Die Kryptowährung basiert auf einem Konsensmechanismus, der ihre Eigenschaften bestimmt. Der Ethash-Algorithmus wurde für Ethereum entwickelt und hieß ursprünglich Dagger-Hashimoto. Nach mehreren Aktualisierungen wurde er umbenannt. Die Liste der Münzen, die den Ethash-Algorithmus verwenden, hat sich erheblich erweitert. Im Jahr 2022 verwenden 32 Blockchains und ERC-20-Token diese Technologie. Der Algorithmus basiert auf der Operation von gerichteten azyklischen Graphen (DAGs). Ethash verschwendet viel Arbeitsspeicher, produziert aber eine Menge Kryptowährung. Daher ist das Mining auf Videokarten trotz des Aufkommens leistungsfähiger ASICs weiterhin beliebt.
Der Algorithmus stellt hohe Anforderungen an den Arbeitsspeicher der Grafikkarte und erschwert das Mining von Kryptowährungen auf den ASICs, sodass sich viele Nutzer auf Mining verzichten und sich für den Handel mit Kryptowährungen auf solchen Plattformen wie Bitcode Prime entscheiden. Auf diese Weise halten die Entwickler das Netzwerk dezentralisiert und verhindern eine Monopolisierung des digitalen Marktes. Starke ASICs erhöhen das Risiko eines 51%-Angriffs.
Ethash basiert auf 2 Algorithmen:
- Dagger, der von Vitalik Buterin entwickelt wurde. Der Mechanismus ist auch bei zunehmender Komplexität der Blockchain sehr leistungsfähig. Dagger ist anfällig für ASICs, daher ist er nur in Kombination mit Hashimoto wirksam. Der Algorithmus beansprucht den Speicher der GPU.
- Hashimoto, der von Thaddeus Dryi erstellt wurde. Der Mechanismus erfordert eine große Menge an RAM zum Schreiben und Entschlüsseln von Informationen. Daher ist es nicht möglich, endlos durch zufällige Werte zu suchen, um einen Hash zu finden. Das macht es für ASICs sehr schwierig, zu arbeiten.
Ethash zeichnet sich durch solche Merkmale aus:
- Die Geschwindigkeit des Abbaus eines neuen Blocks beträgt etwa 15 Sekunden. Die Knoten kommunizieren miteinander, um die Lösung zu überprüfen. Dadurch entsteht eine Verzögerung, die nicht von der Leistung der Hardware abhängt.
- Die Entwickler haben Vorkehrungen für das Mining auf der CPU Im Jahr 2022 ist die Komplexität des Netzwerks jedoch so hoch, dass das Mining von Münzen auf der CPU unrentabel ist.
- Auf der Videokarte muss eine DAG-Datei installiert werden, die alle 30.000 Blöcke (etwa 125 Stunden) um 8 Megabyte wächst.
Die Anforderungen an den Arbeitsspeicher steigen aufgrund der zunehmenden Komplexität des Netzes ständig. Im Jahr 2022 erfordert das Ethereum-Mining mit Ethash Grafikkarten mit 4 GB Speicher oder mehr.
Für die Ausführung und Speicherung des letzten Fragments der DAG-Datei wird eine große Menge an Energie benötigt. Die Bearbeitungszeit einer Transaktion beträgt 1 Minute (6 Netzwerkbestätigungen). Die Bergleute suchen gleichzeitig nach Kombinationen. Es kann eine Situation eintreten, in der 2 Vorkämpfer eine Raute finden. Um Manipulationen an der Blockchain zu verhindern, gilt die längste Kette als korrekt.
Es wird angenommen, dass Vitalik Buterin der Entwickler von Ethash ist. Er schuf jedoch nur einen Teil des Algorithmus, den Dagger-Mechanismus. Es basierte auf gerichteten azyklischen Graphen (DAGs), was ASICs einen leichten Vorteil gegenüber GPUs verschaffte. Der Mechanismus war jedoch anfällig für die allgemeine Speicherbeschleunigung durch Hardware, da er eine einfache Parallelisierung von Berechnungen ermöglichte. Dieser Aspekt machte es einfach, ASICs für Dagger-Netzwerke zu bauen.
Um die Schwachstelle zu beseitigen, kombinierte Buterin die Entwicklung mit der Hashimoto-Lösung von Thaddeus Dreyi. Er nannte es einen Proof-of-Work-Algorithmus mit gebundener Eingabe und Ausgabe. Das bedeutet, dass die Hashimoto-basierte intelligente Analyse eine pseudo-zufällige Auswahl von Elementen aus einem großen gemeinsamen Datensatz verwendet.
Die neue Lösung wurde Dagger-Hashimoto genannt. Es entstehen sequentielle Kettenelemente, die mit einem Baum mit vielen Ästen verglichen werden können. Dies machte es schwierig, einen neuen Block zu erstellen. Es war fast unmöglich, einen zufälligen Hash zu erhalten, ohne viele Varianten auszuprobieren.
Im Laufe der Zeit wurde Dagger-Hashimoto geändert, was zu einem neuen Algorithmus, Ethash, führte. Die Metadaten des letzten Blocks wurden zusätzlich mit einem zufälligen Nonce-Wert gehasht. Dadurch wird es schwieriger, den richtigen Hash-Wert zu finden.
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