Ulordパブリックチェーンは、ASICを防ぐためのCryptoHelloアルゴリズムを先駆的に開発しました。

ASIC はなぜ皆に愛され、嫌われるのでしょうか?これは、ビットコイン採掘機器のいくつかの革新とブロックチェーンの本来の意図から始まらなければなりません。会計機器の開発は、CPU、GPU、FPGA、ASIC の 3 世代を経てきました。 CryptoHello アルゴリズムを紹介する前に、まずは各世代の機器に関する基本的な情報を簡単に理解し、マイニング エコシステム全体の発展と進化について誰もがより明確に理解できるようにしましょう。 （文：サイバークーバー）

鉱山機械開発入門

第一世代の機器、CPU。 2009年にサトシ・ナカモトが発表したビットコインシステムは、会計処理に一般的なデスクトップコンピュータのCPUを使用していました。サトシ・ナカモトがビットコインマイニングを設計した当初の意図は、誰もが簿記に参加できるようにすることでした。そのため、簿記の閾値は非常に低く設定されていました。コンピューティング能力を分散化するという考えもその時に始まりました。ビットコインの分散化の考え方と簿記の実装プロセスを比較すると、それらは完全に統一されていることがわかります。しかし、ビットコインの影響力は拡大し続け、価格も上昇し続ける中、市場はこの競争的な会計処理でより多くの利益を得るにはどうすればよいかを考え始めており、会計設備はひっそりとアップグレードしています。

第2世代はGPUを搭載。 GPU は多くの人にとって馴染みのないものではありません。コンピュータに必要なグラフィックカードです。大きな需要に後押しされて、2011年に登場し始め、マイニング用のCPUに取って代わりました。 CPUと比較すると、GPUははるかに高速です。 GPU マイニングの段階になると、ビットコインは徐々に不平等の兆候を見せ始めています。 GPU の需要が増加し続けるにつれて、GPU の価格も急騰しました。 CPU時代の公平性に比べると、閾値が上がりすぎています。

第3世代はFPGAとASICを搭載しています。 FPGA は Field Programmable Gate Array の略です。その利点はプログラム可能性にあり、設計コストを削減するための実現可能なソリューションを提供します。コンピュータのCPUやGPUと比較すると、FPGAマイニングの時代は特に短く、わずか半年ほどしか続きませんでした。これは、特定用途向け集積回路 (ASIC) の分野でセミカスタム回路として登場したため、ASIC チップのテスト ソリューションとして考えることができます。同時期の GPU と比較すると、FPGA はパフォーマンスと価格が似ていますが、消費電力が低いことが利点の 1 つです。

2012年はFPGAが半年ほど流行りました。下半期には、パンプキンチャン、深センローストキャットなど、FPGAをベースにした専用ASICチップの試作が始まりました。ASICは、FPGAよりも実行速度が速い特殊な集積回路です。カスタマイズされており、FPGA の冗長ロジック実装を節約できるため、FPGA よりもコストが低くなります。 FPGA と ASIC マイニング機器の実装形式には多くの類似点があります。 FPGA はより汎用的ですが、ASIC はよりカスタマイズされています。下の写真は、Pumpkin Zhang が 110nm プロセスで製造した第 1 世代の Avalon チップです。

業界における反ASICに関するいくつかの調査

生産技術の継続的な改善により、ビットコインマイニングは徐々に恐ろしい軍拡競争に突入していることがわかります。採掘はどんどん専門化され、一般の人が参加することが難しくなってきています。この状況は、ビットコインを設計したサトシ・ナカモト氏の当初のコンセプトに反して、マイニング業界の集中化の進行につながっています。

もちろん、マイニングの集中化の過程では、全員参加を主張する一部のチームも、状況の悪化を防ぐために独自の努力と探求を行ってきました。 2013 年前半、ライトコインは、プロの ASIC マイニング マシンに対抗できる scrypt アルゴリズムにより、市場を爆発的に成長させました。しかし実際には、scrypt アルゴリズム (Memorycoin、Litecoin、Yacoin と同様) は、ASIC 化に抵抗するために大量のメモリ要件を使用するという点で市場の期待を満たしていませんでした。 LTC の価格が上昇したため、年末に LTC の ASIC チップが設計されました。もう 1 つの例は、Dash の X11 アルゴリズムです。タンデムアルゴリズム設計のアイデアは、ASIC化を防止しようとしますが、無力です。通貨価値がマイニングハードウェアへの投資を支えるレベルに達する限り、技術的に実現可能なソリューションが提案され、生産されるでしょう。

CryptoHelloアルゴリズムの紹介

分散化を主張するブロックチェーンは、本当に別の中央集権的な形で登場する必要があるのでしょうか?私たちが混乱していたちょうどその時、あるアルゴリズムが私たちの目に飛び込んできました。それが今日の主役である CryptoHello アルゴリズムです。理論的に言えば、このアルゴリズムの ASIC の製造コストは非常に高くなります。その登場は、中央集権化の霧に包まれていた鉱業業界に一筋の希望をもたらした。

CryptoHello アルゴリズムは、メモリハード プルーフ オブ ワーク アルゴリズムの設計アイデアを活用し、CPU、GPU、ASIC などのアーキテクチャの特性を組み合わせ、CPU アーキテクチャに合わせて最適化します。この方法は、疑似ランダムシーケンスを使用して作業メモリを初期化し、作業メモリを変更し、作業メモリの内容に基づいて最終結果を生成するという 3 つの段階に分かれています。次の図に示すように:

1. ワーキングメモリを初期化する

SHA3​​ 関数を使用して入力を計算し、線形合同型疑似乱数ジェネレータ シードを初期化します。作業メモリは K ブロック (ブロックあたり 32 バイト) 単位で継続的に埋められます。最初の K-1 ブロックは疑似乱数ジェネレータによって生成され、最後のブロックは、以前に埋められたコンテンツに基づいてハッシュ関数ファミリ (16 種類のハッシュ関数) の 1 つをランダムに選択することによって埋められ、乱数ジェネレータ シードが更新されます。次の図に示すように:

2. メモリを変更する

まず、作業メモリの内容の最後のブロックに基づいて SHA3 関数を使用して乱数生成器のシードが生成され、長さ L バイトの状態変数が初期化されます。これに続いて C メイン サイクルが続き、各サイクルで 64L サブサイクルが実行されます。各サブループでは、乱数ジェネレータによってアドレスのペアが生成され、作業メモリ内のこれら 2 つのアドレスのバイト データと状態ベクトル内のバイト データが XOR 方式を使用してマージされ、相互に交換されて、メモリと状態ベクトルの内容が更新されます。サブサイクルが終了すると、状態ベクトルが更新され、ハッシュ関数ファミリの関数を使用して乱数ジェネレータ シードが再初期化されます。既存のパラメータ化によれば、作業メモリの 4 分の 1 の内容が変更されます。

3. 結果

このステップの主な目的は、メモリ M の内容に基づいて最終結果を迅速に生成し、連続 XOR ランダム アクセス メモリ内の d ブロックの内容 (d は最後の一方向関数の結果によって決まる) を使用してハッシュ関数ファミリを使用して状態ベクトルを更新し、作業メモリの最後のブロックまで d を再計算することです。最後に、SHA3 関数を使用して最終結果を形成します。 2 番目と 3 番目の手順は次のとおりです。

CryptoHello アルゴリズムの設計は、明らかに GPU や ASIC にとって「不親切」です。まず、作業メモリ容量は CPU のキャッシュ容量に合わせて最適化されていますが、GPU や ASIC では、多数のプルーフ・オブ・ワーク アルゴリズムを同時に実行するためのメモリ容量要件を満たすことが困難です。第二に、アルゴリズムは 2 つの方法で並列効率を制限します。 1 つは、16 個のハッシュ関数で構成されるハッシュ関数ファミリを使用し、その中からランダムに実行を選択することです。もう 1 つは、作業メモリの変更段階で厳密にシリアル実行シーケンスを使用し、バイト単位でアクセスすることです。最後に、全体のスキームの制御ロジックが複雑で、必要なメモリ容量が大きく、メモリアクセスアドレスが不規則であるため、多数のアクセラレーションコンポーネントモジュールを積み重ねる従来の方法を使用して ASIC を実装することが困難です。

CryptoHello アルゴリズムは、Ulord ピアツーピア価値転送パブリック チェーンで Ulord チームによって初めて採用されました。その目的は、オープン性、自由、公平性の擁護、創造の尊重という研究開発チームの価値観を反映し、アルゴリズムを通じてマイニング業界の中央集権化を制限することです。 CryptoHello アルゴリズムはアルゴリズム ASIC を制限するために多大な労力を費やしてきましたが、ハードウェアの開発は市場の需要と密接に関係しています。 Ulord の市場価値が上昇し続ける中、CryptoHello アルゴリズムがテストに耐えられるかどうか、待って見てみましょう。

2018年5月22日、「テクノロジーの職人技、U-Youの共創」をテーマにしたUlordパブリックチェーン立ち上げ会議が北京釣魚台国賓館で盛大に開催されました。国務院発展研究センター元副センター長の侯雲春氏、文化部元副部長の潘振州氏、中国工程院院士の劉雲傑氏、国防科学技術大学コンピュータサイエンス学院元政治委員の劉喬宜氏、国家長沙経済技術開発区党工委委員の張立民氏、レデキャピタル創業者の易麗華氏、韓国総合エンターテインメントメディア企業THE E&Mの南澤鉉CEOなど、学者、投資家、パートナー、ゲストが出席し、講演を行った。

Ulord CEOのTan Lin博士は、Ulordパブリックチェーンはコンテンツ分野におけるオープンで共有された、安全で信頼性の高い基盤オペレーティングシステムであり、ブロックチェーン基盤アーキテクチャとデジタルリソース配布プロトコルのセットであると述べました。 Ulord をベースに、サードパーティの開発者は、ソーシャル ツール、ライブ ビデオ、オリジナル コンテンツ プラットフォーム、さらには電子商取引サービスなど、さまざまなブロックチェーン アプリケーションを作成できます。このようにして、ブロックチェーン技術とアプリケーションの完全なエコシステムを共同で構築し、ブロックチェーン技術の価値共有を真に実現することができます。

（著者：サイバークーバー）

この記事は商業宣伝のみを目的としており、Wabi.com の立場を代表するものではありません。暗号通貨は高リスクの業界です。慎重に投資してください。いかなる損失についても当社は責任を負いません。