Ушедший 2017 год стал годом взрывной популярности криптовалют и такого же стремительного роста курса «главной» криптомонеты Bitcoin. Эти обстоятельства подогрели интерес не только к спекуляциям и майнингу, но и к самой сути явления. Все больше людей желают докопаться до сути – как же это все работает?

Мы открываем серию материалов, в которых постараемся в максимально доступной форме объяснить, что стоит за этими загадочными акронимами вроде Scrypt, SHA-256, Х11 и прочими. Начнем с важнейшего (но не самого лучшего) для мира криптовалют алгоритма — SHA-256. Именно он является основой разработки Bitcoin. Но перед этим определимся с ключевой терминологией – определим значения терминов «майнинг» и «хэш».

Что такое майнинг?

Вопреки распространенному мнению, майнинг – это не только и не столько добыча самих криптографических денежных знаков, сколько меры по защите этой самой криптовалюты от мошеннический действий. Речь не только о подделке – еще более важной является защита, к примеру, от повторного использования одним и тем же человеком одних и тех же монет. Заработок новых криптомонет при этом тесно сопряжен с их эмиссией и формируется из вознаграждения за нахождение нового блока, отвечающего условиям алгоритма майнинга.

То есть, для того, чтобы «появилась» очередная криптомонета, нужно провести целый комплекс сложнейших вычислений, и найти тот самый заветный «правильный» блок. Этим и занимаются энтузиасты на своем оборудовании. Схема сама себя поддерживает – чтобы повысить защиту криптовалюты и эмитировать новые единицы, необходим майнинг, а чтобы им был смысл заниматься, майнеры получают вознаграждение.

Вкратце, программное обеспечение для майнинга группирует совершенные прежде вычислительные операции в единый блок, который затем преобразовывается немыслимое количество раз для обнаружения хеш-кода особого вида. Обнаружить такой хеш-код, который бы отвечал требованиям алгоритма тем сложнее, чем больше участников вовлечено в процесс. «Правильный» хеш крайне редок, и его обнаружение сродни выигрышу в лотерею.

Что такое хэш?

Выше был упомянут далеко не каждому понятный термин «хеш». Это одно из фундаментальных понятий в шифровании вообще и в алгоритме SHA-256 в частности. Разъясним, что это значит, и пройдемся по важнейших сопутствующих моментах.

Итак, хеширование – это процесс превращения входящего набора данных произвольного объема в исходящую цифровую строку. Это превращение осуществляется по заранее разработанному алгоритму, а исходящая строка полностью уникальна, и служит неким «отпечатком» входящего массива. Именно эту строку и называют хеш-суммой, хеш-кодом или просто хешем. А алгоритм превращения – это хеш-функция.

Приведем пример. Мы можем «скормить» хеш-функции, скажем, текст романа в стихах А. С. Пушкина «Евгений Онегин», и получим на выходе шестнадцатеричный код приблизительно такого вида:. Обратно «развернуть» этот код и превратить его в «Евгения Онегина», конечно же, нельзя. Но стоит только в поэме поменять один-единственный знак, даже просто добавить один пробел, как результирующий хеш преобразится до неузнаваемости. Объем тоже никак не влияет на длину хеш-кода. Так, можно подать на вход функции один символ «а», и на выходе получится точно такой же набор псевдослучайных символов ровно такой же длины.

Теперь подробнее о том, зачем это нужно, и какие по ходу дела возникают сложности. Все интересующиеся темой знают, что майнинг криптовалют на протоколе SHA-256 может осуществляться посредством мощностей центрального процессора, графической карты или специализированного ASIC-устройства. Собственно, в разрезе Биткойна, первый способ уже совершенно не актуален, а майнинг видеокартами доживает свои последние времена. Слишком значительно возросла сложность вычислений, и полумеры уже не подходят.

В интерфейсе программного обеспечения для майнинга процессы преобразования блоков в хеш-суммы отображаются в виде лаконичной строки вида «Accepted 0aef59a3b». Блок может состоять из тысяч или даже сотен тысяч подобных строк, но только одна может служить той самой «подписью» блока, в поиске которой и заключается суть майнинга.

Поиск правильного хеша осуществляется простым перебором результатов решения огромного числа задач. В алгоритме SHA-256 «правильность» хеша определяется количеством нулей в начале хеш-суммы. Вероятность узнать такой хеш-код путем определенных алгоритмом вычислений ничтожно мала – один шанс на миллионы решений. Точная вероятность определяется текущим уровнем сложности в децентрализованной системе конкретной криптовалюты.

Примечательный факт. С алгоритмом SHA-256 каждый из нас неоднократно имел дело, сам того не подозревая, даже безотносительно майнинга криптовалют. Речь о сертификате безопасности SSL, которым защищены очень многие веб-сайты. При посещении такого сайта вы автоматически взаимодействуете с SHA-256, на котором построена работа SSL.

Особенности протокола SHA-256

Для начала немного истории. Изначально алгоритм шифрования SHA-256, вернее, его прототип, был придуман в стенах «зловещего» АНБ (Агентства национальной безопасности США) в теперь уже далеком 2002 году. Уже через пару месяцев он был видоизменен и официально представлен Национальным метрологическим университетом на федеральном уровне. Через два года вышла его вторая, усовершенствованная версия.

Последующие три года Агентство работало над улучшением алгоритма и в конце концов издало патент на его вторую редакцию. Это было сделано под лицензией Royalty-free, что и дало возможность применять новейшую технологию в «мирных» целях.

В конечном счете SHA-256 лег в основу создания первой в мире криптовалюты – Bitcoin. При этом протокол задействуется дважды для повышения защиты.

При проведении вычислений в рамках майнинга в системе Bitcoin признаком пригодности получаемого хеш-кода является число нулей в начале строки. По состоянию на конец 17-го, начало 18-го годов количество требуемых начальных нулей равно 17 (+/-). Вероятность обнаружения такого кода составляет приблизительно 1 к 1.4*10 20 . Это чудовищно малое число, не поддающееся осмыслению и сравнимое с вероятностью отыскать песчинку определенной формы на всех песчаных пляжах нашей планеты. Вот почему майнинг Биткойна требует таких огромных вычислительных мощностей и столько электроэнергии.

Не существует какого-либо способа оптимизировать поиск «правильного» хеша. В протоколе SHA-256 хеш-функция, принимая блок данных, выдает на выходе совершенно непредсказуемое значение. Поэтому нужна итерация (повторение) за итерацией, пока подходящий код не будет найден, еще раз подчеркнем – абсолютно случайным образом .

Теперь мы вынуждены немного «подгрузить» читателя сложной технической информацией, иначе наш рассказ о SHA-256 будет неполным. Если совсем ничего не понятно – просто переходите к следующему разделу статьи.

Работа протокола подразумевает разбиение информации на фрагменты по 512 бит каждый (или 64 байта, что то же самое, так как 1 байт = 8 бит). Затем происходит криптографическое «перемешивание» по заложенной в алгоритме схеме, и на выходе издается хеш-код размером в 256 бит. Операция хеширования производится в 64 итерации, что относительно немного, особенно на фоне новых появившихся криптографических алгоритмов.

Основные технические параметры SHA-256 следующие:

• Размер блока: 64 байт;
• Максимальная длина сообщения: 33 байт;
• Размер результирующего хеш-кода: 32 байт;
• Количество повторений в одном раунде: 64;
• Максимальная скорость: около 140 MiB/s (мебибайт в секунду).

В своей работе алгоритм использует известную методику Меркла-Дамгарда, которая подразумевает разделение начального показателя на блоки сразу после внесения изменений. Блоки, в свою очередь, делятся на 16 слов каждый.

Массив данных проходит через раунд из 64 повторений. Каждое из них запускает процесс хеширования слов, составляющих блок. Пары слов обрабатываются функцией, после чего полученные результаты складываются, и получается корректный хеш-код. Каждый следующий блок вычисляется на основе значения предыдущего. Это безразрывный процесс – вычислять блоки отдельно друг от друга невозможно.

Эволюция SHA-256

Чтобы осознать криптографическую ценность данного алгоритма, снова обратимся к истории. Всерьез испытывать его на прочность начали практически сразу после создания – в 2003 году. Делом занимались профессионалы, но никаких уязвимостей или ошибок найдено не было.

Прошло целых пять лет, когда в 2008 году индийские эксперты все-таки смогли выявить коллизии для целых 22 итераций. Через несколько месяцев упорной работы было предложено успешное решение проблемы.

В ходе анализа работы функциональной части алгоритма тестировалась его устойчивость к двум видам возможных способов обрушения защиты:

• через прообраз: имеется в виду обратное дешифрование изначального сообщения на основе только хеш-строки;
• через обнаружение коллизий: здесь подразумеваются совпадение исходящих данных при условии различия входящих сообщений. То есть, входящие блоки разные, а исходящий хеш одинаков – такого быть не должно.

После того как первая версия SHA-256 провалила испытания по второму признаку, разработчики решили создавать новый механизм шифрования, основанный на кардинально иных принципах. Что и было сделано – в 2012 году был представлен протокол нового поколения, полностью лишенных вышеописанных недостатков.

Недостатки алгоритма

То, что разработчикам удалось исправить собственные ошибки, отнюдь не значит, что SHA-256 им получилось довести до совершенства. Протокол избавился от явных уязвимостей, но его «родные» недостатки остались.

Применение SHA-256 в качестве основы Биткойна стало возможным не в последнюю очередь благодаря тому, что само законодательство США лояльно относилось к этому протоколу. Его разрешалось применять для защиты данных в некоторых госпрограммах, а также допускалось использование в коммерческой сфере.

Отсюда и проистекает ирония судьбы – протокол создавался для одних целей, а наиболее широкое применение нашел в совершенно других. И для тех, первых целей он был более чем эффективным и целесообразным. А вот, для криптовалют оказался слишком простым. Шутка ли, когда в том же Китае уже существуют даже не фермы, а целые «заводы», забитые асик-майнерами.

Каждая итерация в рамках алгоритма выглядит довольно примитивно – элементарная двоичная операция плюс 32-разрядное сложение. Именно поэтому асики на SHA-256 появились столь молниеносно, умножив на ноль все надежды «домашних» майнеров, располагающих только процессором и парочкой видеокарт.

Времена и условия сильно меняются, и протоколу SHA-256 уверенно наступают на пятки другие, более совершенные решения. Тот же Scrypt в процессе вычислений фиксирует сначала 1024 разных хеш-строк, и только после этого проводит сложение и получает окончательный результат. Это несоизмеримо более сложная схема с высочайшими показателями защиты и безопасности криптовалюты.

Резюме

Алгоритм шифрования SHA-256 считался вполне эффективны и надежным до тех пор, пока не начался бум на криптовалюты. На сегодняшний день становится ясно, что на фоне новых решений он уже выглядит довольно слабо. Настолько, что это дало возможность создать специальные устройства, «заточенные» строго на его обход. Это и есть те самые ASIC-майнеры, которые фактически уничтожили майнинг на центральных процессорах и уже добивают майнинг на видеокартах.

Казалось бы, ничего плохого в этом нет – здоровая конкуренция ведь. Но на самом деле использование асиков довольно ощутимо централизует криптовалюту, тем самым нивелируя саму ее идею. Этот факт не мог не подтолкнуть талантливых энтузиастов к созданию новых, более совершенных алгоритмов хеширования. И они не заставили себя ждать.

Протокол SHA-256 на нынешний момент занимает львиную долю рынка криптовалют, но новые альтернативы его уже сейчас уверенно теснят. Например, вторая по популярности и «дороговизне» крипта – Ethereum использует протокол Ethash, который раньше назывался Dagger. Протокол настолько хорош, что Ethereum по сей день держит максимальную децентрализацию, и ASIC-майнеров для его добычи до сих пор не существует в природе. Возможно, именно Ethash придет на смену явно морально устаревшему SHA-256.

Одним из первых альтернативных алгоритмов стал Scrypt, на котором основана одна из самых популярных альткоинов – Litecoin. Это гораздо более продвинутое решение, которое уже не дает асикам таких бесспорных преимуществ. Тем не менее, сверхприбыли от майнинга заставили специалистов Поднебесной вложить массу усилий в разработку технологических решений под Scrypt, и асики на этом протоколе все-таки появились.

Если рассматривать майнинг с позиции обывателя, не искушенного в технических нюансах, то никакой разницы между алгоритмами Scrypt и SHA-256 он не почувствует. Асики на обоих протоколах выглядят почти одинаково, потребляют приблизительно столько же электроэнергии и совершенно одинаково завывают вентиляторами. Другое дело – курсы криптовалют, которые эти самые асики добывают, но это уже совсем другая история.

Следующий материал в рамках данной темы мы посвятим упомянутому альтернативному протоколу шифрования Scrypt.

Очень часто, можно даже предположить, что в большинстве случаев, люди, занимающиеся майнингом, совершенно не интересуются, что же именно считает и обрабатывает их майнинг-оборудование. И действительно, зачем это всё? Казалось бы, собрал ферму, запустил программу-майнер и ждёшь, пока на твой кошелёк бурным потоком потекут новые монетки.

Однако не всё так просто в мире криптовалют. Дело в том, что не все системы похожи между собой как братья-близнецы, алгоритмы криптовалют могут очень сильно отличаться от валюты к валюте и иметь совершенно разный подход к майнингу. А учитывая большую изменчивость на рынке криптовалюты и как часто меняется расстановка сил в майнинге, абсолютно не лишним было бы понимать, какой алгоритм используется сейчас и на какую валюту перейти, чтобы не наступить на те же грабли.

В этой статье мы приведём список алгоритмов криптовалют, поговорим немного о самых распространённых и популярных из них, а также предоставим вашему вниманию сводную итоговую таблицу. Так что усаживайтесь поудобней, попробуем простыми, понятными словами и без лишних терминов объяснить вам, чем именно занимается майнинг-ферма, и на какие вычисления уходит такое количество дорогой электроэнергии.

Криптовалютный алгоритм – обобщённое понятие

Каждая криптовалюта использует в своей структуре определённый механизм шифрования – алгоритм. Именно расшифровкой алгоритма обеспечивается в целом функционирование системы блокчейна. Предоставляя свои вычислительные мощности, майнеры находят новые блоки блокчейна, тем самым помогая обрабатывать транзакции, и получают за это вознаграждение в виде монет.

Алгоритмы майнинга бывают разные, сейчас их насчитывается уже более двадцати девяти видов. Рассказывать подробно обо всех существующих алгоритмах криптовалюты мы не видим никакого смысла, ведь некоторые из них применяются только или на совсем молодых, или уж на совсем малопопулярных криптосистемах. Это только перегрузит статью и усложнит восприятие информации. Вместо этого мы сосредоточим внимание на наиболее популярных и наилучших алгоритмах для майнинга.

Какой выбрать алгоритм майнинга – это не совсем лёгкий вопрос, и он может потребовать анализа множества факторов. Поэтому давайте прежде всего сформируем список самых популярных алгоритмов, что сейчас применяются в наиболее известных криптовалютах.

Подробную информацию о каждом из этих алгоритмов вы сможете прочесть на специализированных форумах криптовалюты, к которым они относятся. В данной же статье мы подробно затронем четыре наиболее интересные, на наш взгляд, алгоритма.

SHA 256 — алгоритм работы классического Биткоина

Как мы уже говорили, данный алгоритм уже довольно старый. По сути, он стал использоваться задолго до того, как на его основе была построена криптовалюта Биткоин. Он присутствует в сертификатах SSl, которые используются для защиты вебсайтов, а также реализован в протоколах PGP и SSH. Только с 2009 года он был задействован в криптовалюте и с тех пор выступает неизменным атрибутом не только Биткоин, но и других валют, построенных по его прообразу.

SHA 256 является криптографической хеш-функцией и была разработана агентством национальной безопасности США. Как и любая другая хеш-функция, SHA 256 превращает произвольный набор данных в значение с фиксированной длиной, или, другими словами, в дайджест или отпечаток. Это значение будет выступать некой подписью для набора исходных данных, однако извлечь последние уже будет невозможно.

Как вы знаете, добывать биткоины на алгоритме SHA 256 можно при помощи процессоров, видеокарт, а также специального оборудования. При этом через интерфейс программы-майнера можно следить за этим процессом. Например, в мелькающем коде вы сможете увидеть такие строки – «Accepted 0aef41a3b», значение после «Accepted» и есть хеш. Данное значение представляет собой подпись для огромного набора информации, который может состоять из тысяч отдельных строк. Обычно так подписываются блоки транзакций с добавленными к ним случайными числами.

Именно поэтому при работе POW возможности майнера напрямую зависят от вычислительной мощности его оборудования. Ведь для открытия блока нужно найти не какой угодно хеш, а именно тот, в начале которого будет присутствовать нужное количество нулей. Вариативность такой задачи очень высока и может составлять от нескольких тысяч к одному до нескольких сотен тысяч к одному. Какой именно будет сложность вычислений – зависит от пула и от того, сколько блоков из тех, что были изначально заложены, уже открыты. Чем больше блоков, тем больше вариативность и сложнее задача.

Scrypt

Вторым по популярности при можно считать алгоритм скрипт. Появление этого алгоритма на свет связано с тем, что уже незадолго после повышения популярности Биткоина стало предсказуемо скорое пришествие аппаратных решений, которые воспользуются простотой SHA 256 и возьмут добычу монет в свои руки. Так и случилось, сначала майнинг виртуального золота перешёл с процессоров на видеокарты, а затем появились специально заточенные ASIC-системы, которые уже были вне зоны конкуренции. Но подобный подход сильно грозит порушить основной , а именно: децентрализованную структуру. Подобный расклад не мог никого устроить, поэтому в скором времени и появился алгоритм скрипт.

Отличие метода майнинга алгоритмов SHA 256 и Scrypt заключается в том, что для функционирования скрипт необходимо большое количество памяти. Будь-то оперативная память при майнинге процессором или видеопамять при майнинге видеокартой, но факт в том, что если памяти было недостаточно, то процесс нахождения нужного хеша занимал очень много времени. Это, несомненно, сильно отстрочило появление систем ASIC под алгоритм скрипт.

Зависимость от количества памяти объясняется тем, что процесс вычислений и хеширования значительно усложнён по сравнению с предыдущим алгоритмом. Память применяется для хранения псевдослучайных последовательностей, что генерируются в начале исполнения алгоритма. Без сохранения этих данных процесс получения правильного хеша удлиняется в разы. Поэтому ASIC-микросхемы, используемые для майнинга Биткоина, тут неприменимы и нужно новое решение, тем не менее универсальные вычислительные устройства, такие как видеокарты, прекрасно справляются как с одним, так и со вторым алгоритмом.

Через некоторое время свет увидел и усовершенствованный алгоритм scrypt n. Основным его отличием от предыдущей версии стало наличие новой переменной, собственно «N», которая значительно усложняла внедрение специализированных систем. При расчёте каждого нового блока сложность вычислений и необходимое количество памяти повышается, что, несомненно, приводит к необходимости наращивать запоминающее устройство своей системы. Если большой объём видеопамяти не проблема для видеокарты, то про айсик-микросхемы такого сказать нельзя. Введение scrypt n стало серьёзным ударом по ASIC-майнерам и существенно повысило защиту от монополизации тех криптовалют, на которых использовался данный алгоритм.

DaggerHashimoto – используется в криптовалюте Ethereum

DaggerHashimoto во многом напоминает скрипт, но механизм шифрования которого работает на связных, направленных ацикличных графах. Алгоритм создаёт граф последовательных узлов, каждый из которых зависит от трёх до пятнадцати случайных узлов перед ним. Когда майнер найдёт узел, номер которого лежит между 2 22 и 2 23 , а хэш будет меньше, то алгоритм считается выполненным.

Таким образом, DaggerHashimoto ещё более зависит от запоминающего устройства системы и ещё более защищён от узкоспециализированных вычислительных микросхем. Количество используемых переменных очень высоко, поэтому подобрать часть кода случайно, как это бывало на алгоритме скрипт, уже практически нельзя. Однако Даггер неидеальный и уязвим для так называемых ленивых вычислений, когда отдельные части дерева графа могут обсчитываться только при необходимости.

Сейчас DaggerHashimoto переживает ребрендинг и официально был переименован в Ethash. Помимо высоких требований к памяти, к особенностям алгоритма можно отнести также сильную любовь к видеокартам в майнинге. Если говорить точнее, то именно к видеокартам компании AMD.

Scrypt-Jane

Описание алгоритмов криптовалют мы хотим закончить на довольно интересном алгоритме под названием Scrypt-Jane. Особенностью данного алгоритма является наличие сразу трёх механизмов шифрования, названных в честь латиноамериканских танцев – Salsa20, ChaCha20 и Salsa6420/8.

Главной задачей функции Salsa20 является приём 192-байтной строки и преобразование её в 64-байтную строку. Другими словами, функция сжимает строку до состояния 64-байтной, хотя она, по сути, таковой не является, то есть, она может быть длиннее данного размера, но с 192-байтной строкой уже не сравняется. Происходит это не в последнюю очередь благодаря внутреннему алгоритму сжатия под красивым названием Rumba20.

Вторая функция ChaCha20 во многом схожа с предыдущей и также представляет собой потоковый шифр. Но также она предлагает дополнительные возможности, как, например, дополнительная устойчивость к криптоанализу или улучшенное перемешивание информации на каждый раунд. То есть, при майнинге с данной функцией при использовании алгоритма Scrypt-Jane вы можете заметить, что каждый раунд имеет разную длину. И хотя на данный процесс влияют множество факторов, основная заслуга в этом лежит на плечах ChaCha20.

Последняя функция Salsa6420/8 является, по сути, улучшенной версией функции Salsa20 и позволяет работать с гораздо более высокобайтными блоками информации.

Кроме основных трёх функций, Scrypt-Jane также позволяет работать с уже известными нам алгоритмами, такими как: SHA-256 и его улучшенной версией SHA-512, а также функциями BLAKE256/512, Skein512 и Keccak256/512.

По функционированию Scrypt-Jane очень напоминает Scrypt-n и имеет аналогичные с ним особенности в плане усложнения нахождения блоков и увеличении потребляемой памяти, но является ещё более сложной системой. Основной задачей внедрения данного алгоритма было вернуть часть майнинга на центральные процессоры. И следует сказать, что частично данную задачу выполнить все же удалось. Майнинг Scrypt-Jane на видеокартах не приносит столь же большой выгоды, как на других алгоритмах, а процессоры более не выглядят абсолютно бесполезными.

Таблица криптовалют с алгоритмами

Ну и давайте, наконец, запишем все популярные криптовалюты по алгоритмам в одну таблицу. Данная таблица должна помочь нам проще ориентироваться, с какими криптовалютами и с алгоритмами нам лучше иметь дело при майнинге в тех или иных ситуациях.

Название	Год	Сокращение	Алгоритм	Краткое описание
Bitcoin	2009	BTC	SHA-256	Настоящий флагман цифровых криптовалют. В настоящий момент признан большим количеством стран по всему миру.
Ethereum	2015	ETH	Dagger-Hashimoto	Основная идея для внедрения данной валюты - это создание вычислительных мощностей для предоставления возможности реализации цифровых проектов.
Steemit	2016	STEEM	SHA-256	Созданная для распространения и внедрения мультимедийного контента на различных веб-хостингах.
Ripple	2013	XRP	ECDSA	Валюта, предназначенная для банков, чтобы быстрее и лучше совершать транзакции.
DigiByte	2014	DGB	SHA256	Разработана для усовершенствования тех систем, где у Bitcoin & Litecoin наблюдались проблемы.
Monero	2014	XMR	CryptoNight	Основной задачей данной валюты является обеспечение анонимных денежных переводов.
Siacoin	2015	SC	blake2b	Разработана для анонимного хранения данных.
Litecoin	2011	LTC	Scrypt	Один из главных конкурентов Биткоин, но с преимуществом в более быстрых транзакциях.
EthereumClassic	2015	ETC	Dagger-Hashimoto	Представляет собой тот же Эфириум, но от других людей. Сейчас стоит дешевле основной версии.
Dogecoin	2013	DOGE	Scrypt	Частично скопированный со всем известного Litecoin, но с добавлением некоторых изменений.
NEM	2015	XEM	blockchain	Новая криптосистема, которая предлагает цифровую нотариальную подпись. Кроме того, обладает высочайшей скоростью проведения транзакций и обеспечивает надёжное хранение средств.
Syscoin	2014	SYS	Scrypt	Ориентирован на децентрализованную торговлю.
Augur	2015	REP	Smart contract	Использует вычислительные мощности клиентов для прогнозирования финансовых рынков.
Dash	2014	DASH	X11	Предлагает высокую анонимность транзакций. При использовании Dash конечного потребителя практически невозможно отследить.
ByteCoin	2012	BCN	CryptoNight	Основная задача защитить деньги пользователя. Для этого система использует самые совершенные криптографические алгоритмы.
BelaCoin	2014	BELA	Scrypt	Сервис, позволяющий получить оплату за публикацию фотографий.
lbryCoin	2016	LBC	LBRY	С помощью lbry пользователи могут делиться своим контентом.
Radium	2015	RADS	Smartchain	Задействует вычислительные мощности для предоставления возможности создания децентрализованных сервисов.
Decred	2015	DCR	Blake256	Представляет из себя гибрид систем POW и POS. Благодаря этому соблюдает тонкий баланс между майнерами и держателями монет.
Einsteinium	2014	EMC2	Scrypt	Некий kickstarter для научных проектов.
Gridcoin	2013	GRC	BOINC	Данная система использует вычислительные мощности для оказания помощи различным секторам науки, таким как медицина, астрофизика и многим другим.
VertCoin	2014	VTC	Lyra2RE	Криптовалюта, призванная полностью обезопасить себя от ASIC-майнеров, тем самым сохранив высочайшую степень децентрализации.
Dashcoin	2014	DSH	CryptoNight	Анонимная криптовалюта нового поколения.
Potcoin	2014	POT	Scrypt	Система, призванная работать в легальной индустрии марихуаны.
Peercoin	2012	PPC	SHA-256	Предоставляет возможность добычи новых монет не только с помощью майнинг ферм, но и с помощью монет, которые уже находятся в кошельке.
Namecoin	2011	NMC	SHA-256	Главным применением Namecoin является цензуро-устойчивый домен.
Nautiluscoin	2014	NAUT	NXT	Цель – доказать, что криптовалюты могут являться хорошим вложением инвестиций.
Expanse	2015	EXP	Dagger-Hashimoto	Идея данной валюты в том, чтобы использовать новейшую технологию blockchain для создания всего, что только может представить сообщество в плане децентрализованных систем.
PinkCoin	2014	PINK	X11	Криптовалюта, созданная на базе платформы Эфириум, имеет фиксированный актив цветных бриллиантов.
FoldingCoin	2014	FLDC	Stanford Folding	Использует вычислительные мощности для моделирования процесса сворачивания белков в теле человека. Результаты, полученные в этом исследовании, будут использованы при изготовлении и получении новых медицинских препаратов.
Navcoin	2014	NAV	X13	Предлагает очень высокую анонимность клиента при покупках в сети интернет.
ViaCoin	2014	VIA	Scrypt	Предоставляет пользователям возможность создавать новые децентрализованные торговые площадки.
DNotes	2014	NOTE	Scrypt	DNotes – peer-to-peer децентрализованная криптовалюта. Данная система предоставляет возможность мгновенного перевода денег другому человеку в любой части мира, при этом транзакция будет надёжно защищена.
Vcash	2014	XVC	Blake256	Vcash очень перспективная криптовалюта, которая обладает высокой степенью децентрализации.

На этом мы, пожалуй, завершим наш сегодняшний обзор алгоритмов криптовалют. Надеемся, что данная статья помогла вам разобраться с расшифровкой алгоритмов для майнинга и позволила лучше понять, на какую криптовалюту выгоднее будет перейти в случае непредвиденных ситуаций, если на руках имеется лишь определённый набор оборудования. Всем удачи и пусть у вас получается только «красивый» хеш.

Сегодня существует несколько тысяч криптовалют. Неудивительно, что они используют разные алгоритмы майнинга. В Bitcoin используется SHA-256, в некоторых других монетах - X11, Keccak или Scrypt-N. Каждый алгоритм имеет свои преимущества и особенности, направленные на поддержание конкуренции среди майнеров. Рассмотрим некоторые из применяемых сегодня алгоритмов и сравним их друг с другом.

Лишь немногие альтернативные криптовалюты используют алгоритм майнинга Scrypt. Изначально, Scrypt, который требует больших объемов памяти, был разработан для того, чтобы остановить широкомасштабное наступление специализированного оборудования для добычи. Несмотря на то, что такие криптовалюты, как Tenebrix и , используют упрощенную версию Scrypt, процесс майнинга все равно предъявляет очень высокие требования к памяти.

Scrypt делает невозможным применение специально разработанного для майнинга биткоинов оборудования (ASIC). Тем не менее, производители очень быстро начали выпускать , ориентированные именно на Scrypt. Кроме того, мощные графические процессоры AMD вполне успешно справляются с добычей по этому алгоритму, потребляя при этом большое количество электроэнергии. За последние годы появилось несколько сотен альтернативных монет, основанных на алгоритме Scrypt, включая Litecoin и Dogecoin.

Стоит заметить, что существуют и другие разновидности этого алгоритма - Scrypt-N, Scrypt-Jane и др. Каждый из них имеет свою изюминку. Например, в Scrypt-N требования к памяти меняются через заранее заданные промежутки времени. Таким образом, даже если появится оборудование ASIC, разработанное специально для этого алгоритма, оно устареет уже через несколько лет, так как схема хэширования периодически меняется. Кроме того, существует алгоритм Scrypt-OG, который требует в 8 раз меньше памяти, чем исходный Scrypt. “OG” в данном случае означает “Optimized for GPU” - оптимизирован под графические процессоры.

В 2014 году большой резонанс в криптовалютном сообществе вызвало появление нового алгоритма майнинга, который получил название X11. Он основан на использовании 11 разных раундов хэширования. Благодаря невероятной энергоэффективности при добыче с помощью ЦП и ГП, он был хорошо воспринят сообществом. Данный алгоритм позволяет существенно снизить нагрев оборудования, поскольку предъявляет более низкие требования к вычислительным ресурсам. Повышенная экономичность также приводит к снижению операционных расходов, так как потребляется меньше электричества. Кроме того, X11 сделал невозможным использование существовавших в 2014 году устройств ASICS. Благодаря этому, снова можно было производить с помощью более-менее пристойного компьютера.

К сожалению, алгоритм X11 не смог долго выстоять в борьбе с ASIC. В частности, он был принят на вооружение некогда популярным криптовалютным проектом , известным также под названиями XCoin и Darkcoin, Но довольно быстро для него были созданы специальные устройства ASIC. К ним относятся PinIdea и Baikal, которые быстро стали популярны. Однако несмотря на повсеместное использование специальных микросхем для решения X11, этот алгоритм продолжает оставаться надежным средством, к которому прибегают разработчики криптовалют, когда хотят предотвратить bruteforce-атаки.

Стоит упомянуть разновидности данного алгоритма - X13, X14, X15 и X17. Как можно догадаться, X13 содержит 13 раундов хэширования, X15 - 15 раундов и т. д. Версия X17 появилась еще в 2014 году. Такая тенденция к усложнению обусловлена тем фактом, что новые криптовалютные проекты любят хвастаться, что используют новый алгоритм. Тем самым они стараются привлечь больше внимания к своей монете.

Алгоритм SHA-256 используется для добычи биткоинов. Он генерирует новые адреса сети и поддерживает ее с помощью доказательства выполнения работы. Стоит отметить, что SHA-256 представляет собой часть криптографической хэш-функции SHA-2, которая была изначально разработана Агентством национальной безопасности США. На раннем этапе добычи биткоинов, мощного ЦП было вполне достаточно, но осле изменения ПО для майнинга таким образом, чтобы обеспечивалась поддержка видеокарт, графические процессоры стали более предпочтительным вариантом. В конечном итоге, доминирующие позиции заняли ППВМ (перепрограммируемые вентильные матрицы) и ASIC.

С появлением этих специализированных интегральных схем, процесс майнинга Bitcoin стал очень дорогим. Такие устройства потребляют много электричества, даже несмотря на то, что они сейчас гораздо более экономичны, чем раньше.

Относительно недавно появилась новая версия алгоритма SHA-256 - SHA-256D, которая представляет собой удвоенный исходный алгоритм хэширования.

Будьте в курсе всех важных событий United Traders - подписывайтесь на наш

Техническая основа криптовалюты на данный момент вызывает интерес у многих, кто интересуется таковыми. Не все знакомы с таким понятием, как «криптография». Понять суть в том, что происходит в так называемом Bitcoin-протоколе очень сложно. Но мы все-таки попытаемся сделать это. Для начала рассмотрим алгоритм SHA-256 для майнинга.

SHA-256 — классический алгоритм
Отметим: каждый пользователь, который работает с интернетом, даже понятия не имеет, что работает с этим алгоритмом ежедневно, ежесекундно. Каждый интернет-ресурс защищается сертификатом SSL, и посещение такового возможно только при работе с алгоритмом SHA-256.

Классический алгоритм SHA-256 выстраивает весь Биткоин-майнинг. Отсюда происходит и майнинг других криптографических валют (альткоинов).

ОПРЕДЕЛЕНИЕ: SHA-256 — криптографическая хэш-функция. Разработана «Агентством национальной безопасности США».

Основная задача: хэширование данных (произвольный набор) в определенное значение длины («отпечатка» или другое значение — «дайджест»).

Используя майнинг SHA-256 криптовалюты, задача решается при помощи специализированного процессора либо CPU/GPU. При помощи интерфейса программы пользователи следят за преобразовательными процессами. Фактически алгоритм подбирает правильное значение хэша.

Сложность майнинга как раз заключается в том, что подобрать правильный хэш (решить определенную задачу) возможно только при помощи перебора множества задача. Придется найти не просто какой-нибудь хэш, а число, в самом начале которого находится определенное количество нулей. Шансов того, что значение будет правильным, очень и очень мало. То есть, ключевой параметр — сложность, которая задается майнинг-пулом.

Сложность алгоритма SHA-256
Не следует быть специалистом для того, чтобы понимать всю сложность хэширования при работе протокола SHA-256. Соответственно, майнерам приходится для добычи криптовалюты задействовать просто невероятно мощное оборудование (которое будет способно решать вышеуказанные задачи).

Чем больше задействовано вычислительных мощностей, тем больше вероятность/скорость добычи цифровых монет в любом сервисе облачного майнинга.

Отдельно стоит отметить, что майнинг — функция, которой занимаются очень многие специалисты. И, естественно, программное обеспечение у них может быть куда более производительным. Расстраиваться не следует, так как процесс хэширования иногда больше похож на лотерею. Когда повезет? Неизвестно.

Алгоритм SHA-256 в майнинге реализуется на каждом ASIC-майнере. А вот ASIC-оборудование для остальных алгоритмов, которые на данном сайте мы также отметим, только разрабатывается.

Алгоритм SHA-256 присутствует в процессе добычи не только биткоинов, но и другой криптовалюты.

Очень активно сегодня набирают популярность криптовалюты, реализованные на основе алгоритма SHA-256: Tekcoin, Ocoin, Zetacoin.

Работа алгоритма SHA-256 является сложной для понимания, поэтому идеальный вариант — сконцентрироваться на способах/эффективных стратегиях добычи криптовалюты, чем пытаться анализировать алгоритм и понимать, как он работает.

В последнее время многих интересуют технические основы криптовалют. При этом считанные единицы разбираются в криптографии. Чтобы постигнуть эту науку, необходимо досконально изучить биткоин-протокол, который буквально кишит криптографическими терминами, загадочными и неудобными акронимами, вроде «SHA-256», «Scrypt», «base58check» и пр. В данной статье рассказывается об алгоритмах майнинга криптовалют наиболее доступным языком.

Как происходит майнинг криптовалют?

Традиционно криптовалюту получаают посредством майнинга. В данном случае речь идет о математическом процессе, в ходе которого с помощью компьютерной техники вычисляются и упорядочиваются огромные объемы данных. Для этих целей используют разнообразные алгоритмы хеширования (вычисления блоков).

Говоря простыми словами – алгоритм майнинга криптовалют, это схема вычисления, используя которую можно получить крипто-монету.

Осуществлять майнинг необходимо при помощи больших мощностей. Здесь действует следующее правило. Чем выше будет скорость вычисления информации, тем больше криптомонет вы заработаете. Именно поэтому майнить в гордом одиночестве – нецелесообразно. Зачастую домашние ПК не могут похвастаться большой мощностью. Чтобы майнить предельно эффективно, необходимо стать членом одного из специальных интернет-сообществ, которые еще называются пулами. Тогда вам удастся подключить свой ПК к другим компьютером и стать одним из участников мощной системы. Вот только вся прибыль между членами пула делится не поровну. Каждый зарабатывает пропорционально вложенным ресурсам.

Неудивительно, что ажиотаж вокруг майнинга, который начался в последнее время, спровоцировал рост цен на видеокарты. Последние подорожали двукратно. К примеру, если хорошее устройство стоило весной текущего года примерно 18 тыс. руб., то теперь его стоимость увеличилась до 30 тыс. руб. и более.

При этом количество майнеров заметно возросло. Во многом данному обстоятельству поспособствовал резкий скачок курсов криптовалют, который произошел в последнее время. В частности, сильно подорожала такая виртуальная валюта, как Ethereum. На протяжении последних шести месяцев ее стоимость выросла в 6 раз. Продемонстрировала уверенный рост и ZСash, другие криптовалюты.

Длительный период времени майнинг криптовалют выполняли процессоры. Потом их мощности стало недостаточно. Обусловлено это тем, что у майнинга особый алгоритм. После каждой итерации его структура становится более сложной.

Пулы способны вычислять и упорядочивать информацию в многочисленные строчки, количество которых исчисляется сотнями тысяч. Они представляют собой транзакционный блок. При этом в сети они имеют вид одной длинной строчки. Данная строчка называется хэшем. Примечательно, что основной задачей пула является вычисление нового блока. Однако, ему необходимо отыскать тот хэш, который соответствует именно данному блоку. Это как подобрать ключ к замочной скважине. Представляется, насколько сложный это процесс?

Безусловно, те виртуальные монеты, которые появились недавно, не предусматривают столько много хэшей. Следовательно, зарабатывать их намного легче. Что же касается старых монет, как биткоин, то майнить его процесс очень долгий и сложный.

Рассмотрим подробнее некоторые самые распространённые алгоритмы майнинга криптовалют.

Кратко и доступно об основных алгоритмах майнинга

Алгоритм Scrypt

Данный алгоритм майнинга криптовалют используют для хэширования лайткоина, догикоина и других криптовалют. Благодаря ему удалось уровнять в возможностях тех, кто использует для добычи виртуальных монет обычное железо, и манейров, которые применяют специальные ящики для майнинга. Дело в том, что данный скрипт пользуется не мощностью «железок», а производительностью HDD, а также видеокарт.

Впрочем, сейчас майнинг «Scrypt» не так актуален. Тем не менее, получать профит на майнинге валют таким способом можно.

Традиционный алгоритм «SHA-256»

SHA-256 – является самым именитым, поскольку это алгоритм майнинга bitcoin. Данный алгоритм хэширования применил С. Накамото, чтобы отыскать «красивый хэш», необходимый для завершения очередного блока вычислений. Принцип работы, следующий. На вход поступают данные, из которых извлекается «красивый хэш». Для этого используются различные комбинации строк, которые состоят из цифр, а также букв. В результате, генерируется выигрышная комбинация, и информационный блок закрывается.
Тот майнер, которому удалось отыскать подобный хэш, может рассчитывать на вознаграждение в виде виртуальных монет. Решить эту задачу без хэш-функции невозможно. При это, если входная информация будет подкорректирована хотя бы на один бит, то это спровоцирует серьезное изменение хэш-суммы.

Самые старые электронные валюты, в том числе, и биткоин, были созданы в соответствии с алгоритмом «SHA256». К ним можно отнести и Неймкоин, и STEEM, и др.
Первым майнерам было проще всего. Они легко майнили биткоины, используя лишь обычные процессоры. Но постепенно добывать виртуальные монеты стало сложнее. Тогда майнеры были вынуждены перейти на более мощные аппаратные устройства. Первоначально распространение получили графические редакторы (то есть, видеокарты), затем настал черед программируемой аппаратной техники, которая называется FPGA.

Но больше всего разочаровали разработчиков первых криптовалют «асики». Это устройства, которые были разработаны специально для работы с алгоритмом «SHA256». Их узкая направленность и высокая производительность позволили майнерам зарабатывать виртуальные монеты в разы быстрее. Ведь «асики» отличались высокой скоростью вычислений и оперативно находили «красивый хэш». По этой причине программисты разработали другие алгоритмы майнинга криптовалют.

Алгоритм «X»

Это передовая технология программирования коинов. На данный момент существуют такие алгоритмы, как «Х11», «Х13», а также «Х15». По большому счету они являются усовершенствованными версиями PoW. Что же касается числа, которое расположено после «Х», то оно означает количество функций, используемых для вычислений в блоке.
Подобные алгоритмы применяют всевозможные математические формулы вычислений. С их помощью можно осуществлять эффективный майнинг коинов посредствам видеокарт. При этом определенный процент профита из пулов получают не только сами майнеры, но и владельцы основных сетевых узлов.

С применением «Х11» был разработан такой форк, как Dash. Его капитализаций превышает 75 млн. долл. США.

Другие алгоритмы

Среди существующих алгоритмов шифрования стоит выделить «DaggerHashimoto». Он используется для майнинга криптовалюты Ethereum. Чтобы он эффективно функционировал, необходимо обладать видеокартой, которая имеет большой объем ОЗУ.
Если же говорить о «X11», то он используется в монетку Dash. Его поддерживают все современные видеокарты. Но уже совсем скоро следует ожидать появления первых партий ASIC-майнеров для Dash.

Что же касается алгоритма «Decred», то он является модифицированной версией «Blake256». Разработан для криптомонеты Decred. Поддерживает майнинг посредствам видеокарт. Зачастую для заработка Decred используется не только одноименный алгоритм, но и «DaggerHashimoto». Их необходимо запустить на программе «Claymore’s Dual Miner».

Есть и «CryptoNight». На его основе функционирует Monero. Его отличительная особенность – неплохое вычисление на процессорах. К примеру, на Intel Xeon E3 он приносит примерно 0,25 долл. США ежедневно. Конечно, это небольшая сумма. Но все же.

Наверняка, многие из Вас уже слышали о такой криптовалюте, как Zcash. Для ее майнинга используется алгоритм Equihash. А вот для получения Sibcoin, «сибирского червонца», применяется «X11Gost».

Итоги

Первые 3 вышеописанных алгоритма используются для майнинга 90% всех криптовалют. При этом каждый день находчивые люди предлагают более новые и хитроумные алгоритмы для заработка виртуальных монет. Так, относительно недавно появилась информация о скором появлении «Dagger». Данный алгоритм тут же окрестили «асикоустойчивым». Планируется, что на его основе будет функционировать криптовалютная платформа новой генерации Ethereum.
Естественно, мы так и не успели перечислить все алгоритмы, предназначенные для майнинга криптовалют. Но при этом уделили внимание самым значимым из них. Теперь вы знаете, что творится внутри вашего майнинг-комбайна и на какие цели тратится электроэнергия.