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中国安币 安币交易平台 2023-04-08 121 0

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一文了解以太坊挖矿算法及算力规模2020-09-09

以太坊网络中,想要获得以太坊,也要通过挖矿来实现。当前以太坊也是采用POW共识机制,但是与比特币的POW挖矿有点不一样,以太坊挖矿难度是可以调节的。以太坊系统有一个特殊的公式用来计算之后的每个块的难度。如果某个区块比前一个区块验证的更快,以太坊协议就会增加区块的难度。通过调整区块难度,就可以调整验证区块所需的时间。

以太坊采用的是Ethash 加密算法,在挖矿的过程中,需要读取内存并存储 DAG 文件。由于每一次读取内寸的带宽都是有限的,而现有的计算机技术又很难在这个问题上有质的突破,所以无论如何提高计算机的运算效率,内存读取效率仍然不会有很大的改观。因此,从某种意义上来说,以太坊的Ethash加密算法具有“抗ASIC性”。

加密算法的不同,导致了比特币和以太坊的挖矿设备、算力规模差异很大。

目前,比特币挖矿设备主要是专业化程度非常高的ASIC 矿机,单台矿机的算力最高达到了 112T/s(神马M30S++矿机),全网算力的规模达到139.92EH/s。

以太坊的挖矿设备主要是显卡矿机和定制GPU矿机,专业化的ASIC矿机非常少,一方面是因为以太坊挖矿算法的“抗 ASIC 性”提高了研发ASIC矿机的门槛,另一方面是因为以太坊升级到2.0之后共识机制会转型为PoS,矿机无法继续挖。

和ASIC矿机相比,显卡矿机在算力上相差了2个量级。目前,主流的显卡矿机(8卡)算力约为420MH/s,比较领先的定制GPU矿机算力约在500M~750M,以太坊全网算力约为235.39TH/s。

从过去两年的时间维度上看,以太坊的全网算力增长相对缓慢。

以太坊协议规定,难度的动态调整方式是使全网创建新区块的时间间隔为15秒,网络用15秒时间创建区块链,这样一来,因为时间太快,系统的同步性就大大提升,恶意参与者很难在如此短的时间发动51%(也就是半数以上)的算力去修改历史数据。

什么类型的矿机为挖币专门定制淘汰后几乎毫无价值

ASIC矿机ASIC矿机是指使用ASIC芯片作为核心运算零件的矿机。ASIC芯片是一种专门为某种特定用途设计的芯片以太坊asic矿机拆解,必须说明的是它并不只用于挖矿以太坊asic矿机拆解,还有更广泛的应用领域。这种芯片的特点是简单而高效,例如比特币采用SHA256算法,那么比特币ASIC矿机芯片就被设计为仅能计算SHA256,所以就挖矿而言,ASIC矿机芯片的性能超过当前顶级的电脑CPU。因为ASIC矿机在算力上有绝对的优势,所以电脑、显卡矿机开始逐渐被淘汰。

GPU矿机GPU矿机,简单的解释就是通过显卡(GPU)挖矿的数字货币挖矿机。在比特币之后,陆续出现了一些其以太坊asic矿机拆解他数字资产,比如以太坊、达世币、莱特币等等,其中一些币所用的算法与比特币并不相同,为了达到更高的挖矿效率,矿工们做了不同的测试,最后发现SHA256算法的数字货币使用ASIC挖矿效率最高。而Scrypt 等其他算法的数字货币用GPU显卡挖矿效率最高,于是催生出了专门的GPU矿机。

IPFS矿机IPFS类似于http,是一种文件传输协议。IPFS要想运行,需要网络中有许许多多的计算机(存储设备)作为节点,广义的说所有参与的计算机,都可以称作IPFS矿机。而IPFS网络为了吸引更多的用户加入成为节点,为网络做贡献,设计了一种名叫filecoin的加密货币,根据贡献存储空间与带宽的多少,派发给参与者(节点)作为奖励。狭义的说,专门以获取filecoin奖励为目的而设计的计算机,称为IPFS矿机。由于IPFS网络需要的是存储空间以及网络带宽,所以为了获得最高的收益比,IPFS矿机通常会强化存储空间、降低整机功耗等方面。比如装备10块以上大容量硬盘,配备千兆或更高速度的网卡,使用超低功耗的架构处理器等等。

FPGA矿机FPGA矿机,既使用FPGA芯片作为算力核心的矿机。FPGA矿机是早期矿机之一,首次出现在2011年末,在当时一度被看好,但活跃期并不长,后逐渐被ASIC矿机与GPU矿机取代。FPGA(Field-Programmable Gate Array),中文名叫现场可编程门阵列。比较通俗的理解是,FPGA就是把一大堆逻辑器件(比如与门、非门、或门、选择器)封装在一个盒子里,盒子里的逻辑元件如何连接,全部由使用者(编写程序)来决定。 如果FPGA里面写的是挖矿程序,那么造出来的就是FPGA矿机,而且由于FPGA灵活度高,所以不只是可以支持比特币的SHA256算法,也可以支持GPU矿机擅长的Scrypt算法。FPGA矿机活跃的时期,相比同时代的CPU、GPU矿机,FPGA虽然算力性能不占优,但功耗要低很多,综合功耗比很高。

走进以太坊网络

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术语“以太坊节点”是指以某种方式与以太坊网络交互的程序。从简单的手机钱包应用程序到存储整个区块链副本的计算机,任何设备均可扮演以太坊节点。

所有节点都以某种方式充当通信点,但以太坊网络中的节点分为多种类型。

与比特币不同,以太坊找不到任何程序作为参考实施方案。在比特币生态系统中, 比特币核心 是主要节点软件,以太坊黄皮书则提出了一系列独立(但兼容)的程序。目前最流行的是Geth和Parity。

若要以允许独立验证区块链数据的方式连接以太坊网络,则应使用之前提到的软件运行全节点。

该软件将从其他节点下载区块,并验证其所含交易的正确性。软件还将运行调用的所有智能合约,确保接收的信息与其他节点相同。如果一切按计划运行,我们可以认为所有节点设备均存储相同的区块链副本。

全节点对于以太坊的运行至关重要。如果没有遍布全球的众多节点,网络将丧失其抗审查性与去中心化特性。

通过运行全节点,您可以直接为网络的 健康 和安全发展贡献一份力量。然而,全节点通常需要使用独立的机器完成运行和维护。对于无法(或单纯不愿)运行全节点的用户,轻节点是更好的选择。

顾名思义,轻节点均为轻量级设备,可显著降低资源和空间占用率。手机或笔记本电脑等便携式设备均可作为轻节点。然而,降低开销也要付出代价:轻节点无法完全实现自给自足。它们无法与整条区块链同步,需要全节点提供相关信息。

轻节点备受商户、服务供应商和用户的青睐。在不必使用全节点并且运行成本过高的情况下,它们广泛应用于支收付款。

挖矿节点既可以是全节点客户端,也可以是轻节点客户端。“挖矿节点”这个术语的使用方式与比特币生态系统不同,但依然应用于识别参与者。

如需参与以太坊挖矿,必须使用一些附加硬件。最常见的做法是构建 矿机 。用户通过矿机将多个GPU(图形处理器)连接起来,高速计算哈希数据。

矿工可以选择两种挖矿方案:单独挖矿或加入矿池。 单独挖矿 表示矿工独自创建区块。如果成功,则独享挖矿奖励。如果加入 矿池 ,众多矿工的哈希算力会结合起来。出块速度得以提升,但挖矿奖励将由众多矿工共享。

区块链最重要的特性之一就是“开放访问”。这表明任何人均可运行以太坊节点,并通过验证交易和区块强化网络。

与比特币相似,许多企业都提供即插即用的以太坊节点。如果只想启动并运行单一节点,这种设备无疑是最佳选择,缺点是必须为便捷性额外付费。

如前文所述,以太坊中存在众多不同类型的节点软件实施方案,例如Geth和Parity。若要运行个人节点,必须掌握所选实施方案的安装流程。

除非运行名为 归档节点 的特殊节点,否则消费级笔记本电脑足以支持以太坊全节点正常运行。不过,最好不要使用日常工作设备,因为节点会严重拖慢运行速度。

运行个人节点时,建议设备始终在线。倘若节点离线,再次联网时可能耗费大量的时间进行同步。因此,最好选择造价低廉并且易于维护的设备。您甚至可以通过Raspberry Pi运行轻节点。

随着网络即将过渡到权益证明机制,以太坊挖矿不再是最安全的长期投资方式。过渡成功后,以太坊矿工只能将挖矿设备转入其他网络或直接变卖。

鉴于过渡尚未完成,参与以太坊挖矿仍需使用特殊硬件(例如GPU或ASIC)。若要获得可观收益,则必须定制矿机并寻找电价低廉的矿场。此外,还需创建以太坊钱包并配置相应的挖矿软件。这一切都会耗费大量的时间和资金。在参与挖矿前,请认真考量自己能否应对各种挑战。(国内严禁挖矿,切勿以身试法)

ProgPow代表 程序化工作量证明 。这是以太坊挖矿算法Ethash的扩展方案,旨在提升GPU的竞争力,使其超过ASIC。

在比特币和以太坊社区,抗ASIC多年来一直是饱受争议的话题。在比特币网络中,ASIC已经成为主要的挖矿力量。

在以太坊中,ASIC并不是主流,相当一部分矿工仍然使用GPU。然而,随着越来越多的公司将以太坊ASIC矿机引入市场,这种情况很快就会改变。然而,ASIC到底存在什么问题呢?

一方面,ASIC明显削弱网络的去中心化。如果GPU矿工无法盈利,不得不停止挖矿,哈希率最终就会集中在少数矿工手中。此外,ASIC芯片的开发成本相当昂贵,坐拥开发能力与资源的公司屈指可数。这种现状有可能导致以太坊挖矿产业集中在少数公司手中,形成一定程度的行业垄断。

自2018年以来,ProgPow的集成一直饱受争议。有些人认为,它有益于以太坊生态系统的 健康 发展。另一些人则持反对态度,认为它可能导致硬分叉。随着权益证明机制的到来,ProgPoW能否应用于网络仍然有待观察。

以太坊与比特币是一样,均为开源平台。所有人都可以参与协议开发,或基于协议构建应用程序。事实上,以太坊也是区块链领域目前最大的开发者社区。

Andreas Antonopoulos和Gavin Wood出品的 Mastering Ethereum ,以及Ethereum.org推出的 开发者资源 等都是新晋开发者理想的入门之选。

智能合约的概念于20世纪90年代首次提出。其在区块链中的应用带来了一系列全新挑战。2014年由Gavin Wood提出的Solidity已经成为开发以太坊智能合约的主要编程语言,其语法与Java、JavaScript以及C++类似。

从本质上讲,使用Solidity语言,开发者可以编写在分解后可由以太坊虚拟机(EVM)解析的指令。您可以通过Solidity GitHub详细了解其工作原理。

其实,Solidity语言并非以太坊开发者的唯一选择。Vyper也是一种热门的开发语言,其语法更接近Python。

一文了解以太坊矿机及挖矿原理

在以前的文章中,我们分别了解了比特币挖矿和以太坊挖矿的区别。本文重点介绍以太坊挖矿及矿机部分。

以太坊是一个开源的有智能合约功能的公共区块链平台,通过其专用加密货币ETH提供去中心化的以太虚拟机来处理点对点合约。目前ETH的挖矿主要是通过显卡矿机,所谓显卡矿机,其实就是类似家用台式机,只不过每台机器里面有6-10张显卡,并且没有显示器(如图)。

图:显卡矿机

之所以以太坊没有发展出类似于BTC一样的ASIC矿机,主要是由于ETH的特殊挖矿机制决定的。

在ETH挖矿过程中,会产生一个DAG文件,该文件需要一直被调用,因此必须有专门的存储空间放置。这个对于存储空间的硬性需求会导致即使生产出来了ASIC芯片,也并不能大幅度降低单位算力的成本。简单来说,就是性价比很差。

以太坊的DAG大小自2016年6月份引入Dagger-Hashimoto 算法时的1GB开始,以每年约520MB的速度增大到了现在的 3.7G,预计2020年底以太坊的DAG大小将增加至4G。届时,显存小于4G的显卡都将被陆续淘汰。

还需要介绍一点的是,由于显卡矿机的体积通常是比特币矿机的2-4倍,而消耗的电力却只有比特币矿机的1/2甚至更低,这就导致一般人不愿意修建专门的显卡矿机矿场(因为矿场主要赚取的是电费差价,同样面积的场地,可以放置的显卡数量少,消耗的电量更少)。即使有少量的显卡矿场,收取的电费成本通常也比比特币矿机矿场的高。

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