الگوریتم هش ارز دیجیتال چیست؟ راهنمایی در مورد انواع مختلف هش در بلاکچین ها
الگوریتم های هش ارز دیجیتال مجموعه‌ای از مکانیسم‌ها و قوانین رمزنگاری خاص هستند که ارز دیجیتال را رمزگذاری می‌کنند. ماینرها با استفاده از تجهیزات خاص الگوریتم یک ارز دیجیتال خاص را رمزگشایی می‌کنند. این فرایند شامل پیدا کردن یک هش و تولید هش جدید است.
الگوریتم هش ارز دیجیتال چیست؟ راهنمایی در مورد انواع مختلف هش در بلاکچین ها
الگوریتم هش ارز دیجیتال چیست؟ راهنمایی در موردانواع مختلف هش در بلاکچین ها
هر ارز دیجیتالی از الگوریتم هش خاص خود استفاده می‌کند. تجهیزات استخراج این الگوریتم‌ها را رمزگشایی می‌کنند. الگوریتم هش ارز دیجیتال، اطمینان از عملکرد بلاکچین، پردازش معاملات و دریافت پاداش به صورت کوین را ممکن می‌کند. بیایید به دنیای توابع هش ارزهای دیجیتال برویم.
الگوریتم هش ارز دیجیتال به چه معنی است
الگوریتم‌های هش ارز دیجیتال مجموعه‌ای از مکانیسم‌ها و قوانین رمزنگاری خاص هستند که ارز دیجیتال را رمزگذاری می‌کنند. ماینرها با استفاده از تجهیزات خاص الگوریتم یک ارز رمزنگاری شده خاص را رمزگشایی می‌کنند. این فرایند شامل پیدا کردن یک هش و ایجاد هش جدید است.
به محض یافتن هش صحیح، بلاک جدیدی در بلاکچین ایجاد می‌شود که اطلاعات مربوط به معاملات، هش بلاک قبلی، مبلغ دریافتی توسط ماینر و دیگر اطلاعات را ذخیره می‌کند.
فرآیند رمزگشایی (یا استخراج سکه) مجموعه‌ای از داده‌های تصادفی را به اطلاعات منظم مرتب شده تبدیل و متعاقباً در بلاکچین ثبت می‌کند. امروزه چندین ده الگوریتم هش ارز دیجیتال وجود دارد.
برخی از الگوریتم‌ها محبوبیت بیشتری دارند و برای چندین ارز دیجیتال (بلاکچین) مختلف استفاده می‌شوند. متداول‌ترین الگوریتم‌ها SHA-256، Scrypt، Ethash، X11، Lyra2Z، Equihash و RandomX هستند. در زیر هر یک از این موارد را توضیح خواهیم داد.
SHA-256 الگوریتم هش بیت کوین
SHA-256 یک الگوریتم رمزگذاری امن است که به دلیل استفاده از آن در کد بیت کوین محبوبیت بیشتری پیدا کرده است. مخفف SHA الگوریتم سکیور هش (Secure Hash) است. 256 نیز به این معنی است که الگوریتم ارز دیجیتال یک هش 256 بیتی ایجاد می‌کند، یعنی یک رشته 256 بیتی. نرخ هش برای ارزهای دیجیتال مبتنی بر SHA-256 برحسب واحد گیگاهش در ثانیه (GH / s) محاسبه می‌شود. در این الگوریتم شش تا ده دقیقه طول می‌کشد تا یک بلاک ایجاد کنید.
آژانس امنیت ملی ایالات متحده الگوریتم SHA-256 را در سال 2001 اختراع کرد. این بخشی از الگوریتم‌های خانواده SHA است. اکنون، این تنها الگوریتم ارز دیجیتال از این خانواده است که آزمون مقاومت در برابر انواع مختلف حملات را پشت سر گذاشته است. این حملات شامل تشخیص تصادم و تشخیص معامله معکوس شده است. این الگوریتم راه حل تعیین کننده‌ای برای امنیت ارزهای رمزپایه دارد.
از SHA-256 علاوه بر ارزهای رمزپایه، در برخی از فناوری‌های دیگر نیز به طور گسترده استفاده می‌شود. به عنوان مثال، عملکرد پروتکل‌های امنیتی مانند TLS، SSL، PGP، SSH، ساخته شده بر روی این الگوریتم هش است.
استفاده از این الگوریتم هش برای بیت کوین
در سال 2009، بیت کوین فقط برای چند نفر شناخته شده بود. در آن زمان، برای استخراج از رایانه‌های معمولی استفاده می‌شد که محاسبات را با استفاده از پردازنده مرکزی انجام می‌دادند. بعداً ماینرها شروع به استفاده از پردازنده‌های گرافیکی قدرتمندتر کردند. با این حال، اکنون محبوبیت بیت کوین بسیار زیاد است. استفاده از ای سیک ماینرها (ASIC)، دستگاه‌های ویژه با قدرت محاسبات بالا، از نظر اقتصادی سودآور شده است.
بیت کوین با الگوریتم هش SHA-256 ایجاد شده است. این الگوریتم در برخی از ارزهای دیجیتال دیگر که عمدتاً فورک های بیت کوین هستند نیز، استفاده می‌شود.
ارزهای رمزنگاری شده با الگوریتم SHA-256:
(Bitcoin (BTC
(Bitcoin Cash (BCH
(Bitcoin SV (BSV
(Peercoin (PPC
(BitcoinDark (BTCD
(Litecoin Cash (LCC
اسکریپت (Scrypt)
اسکریپت (Scrypt) یک الگوریتم استخراج ارز دیجیتال است. سرعت ایجاد بلاک در بلاکچین های مبتنی بر اسکریپت حدود 30 ثانیه است. میزان هش ریت بر حسب مگاهش بر ثانیه (MH / s) اندازه گیری می‌شود. اسکریپت به دلیل استفاده در ارز دیجیتال لایتکوین محبوب شد.
خیلی زود مشخص شد که استخراج بیت کوین بسیار آسان است، به همین دلیل الگوریتم اسکریپت ظهور کرد. سادگی عملکرد SHA-256 به شما امکان می‌دهد فرآیند استخراج را خودکار کنید. بنابراین، هدف اصلی ایجاد اسکریپت پیچیدگی مکانیسم تولید بلاک و افزایش منابع مورد نیاز برای انجام عملیات محاسبه بود.
به طور خاص در این الگوریتم هش، میزان قدرت RAM بسیار مهم است. با این حال مصرف برق و توان پردازشی بسیار کمتری نسبت به SHA-256 نیاز است. در ابتدا از پردازنده‌های مرکزی و گرافیکی برای استخراج ارزهای دیجیتال مبتنی بر اسکریپت استفاده می‌شد. با این حال، این الگوریتم نتوانست در برابر شرکت‌های تولید کنند ای سیک ماینر مقاومت کند و در سال 2014 اولین ای سیک ماینرها برای سکه‌های اسکریپت ایجاد شد.
الگوریتم هش اسکریپت مبنای ارزهای دیجیتال زیر است:
(Litecoin (LTC
(Dogecoin (DOGE
(Redcoin (RED
(viacoin (VIA
(Syscoin (SYS
اکویی هش (Equihash) الگوریتم هش ناشناس
اکویی هش (Equihash) یک الگوریتم هش برای ارزهای دیجیتال ناشناس است که در سال 2016 منتشر شد. اولین ارز دیجیتالی که اکویی هش را به عنوان پایه خود استفاده کرد، زی کش (Zcash) بود. ایجاد بلاک‌ها در این الگوریتم هش 150 ثانیه طول می‌کشد. نرخ هش بر حسب مگاهش بر ثانیه (MH / s) اندازه گیری می‌شود.
این الگوریتم یک تابع هش است که بر اساس اصل مسئله تولد ساخته شده است. این یک قاعده ریاضی است که برای محاسبه احتمال استفاده می‌شود.
قانون می‌گوید:
اگر 23 نفر در یک اتاق باشند، احتمال اینکه حداقل دو نفر از آنها در یک روز متولد شده باشند 50٪ است. بر اساس این الگو، احتمال یافتن عدد غیر ce در فرآیند استخراج 2 است، به قدرت N صعود می‌شود و بر 2 تقسیم می‌شود.
برای استخراج ارزهای رمزپایه که بر اساس اکویی هش کار می‌کنند، از کارتهای ویدئویی با حداقل ظرفیت حافظه 2 گیگابایت استفاده می‌شود. مناسب‌ترین پردازنده گرافیکی برا استخراج ارزهای دیجیتال با این الگوریتم ان ویدیا (NVidia) است.
با این حال، دستگاه‌های ای سیک ماینر برای استخراج اکویی هش نیز ساخته شده‌اند. امروزه مشهورترین‌ها Antminer Z9 Mini از بیت مین و A9 ZMaster از ایننوسیلیکون هستند.
محبوب‌ترین ارزهای رمزپایه که در الگوریتم اکوی هش اجرا می‌شوند:
(Zcash (ZEC
(Bitcoin Gold (BTG
(komodo (KMD
(ZClassic (ZCL
(ZenCash (ZEN
(Bitcoin Private (BTCP
Ethash الگوریتم هش ارز دیجیتال اتریوم
Ethash (هاشیموتو دگر) یک الگوریتم ارز دیجیتال است که برای استخراج اتریوم ساخته شده است. این الگوریتم هش بر اساس دو الگوریتم مختلف ساخته شده است: “دگر”، ساخته شده توسط ویتالیک بوترین و هاشیموتو (نام متشکل از کلمات هش، شیفت و مدول است) که توسط برنامه نویس تادئوس درایجا ساخته شده است. هش ریت الگوریتم Ethash برحسب مگاهش بر ثانیه (MH / s) اندازه گیری می‌شود.
“دگر” یک الگوریتم ارز دیجیتال است که به حافظه کارت گرافیک نیاز دارد. اصل عملکرد آن مشابه اسکریپت، اما با عملکردی بالاتر است. این امر به ویژه در شرایط افزایش پیچیدگی شبکه بسیار مشهود است. با این حال، “دگر” آسیب پذیری هایی دارد، بنابراین فقط در صورت جفت شدن با هاشیموتو مؤثر است.
الگوریتم هاشیموتو با عملکرد I / O در حالت خاص کار می‌کند. به طور خاص، سرعت تولید را محدود می‌کند، زیرا مقدار حافظه برای نوشتن و خواندن اطلاعات بی نهایت نیست. هاشیموتو یک الگوریتم هش ارز دیجیتال است که به مقدار زیادی حافظه نیاز دارد، به همین دلیل انجام تعداد زیادی عملیات ورودی / خروجی روی آن امکان پذیر نیست. این یعنی برای رمزگشایی، با استفاده از روش انتخاب بی نهایت مقادیر تصادفی کار نمی‌کند. این دلیل اصلی عدم مناسب بودن دستگاه‌های ای سیک برای استخراج اتریوم بود.
مقاومت این الگوریتم هش در برابر ای سیک ماینرها
پردازنده‌های GPU برای استخراج سکه‌های Ethahs مناسب هستند. موثرترین کارت گرافیک‌ها AMD هستند. با این حال، استفاده از کارتهای ویدیویی سری 10 انویدیا سود خوبی برای استخراج کنندگان به همراه دارد. نیاز اصلی، قدرت بالای RAM است که به دلیل افزایش پیچیدگی شبکه، دائماً در حال افزایش است.
همانطور که در بالا گفتیم، دستگاه‌های ای سیک برای استخراج سکه های Ethash مناسب نبودند. با این حال، همه چیز در تابستان 2018 تغییر کرد، زمانی که بزرگترین تولید کننده مایرها در چین بیت مین (Bitmain) مدل Innosilicon A10 ETHMaster، به عنوان دستگاه ای سیکی برای اتریوم روانه بازار کرد.
Ethash برای اتریوم ایجاد شده است. با این حال، سکه‌های دیگر نیز شروع به استفاده از این الگوریتم هش کردند. ارزهای رمزپایه زیر از Ethash استفاده می‌کنند:
(Ethereum (ETH
(Ethereum Classic (ETC
(Ubiq (UBQ
(Expanse (EXP
(Pirl (PIRL
(Musicoin (MUSIC
(QuarkChain (QKC
X11 الگوریتم ارز دیجیتال دش
الگوریتم هش X11 توسط ایوان دافیلد، خالق یکی از برترین ارزهای دیجیتال دش (Dash) توسعه داده شد. همه چیز از این واقعیت شروع شد که وی می‌خواست ناشناس بودن و قابلیت تعویض بیت کوین را بهبود بخشد، اما جامعه ایده او را تأیید نکرد. پس از آن ایوان چاره‌ای جز ایجاد ارز دیجیتال خود را نداشت.
به گفته دافیلد، این پیشرفت فقط یک آخر هفته طول کشید. مزیت X11 این است که استخراج ارزهای دیجیتال ایجاد شده بر اساس آن از نظر مصرف انرژی بسیار اقتصادی است. بهره وری انرژی فقط یک امتیاز اضافی بود. ایوان تصمیم نداشت تا الگوریتمی که به هزینه‌های انرژی زیادی نیاز نداشته باشد، ایجاد کند.
این آزمایشات نشان داد که استخراج دش (Dash) روی کارتهای ویدیویی 30-50٪ کمتر از استخراج بیت کوین در دستگاه‌های ای سیک برق مصرف می‌کند. برای استخراج ارزهای دیجیتالی که براساس الگوریتم هش X11 کار می‌کنند، می‌توانید نه تنها از GPU بلکه از CPU نیز استفاده کنید. امروزه این یکی از معدود الگوریتم‌هایی است که اجازه استخراج پردازنده‌ها را می‌دهد و آن را برای ماینرها و شرکت‌های کوچک جذاب می‌کند.
دستگاه‌های ماینر برای استخراج ارزهای دیجیتال مبتنی بر الگوریتم X11 نیز وجود دارد. همانطور که خود خالق X11 اعتراف کرد، او سعی در ایجاد یک الگوریتم مقاوم در برابر ماینرها نکرده بود. با این حال تدابیری اندیشیده است تا این کار برای تولید کنندگان ماینرها دشوار شود.
در حال حاضر، X11 تنها مورد در نوع خود نیست که بیش از یک عملکرد هش استفاده می‌کند. به دنبال این الگوریتم هش، الگوریتم‌های دیگری بر اساس ادغام توابع هش نیز ساخته شده‌اند: X12، X13، X14، X14، X15، X16 و حتی X17. با این حال، X11 هنوز محبوب‌ترین است.
سکه‌های زیر در الگوریتم ارز رمزنگاری X11 ایجاد شده‌اند:
(Dash (DASH
(Pura (PURA
(Tao (XTO
(Synergy (SNRG
(Enigma (ENG
(CannabisCoin (CANN
رندوم ایکس (RandomX) الگوریتم ارز دیجیتال مونرو
رندوم ایکس (RandomX) یک الگوریتم اثبات کار است که برای کارتهای گرافیک (GPU) و پردازنده‌های عمومی (CPU) بهینه شده است. ویژگی اصلی نوآوری اجرای قطعات مختلف کد به ترتیب تصادف و بارگذاری در حافظه دستگاه است.
رندوم ایکس از یک ماشین مجازی استفاده می‌کند که برنامه‌ها را در یک مجموعه دستورالعمل خاص اجرا می‌کند. این برنامه‌ها را می‌توان به کد پردازنده تبدیل کرد. در نتیجه، خروجی برنامه‌های اجرا شده با استفاده از عملکرد هش رمزنگاری Blake2b به یک نتیجه 256 بیتی تبدیل می‌شود.
رندوم ایکس از استخراج توسط پردازنده های (AMD) و کارت های گرفیک (Nvidia) پشتیبانی می‌کند. بیشتر مدلهای CPU اینتل و AMD از سال 2011 و همچنین کارتهای ویدیویی با حداقل 2 گیگابایت حافظه باید برای استخراج رندوم ایکس کارآمد باشند.
FPGA های معمولی نمی‌توانند روی رندوم ایکس کار کنند زیرا آنها وقت کافی برای تنظیم مجدد مدارهای خود ندارند. مدلهای کارآمدتر می‌توانند با الگوبرداری از پردازنده در این الگوریتم استخراج شوند. با این وجود بازده FPGA نسبت به پردازنده‌های مشابه بسیار کمتر خواهد بود.
ارزهای رمزنگاری شده که از رندوم ایکس استفاده می‌کنند:
(Monero (XMR
(Quantum Resistant Ledger (QRL
Lyra2Z / Lyra2REv2
Lyra2z یک الگوریتم هش کارآمد رمزنگاری مناسب پردازنده است. Lyra2Z و Lyra2REv2 الگوریتم‌های هشی هستند که به طور متوالی در توابع Blake256 و Lyra2 تغییر می‌یابند. آنها برای کاهش مصرف برق هنگام استخراج روی کارتهای ویدیویی بهینه شده‌اند.
الگوریتم‌های Lyra2Z / Lyra2REv2 برای استخراج ارزهای رمزپایه در کارتهای ویدیوی Nvidia بسیار محبوب هستند، از جمله:
(Zcoin (XZC
(Verge (XVG
(Veles (VLS
کلام پایانی
برای جمع بندی تمام گفته‌های بالا، همه ارزهای دیجیتال از الگوریتم‌های مختلف هش که مسئولیت عملکرد بلاکچین را دارند استفاده می‌کنند. با کمک آنها رمزگشایی موفقیت آمیز است و به لطف آنها سلامت داده‌ها تضمین می‌شود.
صنعت ارزهای دیجیتال هنوز در ابتدای کار است. هر روز انواع جدیدی از الگوریتم‌های اجماع در بلاکچین ظاهر می‌شود. الگوریتم‌های هش ارز دیجیتال نیز به همین سرعت تغییر و بهبود می‌یابند.
