Conheça Equihash, o algoritmo que torna possível a mineração de criptomoedas como o Zcash. Um algoritmo que funciona usando um problema matemático e probabilístico complexo conhecido como "O Problema do Aniversário".

EO protocolo ou algoritmo de mineração Equihash é um dos muitos protocolos ou algoritmos de mineração que existem no mundo da mineração. blockchain y criptomonedas. No entanto, Equihash ocupa um lugar muito especial no mundo criptográfico. Isso se deve a sua criação específica para projetar um algoritmo que oferece enorme resistência a ASIC. Sem ser extremamente complexo ou inseguro.

É assim que um grupo de desenvolvedores e acadêmicos conseguiu criar o Equihash. Um trabalho que abriu a possibilidade de criar criptomoedas com resistência ASIC aplicável a criptomoedas com boa escalabilidade. Portanto, de Academia Bit2Me Convidamos você a conhecer este algoritmo e tudo o que ele tem a oferecer. Junte-se a nós para saber disso.

Origem do algoritmo Equihash

O desenvolvimento do Equihash começou graças ao trabalho de Alex Biryukov y Dmitry Khovratovich. O objetivo desses dois desenvolvedores era criar um algoritmo de mineração que oferecesse resistência à mineração ASIC e ao perigo crescente de centralização que isso representa.

Este é um problema muito discutido na comunidade Bitcoin . Especialmente desde o hashrate do referido blockchain (que usa SHA-256) é totalmente explorado usando ASIC. Esta situação pode levar a grandes riscos, como uma empresa ou um grupo de mineiros poderosos conspirando para afetar negativamente o funcionamento da rede.

E embora no Bitcoin, eles estão cientes do perigo, mas há incentivos para que isso não aconteça, por enquanto essa situação ainda está em vigor. Todos os mineiros de Bitcoin querem algo em comum, que o Bitcoin seja a criptomoeda mais poderosa. Não apenas em termos de hashrate, mas de preço, estimulando assim a segurança do blockchain contra invasores.

Embora isso seja viável em redes tão grandes quanto Bitcoin, em redes menores a história é diferente. Biryukov e Khovratovich viram isso e decidiram criar Equihash. Para fazer isso, eles projetaram uma infraestrutura algorítmica complexa criada para resolver um difícil problema matemático chamado "Problema de aniversário". Com esses elementos, em 2016 apresentaram o resultado de seus trabalhos e pesquisas, o algoritmo Equihash completo e funcional.

Esta apresentação foi realizada no Universidade de luxemburgo, e era administrado por um grupo chamado CryptoLUX, da qual faziam parte, no Simpósio sobre segurança de rede e sistemas distribuídos 2016 em San Diego.

  • Alex Biryukov, criador do Equihash
  • Dmitry Khovratovich criador de Equihash

Objetivo Equihash

O objetivo por trás da criação da Equihash é simples de entender: evitar que os ASICs levem à centralização da mineração. Um problema especialmente sério em cadeias de blocos pequenos, onde um único minerador ASIC pode significar mais da metade do poder de mineração da rede. Nessa situação, o minerador com aquele ASIC poderia assumir o controle total da rede e até mesmo reescrever sua história, se desejar.

Com esse problema em mente, Biryukov e Khovratovich projetaram Equihash para combatê-lo. Na verdade, no White paper Equihash eles fazem menção clara em seu resumo deste aspecto. Deixando clara a necessidade desses sistemas.

A prova de trabalho é um conceito central em criptomoedas modernas e ferramentas de proteção contra negação de serviço, mas o requisito de verificação rápida até agora tornou-o uma presa fácil para GPUs, ASICs e botnets. As tentativas de confiar em cálculos que usam muita memória para remediar a disparidade entre as arquiteturas resultaram em esquemas lentos ou corrompidos.

Seu trabalho os levou a criar um algoritmo altamente sofisticado com alto consumo de memória, altas penalidades em ambientes de baixa RAM como ASICs, baixo consumo de energia de computação e apresentação de testes criptográficos curtos que não significavam um problema sério de armazenamento. e transmissão de dados. Na verdade, em seu white paper eles deixaram a seguinte declaração:

Nossa solução é prática e pronta para implantar: uma implementação de referência de nossa prova de trabalho requer 700 MB de RAM, é executado em 15 segundos em uma CPU de 2.1 GHz, mas aumenta os cálculos por um fator de 1000 se a memória for ele corta pela metade e apresenta apenas um teste de apenas 120 bytes de comprimento.

Como funciona o Equihash?

Agora, certamente você se pergunta Como eles criaram um algoritmo resistente a ASIC como Equihash? Bem, para realizar esta tarefa, Biryukov e Khovratovich tomaram como base um pequeno, mas complexo problema matemático chamado "O problema do aniversário". Este problema é um problema probabilístico que nos diz o seguinte:

O problema do aniversário afirma que, de um conjunto de 23 pessoas, há 50,7% de probabilidade de que pelo menos duas delas façam aniversário no mesmo dia. Para 57 ou mais pessoas, a probabilidade é superior a 99,666%. Em um sentido estrito, isso não é um paradoxo, pois não é uma contradição lógica. No entanto, é uma verdade matemática que contradiz a intuição comum.

Muitas pessoas pensam que a probabilidade é muito menor e que são necessárias muito mais pessoas para atingir a probabilidade de 50,666%. Se uma sala tivesse 367 pessoas, pelo Princípio do Pombal sabemos que haveria pelo menos duas pessoas fazendo aniversário na mesma data, já que um ano normal tem 365 dias e um ano bissexto tem 366.

Um problema conhecido em informática que tem sido amplamente estudado para a construção de sistemas de recursão e backtracking (duas técnicas de programação) que buscam resolver problemas desse tipo da maneira mais eficiente possível.

O algoritmo de resolução

A declaração simples acima é o bloco de construção que Biryukov e Khovratovich usaram para criar Equihash. Basicamente, o que eles fizeram foi criar um algoritmo baseado em para o trabalho de resolução de problemas de aniversário criado por David Wagner da Universidade da Califórnia em Berkeley. Wagner, renomado especialista em criptografia, criou esse algoritmo para que qualquer redução na memória aumente a complexidade do tempo na solução desse problema.

Ou seja, o algoritmo de Wagner é capaz de resolver o problema do aniversário para universos extremamente grandes de pessoas. Mas, para isso, faz uso intensivo de RAM. Se a memória RAM for reduzida, o algoritmo ainda pode resolver o problema, mas a complexidade e a dificuldade de solução aumentam.

Isso permitiu a criação de um sistema de mineração que era especialmente complexo de resolver em sistemas ASIC onde a memória RAM não é grande.

Além disso, o algoritmo de Wagner foi modificado para não produzir múltiplas soluções para o problema. Esta propriedade torna a mineração muito fácil para mineradores com muita RAM, já que todas essas soluções podem ser aceitas pela rede. Para isso, o Equihash foi atualizado com a implementação da técnica chamada "vinculação de algoritmo". A ligação do algoritmo muda o problema para que não haja mais do que duas soluções produzidas em média, com o objetivo de que sejam quase únicas.

Desta forma, o algoritmo Equihash garante a maior dificuldade possível para a mineração das criptomoedas que o aplicam.

O fim da resistência ASIC de Equihash

Tudo o que foi dito acima deixa uma coisa clara: a mineração em Equihash é muito eficiente ao usar um computador poderoso com uma quantidade relativamente grande de RAM. Na verdade, uma das recomendações básicas é ter computadores com pelo menos 2 GB de RAM. Equihash pode ser minerado com eficiência em uma CPU. Mas se usarmos uma GPU, podemos obter melhores resultados, e mais, se a GPU tiver memória suficiente para armazenar todos os DAG gerado por Equihash para mineração.

No entanto, Bitmain conseguiu finalmente criar um ASIC de mineração para Equihash, quebrando assim a resistência ASIC do algoritmo. Isso aconteceu em 2018, quando o fabricante apresentou seu primeiro minerador ASIC para Equihash. Na verdade, hoje, existe uma grande diversidade de mineradores ASIC para Equihash, entre os quais fabricantes como Bitmain e InnoSilicon podem ser destacados.

Características do algoritmo

Apesar de não conseguir encontrar resistência real e duradoura ao ASIC, isso não diminui a qualidade técnica do Equihash. Na verdade, entre suas propriedades mais interessantes podemos citar:

  1. É um algoritmo que visa evitar a centralização da mineração. Mesmo que existam mineradores ASIC, minerar Equihash é complexo, e podemos ver isso na eficiência relativa baixa dos mineradores ASIC para Equihash.
  2. Ele oferece uma prova criptográfica complexa para construir, mas pequena em resolução. Isso permite que a rede não fique sobrecarregada com o trânsito de grandes testes criptográficos auxiliando na escalabilidade total da rede.
  3. O teste requer grande quantidade de memória que, mesmo com otimizações, sempre tem um alto custo na mineração de CPU, GPU e ASIC.
  4. É flexível e permite melhorias algorítmicas futuras e alterações de arquitetura.

Isso permite que o Equihash evolua ao longo do tempo e aprimore seus recursos de acordo com as necessidades dos projetos que o utilizam.

Quanto você sabe, cryptonuta?

É possível atualizar o Equihash para torná-lo resistente a ASIC novamente?

VERDADEIRO!

Uma das grandes vantagens do Equihash é que sua capacidade de aprimoramento algorítmico é enorme, portanto, uma nova implementação pode fazer com que esse algoritmo volte a oferecer resistência aos ASICs, sem abrir mão da segurança que oferece a qualquer momento.

Criptomoedas usando o algoritmo Equihash

Atualmente, várias moedas usam o algoritmo Equihash para fornecer mineração segura. Entre essas moedas, as mais conhecidas são ZCash (ZEC), Bitcoin Gold (BTG), Komodo, Horizen o viga. Destas, a menor é a Beam, com capitalização de cerca de 11 milhões de dólares. E a maior é a ZCash, com capitalização de cerca de 420 milhões de dólares.

De todos esses projetos, nenhum até agora foi afetado por um ataque de 51%, e eles não foram comprometidos de nenhuma outra forma significativa, deixando clara a qualidade do algoritmo Equihash.