Основа криптовалюты Litecoin: алгоритм майнинга Scrypt

В одном из прошлых материалов мы рассказали вам, что собой представляет алгоритм шифрования SHA-256, который составляет основу первой в мире криптовалюты – Биткоина. В частности, мы затронули тему его недостатков. И именно слабые стороны этого криптографического протокола определили довольно скорое появление других, более совершенных алгоритмов. Одним из таковых стал Scrypt – алгоритм, давший жизнь второй самой известной криптовалюте Litecoin, а затем и множеству «подражателей». Рассмотрим более детально, что именно послужило толчком к самой идее разработки нового алгоритма, и какие особенности определили его безусловный успех.

Причины появления нового алгоритма

Алгоритм Scrypt возник не на пустом месте. Его появление было обусловлено несовершенством самого первого алгоритма — SHA-256. А именно, было очевидно, что из-за относительной простоты SHA-256 будет достаточно нетрудно найти более совершенные технологические решения для майнинга, чем центральные процессоры. Действительно, очень быстро майнинг Биткоина перетек на видеокарты, затем на программируемые устройства FPGA.

Создание специализированных девайсов, заточенных строго под майнинг, был лишь вопросом времени. Собственно, так и произошло – китайские электронщики довольно быстро сумели разработать и выпустить в серийное производство первые ASIC-майнеры. В кратчайшее время эти «шустрые» асики окончательно уничтожили майнинг на CPU и видеокартах (фермы видеокарт пока держатся). Асики, а в большей мере их масштабнейшее применение в составе даже не ферм, а целых «заводов» по майнингу, начали представлять более чем реальную угрозу децентрализации криптовалют, основанных на алгоритме SHA-256.

Все это происходило, конечно же, не мгновенно. До 2010 года сам по себе майнинг был бессмысленным с экономической точки зрения занятием, так как совершенно не окупал затрат. По большей части это было делом энтузиастов, романтиков и, возможно, истинных гениев. Неудивительно, так как полумифический Сатоши Накамото сгенерировал первый блок Биткоина всего лишь 3 января 2009 года.

Но в 2010 году был найден способ майнинга с использованием графических процессоров. С этого момента Биткоин начал медленно, но верно прогрессировать, и в начале 2011 года его стоимость преодолела 1 доллар США. Это на тот момент означало, что майнинг уже может приносить хоть какую-то прибыль. На это событие моментально отреагировали крупные инвесторы, вложившись в новое и не совсем понятное явление. Биткоин довольно быстро вырос в стоимости в целых 20 раз. Это был беспрецедентный факт, но никто и помыслить не мог, что будет в самом ближайшем будущем.

Продажи видеокарт с тех пор стабильно росли и в 2016-2017 годах побили все мыслимые рекорды, создав на рынке едва ли не самый острый дефицит графических процессоров «за всю историю наблюдений». На фоне коммерциализации майнинга и появления асиков перспектива централизации первой криптовалюты стала все более вероятной. Именно в этот момент Чарльз Ли разработал новый алгоритм, и, соответственно, криптовалюту Litecoin, основанную на нем. Это стало очень знаковым событием и на некоторое время вернуло репутацию самой идее криптовалюты как свободного и децентрализованного средства потенциальных расчетов. Рядовые майнеры, уже неспособные конкурировать с огромными дата-центрами, набитыми тысячами асиков, получили временную передышку и некое прибежище в новой криптовалюте.

В чем же особенности алгоритма Scrypt, за счет которых Litecoin получил право на жизнь?

Что собой представляет Scrypt

С точки зрения общих принципов, алгоритм Scrypt ничем фундаментальным не отличается от того же SHA-256. Это такой же программный комплекс, который служит поддержке целостности системы и ее децентрализации. Эмиссия электронных единиц осуществляется посредством того же циклического хэширования.

Важнейшая разница состоит в модифицированном варианте блокчейна и повышенной пропускной способности сети (этот показатель до сих пор признается одним из лучших во всей экосистеме существующих на сегодняшний день криптовалют).

Одной из главных целей создания Scrypt было усложнение майнинга на базе аппаратных мощностей, автоматически предполагающее необходимость значительного повышения вычислительных возможностей узкоспециализированного оборудования (ASIC-майнеров). Именно за счет этого на какое-то время была отодвинута угроза централизации Litecoin. Асики на алгоритме Scrypt все равно появились и получили широкое распространение, но ситуация с децентрализацией сети Litecoin все равно не столь плачевна, как у Биткоина.

Еще одно важнейшее отличие Scrypt от SHA-256 состоит в необходимости наличия гораздо большего объема оперативной памяти в устройстве, используемом для майнинга. Это не вынужденная мера, а специально созданная сложность. Причины применения такого подхода мы опишем ниже.

Что же до самих принципов Scrypt-майнинг, они почти аналогичны добыче Биткоина. Так, к поступающему блоку данных применяется хэш-функция и полученный код проверяется на предмет соответствия условиям. Итерации повторяются циклично до тех пор, пока не будет получен правильный, «красивый» хэш. В чем суть «красивого» хэша, мы подробно описывали в прошлом материале об алгоритме SHA-256.

То есть, принцип в данном случае тот же, только сама хэш-функция гораздо сложнее, чем в SHA-256. Внушительные объемы оперативной памяти необходимы для хранения длинных последовательностей псевдослучайных двоичных цепочек, которые генерируются в самом начале работы алгоритма. Итоговый ключ получается путем псевдослучайного запроса элементов созданного на старте вектора данных, и последующей комбинации этих элементов друг с другом.

Генерация новых единиц основывается на производстве блоков транзакций, которые формируются из двух основных модулей:

  • заголовок (в него включены проводимые трансферы и функции основного хэша);
  • список транзакций, «одобренных» владельцами полных вычислительных узлов (для такого «одобрения» необходимо определенное количество подтверждений от разных узлов).

Все в конце концов сводится к одному. Оба протокола функционируют простым перебором и с единственной целью – обнаружения «правильного» хэш-кода. Именно он дает право удлинить цепочку блоков и, соответственно, получить вознаграждение в криптографических номиналах. То есть цель одна, а различны только методы ее достижения. Так, SHA-256 делает упор на непосредственную производительность (попросту говоря, тактовую частоту чипов), а Scrypt во главу угла ставит объем оперативной памяти, который напрямую влияет на общую производительность.

Чем сложнее, тем… лучше

Изначально высокие требования к объему оперативной памяти сами по себе не могли гарантировать защиту от обхода этого ограничения. Дело в том, что процесс генерации первоначальной двоичной последовательности изначально предопределен. Это значит, что теоретически возможно модифицировать алгоритм таким образом, чтобы каждый элемент просчитывался в момент обращения, а не по факту наличия целостного вектора. Это автоматически «умножает на ноль» все преимущества Scrypt, так как большие объемы памяти становятся не нужны.

Но создатели алгоритма позаботились о решении данной проблемы изначально. Требования к объему оперативки дополнены ограничениями по скорости генерации отдельных элементов. Таким образом получается, что при недостатке оперативной памяти скорость генерации резко падает, «вылетает» за рамки установленного минимального времени и результаты вычислений системой попросту не принимаются. В этом и состоит уникальность алгоритма Scrypt.

Все эти сложности и трудности созданы намеренно с целью «усложнить жизнь» потенциальным асик-майнерам на Scrypt-алгоритме. Такое соотношение требований и условий хоть и не делает создание специализированных устройств нецелесообразным, но по крайней мере гарантирует, что они не будут на целые порядки превышать производительность рядовых рабочих станций.

Физические изображения монет криптовалют Bitcoin и Litecoin
Физические изображения монет криптовалют Bitcoin и Litecoin

Особенности майнинга Litecoin

Алгоритм, на котором базируется Litecoin и все его форки, имеет еще ряд особенностей, которые мы вам представим в тезисной форме:

  • Вознаграждение майнеру, вычислившему правильный хэш и, как следствие, создавшему новый блок, составляет 25 LTC. При курсе Лайткоина на начало 2018 года в 204 доллара США, эта сумма составляет чуть более 5 тыс. долларов. Конечно, «коммерческий» майнинг осуществляется не единолично, а в составе пула, поэтому вознаграждения распределяются равномерно между участниками.
  • Алгоритм Scrypt предполагает возможность эмиссии 84 миллионов единиц этой криптовалюты. Это в 4 раза больше «емкости» Биткоина.
  • По мере роста эмитированных единиц снижается скорость создания блоков. На данный момент она уже меньше первоначальной в 4 раза.
  • Точные показатели сложности системы Litecoin вычисляются два раза в неделю.
  • Как и в сети Биткоина, в системе LTC присутствует явление халвинга – уменьшение в два раза общего годичного «призового фонда» для майнеров. происходит это каждые 4 года. Ближайший халвинг ожидается в 2019 году.
  • Алгоритмы Scrypt и Scrypt-Jane – это не одно и то же, но их часто путают. Scrypt-Jane был «заточен» строго под майнинг на центральных процессорах, который быстро потерял рентабельность, и алгоритм умер «от естественных причин».
  • В теории генерирование любых альткоинов на Scrypt должно бы в массе своей происходить на пользовательских рабочих станциях с мощными видеокартами и большими объемами оперативной памяти. Несмотря на то, что Scrypt-асик-майнеры Поднебесная производит завидными темпами, в системе Лайткоина до сих пор держится довольно устойчивый паритет.

Перспективы криптоалгоритма Scrypt

На сегодняшний день алгоритм Scrypt получил широкое распространение, и Litecoin уже далеко не единственная криптовалюта, являющаяся его носителем. Есть Digitalcoin, Dogecoin, Bottlecaps, Franco и множество других систем помельче. Scrypt-монеты начали резко набирать популярность синхронно с тем, как майнинг Биткоина столь же стремительно перетек на асики. Добытчики остались не у дел, равно как и оборудование. Но «железу» быстро нашлось применение в майнинге альткоинов на алгоритме Scrypt. Заработки там, конечно же, совершенно иные, но и не нулевые.

2017 год показал взрывной рост интереса к криптовалютам вообще, а не только к Биткоину. Вложения в покупку видеокарт все-таки не требуют таких запредельных трат, какие необходимы для покупки асиков. И рынок крипты при всей его сумасшедшей волатильности продолжает расти. Так, например, Auroracoin в конце прошлого года вырос в конце прошлого года 78,6% по сравнению с прошлым периодом и достиг отметки в 2.34 долларов США. Общая капитализация перевалила за 20 млн. долларов. Все это говорит о том, что Scrypt пришел всерьёз и надолго.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *