Ethereum-Schürfalgorithmus

Das Funktionsprinzip von Ethash

Das Ethereum-Entwicklungsteam stellte seinen Algorithmus auf der Grundlage früherer Entwicklungen vor. Die Arbeit von Ethash unterscheidet sich völlig vom ursprünglichen Mechanismus, aber die Grundprinzipien bleiben gleich. Der Algorithmus verwendet eine Datenstruktur, die nach einer bestimmten arithmetischen Regel berechnet wurde und mit der aktuellen Länge der Blockchain in Zusammenhang steht (je mehr Transaktionen im Netzwerk stattfinden, desto schneller wird sie). Diese Anordnung von Informationen wird DAG genannt. Sie wird nach 30 Tausend Blöcken (einmal alle 5-6 Tage) aktualisiert. Das Prinzip von Ethash lässt sich in wenigen Schritten beschreiben:

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1. Ein ähnlicher Mechanismus wie SHA-3 kombiniert einen vorverarbeiteten Headerdie dem letzten Block (Preprocessed Header) entnommen wird, und der aktuellen einmaligen Zufallszahl (Current Nonce). Dies ergibt einen anfänglichen Mix von 128 Bytes (Mix 0).
2. Mix 0 wird benötigt, um eine Seite mit 128 Byte Daten aus der DAG zu berechnen. All dies wird in einem Block namens Get DAG Page zusammengefasst.
3. Mit Hilfe einer speziellen Mischfunktion wird Mix 0 mit der aus der DAG gewonnenen Seite kombiniert. So wird Mix 1 gebildet.
4. Die Phasen #2 und #3 werden 64 Mal wiederholt., was zu Mix 64 führt.
5. Nach all diesen Schritten wird Mix 64 verarbeitet. Das Ergebnis ist ein kürzerer Mix (Mix Digest) mit 32 Bytes.
6. Dann wird der Mix Digest mit dem Zielschwellenwert (32-Byte-Schwelle) verglichen. Ist der endgültige Mix kleiner oder gleich 32 Byte, wird die Current Nonce validiert und an das Etherium-Netzwerk übermittelt. Wenn die Mischung größer ist, wird die aktuelle Nonce ungültig und der Algorithmus beginnt mit anderen Zahlen neu.

Dieser Vorgang wird in der aktuellen Version der Etherium-Blockchain durchgeführt und nutzt die Funktionen der Keccak-256- und Keccak-512-Hashing-Algorithmen. Der SHA-3-Standard wurde auf der Grundlage dieser Algorithmen entwickelt.

Ausrüstung für den Bergbau

Das Mining von Ethereum ist so konzipiert, dass es nur dann rentabel ist, wenn es mit Grafikkarten und GPUs durchgeführt wird. Daher kann ETH bis 2018 nicht mit ASICs geschürft werden.

Im Jahr 2023 können Sie Etherium mit Hilfe von Grafikprozessoren und einem speziellen integrierten Schaltkreis abbauen. ASICs sind effizienter als GPUs, aber wenn der Nutzer Koins in einem Pool schürfen will, sind auch Grafikkarten in Ordnung.

Für das GPU-Mining in einem Pool wird Folgendes benötigt:

• Ein Computer oder ein Koin-Mining-Rig mit mehreren GPUs.
• OS für den Etherium-Bergbau.
• GPU-Treiber, die die Kommunikation zwischen der GPU und dem Betriebssystem ermöglichen.
• Eine Kryptowährungs-Brieftasche zum Speichern der Belohnungen.

Das Mining mit ASICs ist effizienter, aber die integrierten Schaltkreise kosten mehr. Diese Hardware wird für die Produktion einer bestimmten Münze entwickelt. Es ist wichtig zu verstehen, nach welchem Algorithmus Etherium geschürft wird, und dies bei der Auswahl der Mining-Ausrüstung zu berücksichtigen. Ethereum ist dabei, auf den PoS-Konsensmechanismus umzustellen. Daher kann es ineffizient sein, in ASICs für das ETH-Mining zu investieren. Außerdem verbrauchen spezielle integrierte Schaltkreise eine Menge Strom, und Sie müssen die Stromrechnungen in Betracht ziehen.

Ein Miner wird weniger Kosten haben, wenn er andere Arten von Ethereum-Mining-Ausrüstung in Betracht zieht - CPU und GPU.

Die erste Art von Hardware verwendet eine Zentraleinheit (CPU) zum Abbau von Blöcken. Die CPU ist eine zentrale Recheneinheit. Sie ist darauf ausgelegt, eine Kette von Anweisungen in der kürzest möglichen Zeit auszuführen. Diese Art des Minings war unter den besten Ethereum-Minern sehr beliebt, wird aber in letzter Zeit immer seltener verwendet.

CPU-basierte Münzgeräte sind bei Anfängern sehr beliebt. CPUs kosten weniger, und sie sind einfacher zu bedienen. Zu den Nachteilen gehört, dass der Mining-Prozess sehr langsam ist - es kann Monate (und sogar Jahre) dauern, bis sich die Investition auszahlt.

Die zweite Methode zum Münzen von Ethereum verwendet eine Grafikverarbeitungseinheit (GPU). Eine Grafikverarbeitungseinheit ist eine Grafikkarte, die das Rendering (den Bildgebungsprozess) von 3D-Grafiken und visuellen Effekten durchführt. GPU-basierte Hardware ist der CPU-basierten Hardware in fast allen Aspekten überlegen. Der Nachteil dieser Methode ist, dass GPU-Geräte sehr teuer sind. GPU-Mining-Geräte können zwischen $3000 und $5000 kosten.

Unabhängig vom Typ bestehen alle digitalen Münzautomaten aus einem Netzteil, einer Hauptplatine, Grafikkarten, einer Kühlvorrichtung und einem Rahmen, der alles miteinander verbindet.

Kryptowährungen, die auf dem Ethereum-Algorithmus basieren

Die bekannteste Blockchain, die mit dem Ethash-Mining-Mechanismus arbeitet, ist Ethereum. Der Algorithmus wurde für dieses Projekt entwickelt und hat sich hier stets weiterentwickelt. Das Ethereum Classic Projekt, das eine Hardfork des Ethereum-Netzwerks, hat seine Arbeit am Ethash-Mechanismus ebenfalls fortgesetzt.

Darüber hinaus verwenden viele Krypto-Marktteilnehmer Ethereum Token (z. B. Maker, DAI oder Theter stablecoins ). Alle diese digitalen Einheiten verwenden also den ETH-Algorithmus. Andere Altcoins, die Ethash verwenden, sind MusiCoin oder Callisto, um nur einige Projekte zu nennen.

Umstellung des ETH-Mining-Algorithmus von PoW auf PoS

Es gibt 2 gängige Konsens- und Mining-Mechanismen für Kryptowährungen:

• Proof-of-Work (PoW). Hier müssen die Knoten die volle Leistung ihrer Computer-Hardware ausschöpfen. Wenn sie das nicht tun, gibt es kaum eine Chance, für einen abgeschlossenen Block belohnt zu werden.
• Proof-of-Stake (PoS). Dies ist der Name des Mechanismus, bei dem die Transaktionen durch Prüfer (autorisierte Teilnehmer, die eine bestimmte Menge an Coins auf ihrem Konto haben. Für Ethereum - mindestens 32 ETH).

PoW ist charakteristisch für Mining-Geräte wie Grafikprozessoren (GPUs), Zentraleinheiten (CPUs) und spezielle integrierte Schaltungen (ASICs). Die Geräte sind mit der Blockchain verbunden, damit sie Transaktionen verfolgen, überprüfen und validieren können. Es ist wichtig zu wissen, dass das Netzwerk ein dezentralisiertes System ist, d. h. es gibt kein einziges Kontrollzentrum. Kopien der Blockchain werden auf mehreren Geräten gehostet, die sich im Besitz von Blockchain-Teilnehmern befinden. Dies ermöglicht sichere Transaktionen, die von den Nutzern selbst überprüft und genehmigt werden. Eine Transaktion im Netzwerk kann nicht verändert oder abgebrochen werden. Spuren von Manipulationen und Änderungen werden in den Blöcken der Kette angezeigt. Die Arbeit der größten Kryptowährungen (Bitcoin, Ethereum) basiert auf dem Proof-of-Work-Konsensmechanismus.

Alle Aktionen in PoS-Netzwerken werden von Validatoren überprüft. Dies sind Nutzer, die große Bestände an Münzen eines bestimmten Netzwerks besitzen. Andere Teilnehmer (Staker) erhalten Provisionen aus Transaktionen im Verhältnis zu ihrem Beitrag. PoS erfordert keinen großen Stromverbrauch. Die Entwickler des Efirium-Netzwerks planen, diesen Konsensmechanismus als Grundlage für den Betrieb der Blockchain zu implementieren.

Im Jahr 2016 sagte Vitalik Buterin, der Schöpfer von Efirium, dass sich der Übergang zu PoS bis 2020 verzögern könnte. Infolgedessen wurde die Änderung des Konsensmechanismus mehrmals verschoben, und dann wurde vorgeschlagen, einen hybriden Algorithmus aus Proof-of-Work und Proof-of-Stake zu verwenden. Ethereum war von Testnetzwerken, verschiedenen Sidechains und anderen Mechanismen umgeben, um auf eine andere Art der Transaktionsbestätigung umzustellen.

Die Entwickler versprechen, dass das hybride Netzwerk frühestens in der zweiten Hälfte des Jahres 2022 in Betrieb gehen wird. Außerdem rechneten die Macher damit, innerhalb eines Jahres auf PoS umzustellen, aber tatsächlich arbeiten sie schon seit mehr als 6 Jahren daran.

Obwohl das Datum des endgültigen Übergangs von Ethereum zum Proof-of-Stake-Konsensmechanismus noch nicht bekannt ist, können die Nutzer bereits über die möglichen Konsequenzen nachdenken:

• Benutzer gewonnennicht auf GPUs schürfen könnenDie neuen Blöcke werden von Validierern, die mindestens 32 ETH auf ihren Konten haben, gemined und verifiziert.
• Es wird Schwachstellen im Netz geben und Möglichkeiten, die Kette zu hacken.
• Viele Nutzer werden nicht mehr mit Münzen arbeiten. Da die Teilnahme an der Blockchain mit einer erheblichen Investition verbunden ist, wird auch die Zahl der Kunden im Netz zurückgehen.
• Es besteht die Gefahr, dass eine Hartgabelda einige Knotenpunkte mit den neuen Regeln nicht einverstanden sein werden. Eine ähnliche Situation gab es im Jahr 2016, als Ethereum Classic ins Leben gerufen wurde.
• Der Umsatz und die Möglichkeiten für zusätzliches Einkommen werden sinken. Dies ist auf die deflationäre Natur von Etherium zurückzuführen, das bereits aktiv Münzen verbrennt.

Natürlich kann der Übergang auch positive Ergebnisse bringen:

• Der Stromverbrauch wird sinken, die Umweltbelastung wird sich verringern.
• Die Blockchain wird in autonome Bereiche unterteilt sein die miteinander interagieren, während jeder seine eigene Transaktion abwickelt - Scherben. Die Dezentralisierung wird zunehmen.
• Um Münzen zu schürfen, müssen Investitionen in das Kryptowährungsnetzwerk getätigt werden, nicht in Hardware.
• Die Probleme der Skalierbarkeit und der Geschwindigkeit der Transaktionsausführung wirdverschwinden (das Netz wird bis zu 100 Tausend Transaktionen pro Sekunde bestätigen können).
• Die Provisionen werden sinken.

Zusammenfassung

Im März 2022 läuft Ethereum immer noch mit einem Proof-of-Work-Algorithmus, und die Miner werden für die Bestätigung aller Aktionen im Netzwerk bezahlt. Der Vorteil des ETH-Minings ist die ASIC-Resilienz. Das heißt, wenn sich das Netzwerk ändert, können Grafikkarten, die auf den Mining-Algorithmus (Ethereums Ethash) abgestimmt sind, für ähnliche dezentrale Plattformen wie Ubiq oder Expanse verwendet werden. Auf diese Weise erleiden die Miner keine Verluste, wie sie es tun würden, wenn sie in ASICs investieren würden.

Für Grafikkarten gibt es keine Einschränkungen. Sie können mit jedem verfügbaren Algorithmus für Kryptowährungen arbeiten. Der Vorteil des Ethereum-Minings ist, dass Besitzer von Grafikprozessoren (GPUs) nicht einmal die Hash-Rate von ASICs verwenden müssen, da die Grafikkarten bereits mit den richtigen Algorithmen (SHA-256 und Scrypt) programmiert sind.

Es ist noch nicht bekannt, wann das Ethereum-Netzwerk endgültig auf den Proof-of-Stake-Konsensmechanismus umstellen wird und Miner die vorhandenen Systeme nutzen können. Es besteht die Möglichkeit, dass die Entwickler eine endgültige Entscheidung treffen, einen hybriden Algorithmus zu verwenden. In diesem Fall wird der Gewinn aus dem Mining zwar sinken, aber nicht ganz verschwinden. Die Diversifizierung wird den Netzwerkteilnehmern helfen, das übliche Einkommensniveau aus dem Ethereum-Mining aufrechtzuerhalten.

Häufig gestellte Fragen