率大概在1250W，售價17000元左右，而例如ASIC以太坊礦機螞蟻礦機E3，算力約為180MH/S，功耗約為800W，售價約為5700元左右。比較中，ASIC的成本更低。

比較低成本的ASIC讓以太坊社區內的開發者和礦工預測到了ASIC礦機未來可能占領以太坊網絡，這是一種“恐懼”，ASIC礦機因幣價或大規模挖礦盈利性質而具備的高風險，是以太坊社區內部分人抵制ASIC的主因。

ASIC雖成本低，但對于礦工來說，ASIC礦機的可挖幣種較少，且在挖礦之外的使用范圍過窄，GPU礦機也被稱為顯卡礦機，作為通用計算設備，顯卡可挖幣種多，還能用作挖礦之外的其他用途，例如大數據運算、渲染等，抗風險能力優點會越發明顯。

以太坊因長期以來的社區特性，對Ethash類內存依賴型算法情有獨鐘，為了抵抗ASIC，也為了更加優化礦工在Ethash算法對GPU的資源利用，以太坊開發者提出了ProgPow算法，是對Ethash算法的再優化。

用普通礦機制作的邏輯思考，PoW挖礦存在一個固定的算法，可以設計硬件（礦機）適應它，讓其在執行算法的時候變得高效。但ProgPoW算法的設計是“相反的邏輯”，是通過研究硬件（也就是GPU），然后修改算法來匹配硬件。”

對于硬件來說，一個有效的算法需要匹配訪問模式與足夠的硬盤空間。ProgPoW 的設計針對區塊鏈挖礦最常用的顯卡，目前是AMD的Polaris和 Vega系列顯卡，以及NVIDIA的Pascal 系列顯卡。

ProgPoW提出后，礦工和開發者做了什么？

目前PoW幣種里支持ProgPow算法的很少，大規模壓力測試還不夠。雖然這個算法對于硬件的適配能力的確很吸引人，但不確定性還存在。ProgPow算法使礦工挖ETH優勢增大，也會造成一定的功耗升高。

面對這一不成熟的算法，爭議紛紛。除技術外，反對者還提出了其他影響因素。

ProgPow算法激活方案EIP-1057發布后，有開發者提出了EIP2583，來反對ProgPow算法，提案中寫到：

由于以太坊是一個擁有眾多不同利益相關者群體的全球平臺，因此對協議的重大更改要有明確的目標和廣泛的支持至關重要。EIP-1057顯然缺乏該支持，但仍在考慮激活。

EIP-1057建議用ProgPoW代替Eth1的工作量證明算法Ethash。此更改的既定目的是使ASIC礦機的用戶處于劣勢，以避免向Eth2過渡時，因ASIC而引起的有爭議的分叉，但如果激活則與它自己的目標相矛盾，增加了這種不良結果的可能性。

如果以太坊將開始通過Eth2信標鏈發布從工作量證明過渡到權益證明。在以太坊的演變中，此時更改Eth1Hash算法會導致社區分裂，不應在精力集中在其他地方時引入技術風險。

比這些聲明更重要的是，經過兩年的辯論，EIP-1057在以太坊社區中未能達成共識，這已經消耗了大量開發人員的注意力和社區資源。迫使這種有爭議的變化只會擴大當前的裂痕，對以太坊及其社區造成負面影響，并將持續數年之久，而這一切都沒有明確的理由。

面對分歧，曾有開發者Ben DiFrancesco提出了妥協方案。先保持ProgPoW在Eth 1.0的后續中處于活動狀態，在需要時觸發它。但也就會先保持Ethash算法存在，等待GPU礦商剩切換到ProgPoW。但目前估計有60%的GPU在以太坊網絡上進行挖掘，其中40%來自于Ethash ASIC(引用于Dev call)。如果不采取任何行動，因為ASIC比目前的GPU要高效，Ethash ASIC可能在未來幾年接管大部分的Hash計算，這樣GPU礦工也可能直接離開。

在爭論焦灼之時，獨立開發者kikx還披露了ProgPOW算法存在的一個漏洞，指出ProgPoW算法的Hash函數使用了一個64位種子，但ASIC可以“輕松”地強制執行，而不是像預期的那樣進行挖礦。不會對以太坊當前使用的Ethash算法造成威脅，但使其無法真正實現抗ASIC的目標。

該漏洞在ProgPoW的設計分析文章中有所提及，如果根據ProgPoW算法設計了ASIC礦機，其成品性能及設計結構等與目前的GPU礦機近乎無異，也就從成本角度阻止了通過ProgPoW算法設計ASIC礦機。

Eth2臨近后，礦工會面臨什么？

嚴格的說，ProgPOW與Eth2并無直接關系，Eth2是PoS共識鏈，以太坊礦工只和PoW鏈有關，也就是Eth1鏈，在Eth2上線后，Eth1也會存在于以太坊中，其會成為以太坊網絡的一條分片鏈，即打包部分數據。只要打包和出塊正常，礦工的獎勵是依舊的，這將與以太坊分配給Eth1鏈的交易打包數據相關。

這直接相關聯的是所有礦工的收益。此外，還相關于礦工對PoS共識生態的信任，在如今的Eth1上，以太坊礦工的重要性舉足輕重，轉型PoS后，因Eth1鏈只是整個網絡的一小部分，礦工在心態上也會受到影響。

ProgPoW事件，除了技術更新外，在事件發生上，更多出現了關于加密貨幣社區治理的問題，去中心化社區的決策，因為反復難以達成一致，在消磨著。

在為社區發展有利的因素外，更多切身利益者還思考了自身利益、未來信仰等等，一個事件反應出了方方面面的隱藏問題。礦工的選擇最終還是和角色相關，不管哪一種礦機得到優化，大規模挖礦的優勢還是會超過獨立的挖礦個人實體。如果是礦工，要考慮成本與收益，如果是信仰者，則向社區更好的方向靠近，如果是開發者，可能會做出摻雜各種情緒的投票舉動，繼而牽一發引動整個社區。

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