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抵制 ASIC 矿机真的划算吗?

时间:2021-07-14 07:51:56|浏览:

正如BTC白皮书中所说:

“只须绝大部分 CPU 算力被节点控制,这部分节点也没合作攻击互联网,他们就会生成最长链,并超越攻击者。”

在BTC白皮书中,中本聪(Satoshi Nakamoto)把工作量证明算法表述为“一CPU一票”(one-CPU-one-vote),最长链代表了互联网的大部分决定。在 51% 攻击的时候,攻击者可以接管整个互联网,但假如这个数字货币互联网是由运行在全世界范围内的很多节点(CPU)一同治理的,就非常难达到这种级别的协作,由于全球数以千万计的人根本没办法彼此交流(串通一气)、并在同一时间内拓展对互联网推行攻击。的确,中本聪构建这套要紧的分布式互联网去中心化设计理念,让BTC看起来非常难被 51% 攻击。

但,因为被收益驱动,BTC挖矿已经变成了一场“跑马大赛”,每一个人都想拥有一匹汗血宝马——于是 2010 年出现了 GPU 矿机、2013 年又出现了 ASIC 矿机。这种装载了专用集成电路的硬件设施,挖矿效率明显高出 GPU 和 CPU 矿机一大截。当 ASIC 矿机发布的时候,数字货币挖矿变得愈加集中化,矿工也开始把数据中心打造在电价更为实惠的区域。此时,中本聪刚开始设计预防 51% 攻击的去中心化理念开始遭到挑战,由于当算力集中在少数几家数据中心或矿池之后,互联网内就不会存在“数以千万计”的独立矿工,“矿霸”之间的交流联系也会变得愈加容易。

伴随 ASIC 矿机的出现,也致使了数字货币社区产生了一些不好的结果,譬如大家再也不想用 CPU 或 GPU 来挖矿了,BTC挖矿也不再是单纯地追求去中心化和平等,而是变得愈加“集权”。甚至,假如想要参与BTC挖矿至少需要投入数百万USD的资金。换句话说,只有大型挖矿公司才有这种级别的资源去创建具备市场竞争优势的 ASIC 矿机,更可怕的是,这部分公司还牢牢控制了卖给消费者的 ASIC 矿机硬件提供端。与基于 GPU 或 CPU 的矿机相比,创建、用 ASIC 矿机的困难程度要大得多,毕竟 GPU 和 CPU 可以轻松在当地电子零售店内买到,而且自己在家里就能组装运行。

ASIC 矿机集中采矿致使矿池有时可以控制整个数字货币互联网 51% 算力,因为这种集中化挖矿方法,也让不少新创立的数字货币项目选择了“抵制ASIC”的工作量证明算法,如下表所示:

应该注意的是,抵制 ASIC 矿机并非强制硬件制造商不去生产这种专业设施,而是指数字货币项目尝试改变挖矿算法,让 ASIC 矿机在挖矿的时候不再有利可图。现在,LTC、ETH、XMR币和达世币都已经确认(或有传言称)将抵制 ASIC 矿机。

举例,BTC用的是 SHA-256 加密算法,这不是一种抵制 ASIC 的算法。当BTC ASIC 矿机在 2013 年推出的时候,其挖矿效率比市场上的 GPU 矿机高出了好几个数目级(大约有一千倍)。用抵制 ASIC 挖矿的算法,会缩小基于 GPU 的矿机和 ASIC 矿机之间的性能差距,这意味着用 GPU 和 CPU 矿机挖矿仍然有利可图,尽管收益可能比之前少了不少。以XMR币为例,在用了新算法的基础上,相比于目前市场上基于 GPU 芯片的挖矿设施,比特国内的 CryptoNight X3 矿机挖矿效率“仅”增加了 100 倍。

除此之外,当用了抵制 ASIC 矿机的算法之后,生产新的芯片本钱也会变得特别高,这意味着极少有芯片设计公司能从开始阶段就负担得起这样昂贵的开发成本。针对不同数字货币协议生产 ASIC 芯片需要很多初始资金投入,可能会有数千万USD,生产周期也会长达三至六个月,所以对于那些没足够资金的公司来讲,非常难开发 ASIC 矿机。另外,因为AI、物联网和手机需要增长致使全球硅材料短缺,也是致使本钱上升是什么原因之一。

理论上说,抵制 ASIC 矿机最后可能会有如此一个结果:ASIC 芯片价格无比昂贵、设施运作产生的噪音巨大、并且全世界只有少数几家公司有能力生产。另一方面,大家几乎能在每一个家庭中找到GPU芯片,对于一般消费者来讲,GPU 硬件设施也更容易访问和用,而作为一种商业化硬件设施,GPU 的平时应用愈加广泛,生产和购买步骤也更去中心化,从这个角度来看,其实已经创建了一个平等的工作量证明系统。

现阶段,抵制 ASIC 矿机主要的分歧核心在于业内人士对芯片制造的怎么看。就连那些支持抵制 ASIC 矿机的人也承认,商业化 ASIC 矿机几乎不可能做到,而且这种专业硬件设施在每一个步骤环节(开发、生产和分销)中都比较容易遭到垄断的影响。同时,规模经济和价格低廉的电力可以让少数公司永远支配挖矿,也就是说,ASIC 与公平的分布式挖矿思想根本不相容,因此追求 GPU 挖矿才更有意义。

从长远来看,抵制 ASIC 矿机可能并非一件可持续的事情,虽然在数字货币互联网上部署 ASIC 矿机本身有不少问题,但即使这样,至少也比试图抵制 ASIC 矿机最后一败涂地要好得多。那样,在数字货币互联网内部署 ASIC 矿机会有哪些问题呢?ASIC 矿机其实是将矿工勉励和特定项目结合在了一块,倘若一个矿工有不少针对 SHA-256 加密算法的 ASIC 矿机,他们只能选择挖掘BTC或BTC现金这种数字货币,可是假如互联网被成功攻击就会致使价格崩溃,此时 ASIC 矿机本身就会变得毫无用处,挖到的数字货币价值也会大优惠扣。

相比之下,GPU 矿机就很灵活,可以在很多抵制 ASIC 的区块链上进行挖矿,因此攻击向量(attack vectors)也会更大。通俗点说就是,即使某个数字货币区块链遭到攻击,也不会让 GPU 矿机变得毫无用处,由于这部分矿机可以立刻转到其他区块链上挖矿。除此之外还有一件不倡导的事情,尽管这也是 GPU 矿机表现更为出色的一个“优势”:攻击一些对ASIC矿机友好的互联网需要耗费攻击者很多资金,而只须有足够多的 GPU 攻击者,理论上完全可以在没任何本钱的状况下实行 51% 攻击。

在一个成功且不断进步的数字货币互联网中,ASIC 矿机的出现好像是不可防止的。即使 ASIC 矿机的挖矿效率没 GPU 矿机高效,但通过创建专用挖矿硬件并挖掘某一种数字货币也大概使之变得有利可图,譬如互联网价值已经达到 4.5 亿USD的数字货币项目 SIA。不过,Vertcoin 互联网上可能没运行任何 ASIC 矿机,由于这个数字货币的总市值“只有” 1 亿USD,矿工假如针对这种低市值的数字货币资金投入开发 ASIC 矿机并在其互联网上挖矿可能得不偿失。

需要特不要说明的是,与绝大部分人的怎么看相反,区块链互联网上其实非常难测试到 ASIC 矿机的存在。“聪明”的矿工其实会伴随时间的推移缓慢提升挖矿产量,不然比较容易就会被发现——2013 年,BTC ASIC 矿机推出的时候致使互联网算力忽然猛增,也引起了整个社区的关注。

同样的状况也发生在XMR币身上,XMR币目前用的是 CryptoNight 挖矿算法,该算法可以有效抵制 ASIC 矿机,确保 CPU 挖矿有利可图。但在 2017年 底,状况并不是这样。当时XMR币挖矿算力从 2017 年 2 月至 11 月期间增长 了400%,一度达到了 1GHz/秒的历史最高水平。当时XMR币社区里的大多数人没想到这样的情况是 ASIC 矿机引发的,而是感觉可能是一次“单纯的”价格上涨、或是用 Coinhive 僵尸互联网导致的。

然而当时间来到了 2018 年 3 月 16 日,比特国内宣布推出了专门针对 CryptoNight 挖矿算法的 X3 ASIC 蚂蚁矿机,算力比当时最强大的 GPU 矿机还高出十倍。当XMR币发现这个问题之后,立刻决定在 4 月 6 日进行硬分叉并更改工作量证明算法,也让比特国内的 X3 ASIC 蚂蚁矿机对XMR币失去了原有些效力。但,大家非常难确认比特国内用 X3 ASIC 蚂蚁矿机挖掘了多长时间时间的XMR币,也不知晓是不是是由于这种矿机引发了全网算力激增。

当 X3 ASIC 蚂蚁矿机正式发货的时候,好像只能适用于一些规模较小、收益更低、且仍然在用 CryptoNight 挖矿算法的数字货币,譬如 ETN币。对矿工来讲,用昂贵的 ASIC 矿机挖掘这部分数字货币其实是非常难盈利的,但有人猜测,比特国内大概会先用新款 ASIC 矿机秘密挖矿几个月之后才向市场发布。不只这样,通过供应这部分 ASIC 矿机(首批价格高达12,000USD),比特国内获得的价值甚至可能比挖矿获得的区块奖励还要多。

每一个挖矿公司都有一个“价格底线”,以确保自己一直维持盈利。假如一家挖矿企业的“价格底线”遭到威胁,他们就会发动分叉。类似的例子也发生在了 Vertcoin 身上,2013 年市场上也出现了针对这个数字货币的 ASIC 矿机,之后开发职员开始转而用新的算法(Lyra2RE),并抛弃了前一个算法。现在,Vertcoin 互联网上还没对应的新 ASIC 矿机出现,但假如其规模不断扩大,可能就会被 ASIC 矿机盯上了。

事实上,对于工作量证明数字货币系统来讲,ASIC 矿机的出现并不是不可防止,主要还是要看这款数字货币的市值是不是“值得”,假如工作量证明数字货币的市值规模较小,追逐收益的挖矿公司就不太会针对性地开发 ASIC 矿机。然而,从数字货币市场的长期进步来看,ASIC 矿机其实也没办法被彻底消灭,由于只须有收益的地方,就会有逐利的人蜂拥而至。

对于那些期望抵制 ASIC 矿机的加密社区来讲,该怎么样应付由此引发的一系列风险呢?

通常来讲,抵制 ASIC 矿机最容易的办法就是通过硬分叉来改变工作量证明算法。由于专用集成电路(ASIC)只适用于某个特定算法,因此数字货币仅需做出“一点点”改变就会让这种挖矿设施变得毫无用处。这与基于 GPU 的矿机不同,GPU 愈加灵活,可以用来挖掘很多算法不一样的数字货币,譬如XMR币、ZCash、ETH或 Vertcoin。

然而,改变工作量证明算法可以抵制一次或两次 ASIC 矿机,但该方案其实并不拥有长期可持续性。这就像是个“猫鼠游戏”,社区不只需要就不断硬分叉改变工作量证明达成协议,还要有好的实行力才能做到这一点,但伴随开源协议不断进步、用愈加广泛,这种共识也将会愈加难以达成。数字货币社区的利益有关者可能已经意识到,不断硬分叉来对抗 ASIC 矿机可能是徒劳的。

不只这样,加密社区中也有声音觉得,在公有链互联网中,核心开发团队不应该依赖自己强大的影响力来反复进行互联网硬分叉。BTC核心开发职员安德鲁·波尔斯特拉(Andrew Poelstra)表示:

“假如每次遇见 ASIC 矿机出现,区块链核心开发职员就要改变工作量证明算法,那样这种做法其实是没任何意义的——由于在一个去中心化的数字货币里,开发职员没这一的权力;而在一个中心化的货币里,工作量证明又是一种完全非必须的权力浪费。”

除去加密社区愈加难以形成“由于 ASIC 矿机就要硬分叉”的共识以外,为抵制 ASIC 矿机推行硬分叉至少还存在以下四个潜在风险:

风险1、互联网可能会引入新的漏洞或 Bug,无论是偶然的、还是恶意的。

每隔几个月、或是每年更改一次算法听起来可能非常简单,但由此引发的不少事情都是一个未知数,甚至可能出错。公有链应该最大限度地提升弹性,这意味着在对协议进行很多改动的时候,需要更多地偏向守旧。

风险2、硬分叉会分散互联网上的算力。

假如成功将 ASIC 矿机从互联网中删除,随之而来最明显的一个问题就是全网算力大幅降低,继而致使互联网在一段时间内困难程度调整不稳定并陷入困境。毫无疑问,硬分叉将分散互联网算力,如此一来会致使互联网攻击变得更容易,从这个角度来看,GPU 和 CPU 矿机安全性可能会更高。

风险3、GPU 挖矿也会遭到比特国内这部分垂直挖矿企业的影响,最后导致规模经济和集中化等问题。

假如数字货币互联网的开发职员坚持抵制 ASIC 矿机并决意用 GPU 挖矿,那样比特国内非常可能也会进入 GPU 开发和挖矿范围,最后同样会致使出现挖矿集中化(concentration)问题。比特国内在BTC挖矿方面之所以有巨大优势,非常重要是什么原因他们同时拥有巨额资金和便宜电力,这部分优势可以轻松扩展到 GPU 挖矿。

风险4、为了适应一些微小的算法调整需要,开发职员可能要构建更灵活的 FPGA 矿机。

ASIC 矿机有一个问题,就是只适用于特定的挖矿算法。FPGA 矿机其实就是用了现场可编程门阵列(FPGA)芯片的矿机。它是早期矿机之一,但活跃时间不长,非常快就被 ASIC 矿机取代。FPGA 矿机比 ASIC 矿机慢得多,但仍然比 GPU 矿机要快。假如发生工作量证明算法更改,四个 ASIC 矿机中有三个可能会遭到毁灭性打击,而第四个 FPGA 矿机可能会适应新算法。但如此会产生一个更糟糕的结果,即整个互联网挖矿会变得愈加中心化。

假如抵制 ASIC 矿机难以持续,那样最大概出现的结果会是什么呢?ASIC 矿机的存在,是不是意味着中心化挖矿不会被彻底消除呢?还真不肯定,由于大家可能会进入到另一种情况:商业化 ASIC 挖矿。

“ASIC 商业化”指的是一个想象中的将来市场,其中有很多不一样的挖矿设施制造商生产 ASIC 矿机,这部分矿机在算力和价格方面彼此角逐。在如此一个构想出的将来愿景里,意味着没一家挖矿设施制造商会在芯片本钱和算力方面拥有绝对的“统治力”。商业化其实是一个缓慢而渐进的过程,ASIC 矿机的价格也会伴随时间的推移不断减少。数字货币 Decred(DCR)核心开发职员大卫·科林斯(Dave Collins)表示:

“假如加密社区最后同意了 ASIC 矿机,并有意使之变得愈加高效、价格也愈加实惠的时候,它们最隹成为产品。任何一种单个产品,在类似的军备竞赛过程中刚开始都会不可防止地经历集权化/中心化阶段,但最后会慢慢走向权力下放/去中心化。”

目前,大家其实已经可以看到BTC挖矿的角逐愈加大,去中心化程度也愈加高,这主要有以下三个原因致使:

挖矿地域分布愈加广泛。因为监管需要,一些挖矿公司正在将业务转移到冰岛、加拿大和美国等地;

中国矿工的挖矿电力本钱不再便宜。过去,中国内地的便宜电力允许矿工在挖矿是具备很大优势,致使其他国家的矿工没办法持续挖矿,但目前这样的情况已经不复存在了;

其他芯片制造商——譬如三星和英特尔也开始进入数字货币挖矿市场,比特国内的巨额收益吸引了这部分传统芯片制造巨头,他们也想从中分一杯羹。

然而更要紧的是:ASIC 矿机的商业化过程到底需要多长期?ASIC 矿机需要多长期才能从垄断市场转变到真的的角逐环境之中?事实上,这个过程需要花费的时间比你们想象的要长的多。BTC不过是刚刚启动了这个过程,就已经花费了五年多时间,要知晓——只不过启动哦,后面的工作还需要不少不少年才能完成。然而,时间越长,协议就越容易遭到一小部分矿工的勾结和操纵。

虽然需要足够长的时间,但 ASIC 矿机商业化最后仍会发生,伴随市场的变化,有的公司会获得成功,有的公司会退出舞台,和其他周期性的市场规律一样。大家再以比特国内为例:

在比特国内 2013 年底成立之前,数字货币市场上已经有的公司开始生产 ASIC 矿机了,其中就包括 Avalon、Butterfly Labs 和 Bitfury,比特国内进入到这一范围的时候,其实已经感觉市场有的相对饱和了。

然而,之后的一件事彻底改变比特国内的运势——“头门沟事件”。因为 Mt.Gox 数字货币交易平台被窃,致使BTC经历了很久的熊市,价格行情走势也变得很疲软。在 2014-2016 年期间,不少BTC挖矿公司都被迫关闭了,挖矿行业也得到了很多整理。得益于卓越的商品和规模,那时的比特国内顺利度过了这场风暴,当市场萎缩收益更微薄的时候,比特国内达成了弯道超越,并获得了很多市场份额。当市场恢复回到牛市、消费者开始考虑第三购买挖矿硬件设施的时候,市场上唯一可以提供的就是比特国内的矿机。

当时间来到 2017 年,BTC价格涨幅超越了 1000%,很多角逐对手开始涌入芯片制造和挖矿市场,很多新的数字货币挖矿业务也如雨后春笋般出现。但,当另一个长期熊市出现时,又会发生些什么呢?事实上,和上一次熊市一样,因为收益空间降低,不少挖矿公司也会被迫关闭。目前大家经历的这场熊市中,会有新的角逐对手异军突起、像比特国内在上一次熊市那样达成弯道超越吗?

BTC挖矿最后一定会趋向于去中心化化,而且矿机也会像产品,但这可能会是一个很缓慢的过程。三星和英特尔也会与比特国内角逐,不过同样也需要一段时间。ASIC 矿机会像 GPU 计算设施一样被产品化并广泛用,生产厂家不再是一家独大,挖矿也会分布在各个地方。

改变工作量证明算法是需要耗费很多本钱的,也是一场永无止境的“猫鼠游戏”。假如加密社区不想陷入到这个毫无意义的游戏之中,就需要为 ASIC 矿机制造商和生产厂家打造一个公平且可持续的环境。

一种方法是干脆直接用 ASIC 友好的算法,张开双臂拥抱 ASIC 矿机,让矿工可以更便宜、更公开透明的方法用。正如 SIA 开发职员所做的那样,其互联网核心开发团队想主动推进、进步更友好的、支持 ASIC 矿机的挖矿算法。但允许 ASIC 挖矿进步,也意味着在市场不成熟的时候,数字货币挖矿会在一段时间内变得愈加中心化。

任何一种解决方法都困难达成,但经过一系列评估发现,与其和 ASIC 矿机 “死磕“,拥抱它可能是现在最好的渠道。当然,”ASIC 商业化”是一个很复杂的问题,最后能否达成,还需要来自加密生态系统中的各个数字货币项目发起方、矿工、与其他利益有关者的一同探索和努力。

几乎所有基于工作量证明(PoW)区块链共识机制的数字货币都需要面对同一个对手——ASIC 矿机。作为一家垄断ASIC矿机制造的中国芯片巨头,比特国内拥有些算力、与对 点对点 互联网巨大的支配影响力可能会给整个社区带来风险(dangerous)。ASIC 矿机的亮相,让工作量证明协议比较容易遭到单一中心化机构审查和规则变更的影响,从而破坏对各个利益有关方之间的约束制衡。

事实上,ETH(以太坊)和XMR币(Monero)等数字货币互联网背后的开发职员早就已经开始抵制 ASIC 矿机了,他们觉得通过用内存困难(memory-hard)共识算法可以打击“中心化挖矿”的ASIC 矿机,使这种挖矿方法变得无利可图。还有一些数字货币则期望尝试完全放弃工作量证明共识机制来解决“矿霸问题”,他们会选择用权益证明(PoS)、委托权益证明(DPoS)或 Threshold Relay 等,但这部分共识机制并没经过充分测试,而且也会隐藏其他中心化矢量原因(other vectors for centralization)。

但另一方面,在互联网上用 ASIC 矿机挖矿其实也有一些其他好处。第一,这种专业挖矿硬件设施特别高效,并且每单位电力获得的哈希算力更高、安全性也更好;第二,ASIC 矿机比自制的GPU矿机更靠谱,可以帮矿工拓展更具针对性、愈加专业化和规模化的挖矿作业;另外,ASIC 矿机需要依靠于特定的算法,因此比 GPU 矿机愈加灵活,也能让矿工依据特定数字货币进行挖矿来获得更多区块勉励。假如不考虑加密社区那些由不同利益群体引发的“政治原因”,单纯从技术角度来看,ASIC 矿机其实在处置区块链互联网挖矿的时候效率更高、操作容易明了,同时也会让黑客的攻击本钱变得更高从而确保了更好的互联网安全性。

然而一些批评 ASIC 矿机的业内人士觉得,这种矿机引发了一场不公平的角逐,特别是那些大型芯片制造商可以借助规模化效应挤压、甚至消灭角逐对手。但理论,假如区块链互联网创建者觉得需要给每一个人提供一个公平角逐环境,那样这部分抵制 ASIC 矿机的区块链互联网其实根本没必要拓展抵制工作。XMR币知名系统维护职员 Riccardo Spagni 就表示:

“BTC和LTC是唯一公平对待 ASIC 矿机的两个数字货币,但这种情况目前其他数字货币身上可能不会出现。而且,至少在将来可预见的一段时间内,大家都没办法看到其他区块链互联网可以出现与 ASIC 矿机对抗的角逐对手出现,这是完全大概的。”

然而,假如那些抵制 ASIC 矿机的区块链互联网创建者错了,譬如市场上出现了可以与 ASIC 矿机角逐的挖矿设施,是不是意味着挖矿市场也会因此变得愈加健康,从而“迫使”ETH和XMR币这部分数字货币最后拥抱 ASIC 矿机?另一方面,即使抵制 ASIC 矿机的人没错,而且他们还通过抵制方法阻止了芯片行业被操纵,那样是不是意味着比特国内可能会走向覆灭,而那些抵制 ASIC 矿机的数字货币互联网最后将“一统江湖”,但这是不是有意味着违背了数字货币和区块链行业去中心化的初衷呢?说到这里,大家不禁想问,该用哪些正确的方法来解决这部分问题?

下面,本文将重点探讨以下六个问题,大家也可以从这部分问题的回答中看看抵制 ASIC 矿机这笔账真的划算吗?

1、为何要构建抵制 ASIC 矿机的互联网?

2、抵制 ASIC 矿机这项工作是怎么样进行的?

3、对于工作量证明数字货币系统来讲,ASIC 矿机的出现是不是真的不可防止?

4、为了抵制 ASIC 矿机而选择互联网硬分叉存在哪些风险?

5、打造一个公平的 ASIC 挖矿商业化环境是不是大概?

6、对于 ASIC 挖矿的将来,大家会有什么结论?

BTC的核心属性就是工作量证明共识机制,该机制允许全世界的计算机互联网基于一个共享历史达成协议。为了防止这个共识被单一实体控制,BTC互联网通过挖矿让互联网上的每个人来一同维护互联网安全性,并达成了互联网去中心化,理论上也能抵制共谋等问题的出现。

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