Классификация алгоритмов криптовалют

Многие пользователи рассматривают криптовалюты только с точки зрения их материальной стоимости. Для них это одно из выражений денежной массы, так же, как например, акции, облигации или инвестиционные сертификаты. На самом деле мир криптовалют намного более сложен и многогранен. Если говорить образно, то это громадное здание, в котором должны гармонично сочетаться все его составляющие: программное обеспечение, аппаратная часть, социальный вектор и материальные стимулы для развития экосистемы.



Поскольку, отцами криптовалют стали программисты, то в основу всего положен исходный код, который можно назвать кровеносной системой всей экосистемы. Для того, чтобы добыть монеты необходимо произвести определенные вычисления, которые могут включать огромные количества комбинаций из букв и цифр. Для решения задач по перебору комбинаций используют специальные алгоритмы хэширования.

SHA-256 – патриарх всех криптовалют

Этот алгоритм хэширования был использован Сатоши Накамото для решения задач по поиску «красивого хэша», которым завершается очередной блок вычислений. Суть процесса достаточно проста: на вход поступает блок данных, в котором необходимо, путем перебора комбинаций строк цифр и букв, получить «красивый хэш», который являет собой выиграшную комбинацию и закрывает блок.

Майнер, который вычислил такой хэш, получает вознаграждение за блок в виде определенного количества монет. Для решения этой задачи используется хэш-функция. Важно помнить, что изменение входных данных всего лишь на 1 бит приведет к радикальному изменению хэш-суммы.
Самые первые криптовалюты, включая биткоин, создавались на алгоритме SHA256. К их числу также относятся: STEEM, Сounterparty, Неймкоин, Пиркоин и другие.



Первые майнеры не знали горя. Биткоины легко майнились даже на обычных процессорах. Однако, со временем сложность добычи возрастала и возникала необходимость миграции на аппаратные устройства, которые были лучше «заточены» под производство вычислений. Так наступила сначала эпоха графических редакторов (в простонародье видеокарт), потом в дело вступили программируемые аппаратные устройства (FPGA).
Окончательно вывели из терпения создателей первых криптовалют так называемые «асики». Эти устройства были «заточены» под алгоритм SHA256 и благодаря такой узкой специализации и высокой производительности, они смогли существенно увеличить скорость вычислений, и сократили время на поиск «красивого хэша». Ответом программистов стал новый алгоритм Scrypt.

Scrypt – самый массовый алгоритм хэширования криптовалют




По своей сути он во многом повторял SHA256: на вход также подавался блок данных, в котором необходимо найти хэш. Однако, упор был сделан не на аппаратные возможности оборудования, а на баланс между оперативной памятью устройства и временем, которое необходимо для вычисления «красивого хэша». Это была искусственно созданная сложность, для того, чтобы отсечь от майнинга «асики» и сделать их малопроизводительными. Особенности работы алгоритма Scrypt (необходимость большого количества оперативной памяти устройства) снова возродили к жизни майнинг на видеокартах.

Также разработчики стремились к тому, чтобы новый алгоритм было сложнее распараллелить и подвергнуть взлому брутфорсом. С этой целью была реализована функция «пожирания» оперативной памяти устройства.

На данный момент наибольшее количество форков создано именно на алгоритме Scrypt. Среди наиболее знакомых: Лайткоин, Dogecoin, Digitalcoin, Franco и другие. Переход на новый алгоритм был необходим для того, чтобы нивелировать неравенство в результатах майнинга между собственниками «асиков» и видеокарт. Впрочем, вскоре были созданы «асики» и под Scrypt. Так что эпическая борьба создателей «крипты» и индустрии устройств для майнинга все еще в разгаре.

Алгоритмы PoW и PoS

Proof-of-Work. В переводе с английского это словосочетание означает «доказательство работы». А Proof-of-Stake - «доказательство хранения». В основу функционирования PoW положена идея последовательного использования нескольких хэш-функций (6), которые содержались в других алгоритмах. Впервые эта идея была материализована в монетах Quark.
Алгоритм РoS используется не для вычислений хэша, а для проведения транзакций и хранения средств в системе. Его применяют "крипты", которые добываются не майнингом, а форджингом. Суть форджинга можно выразить в формуле: "деньги делают деньги", иными словами, чем выше баланс на вашем кошельке, тем больше новых средств на него будет начисляться. В числе криптовалют, которые используют данный способ добычи монет, можно назвать: Lisk (LSK), NXT и часть других форков.

Алгоритмы группы «Х»



Однако, рост популярности «крипты» вызвал к жизни новые алгоритмы.
Новым словом в программировании коинов стал переход на алгоритмы X11, X13, X15. По своей сути - это апгрейд PoW. Число после Х обозначает количество используемых последовательных функций, которые используются при вычислении в блоке. Увеличение количества хэш-функций рассматривается как способ борьбы с "асиками", так как данное новшество должно было серьезно снизить их производительность.

Данные алгоритмы используют различные математические модели вычислений. Их особенностью является то, что можно эффективно майнить коины на видеокартах. Кроме майнеров вознаграждение из пулов также получают собственники «нодов» - ключевых узлов сети.
С использованием X11 был создан форк Dash, который имеет капитализацию больше 75 млн долларов.
Данный вид алгоритмов занимает второе место по популярности после scrypt.

Алгоритмы Blake 1.0 и 2.0 (256 и 512)

Вторая версия Blake стала результатом коллективного творчества 4 ученых. Впервые представлен в декабре 2012 года. Наиболее известная валюта, которая использует данный алгоритм - Siacoin (SC), рыночная капитализация которого превышает 8 млн долларов.

Алгоритмы криптовалют 2.0

Нашумевший проект «Криптовалюты нового поколения» привлек большое внимание пользователей. Наиболее известным его порождением стал Эфириум, который использует алгоритм Ethash . Некоторые эксперты утверждают: ничего нового в этой системе не увидели. Это всего лишь надстройка над биткоином, которая применяет его технологию блокчейна.

Экзотические алгоритмы хэширования

Кроме перечисленных, для создания форков используются и другие алгоритмы, но они менее популярны.
Среди них можно упомянуть: N-Scrypt, SHA3 (Keccak), Groestl, Scrypt-jane, CryptoNote. Последний из перечисленных алгоритмов обрел самую большую известность из всей этой группы. Его функциональные особенности дают возможность майнить на центральных процессорах ПК. Также в экосистеме не нужны «ноды» и реализован высокий уровень защиты анонимности данных пользователей.
Наиболее известной криптовалютой, которая была создана с использованием алгоритма CryptoNote, является Monero (XMR). Ее капитализация на данный момент превышает 84 млн долларов.




Алгоритмы некоторых популярных криптовалют не известны. К числу таких относятся, например, Ripple (XRP) и Augur (REP).
Если же вас интересуют детальные подробности процесса вычислений, которые производятся с использованием различных алгоритмов, то можно ознакомиться с этой статьей.
Довольно познавательной может стать и статья на Хабрахабре об основных этапах эволюции алгоритмов хэширования.

Автор: kislov
Исключительные права на статью принадлежат mmgp.ru

Не правда ваша. Lisk (будет) использовать DPoS - делегированный ПоС.

Ключевое слово - "будет". Я инфу брал с авторитетного сайта, которому нет смысла не доверять.
Буду рад выслушать все мнения и замечания, вместе мы сделаем эту статью лучше.

Можно посмотреть с другой стороны. Лиск форк Crypti, у которого DPoS.

Да, согласен, Лиск создали бывшие участники Крипти и много взяли оттуда. Но пока еще делегатам не дали право майнить, ведь так? Значит пока рассматриваем алгоритм как PoS.

статья в целом рассказывает о алгоритмы, возможно кому-то это пригодится

Хорошая познавательная статья! Одна из немногих здесь которая написана компетентным человеком!