Протоколы майнинга

При рассмотрении теоретических основ осуществлении добычи цифровых монет часто приходится сталкиваться с понятиями протоколов майнинга, алгоритмов шифрования криптовалют. Протоколом цифровой валюты определяется порядок взаимодействия узлов, передачи данных между ними, устанавливаются условия признания проверки (валидации) сгенерированного блока успешной. Чтобы эти правила соблюдались, нужно справиться с алгоритмом консенсуса, что следует предпринять.

Что такое алгоритм шифрования криптовалют?

Характеризуя любую криптовалюту, нельзя не обратить внимания на одну из ее ключевых характеристик – алгоритм шифрования. Для его создания принято пользоваться сложными криптографическими механизмами, что и делает процесс добычи цифровых монеток достаточно непростым. На современном уровне «шахтеры» пользуются сложнейшим оборудованием, которое непрерывно обновляется, для расшифровки алгоритма, поиска хэша.

Результатом добычи становится появление очередного блока данных, пополняющего блокчейн.

Нахождение правильного хэша приводит к генерированию блокчейном нового блока в цепочке, неразрывно связанного с предыдущим и содержащего данные по:

• транзакциям;
• хэшу блока-предшественника;
• величине вознаграждения, которое полагается тому, кто расшифровал и др.

Среди алгоритмов шифрования, находящих применение в мире цифровых монет, некоторые получили исключительную популярность, так как на практике доказали свою выдающуюся надежность. Они могут использоваться не для единственного блокчейна, а для нескольких криптовалют.

Какие есть протоколы майнинга

Популярность цифровых валют растет, добыча наиболее известных ведется на основании самых распространенных протоколов. Даже беглый обзор нескольких десятков успешно применяющихся потребует немало места и времени. При этом непрерывно осуществляется работа над новыми проектами, в которых, весьма вероятно, будут применены пока неизвестные алгоритмы шифрования.

Пока ограничимся шестеркой наиболее популярных.

SHA-256

К созданию алгоритма Secure Hash Algorithm, генерирующего 256-битный хэш, приложили руку специалисты крупнейшего из представителей американского разведывательного сообщества – АНБ. С его помощью Агентством национальной безопасности США в 2001 году была обеспечена безопасность работы веб-сайтов.

С 2009 года судьба этого представителя семейства алгоритмов SHA изменилась совершенно непостижимым образом.  Он был использован для первой ласточки в мире криптовалют – биткойна.

Криптографическая хэш-функция используется для трансформации произвольного информационного массива в определенное значение, отличающееся фиксированной длиной.  По отношению к исходному материалу значение, которое было получено в результате добычи, выступает в качестве подписи. Извлечь начальные данные оказывается невозможно.

Особенности

Насколько быстро будет вестись добыча, зависит, в первую очередь, от такой особенности как вычислительные мощности, которые для этого используются. Неимоверный рост стоимости, продемонстрированный биткойном и его форками, привел к тому, что вести добычу на обычном компьютере стало бессмысленно. Какое-то время прибыльным было применение навороченных видеокарт, но и их потеснили огромные фермы и ультрасовременные ASIC-и.

Не спадающий интерес к SHA-256:

• подтверждается применением в протоколах безопасности, не связанных со сферой цифровых монет. Например, он служит основой для PGP, SSH, SSL, TLS;
• обеспечивается предоставлением надежнейшей защиты от атак, целью которых является найти коллизию или прообраз. Поэтому данный алгоритм и востребован криптовалютами, ибо дает им безопасность;
• доказывается использованием для измерения хэшрейта монет, основанных на нем, такой единицы как GH/s;
• привел к тому, что добычу ведут с применением настолько значительных вычислительных мощностей, что каждые 6-10 минут происходит генерация нового блока.

 Монеты алгоритма SHA-256

Среди монет, в основу которых положен алгоритм SHA-256, безусловным лидером остается Bitcoin (BTC). Его положение становится все более прочным, криптовалюту широко принимают практически по всему миру наряду с фиатными деньгами. Даже столь осторожная и консервативная организация, как Европейский Союз, легализовала биткойн.

К числу других широко известных токенов, использующих SHA-256, принадлежат:

• BCH;
• BTCD;
• BSV;
• DigiByte (DGB). Был разработан, чтобы устранить недостатки, имевшиеся у биткойна и лайткойна;
• Emercoin (EMC);
• Litecoin Cash (LCC);
• Namecoin (NMC). Предназначен для цензуры .bit;
• Peercoin (PPC). Интерес к этому продукту обеспечивается возможностью не только добывать токены, но и генерировать новые на основе тех, что отложены в кошелек;
• Steemit (STEEM). Предназначается для встраивания мультимедийного контента.

Как видим, в перечне преобладают форки биткойна.

Equihash

2016-й стал годом, когда появился Zcash (ZEC) – первенец, в основу которого лег Equihash. Исследовательская группа CryptoLUX, в лице ученых из Университета Люксембурга, А. Бирюкова и Д. Ховратовича, представила продукт, который теперь успешно распространяется.

По популярности Equihash вряд ли сравним с SHA-256: его хэшрейт измеряется мега-, а не гигахэшами, на создание нового блока уходит около двух с половиной минут.

Особенности

Чем отличается Equihash:

• хэш-функцию для него выбрали, обратившись к популярному математическому парадоксу, связанному совпадением дней рождения у людей, входящих в ограниченную по численности группу. Он применяется, чтобы рассчитывать вероятность;
• достигается больший уровень децентрализации сетей ввиду жестких требований, выставляемых не к скорости вычислений, а к оперативной памяти;
• командой, предложившей Zcash, вовсе не предпринимаются усилия, направленные на противодействие процессу централизации добычи монеты. Хотя изначально ставилась цель его не допускать.

Монеты алгоритма Equihash

Среди токенов, находящихся на верхних позициях рейтингов, нашлось немало места для тех, что используют Equihash. Кроме уже названной зекеши выделяются:

• BTG; 
• BTCP;
• KMD;
• ZCL; 
• ZEN.

Алгоритм Ethash (Dagger Hashimoto)

Чтобы добывать главного и принципиальнейшего конкурента биткойна, эфириум, пользуются алгоритмом Ethash (Dagger Hashimoto). Второе название, приведенное в скобках, призвано засвидетельствовать двойственное происхождение. Основой послужили Dagger В. Бутерина и Hashimoto, который составил Таддеус Дрия.

На разработку В. Бутерина внимание обратили сразу - ввиду высокой производительности.

Важно, что высокая производительность алгоритма Dagger сохраняется по мере усложнения сети. Комбинирование с Hashimoto позволило избавиться от врожденных уязвимостей. Так было обеспечено успешное продвижение ETH.

Дальнейшие улучшения вызвали необходимость в ребрендинге, в результате которого появилось нынешнее название.

Особенности

К особенным чертам Ethash стоит отнести:

• высокие и продолжающие расти по мере повышения сложности сети требования к оперативной памяти;
• создание механизмом хэширования графа с последовательными узлами. Это почти напрочь исключает возможность случайно подобрать правильное значение, сильно усложняя расшифровку. Еще больше сложностей добавляет применение специального кода, Nonce, в виде заурядного двоичного числа;
• применение для добычи до лета 2018 года исключительно вычислительных мощностей графических процессоров. Положение удалось изменить ведущему китайскому производителю ASIC-ов - компании Bitmain.

Монеты алгоритма Ethash

Успех эфириума предопределил появление других цифровых монет, добычу которых ведут на основе алгоритма Dagger Hashimoto. Среди наиболее успешных форков и самостоятельных проектов выделяются:

• Ethereum Classic (ETC); 
• Expanse (EXP);
• Musicoin (MUSIC);
• Pirl (PIRL); 
• Ubiq (UBQ);
• QuarkChain (QKC).

Scrypt

Растущая подобно взрыву популярность биткойна неизбежно должна была вызвать появление Скрипта, призванного способствовать расшифровке SHA-256. Так появился лайткоин, составивший определенную конкуренцию родоначальнику цифровых монет.

Уже в 2014 году для его добычи стали пользоваться не только центральными процессорами и видеокартами, но и ASIC-ами.

Особенности

К ключевым чертам Скрипта следует отнести то, что:

• его появление ликвидировало угрозу монополизации добычи биткойна;
• предъявляются повышенные требования к оперативной памяти;
• сравнительно с SHA-256 - менее зависим от вычислительных мощностей, энергопотребления.

Монеты алгоритма Scrypt

В перечне ТОП-монет, основанных на алгоритме Скрипт, находится место не только давно известному Litecoin (LTC). В нем присутствуют:

• Dogecoin (DOGE);
• Monacoin (MONA);
• Redcoin (RED);  
• Syscoin (SYS);
• Viacoin (VIA).

X11

Числовые обозначения в названии призваны указать на особенную надежность алгоритма шифрования, в котором использовано 11 (!) функций. Его создатель, Э. Даффилд, хвалился, что разработка была осуществлена в течение всего лишь одного уик-энда.

Добывать на графических процессорах Dash (DASH), как несколько позже стала называться новая монета, оказалось возможно, тратя на электроэнергию на треть/половину меньше, чем на добычу биткойна с использованием ASIC.

Особенности

К отличительным параметрам Х11 относят:

• экономичность добычи. Она не требует значительных энергоресурсов сравнительно с майнингом биткойна;
• интеграцию хэш-функций;
• возможность ведения добычи посредством CPU;
• сохранение лидирующих позиций в своем сегменте, несмотря на появление новых разработок, использующих идею интегрирования хэш-функций.

Монеты алгоритма X11

Dash (DASH) продолжает держаться в компании ТОП-криптовалют, куда постепенно втягиваются и другие монеты с алгоритмом Х11:

• CannabisCoin (CANN);
• Enigma (ENG); 
• Pura (PURA);
• Synergy (SNRG);
• Tao (XTO).  

CryptoNight

Распространению цифровых валют, фундаментом которых служат технологии кольцевых подписей и одноразовых адресов, начало положило появление алгоритма CryptoNight. Протокол под названием CryptoNote известен с 2012 года. Первой из монет стала Monero (XMR).

Особенности

К существенным чертам CryptoNight принято относить:

• осуществление поиска правильного значения, позволяющего сгенерировать новый блок, путем создания рандомных блоков, сохраняемых в памяти. Это в корне отличается от майнинга биткойна;
• высокий уровень децентрализации, в значительной степени нивелирующий угрозу 51%;
• анонимность транзакций, гарантирующих чистоту происхождения накоплений;
• взаимную заменяемость монет;
• эффективность ведения добычи при одновременном использовании CPU и GPU;
• рентабельность добычи XMR с применением только CPU и убыточность – с использованием ASIC (к другим монетам с данным алгоритмом это не относится).

Монеты алгоритма CryptoNight

Monero открыл дорогу другим монетам, основанным на алгоритме CryptoNight:

• Aeon (AEON);
• Bytecoin (BCN); 
• CryptoNoteCoin;
• DigitalNote (XDN);
• Electroneum (ETN).

Как купить криптовалюту за рубли

Проявив интерес к цифровым монетам, россияне живо интересуются практической стороной: где их продают за рубли по выгодному курсу? Такое вложение средств может оказаться оправданным, в особенности в средне- и долгосрочной перспективе, когда крипта начнет добиваться паритета с фиатными деньгами и существенно расти в цене.