آشنایی با الگوریتم های استخراج

الگوریتم های ماینینگ ستون فقرات شبکه های مبتنی بر بلاک چین مانند بیت کوین و پروتکل های دیگر را تشکیل می دهند.

الگوریتم های استخراج برای تأیید تراکنش و امنیت شبکه در فناوری بلاک چین مورد نیاز است. یک الگوریتم ماینینگ به رایانه های ماینرها دستور می دهد تا مجموعه ای از قوانین را برای ایجاد یک بلوک معتبر دنبال کنند.

اثبات کار (PoW) الگوریتم اجماع شناخته شده ای است که توسط بیت کوین و سایر ارزهای دیجیتال استفاده می شود. در PoW، ماینرها با استفاده از قدرت محاسباتی برای یافتن یک مقدار هش خاص که بلوک جدید را به آنها می دهد، رقابت می کنند. مدارهای مجتمع ویژه برنامه (ASIC) سخت افزار تخصصی مورد نیاز برای ماینرها برای رقابت در چنین فرآیند پر انرژی هستند، اما قبل از ASIC، تجهیزات استخراج CPU و GPU در مقیاس پایین توسط کاربران خانگی استفاده می شد.

استخراج ASIC در درجه اول از تابع هش SHA-256 استفاده می کند که توسط آژانس امنیت ملی ایالات متحده (NSA) طراحی و به عنوان استاندارد یکپارچگی داده در سال 2001 منتشر شد. بیت کوین از SHA-256 برای اطمینان از حداکثر امنیت و یکپارچگی استفاده می کند زیرا کوچکترین تغییر در الگوریتم، خروجی تابع هش استخراج را تغییر می دهد.

برای همگام شدن با عملیات استخراج در مقیاس صنعتی، بسیاری از ماینرها به استخرهای ماینینگ ملحق می شوند تا قدرت محاسباتی خود را تجمیع کنند، بنابراین شانس استخراج موفقیت آمیز یک بلوک را افزایش می دهند. جوایز بلوک به نسبت سهم هر عضو توزیع می شود.

انتخاب الگوریتم ماینینگ یک تصمیم حیاتی برای پروژه ارزهای دیجیتال است، زیرا قوانین و الزامات مورد نیاز برای ایجاد و ایمن سازی شبکه بلاک چین را تعیین می کند، جدای از اینکه چگونه به شرکت کنندگان سکه های تازه ضرب شده پاداش داده می شود. نمونه‌هایی از دیگر الگوریتم‌های استخراج محبوب عبارتند از Ethash که توسط بلاک چین اتریوم استفاده می‌شود و CryptoNight که توسط شبکه Monero استفاده می‌شود.

الگوریتم CryptoNight چیست؟

CryptoNight یکی از سریع‌ترین الگوریتم‌های استخراج و بخشی از پروتکل اجماع CryptoNote است.

CryptoNight یک الگوریتم استخراج PoW برای استخراج CPU و GPU است که به گونه‌ای طراحی شده است که در برابر ASIC مقاوم باشد تا از تمرکز قدرت ماینینگ جلوگیری کند. CryptoNight و Keccak امیدوارند با استفاده از ترکیبی از توابع هش، از جمله توابع هش، به کاربران در استخراج کارآمدتر کمک کنند.

تابع هش رمزنگاری حول استاندارد رمزگذاری پیشرفته (AES)، یک الگوریتم درجه نظامی برای امنیت سطح بالا کار می کند و CryptoNight را به یک الگوریتم استخراج تبدیل می کند که به شدت بر امنیت متمرکز است. شهرت CryptoNight به عنوان یک الگوریتم امنیتی از زمانی که مونرو شروع به استفاده از آن به عنوان الگوریتم هش برای اجماع بلاک چین کرد، در دنیای رمزارز تقویت شده است.

ایجاد الگوریتم CryptoNight بسیار جذاب و یادآور منشا بیت کوین است. خالق آن که از نام ساختگی نیکلاس ون سابرهاگن استفاده می کرد، درست مانند ساتوشی ناکاموتو معروف ناپدید شد.

با توجه به شباهت، بسیاری از مردم بر این باورند که این دو توسعه‌دهنده یک شخص هستند و این رمز و راز تنها با تاریخ انتشار شبح وار CryptoNote در 12 دسامبر 2012 (12/12/2012) افزایش یافته است. CryptoNote یک پروتکل امنیتی و ابزار حفظ حریم خصوصی بود که از تراکنش های محرمانه، تراکنش های غیرقابل پیوند و امضاهای حلقه پشتیبانی می کرد.

الگوریتم استخراج CryptoNight چگونه کار می کند؟

CryptoNight از پروتکل اجماع CryptoNote برای تقویت حریم خصوصی استفاده می کند. به طوری که هیچ کس نمی تواند بگوید کدام شرکت کننده در معامله پرداخت کرده و چه کسی پول را دریافت کرده است.

CryptoNight برای استخراج پردازنده گرافیکی مناسب است، اما ویژگی‌های آن آن را برای استخراج CPU ایده‌آل می‌کند. معماری CPU بسیار کارآمد است، با ضرب کننده های سریع 64 بیتی برای حداکثر سرعت. علاوه بر این، استفاده زیاد از حافظه پنهان CPU عملکرد مطلوب را تضمین می کند.

فرآیند کار شامل سه مرحله اصلی است:

ایجاد یک “نوت بوک”

یک حافظه بزرگ با مقادیر متوسط ​​در طول عملکرد هش ذخیره می شود. داده‌های ورودی اولیه با تابع هش Keccak-1600 هش می‌شوند که در نتیجه 200 بایت داده به‌طور تصادفی تولید می‌شود.

تبدیل رمزنگاری

سپس 31 بایت اول این مقدار هش Keccak-1600 را می گیرد و آنها را به کلید رمزگذاری الگوریتم AES-256 تبدیل می کند که بالاترین مقدار در خانواده AES است.

آخرین هش

CryptoNight کل مجموعه داده ایجاد شده توسط توابع AES-256 و Keccak در مرحله قبل را می گیرد و آن را از طریق توابع هش باقی مانده عبور می دهد. در نهایت، یک هش نهایی از اثبات کار CryptoNight به دست می آید. این هش دارای پسوند 256 بیتی یا در مجموع 64 کاراکتر است.

چرا CryptoNight مهم است؟

CryptoNight طوری طراحی شده است که به CPU و GPU فرصت مساوی برای استخراج بلاک ها بدهد و از استفاده از ماینرهای ASIC جلوگیری کند.

CryptoNight به سه دلیل مهم مهم است: حفظ حریم خصوصی قوی تر با تراکنش های غیرقابل ردیابی، ویژگی مقاومت ASIC و مقیاس پذیری. اکثر ارزهای رمزنگاری شده، از جمله بیت کوین (BTC)، تقریباً کاملاً خصوصی هستند زیرا تراکنش ها و موجودی فرد را می توان به راحتی از طریق یک آدرس عمومی در بلاک چین منبع باز ردیابی کرد.

از سوی دیگر، CryptoNight برای رضایت بیشتر کاربرانی که به حفظ حریم خصوصی علاقه دارند و می‌خواهند تراکنش‌های بلاک چین خصوصی انجام دهند، طراحی شده است. سازندگان آن دو ابزار مهم حفظ حریم خصوصی را برای دستیابی به حداکثر امنیت و ناشناس بودن در الگوریتم ادغام کردند: امضاهای حلقه و آدرس های مخفی. هر دو توسط تیم Monero توسعه داده شدند.

کاهش نگرانی های فزاینده در مورد تمرکز ارزهای دیجیتال به دلیل پلتفرم های استخراج ASIC یکی از دلایل اصلی توسعه CryptoNight بود. توسعه دهندگان این پروژه بر روی به چالش کشیدن تسلط ASIC تمرکز کردند و سیستمی را توسعه دادند که در آن GPU ها و CPU ها بتوانند مزیت رقابتی خود را در استخراج حفظ کنند.

مقیاس پذیری و کارایی بالا در هسته CryptoNight قرار دارد که محاسبات آن به صورت تصاعدی افزایش می یابد و مقیاس بندی بیشتر با تراکنش های سریع تر را تضمین می کند.

کدام ارزهای دیجیتال از الگوریتم استخراج CryptoNight استفاده می کنند؟

Bytecoin اولین ارز دیجیتالی بود که پروتکل CryptoNote را در بلاک چین خود پیاده سازی کرد، اما پیاده سازی آن در Monero به این پروژه کمک کرد تا شهرت و شهرت بیشتری کسب کند.

تعدادی از ارزهای دیجیتال الگوریتم CryptoNight را یکپارچه کرده اند. اولین مثال CryptoNoteCoin است که یک مرجع واضح به پروژه CryptoNight است.

بایت کوین

اگرچه در ابتدا مصمم به مقاومت در برابر تسلط ASIC بود، اولین سکه CryptoNight برای پشتیبانی از توسعه این پروژه در سال 2018 اعلام کرد که استخراج ASIC را با حفظ الگوریتم برای جلوگیری از مسائل امنیتی و ناشناس بودن یکپارچه خواهد کرد.

مونرو

اگرچه Monero دیگر از CryptoNight استفاده نمی‌کند، اما یکی از قوی‌ترین حامیان آن با موضع خود در برابر قدرت ASIC بود. مونرو CryptoNight را به عنوان اثبات کار در سال 2014 خریداری کرد و از آن زمان الگوریتم را کمی اصلاح کرد و CryptoNight-R را ایجاد کرد تا به طور عمدی سازگاری با ASIC های موجود را قطع کند.

با این حال، یک CryptoNight کارآمد سازگار با ASIC توسط Bitmain در سال 2017 توسعه یافت و تا سال 2018 ASIC ها دوباره به شبکه Monero ملحق شدند. در سال 2019، مونرو الگوریتم ماینینگ خود را به RandomX تغییر داد که بر استخراج CPU تمرکز دارد.

الکترونیوم (ETN)

در یک نوآوری قابل توجه در نسخه موبایل خود، Electroneum از الگوریتم استخراج CryptoNight استفاده می کند و به کاربران اجازه می دهد تا نه تنها به روش سنتی، بلکه از تلفن هوشمند خود نیز از طریق یک ماینر موبایل استخراج کنند.

دیگر پروژه‌های کمتر شناخته شده‌ای که الگوریتم CryptoNight را پیاده‌سازی می‌کنند عبارتند از Boolberry، Dashcoin، DigitalNote، DarkNetCoin و Pebblecoin. با این حال، این پروژه ها در سال 2017 در معرض حملات مخرب قرار گرفتند و نگرانی هایی را در مورد امنیت شبکه های آنها و قابلیت اطمینان الگوریتم CryptoNight ایجاد کردند.

انواع مختلفی برای الگوریتم CryptoNight ایجاد شده است و CryptoNight Heavy نسخه ای از الگوریتم هش است. Ryo Currency در پروژه های مختلف ارزهای دیجیتال از جمله Sumokoin و Loki پیاده سازی شده است.

با این حال، CryptoNight Heavy می‌تواند منجر به آسیب‌پذیری‌های جدی شود، زیرا به یک شبکه همتا به همتای غیرقابل اعتماد متکی است. از آنجایی که گره ها باید PoW هر بلوک جدید را بررسی کنند و زمان قابل توجهی را برای ارزیابی هر هش صرف کنند، می توانند در برابر حملات انکار سرویس توزیع شده (DDoS) آسیب پذیرتر شوند، فعالیت های هماهنگ شده با هدف بات نت که شبکه را با ترافیک جعلی تحت الشعاع قرار می دهد.

چه چیزی در انتظار الگوریتم CryptoNight است؟

از زمان آغاز به کار خود در سال 2012، الگوریتم CryptoNight تا زمان معرفی CryptoNight-R، نسخه نهایی ایجاد شده توسط Monero، تغییرات، ارتقاء و اصلاحات جزئی را برای انطباق با پروژه‌های مختلف ارزهای دیجیتال انجام داده است.

آیا CryptoNight هنوز یک الگوریتم استخراج معتبر است یا در ماموریت خود برای تبدیل شدن به یک ابزار برابری طلب شکست خورده است؟ تمام نسخه های مختلف یک هدف مشترک داشتند: جلوگیری از مقاومت ASIC و تسلط بیشتر در استخراج ارزهای دیجیتال.

بسیاری معتقدند که این اتفاق نیفتاد و پروژه نتوانست موضع اولیه خود را حفظ کند. تیم Monero اعلام کرد که این شکست به دلایل امنیتی بوده است. از آنجایی که تأیید هش CryptoNight بسیار گران و زمان‌بر است، همانطور که قبلاً برای برخی از ارزهای دیجیتال مبتنی بر CryptoNight مشخص شد، می‌تواند خطر DoS برای گره‌ها ایجاد کند.

برخی دیگر فکر می کنند ASIC تمام تلاش خود را برای جلوگیری از گسترش بیشتر قدرت شرکتی خود انجام می دهد. این الگوریتم به‌عنوان نوعی الگوریتم برابری‌خواهانه متولد شد که می‌توانست حقوق برابر مردم را با حقوق من تضمین کند، نه فقط در دنیای شرکت‌ها.

اگرچه قابلیت مقاومت ASIC دیگر امکان پذیر نیست زیرا ASIC ها می توانند با موفقیت ماین این الگوریتم را تطبیق دهند، اما همچنان به عنوان یک ابزار استخراج عمومی عمل می کند. با این حال، هنوز هم می تواند نقطه شروع خوبی برای توسعه پروژه های ارزهای دیجیتال آینده باشد، به ویژه برای کاربرانی که به حریم خصوصی و استخراج منصفانه اهمیت می دهند.