ASIC-и против форков: когда-нибудь эта война закончится... Возможно, быстрее чем вы думаете

Асики, майнеры, алгоритмы, война. Что вообще происходит?

Чтобы понять мотивы Риккардо и его команды, да и вообще разобраться в ситуации, нужно начать с основ. Это не займёт много времени.

Майнер собирает транзакции в блок и начинает совершать огромное количество вычислений хэш-функции от данных в блоке, чтобы получить “красивый результат”. “Красивым” результат считается тогда, когда он удовлетворяет сложности сети. Чем выше сложность сети, тем тяжелее найти подходящий результат. Такой результат называется “решением” (блока или задачи майнинга). Сложность сети динамически изменяется, чтобы решение находилось за одно и то же время, независимо от вычислительной мощности сети.

Алгоритм расчёта решения — односторонняя функция. Односторонняя она потому что нельзя “подогнать решение под ответ”. Можно только перебирать все комбинации, пока решение вдруг внезапно не появится. Функции в различных криптовалютах отличаются, но не всегда.

Нашедших решение система вознаграждает монетками

Собственно майнинг — это постоянные вычисления результата функции с постоянным перебором в надежде найти решение и заработать вознаграждение. С одной стороны майнинг приводит к высокому потреблению электроэнергии, с другой — это очень важный процесс, без которого криптовалюты не существовали бы.

Оборудование

Для майнинга используется вычислительная техника и в самом начале это были обыкновенные ПК с обычными процессорами. Включив специальную программу на слабеньком ноутбуке, каждый мог получать десятки биткоинов в день. Но с ростом майнеров росла и сложность сети, и на одном процессоре добывалось всё меньше и меньше с каждым днём.

В то же время всё больше и больше людей узнавало про майнинг и однажды кто-то смог запустить майнинг на видеокарте. Это сейчас майнинг на видеокартах кажется обыденностью, но на заре криптовалют мало кто знал, что видеокарты можно использовать для вычислений. В видеокартах работают сотни небольших слабых процессоров, чтобы геймеры могли наблюдать красивую воду, динамические тени и другие спецэффекты в играх. Но оказалось, что эти процессоры можно использовать не только для спецэффектов, но и для математических расчётов, и пускай шейдерные процессоры (так они называются) слабее процессора центрального, зато в каждой видеокарте их сотни, и работать они могут одновременно.

Майнеры стали строить майнинговые фермы, подключая по несколько видеокарт в компьютеры, и GPU-майнинг полностью вытеснил CPU из этой сферы.

Прошло несколько лет и появились они.

Асики

ASIC расшифровывается как “application-specific integrated circuit” или “интегральная схема специального назначения”. Не вдаваясь в подробности, это специальный процессор, заточенный на ограниченное количество действий.

Например, центральный процессор умеет решать много задач и выполнять практически любой код, в том числе искать решение при майнинге. Это универсальный инструмент, как швейцарский нож.

Видеокарта — немного менее универсальный инструмент, но всё-таки способный на выполнение широкого круга задач. Если продолжить аналогию, видеокарту можно сравнить с велосипедным ключом, а асик — это отвёртка с сечением в виде звёздочки, которой откручиваются только соответствующие винты. Асик не умеет ничего кроме нескольких функций, и эти функции не записаны в его памяти, а высечены в кристалле кремния. Асик нельзя научить новым приёмам или исправить допущенные в коде ошибки.

Асик — очень специализированный инструмент. Но за счет специализации он может работать быстрее и эффективнее.

ASIC в компьютерной технике — довольно частое явление. В русскоязычном сегменте наличие асик-чипов обозначается словом “аппаратная”. Аппаратная поддержка сети, аппаратное декодирование видео, аппаратная реализация USB и так далее. Асики окружают нас, и при популярности какого-либо стандарта рано или поздно появится асик под него.

Но разработка асиков — очень недешёвое удовольствие. Для каждого асика нужно разработать технологию, построить конвейер, написать программу производства. Это разумно, если производится чип аппаратной поддержки USB, которая будет установлена в сотни миллионов компьютеров, иначе “игра не стоит свеч”.

Забавно вспоминать дискуссии на форумах, где участники доказывали, что асик для майнинга — это фантастика, что это очень дорого и никто не сможет разработать нечто подобное.

Но они появились и показали такую производительность, в которую сложно было поверить.

Захват рынка

Ошеломительный успех асиков для Биткоина был обусловлен в большой степени простотой “алгоритма поиска решения” — хэш-функции sha-256, которая и разрабатывалась для возможности создания аппаратных решений и во время майнинга использовала мизерную часть возможностей процессоров и видеокарт.

Вторым под асиками пал алгоритм scrypt, используемый в криптовалюте Litecoin.

С тех пор идёт противостояние производителей асиков и создателей криптовалют. Постоянно появляются новые алгоритмы поиска решения, но как только криптовалюты на этих алгоритмах становятся популярны, появляются асики, заставляющие владельцев ферм на видеокартах переходить на другую валюту.

Почему асики — зло

Казалось бы, наличие асиков не должно никого расстраивать, кроме владельцев ферм на видеокартах.

Но возможность атаки 51% увеличивается с появлением асиков. Атака 51% — владение большей частью мощности сети и использование этой мощности для внесения ошибок в функционирование криптовалюты. Это одна из немногих врождённых болезней криптовалюты, исправить которую нельзя.

Так как майнинг осуществляется на оборудовании, которое можно купить в любом магазине, злоумышленнику сложно заиметь значительную часть вычислительной мощности. Но когда оборудованием торгует одна или две фирмы, намного проще раздобыть столько асиков, сколько потребуется для атаки. Да и сосредоточение майнинга в руках ограниченного круга лиц вместе со сложностями в приобретении оборудования толкает криптовалюту в пучину централизованности.

Именно за децентрализацию ратуют разработчики Монеро. Смена алгоритма каждые полгода позволит сохранить децентрализованность сети.

Почему асики — добро

Асики переводят майнинг из любительской сферы в профессиональную. Даже сейчас существуют алгоритмы поиска решения такой сложности, что справляется с ними только центральный процессор, видеокарта уже не способна на такие расчёты. Это, так называемые, CPU-only алгоритмы.

В чём проблема? В ботнетах. Благодаря “асикоустойчивости” любой заражённый компьютер приносит ощутимый доход. Итого имеем майнинг-вирусы, взлом серверов для майнинга, майнинг на веб-страницах и так далее. Если бы под все эти алгоритмы существовали асики, они бы вмиг подняли сложность, и “преступный” майнинг не приносил бы ничего.

Что дальше?

Если раньше асики были мощнее в разы и десятки раз, то недавнее оборудование для криптовалют Ethereum и ZCash сравнимо по производительности с фермами из видеокарт, обгоняя их только в энергоэффективности. Учитывая цену новых асиков, сложности с покупкой и работу только на одном алгоритме, многие делают выбор в пользу видеокарт. Хотя это только первое поколение новых асиков — технологию будут развивать.

Но тем не менее тенденция просматривается. Алгоритмы становятся всё сложнее и сложнее, что влечёт за собой усложнение асиков. Нет, конечно Bitmain не изобретет свой центральный процессор, но рентабельность разработки под сложные алгоритмы будет снижаться, и рано или поздно новый асик будет похож на видеокарту, но очень дорогую, которую будут выбирать только те, кому лень разбираться с настройками фермам.

Но этот момент может никогда не наступить по причине массового перехода криптовалют на POS, когда для майнинга уже не нужны большие вычислительные мощности. Майнинг “доказательством доли” имеет ряд преимуществ перед классическим “доказательством работы”, но содержит ряд врожденных фатальных недостатков. Когда эти недостатки исправят, фермы и асики уйдут в историю.

И кто-то, включая старый асик для обогрева комнаты, посадит внука на колени и расскажет ему удивительную историю, как эта маленькая шуршащая коробочка создавала из воздуха деньги.