DATA:ASIC 礦機中心化太嚴重？我們設計了一種對抗“礦霸”的算法_ASI

編者按：本文來自QuarkChain，作者：QuarkChain團隊，星球日報經授權轉載。

我們寫作這篇文章的目的，主要是想通過展示我們關于這個主題的一些初步想法，來和同行進行討論，歡迎大家提意見。動機

眾所周知，比特幣挖礦主要是由是由ASIC礦機來完成的。這是因為ASIC設備的效率比普通CPU高1000多倍。由于高性能ASIC的制造被掌控在少數幾個廠商手中，這引起了人們對于挖礦中心化的擔憂。因此，開發者們提出了幾種抵抗ASIC優化的算法，其中包括：Ethhash、CyptoNight和Equihash。但不幸的是，市場上還是出現了一些針對以上算法進行ASIC優化的礦機，它們聲稱比CPU或者顯卡挖礦顯著的提高了效率。在這些算法中，Ethash可能是被ASIC優化后效率增益最小的一種。Ethash算法的核心思想是通過執行內存密集型操作而取代計算密集型操作。這樣內存的讀取性能成為哈希算法的瓶頸，從而限制ASIC的優化效果。如果假設定制開發的硬件很難提高內存的讀取速度，則通過ASIC對Ethash算法進行優化獲得的性能增益應該非常有限。基于順序統計的哈希算法的想法

報告：ASIC融資債務使比特幣礦工在2022年負債惡化:金色財經報道，根據Hashrate Index最近的一份報告，比特幣礦工在2022年面臨償還債務的困難，尤其是當他們有高息設備融資貸款時。報道稱，估計私人和公共礦工資產負債表上的ASIC融資債務價值在2-40億美元之間。據分析，2020年執行了6筆ASIC融資交易，價值4784萬美元，而2021年完成了26筆交易，價值66225萬美元。自2020年以來，越來越多的設備融資方進入市場，導致2022年的平均利率為10.46%，低于2020年的12.77%和2021年的12.82%。[2023/1/23 11:26:12]

在Ethash算法的啟發下，我們提出一種新的算法，旨在通過限制ASIC的并行計算能力，從另一個方面來抵抗ASIC對挖礦效率的提升。先讓我們看看ASIC的優化是如何工作的。一組固定指令實際上可以被分解成一個電路流水線，因此每個時鐘周期，ASIC可以同時求解多個輸入值的哈希值。例如，a+b+c+d的指令可以被流水線化，使得每個運算周期可以同時計算3個不同的輸入：1,a0+b0；2,b1+c1；3,c2+d2可以在ASIC中建立多個電路邏輯，同時并發的計算多個指令。例如，上文的a+b+c+d指令可以被設計為(a+b)+(c+d)，將在2個周期中完成計算。目前，這種流水線化的思想還被廣泛地應用于諸如x86之類的現代處理器中，這些x86中具有分支預測器和流水線微處理器。一種避免處理器計算流水線的方法是執行多個if-then-else命令，然后在不同的分支上執行不同的代碼路徑，這使得流水線和分支預測變得很難。為了打破執行過程的并發性，我們可以考慮采用于狀態依賴的思路——任何未來的指令都依賴于當前狀態，而這種狀態可以頻繁地被改變，這意味著我們不能預先執行未來的指令。基于順序統計的哈希算法

幣安NFT市場將推出STEPN x ASICS NFT Sneakers盲盒:金色財經消息，幣安NFT市場將推出STEPN x ASICS NFT Sneakers盲盒，盲盒將由Walker、Jogger、Runner和Trainer四種跑鞋NFT組成，每種NFT都將有Uncommon和Common兩種稀有級別。盲盒售價為0.5BNB。認購將從北京時間2022年4月16日10:00開始，并于2022年4月19日17:00結束。[2022/4/13 14:20:36]

在本節中，我們將介紹我們提出的順序統計哈希算法。該算法試圖打破流水線，使代碼的執行路徑變得更加隨機。在介紹這種新算法之前，讓我們重新回顧一下Ethash算法的核心內容，看看Ethash是如何生成一個哈希值的：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算法與Ethash的關鍵差異如下：原算法是根據隨機索引數p去尋值，而新算法根據第p位的最小值去尋值。在讀取了datablock變量中的一個數據后，該數值將被刪除，新的隨機數值值將被插入到datablock中。由于datablock是一個支持有序數據查找的動態列表，因此datablock的有效實現方式可以是一棵具有順序統計的動態搜索樹。想要使用流水線來加速樹的刪除/插入操作是困難的，因為樹的執行路徑是隨機的，并且高度依賴于隨機輸入量。CPU和FPGA實現的性能比較

Oasis Network Damask升級投票獲得通過，將于4月11日進行升級:4月1日消息，Oasis Network官方宣布代號為 Damask 的升級已獲得節點運營商的成功治理投票，驗證者的贊成票超過 88%。Damask將提供許多改進，包括提高安全性和性能、加強治理機制以及更多的去中心化。此次Oasis生態Damask升級將于2022年4月11日17時（北京時間）進行。（Medium）[2022/4/1 14:31:42]

我們將對比CPU和FPGA的實現對動態搜索樹進行插入/刪除操作性能，來初步驗證以上思路是否成立。實驗中，我們使用具有以下配置的CPU，CPU的代碼可以在這里找到：CPU型號:Inteli7-7700KOS操作系統:Ubuntu16.04LTS編譯器:g++5.4.0編譯命令:g++-O3-std=gnu++17線程數:1鍵值數:64K鍵值類型:unsigned64-bitrandomintegers性能結果：FPGA：每秒執行397萬個插入/刪除操作CPU：每秒執行446萬個插入/刪除操作幾點補充說明跟FPGA實現的搜索性能比較，FPGA實現的插入/刪除操作的性能要低得多，這是因為每個插入/刪除操作需要更多的執行周期，而每個搜索任務可以在一個周期中完成。實驗中，FPGA的性能是根據Virtex5LX330FPGA測算的，該FPGA可能已經過時了。如果采用最新的FPGA，性能可能會提升一些。CPU的性能是根據單線程/單核測算的，如果使用多線程/多核，性能可能會更高。本測算中CPU中的鍵值大小是64位，FPGA中的是32位。參考文獻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

OasisLabs推出兼容EVM的ParaTime智能合約執行環境Emerald:金色財經報道，Oasis 隱私保護區塊鏈網絡的開發商 Oasis Labs 宣布推出 Emerald，這是一種兼容以太坊虛擬機 (EVM) 的 ParaTime 智能合約執行環境。Oasis 允許多個 ParaTimes——每個都能夠在不同的虛擬機執行環境中運行——在同一個區塊鏈上同時運行。與 EVM 兼容的 Paratime 還將使以太坊開發人員能夠快速移植以太坊和其他與 EVM 兼容的第 1 層鏈的原生代碼副本。（Coindesk）[2021/11/23 7:05:13]

Osasion歐賽區塊鏈瀏覽器等外接組件將迎來優化升級:據Osasion歐賽最新消息，Osasion歐賽區塊鏈瀏覽器、錢包端和下載鏈接等將于近期迎來新的優化和升級。目前區塊鏈瀏覽器正與主鏈數據庫做單向接口校對，鏈上數據執行正常操作打包。

Osasion歐賽錢包區塊鏈瀏覽器顯示端將進行短暫限制接入，校對完成后數據進行同步顯示，預計周期在48小時以內。截止香港時間6月19日17:27，數據列表已同步完畢，共計歷時22小時17分。現已正式進入校對檢驗階段，具體更新時間以公布信息為準。[2021/6/19 23:49:39]

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