ASI:ASIC 矿机中心化太严重？我们设计了一种对抗“矿霸”的算法_ATA

编者按：本文来自QuarkChain，作者：QuarkChain团队，星球日报经授权转载。

我们写作这篇文章的目的，主要是想通过展示我们关于这个主题的一些初步想法，来和同行进行讨论，欢迎大家提意见。动机

众所周知，比特币挖矿主要是由是由ASIC矿机来完成的。这是因为ASIC设备的效率比普通CPU高1000多倍。由于高性能ASIC的制造被掌控在少数几个厂商手中，这引起了人们对于挖矿中心化的担忧。因此，开发者们提出了几种抵抗ASIC优化的算法，其中包括：Ethhash、CyptoNight和Equihash。但不幸的是，市场上还是出现了一些针对以上算法进行ASIC优化的矿机，它们声称比CPU或者显卡挖矿显著的提高了效率。在这些算法中，Ethash可能是被ASIC优化后效率增益最小的一种。Ethash算法的核心思想是通过执行内存密集型操作而取代计算密集型操作。这样内存的读取性能成为哈希算法的瓶颈，从而限制ASIC的优化效果。如果假设定制开发的硬件很难提高内存的读取速度，则通过ASIC对Ethash算法进行优化获得的性能增益应该非常有限。基于顺序统计的哈希算法的想法

Stasis宣布完成了与XRP Ledger的欧元支持的稳定币集成:金色财经报道，Stasis宣布完成了与XRP Ledger的欧元支持的稳定币集成，以扩大其用于通过其欧元支持的稳定币 EURS 促进跨境支付的结算层。?XRP Ledger 是由社区和跨境支付公司 Ripple 开发的开源区块链。Stasis 旨在通过将区块链与 EURS 集成来使跨境支付更便宜、更快捷，并提高可扩展性。?[2022/11/1 12:06:29]

在Ethash算法的启发下，我们提出一种新的算法，旨在通过限制ASIC的并行计算能力，从另一个方面来抵抗ASIC对挖矿效率的提升。先让我们看看ASIC的优化是如何工作的。一组固定指令实际上可以被分解成一个电路流水线，因此每个时钟周期，ASIC可以同时求解多个输入值的哈希值。例如，a+b+c+d的指令可以被流水线化，使得每个运算周期可以同时计算3个不同的输入：1,a0+b0；2,b1+c1；3,c2+d2可以在ASIC中建立多个电路逻辑，同时并发的计算多个指令。例如，上文的a+b+c+d指令可以被设计为(a+b)+(c+d)，将在2个周期中完成计算。目前，这种流水线化的思想还被广泛地应用于诸如x86之类的现代处理器中，这些x86中具有分支预测器和流水线微处理器。一种避免处理器计算流水线的方法是执行多个if-then-else命令，然后在不同的分支上执行不同的代码路径，这使得流水线和分支预测变得很难。为了打破执行过程的并发性，我们可以考虑采用于状态依赖的思路——任何未来的指令都依赖于当前状态，而这种状态可以频繁地被改变，这意味着我们不能预先执行未来的指令。基于顺序统计的哈希算法

加密矿企 BITMANU 发布首款 3纳米 ASIC 矿机:金色财经报道，加密采矿初创公司 BITMANU 宣布推出首款 3 纳米 ASIC 比特币矿机，该公司表示，BITMANU的BM1、BM2 和 BM Pro 矿机是最早上市的3nm ASIC矿机，可用于开采比特币、莱特币、以太坊和门罗币。

功耗分别为： 650 W、850 W 和 2200 W。

哈希率分别为：

BM1：比特币 380 TH/s，莱特币 40 GH/s，以太坊 2.5 GH/s，门罗币 3 MH/s；

BM2：比特币 610 TH/s，莱特币 64 GH/s，以太坊 4 GH/s， Monero 5 MH/s；

BM Pro：比特币 1950 TH/s，莱特币 200 GH/s，以太坊 13 GH/s，Monero 16 MH/s；（globenewswire）[2022/2/25 10:16:03]

在本节中，我们将介绍我们提出的顺序统计哈希算法。该算法试图打破流水线，使代码的执行路径变得更加随机。在介绍这种新算法之前，让我们重新回顾一下Ethash算法的核心内容，看看Ethash是如何生成一个哈希值的：Input:-state:128-bytestate-datablock:anarrayoflargeamountofdata,eachdatais64bytes-H(x,y):afasthashalgorithm,xandyhasthesamesize,returnthehashvaluewiththesamesizeasx-R(x):returnan32-bitrandomintegerderivedfromxAlgorithm:foriinrange(64):p=R(state)%(len(datablock)-1)newdata=,datablock]state=H(state,newdata)returnstateOshash算法的初步方案如下：Input:-state:128-bytestate-datablock:anlongarraywitheachentrybeing8bytes-H(x,y):afasthashalgorithm,xandyhasthesamesize,returnthehashvaluewiththesamesizeasx-R(x):returnan64-bitrandomintegerderivedfromxAlgorithm:foriinrange(64):p=R(state)%len(datablock)newdata=forjinrange(128/8):newdata=newdata.add(datablock.find_by_order(p))#Removethepthsmallestelementfromdatablockdatablock.remove_by_order(p)#Addarandomdatatothedatablock,e.g.,#datablock.insert(R(]))#Findthenextindex,e.g.,#p=R()%len(datablock)state=H(state,newdata)returnstateOshash算法与Ethash的关键差异如下：原算法是根据随机索引数p去寻值，而新算法根据第p位的最小值去寻值。在读取了datablock变量中的一个数据后，该数值将被删除，新的随机数值值将被插入到datablock中。由于datablock是一个支持有序数据查找的动态列表，因此datablock的有效实现方式可以是一棵具有顺序统计的动态搜索树。想要使用流水线来加速树的删除/插入操作是困难的，因为树的执行路径是随机的，并且高度依赖于随机输入量。CPU和FPGA实现的性能比较

Osasion NS-Relays Bridge中继器和桥接组件部署完成:据Osasion欧赛最新消息，Osasion NS-Relays Bridge验证集中继链跨链桥相关功能验证完成，即将迎来主网数据迁移。Atlantis测试网链路将于72小时内启动部署，数据迁移和功能测试将在一周内完成。届时，Diana戴安娜升级推动Multiple Element Mirror樊灵进入主网部署开启迁移，未来一阶段迁移完成，新的架构模块为Bayes贝叶斯Sponge Network 海绵体（蛛网）构造提供基础设施，为后续跨链通信打下基础。

据悉，迁移将关闭钱包端与链端交互功能，仅开放桥接组件的中继通讯，具体迁移操作规则和时间以最新公告为准。[2021/9/17 23:32:53]

我们将对比CPU和FPGA的实现对动态搜索树进行插入/删除操作性能，来初步验证以上思路是否成立。实验中，我们使用具有以下配置的CPU，CPU的代码可以在这里找到：CPU型号:Inteli7-7700KOS操作系统:Ubuntu16.04LTS编译器:g++5.4.0编译命令:g++-O3-std=gnu++17线程数:1键值数:64K键值类型:unsigned64-bitrandomintegers性能结果：FPGA：每秒执行397万个插入/删除操作CPU：每秒执行446万个插入/删除操作几点补充说明跟FPGA实现的搜索性能比较，FPGA实现的插入/删除操作的性能要低得多，这是因为每个插入/删除操作需要更多的执行周期，而每个搜索任务可以在一个周期中完成。实验中，FPGA的性能是根据Virtex5LX330FPGA测算的，该FPGA可能已经过时了。如果采用最新的FPGA，性能可能会提升一些。CPU的性能是根据单线程/单核测算的，如果使用多线程/多核，性能可能会更高。本测算中CPU中的键值大小是64位，FPGA中的是32位。参考文献https://github.com/ifdefelse/ProgPOWBranchpreditor,Wikipedia,https://en.wikipedia.org/wiki/Branch_predictorYang,Y-H.E.andPrasanna,V.K.,HighThroughputandLargeCapacityPipelinedDynamicSearchTreeonFPGA,18thAnnualACM/SIGDAInt.Symp.onFieldProgrammableGateArrays,2010

动态 | Basic Interaction推出令牌设计的自动对冲平台:据bitcoinexchangeguide消息，企业市场技术开发商Basic Interaction推出了一个专门为令牌设计的自动对冲平台，允许自动重构来自外部来源的报价反馈，并提供持续的流动性。该公司首席运营官Julian Jacobson表示，这是活跃其它市场的数字资产代币创造即时流动性的能力的一条重要途径。[2019/2/17]

动态 | 云挖矿公司Argo引入新ASIC服务器:据Proactive Investors Limited 消息，云挖矿公司Argo引入新ASIC服务器，借以提高采矿能力。新ASIC技术的服务器将使现有硬件性能提高7倍，使Argo能够支持3000个新用户。目前，Argo支持开采BCH、ETH、ETC和Zcash。[2018/9/6]

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