イーサリアム採掘アルゴリズム

イーサッシュの動作原理

イーサリアムの開発チームは、以前の開発に基づいてアルゴリズムを導入した。Ethashの仕組みはオリジナルの仕組みとは全く異なるが、基本的な原理は変わらない。このアルゴリズムでは、ある特定の算術規則に従って計算され、ブロックチェーンの現在の長さに関連するデータ構造を使用します（ネットワークでトランザクションが発生するほど高速になります）。この情報の配列はDAGと呼ばれる。DAGは30,000ブロック後に更新される（5～6日に1回）。Ethashの原理はいくつかのステップで説明できる：

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1. SHA-3に似たメカニズムが、前処理されたヘッダーを組み合わせる。これは最後のブロック(Preprocessed Header)から取り出され、現在のワンタイムランダムナンバー(Current Nonce)を含む。これにより、128バイトの初期ミックス（ミックス0）が生成される。
2. ミックス0は、DAGから128バイトのデータを持つページを計算するのに必要である。 これらはすべて、DAGページ取得と呼ばれるブロックにまとめられる。
3. 特別なミキシング機能を使って、ミックス0はDAGから得られたページと組み合わされる。 こうしてミックス1が出来上がる。
4. ステージ#2と#3を64回繰り返すその結果、ミックス64となった。
5. これらのステップを経て、ミックス64が処理される。 その結果、32バイトの短いミックス（ミックス・ダイジェスト）となる。
6. その後、ミックスダイジェストはターゲットしきい値（32バイトのしきい値）と比較される。 最終的な混合が 32 バイト以下であれば、Current Nonce は検証され、Etherium ネットワークに送信される。ミックスがより大きい場合、Current Nonce は無効化され、アルゴリズムは異なる数字で再スタートする。

この操作はEtheriumブロックチェーンの現在のバージョンで実行され、Keccak-256とKeccak-512ハッシュアルゴリズムの機能を使用しています。SHA-3標準はこれらのアルゴリズムに基づいて開発された。

鉱山機械

イーサリアムのマイニングは、グラフィックカードやGPUを使用して実行された場合にのみ利益を生むように設計されている。そのため、2018年まではASICを使用してETHを採掘することはできません。

2023年には、GPUと専用集積回路を使ってエーテリウムを採掘できる。ASICはGPUよりも効率的だが、ユーザーがプールでコインを採掘するのであれば、ビデオカードでも構わない。

プールでGPUマイニングを行う場合、以下が必要となる：

• 複数のGPUを搭載したコンピューターまたはコインの採掘装置。
• エーテリウム採掘用OS。
• GPUとOS間の通信を可能にするGPUドライバー。
• 報酬を保管する暗号通貨ウォレット。

ASICを使ったマイニングはより効率的ですが、集積回路のコストが高くなります。このハードウェアは特定のコインを生産するために作られます。イーサリアムがどのようなアルゴリズムで採掘されているかを理解し、マイニング機器を選択する際に考慮することが重要です。イーサリアムはPoSコンセンサスメカニズムへの移行過程にあります。そのため、ETHマイニングのためにASICに投資することは非効率になる可能性があります。また、特殊な集積回路は多くの電力を消費するため、電気代を考慮する必要があります。

CPUとGPUという他のタイプのイーサリアムマイニング機器を考慮すれば、マイナーはより少ないコストで済むだろう。

最初のタイプのハードウェアは、中央処理装置（CPU）を使ってブロックを採掘する。CPUは中央処理装置である。可能な限り最短時間で命令の連鎖を実行するように設計されています。このタイプのマイニングは、イーサリアムの優秀なマイナーの間で非常に人気がありましたが、最近ではあまり使われなくなっています。

初心者の間では、CPUを使ったコインの鋳造装置が人気だ。CPUはコストが安く、使いやすいからです。デメリットとしては、採掘プロセスに非常に時間がかかることです。投資に対するリターンが顕著になるまで、数ヶ月（あるいは数年）かかることもあります。

イーサリアムを鋳造する2つ目の方法は、グラフィック・プロセッシング・ユニット（GPU）を使用する。グラフィックス・プロセッシング・ユニットとは、3Dグラフィックスや視覚効果のレンダリング（画像処理）を行うグラフィックスカードのことである。GPUベースのハードウェアは、ほぼすべての面でCPUベースのハードウェアよりも優れています。この方法の欠点は、GPU装置が非常に高価であることです。GPUマイニング機器の価格は$3000から$5000です。

種類に関係なく、すべてのデジタルコイン・ミントン・リグは、電源、マザーボード、グラフィックカード、冷却装置、そしてそれらすべてを結びつけるフレームワークで構成されている。

イーサリアムのアルゴリズムに基づく暗号通貨

Ethashマイニングメカニズムで動作する最も有名なブロックチェーンはイーサリアムです。アルゴリズムはこのプロジェクトのために開発され、ここで常に進化してきた。イーサリアムクラシックプロジェクトは ハードフォーク イーサリアムネットワークのイーサッシュもまた、イーサッシュメカニズムの研究を続けている。

さらに、多くの暗号市場参加者がイーサリアムを利用している。 トークン (例：メーカー、DAI、セッター ステーブルコイン ).したがって、これらのデジタルユニットはすべてETHアルゴリズムを使用しています。Ethashを使用する他のアルトコインには、いくつかのプロジェクトを挙げると、MusiCoinやCallistoがあります。

ETHマイニングアルゴリズムをPoWからPoSに変更

暗号通貨のコンセンサスとマイニングには、2つの一般的なメカニズムがある：

• プルーフ・オブ・ワーク（PoW）。 ここで、ノードはコンピューティング・ハードウェアのパワーをフルに活用しなければならない。そうしなければ、完成したブロックで報酬を得るチャンスはほとんどない。
• プルーフ・オブ・ステーク（PoS）。 によってトランザクションがチェックされるメカニズムの名前である。 バリデータ (アカウントに一定量のコインを持っている公認参加者。イーサリアムの場合、最低32ETH）。

PoWは、グラフィック・プロセッシング・ユニット（GPU）、中央演算処理装置（CPU）、特殊集積回路（ASIC）などのマイニング機器に特徴的である。これらの機器はブロックチェーンに接続され、トランザクションの追跡、検証、妥当性確認ができる。ネットワークは分散型システムであるため、単一のコントロールセンターは存在しないことを覚えておくことが重要だ。ブロックチェーンのコピーは、ブロックチェーン参加者が所有する複数のデバイス上でホストされている。これにより、ユーザー自身によって検証・承認される安全な取引が可能になる。ネットワーク上のトランザクションは改ざんや停止ができない。改ざんや変更の痕跡はチェーンのブロックに表示される。最大の暗号通貨（ビットコイン、イーサリアム）の仕組みは、プルーフ・オブ・ワークのコンセンサス・メカニズムに基づいている。

PoSネットワークにおけるすべての行動は、バリデーターによってチェックされる。バリデーターとは、特定のネットワークのコインを大量に保有するユーザーのことである。他の参加者（ステーカー）は、貢献度に応じて取引から手数料を受け取る。PoSは大規模な電力消費を必要としない。Efiriumネットワークの開発者は、ブロックチェーンの運用の基礎としてこのコンセンサスメカニズムを実装する予定である。

2016年、エフィリウムの生みの親であるヴィタリック・ブテリンは、PoSへの移行は2020年まで遅れる可能性があると発言した。その結果、コンセンサスメカニズムの変更は何度か延期され、その後Proof-of-WorkとProof-of-Stakeのハイブリッドアルゴリズムを使用することが提案された。イーサリアムはテストネットワーク、様々なサイドチェーン、その他のメカニズムに囲まれて、異なるトランザクションの確認方法に切り替えられた。

開発者は、このハイブリッド・ネットワークは早ければ2022年後半には機能し始めると約束している。さらに、開発者たちは1年以内にPoSに切り替わると予想していたが、実際には6年以上前から取り組んでいた。

イーサリアムが最終的にProof-of-Stakeコンセンサスメカニズムに移行する時期は不明であるにもかかわらず、ユーザーはすでに起こりうる結果について考えることができる：

• ユーザー ウォンGPUでは採掘できない新しいブロックは、32ETH以上を保有するバリデータによって採掘され、検証されるからだ。
• ネットワークには弱点があり、チェーンをハッキングする機会もあるだろう。
• 多くのユーザーはコインを使うのをやめるだろう。 ブロックチェーンへの参加には多額の投資が必要なため、ネットワーク上の顧客数も減少する。
• というリスクがある。 ハードフォーク一部のノードは新しいルールに同意しないだろうからだ。 イーサリアムクラシックが誕生した2016年にも似たような状況があった。
• 離職率が下がり、副収入を得る機会も減る。 これはエセリウムのデフレ体質によるもので、すでにコインを積極的に燃やしている。

もちろん、移行がポジティブな結果をもたらすこともある：

• 電力消費量が減り、環境負荷が軽減される。
• ブロックチェーンは自律的な領域に分割される。 それぞれが独自の取引を処理しながら相互に作用し合う - シャード。分散化が進む。
• コインを採掘するためには、ハードウェアではなく暗号通貨ネットワークに投資する必要がある。
• スケーラビリティとトランザクション実行速度の問題 意志消える (ネットワークは毎秒最大10万件のトランザクションを確認できるようになる）。
• 手数料は減少する。

概要

2022年3月、イーサリアムはまだプルーフ・オブ・ワーク・アルゴリズムで動いており、マイナーはネットワーク上のすべてのアクションを確認することで報酬を得る。ETHマイニングの利点はASICレジリエンスです。つまり、ネットワークが変更されても、マイニングアルゴリズム（イーサリアムのEthash）にチューニングされたビデオカードをUbiqやExpanseのような同様の分散型プラットフォームに使用できる。こうすれば、採掘者はアシックスに投資した場合のような損失を被ることはない。

グラフィックカードに制限はない。利用可能な暗号通貨アルゴリズムであれば、どのようなものでも実行可能です。イーサリアムマイニングの利点は、ビデオカードがすでに適切なアルゴリズム（SHA-256とScrypt）でプログラムされているため、グラフィック・プロセッシング・ユニット（GPU）の所有者はASICからのハッシュレートを使用する必要さえないということです。

イーサリアムのネットワークが最終的にProof-of-Stakeコンセンサスメカニズムに切り替わるタイミングはまだ分かっておらず、マイナーはその場にあるシステムを活用することができる。開発者がハイブリッドアルゴリズムを使用する最終決定を下す可能性もある。この場合、マイニングによる利益は減少するが、完全になくなるわけではない。多様化することで、ネットワーク参加者はイーサリアムのマイニングによる収入を通常のレベルに維持することができる。

よくある質問