Algorithme de minage d'Ethereum

Le principe de fonctionnement d'Ethash

L'équipe de développement d'Ethereum a introduit son algorithme sur la base de développements antérieurs. Le travail d'Ethash est complètement différent du mécanisme original, mais les principes de base restent les mêmes. L'algorithme utilise une structure de données qui a été calculée selon une règle arithmétique spécifique et qui est liée à la longueur actuelle de la blockchain (plus il y a de transactions dans le réseau, plus il devient rapide). Ce tableau d'informations est appelé DAG. Il est mis à jour après 30 000 blocs (une fois tous les 5-6 jours). Le principe d'Ethash peut être décrit en quelques étapes :

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1. Un mécanisme similaire à SHA-3 combine un en-tête prétraitéqui est extrait du dernier bloc (en-tête prétraité), et le nombre aléatoire ponctuel actuel (nonce actuel). On obtient ainsi un mélange initial de 128 octets (mélange 0).
2. Le mélange 0 est nécessaire pour calculer une page contenant 128 octets de données provenant du DAG. Tout cela est regroupé dans un bloc appelé Get DAG Page.
3. Grâce à une fonction de mélange spéciale, le Mix 0 est combiné avec la page obtenue à partir du DAG. C'est ainsi que le mélange 1 est formé.
4. Les étapes #2 et #3 sont répétées 64 fois.ce qui se traduit par le mélange 64.
5. Après toutes ces étapes, Mix 64 est traité. Le résultat est un mix plus court (Mix Digest) pesant 32 octets.
6. Le Mix Digest est ensuite comparé au seuil cible (seuil de 32 octets). Si le mélange final est inférieur ou égal à 32 octets, le Nonce actuel sera validé et transmis au réseau Etherium. Si le mélange est plus grand, le Current Nonce sera invalidé et l'algorithme recommencera avec des nombres différents.

Cette opération est réalisée dans la version actuelle de la blockchain Etherium et utilise les fonctions des algorithmes de hachage Keccak-256 et Keccak-512. La norme SHA-3 a été développée sur la base de ces algorithmes.

Matériel d'exploitation minière

Le minage d'Ethereum a été conçu de telle sorte qu'il n'est rentable que lorsqu'il est effectué à l'aide de cartes graphiques et de GPU. Par conséquent, jusqu'en 2018, l'ETH ne pourra pas être miné à l'aide d'ASIC.

En 2023, il sera possible de miner de l'éthérium à l'aide de GPU et d'un circuit intégré spécial. Les ASIC sont plus efficaces que les GPU, mais si l'utilisateur veut miner des koins dans un pool, les cartes vidéo conviennent également.

Pour le minage de GPU dans un pool, les éléments suivants sont nécessaires :

• Un ordinateur ou une plate-forme de minage de koin avec plusieurs GPU.
• OS pour l'exploitation de l'éthérium.
• Pilotes de GPU pour permettre la communication entre le GPU et le système d'exploitation.
• Un portefeuille de crypto-monnaies pour stocker les récompenses.

L'exploitation minière avec des ASIC est plus efficace, mais les circuits intégrés coûtent plus cher. Ce matériel est créé pour produire une pièce de monnaie spécifique. Il est important de comprendre sur quel algorithme l'Ethereum est miné et d'en tenir compte lors du choix de l'équipement minier. Ethereum est en train de passer au mécanisme de consensus PoS. Par conséquent, investir dans des ASIC pour le minage de l'ETH peut s'avérer inefficace. De plus, les circuits intégrés spéciaux consomment beaucoup d'énergie et vous devez tenir compte des factures d'électricité.

Un mineur aura des coûts moins élevés s'il considère d'autres types d'équipement de minage d'Ethereum - CPU et GPU.

Le premier type de matériel utilise une unité centrale de traitement (CPU) pour extraire des blocs. L'UC est une unité centrale de traitement. Elle est conçue pour exécuter une chaîne d'instructions dans le temps le plus court possible. Ce type de minage était très populaire parmi les meilleurs mineurs d'Ethereum, mais récemment, il est de moins en moins utilisé.

Les équipements de frappe de monnaie basés sur une unité centrale sont très populaires parmi les débutants. Les CPU coûtent moins cher et sont plus faciles à utiliser. L'un des inconvénients est que le processus de minage est très lent - il peut s'écouler des mois (voire des années) avant que le retour sur investissement ne soit perceptible.

La deuxième méthode de frappe d'Ethereum utilise une unité de traitement graphique (GPU). Une unité de traitement graphique est une carte graphique qui effectue le rendu (le processus d'imagerie) des graphiques 3D et des effets visuels. Le matériel basé sur le GPU est supérieur au matériel basé sur le CPU dans presque tous les domaines. L'inconvénient de cette méthode est que les dispositifs GPU sont très coûteux. Les équipements miniers à base de GPU peuvent coûter entre $3000 et $5000.

Quel que soit le type, tous les appareils de frappe de pièces numériques se composent d'un bloc d'alimentation, d'une carte mère, de cartes graphiques, d'un dispositif de refroidissement et d'un cadre qui relie le tout.

Cryptomonnaies basées sur l'algorithme Ethereum

La chaîne de blocs la plus connue qui fonctionne sur le mécanisme de minage Ethash est Ethereum. L'algorithme a été développé pour ce projet et a toujours évolué. Le projet Ethereum Classic, qui est une fourche du réseau Ethereum, a également poursuivi ses travaux sur le mécanisme Ethash.

En outre, de nombreux acteurs du marché des cryptomonnaies utilisent Ethereum jetons (par exemple, Maker, DAI ou Theter). stablecoins ). Toutes ces unités numériques utilisent donc l'algorithme ETH. D'autres altcoins qui utilisent Ethash sont MusiCoin ou Callisto, pour ne citer que quelques projets.

Changement de l'algorithme d'extraction de l'ETH de PoW à PoS

Il existe deux mécanismes de consensus et de minage les plus courants pour les crypto-monnaies :

• Preuve de travail (PoW). Ici, les nœuds doivent utiliser toute la puissance de leur matériel informatique. S'ils ne le font pas, ils ont peu de chances d'être récompensés pour un bloc achevé.
• Preuve d'enjeu (PoS). Il s'agit du nom du mécanisme dans lequel les transactions sont vérifiées par validateurs (participants autorisés qui ont un certain nombre de pièces sur leur compte. Pour Ethereum - au moins 32 ETH).

Le PoW est caractéristique des équipements miniers, tels que les unités de traitement graphique (GPU), les unités centrales de traitement (CPU) et les circuits intégrés spécialisés (ASIC). Les appareils sont connectés à la blockchain afin de pouvoir suivre, vérifier et valider les transactions. Il est important de rappeler que le réseau est un système décentralisé et qu'il n'y a donc pas de centre de contrôle unique. Les copies de la blockchain sont hébergées sur plusieurs appareils appartenant aux participants à la blockchain. Cela permet de sécuriser les transactions qui sont vérifiées et approuvées par les utilisateurs eux-mêmes. Une transaction sur le réseau ne peut pas être modifiée ou interrompue. Les traces d'altération et de modification seront affichées dans les blocs de la chaîne. Le travail des plus grandes crypto-monnaies (Bitcoin, Ethereum) est basé sur le mécanisme de consensus Proof-of-Work.

Toutes les actions dans les réseaux PoS sont vérifiées par des validateurs. Il s'agit d'utilisateurs qui possèdent d'importants stocks de pièces d'un réseau particulier. Les autres participants (stakers) reçoivent des commissions sur les transactions en fonction de leur contribution. La PoS ne nécessite pas une grande consommation d'énergie. Les développeurs du réseau Efirium prévoient de mettre en œuvre ce mécanisme de consensus comme base de fonctionnement de la blockchain.

En 2016, Vitalik Buterin, le créateur d'Efirium, a déclaré que la transition vers la PoS pourrait être retardée jusqu'en 2020. En conséquence, le changement du mécanisme de consensus a été reporté plusieurs fois, puis il a été proposé d'utiliser un algorithme hybride de preuve de travail et de preuve d'enjeu. Ethereum a été entouré de réseaux de test, de diverses chaînes secondaires et d'autres mécanismes pour passer à une autre façon de confirmer les transactions.

Les développeurs promettent que le réseau hybride commencera à fonctionner au plus tôt au cours du deuxième semestre 2022. En outre, les créateurs s'attendaient à passer au PoS dans un délai d'un an, mais en fait, ils y travaillent depuis plus de six ans.

Bien que la date du passage définitif d'Ethereum au mécanisme de consensus Proof-of-Stake ne soit pas connue, les utilisateurs peuvent d'ores et déjà réfléchir aux conséquences possibles :

• Utilisateurs gagnéne sera pas en mesure d'exploiter les mines sur les GPULes nouveaux blocs seront minés et vérifiés par des validateurs qui détiennent 32 ETH ou plus sur leurs comptes.
• Il y aura des faiblesses dans le réseau et des possibilités de piratage de la chaîne.
• De nombreux utilisateurs cesseront de travailler avec des pièces de monnaie. Étant donné que la participation à la blockchain implique un investissement important, le nombre de clients sur le réseau diminuera également.
• Il y aura un risque de une fourchette dureCertains nœuds ne seront pas d'accord avec les nouvelles règles. Une situation similaire s'est produite en 2016 lorsque Ethereum Classic a vu le jour.
• Le chiffre d'affaires et les possibilités de revenus supplémentaires diminueront. Cela est dû à la nature déflationniste de l'Etherium, qui brûle déjà activement des pièces.

Bien sûr, la transition peut aussi apporter des résultats positifs :

• La consommation d'électricité diminuera et l'impact sur l'environnement sera réduit.
• La blockchain sera divisée en zones autonomes qui interagissent entre eux tout en gérant chacun leur propre transaction - les "shards". La décentralisation augmentera.
• Pour extraire des pièces, il faudra investir dans le réseau de crypto-monnaies, et non dans le matériel.
• Les problèmes d'évolutivité et de rapidité d'exécution des transactions volontédisparaître (le réseau pourra confirmer jusqu'à 100 000 transactions par seconde).
• Les commissions diminueront.

Résumé

En mars 2022, Ethereum fonctionne toujours sur la base d'un algorithme de preuve de travail, et les mineurs sont payés pour confirmer toutes les actions sur le réseau. L'avantage du minage ETH est la résilience ASIC. Cela signifie que lorsque le réseau change, les cartes vidéo adaptées à l'algorithme de minage (Ethash d'Ethereum) peuvent être utilisées pour des plateformes décentralisées similaires comme Ubiq ou Expanse. Ainsi, les mineurs ne subiront pas de pertes comme ils le feraient s'ils investissaient dans des cartes ASIC.

Il n'y a pas de restrictions pour les cartes graphiques. Elles peuvent fonctionner avec n'importe quel algorithme de crypto-monnaie disponible. L'avantage du minage d'ethereum est que les propriétaires d'unités de traitement graphique (GPU) n'ont même pas besoin d'utiliser le taux de hachage des ASIC, car les cartes vidéo sont déjà programmées avec les bons algorithmes (SHA-256 et Scrypt).

On ne sait pas encore quand le réseau Ethereum passera enfin au mécanisme de consensus Proof-of-Stake, et les mineurs peuvent capitaliser sur les systèmes en place. Il est possible que les développeurs prennent la décision finale d'utiliser un algorithme hybride. Dans ce cas, les bénéfices tirés du minage diminueront, mais ne disparaîtront pas complètement. La diversification aidera les participants au réseau à maintenir le niveau habituel de revenus provenant du minage d'Ethereum.

Questions fréquemment posées