ProgPow是偽命題,以太坊上的ASIC威脅並不存在

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最近,業內有人提議使用「程式化工作量證明(ProgPoW:Programmatic Proof of Work)」取代現有的以太坊工作量證明演算法。ProgPow的支持者希望改變以太坊挖礦行業的正規化,他們認為:以太坊應該使用能夠最佳化GPU的的演算法來實現去中心化挖礦,而不是為了配合演算法去開發相應的挖礦硬體裝置,因為這麼做真的會有些「浪費」。

相對於普通商用礦機,ProgPow 乍看上去的確在很大程度上降低了 ASIC 礦機的挖礦優勢,讓挖礦變得更容易、更去中心化。但如果仔細分析的話,會發現 ProgPow 其實並沒有像其自稱的那樣,實現真正的「民主化挖礦」。

事實上,目前 ProgPow 的做法反而讓不同GPU型號之間的效能差距變得越來越大,礦工可能不得不要向英偉達和AMD購買更新、更昂貴的GPU型號,比如RTX 2080、TitanX、以及 Vega64.而且對於該演算法針對某些GPU進行了最佳化這件事,提議實施 ProgPow 的團隊也承認是個不爭的事實,不過該團隊所做的工作都是公開透明的,他們也正在積極研發 ProgPow 演算法的更新版本,旨在使其對所有 GPU 型號都更加公平。(如果有更新版本釋出的話,我們也會更新效能基準結果)

下表展示了使用以太坊當前的工作量證明挖礦演算法 Ethash 和 ProgPow 演算法在不同 GPU 挖礦時的算力減少比較(資料來源:https://medium.com/@ifdefelse/)。ProgPow「偏愛」的 GPU 型號已經用紅色突出顯示了,不可否認的是,現階段 ProgPow 演算法下算力增長的幅度大了不少,寬頻利用率也有所提高。

如果以太坊實施了 ProgPow 演算法可能有助於讓礦工集中在擁有高階 GPU 的礦場內,同時也會刺激礦場把 GPU 升級到最新型號。

其實,並不存在「ASIC 威脅」問題

ProgPow 聲稱要解決以太坊的「ASIC 威脅」問題,但這個威脅其實並不像人們想象的那麼嚴重,甚至就連 ProgPow 開發人員都承認,以太坊的挖礦演算法其實是最能抵制 ASIC 礦機 的演算法之一。最好的以太坊 ASIC 礦機挖礦效果僅比 GPU 礦機好 2-4 倍,相比而言,比特幣完全做不到這一點。

而且,以太坊創始人 Vitalik Buterin 其實也沒有擔心過 ASCI 礦機帶來的威脅,他曾說過:

如果你看看幾天前釋出的 E3 礦機,與市場上現有的 GPU 相比挖礦效率並沒有大幅提升。我的中國訊息源表示,220 MH/s 礦機成本大約為 2500 美元,而位元大陸 180 MH/s 的礦機售價為 800 美元,挖礦效率只不過提升了 2.5 倍而已。

挖礦硬體裝置的相對效率。資料來源:https://medium.com/@ifdefelse/

實際上,儘管很難確切地知道以太坊網路裡 ASIC 礦機的比例,但很多業內訊息人士估計這個數字可能非常低。

對於以太坊而言,「ASIC 威脅」在很大程度上更像是一個「偽命題」,這主要是因為 ASIC 礦機必須具有長期潛力才能抵消礦工早期投入的高額成本。與 GPU 礦機不同,ASIC 礦機是一種專門針對某個挖礦演算法而開發的高度專業化計算機裝置,而且也無法在其他區塊鏈上進行挖礦。

如果一切順利的話,以太坊將會在不久的將來將工作量證明演算法切換到權益證明(PoS)演算法,對於大多數礦工而言,在短暫的工作量證明生命週期裡大規模投資以太坊 ASIC 礦機似乎並不是件划算的事情。

GPU 挖礦不等於去中心化

有人認為 GPU 挖礦會更安全,他們覺得使用 GPU 能讓「外行人」也能參與到加密貨幣挖礦,從而讓挖礦變得更加去中心化,並抵抗 51% 攻擊——好吧,理論上是這樣的。那些經常「待在家裡」的礦工買不起昂貴的 ASIC 礦機,因此當鼓吹去中心化的時候,GPU 似乎成了一個更好的選擇。

但實際上,GPU 挖礦也主要集中在礦池或礦場,而不是獨立的個人業務加密貨幣愛好者手中。更重要的是,礦池中並不會出現中心化問題,因為「外行人」無法訪問 ASIC 礦機,而且恰恰是因為規模經濟效應,讓礦池裡的礦工透過投入成本帶來了更穩定的收入。

礦池的集中化問題主要是因為某些地區可以提供廉價的挖礦電力能源。

礦池挖出的區塊佔到總挖出區塊的比例,資料來源:ConsenSys Media

升級到一個對 GPU 友好的挖礦演算法並不會讓礦工選擇在家裡挖礦,更無法讓礦池變得去中心化。與其天真地希望靠幾個在家裡挖礦的人實現去中心化,倒不如想想該如何防範那些有可能攻擊系統的礦池。

根據挖掘區塊數量排名前二十五的以太坊礦工,他們可能更多地會使用 ASIC 礦機,資料來源:Etherscan.io。

以不同的方式看待 ASIC 礦機

有人認為 ASIC 礦機會讓區塊鏈網路安全有所降低,但需要說明的是,這種想法是錯誤的。之所以會有這種想法,是因為他們沒有考慮到全部的激勵措施,其實 ASIC 礦機的特殊性反而使其成為了區塊鏈網路的一個關鍵安全元件。

ASIC 裝置專門設計的電路智慧用於執行單個挖礦演算法,而對其他任何計算目的都沒有效果,這與多用途、並且可以在不同區塊鏈上挖礦的 GPU 有很大不同。研發 ASIC 礦機投入的是沉沒成本,這意味著 ASIC 礦機就像是參與區塊鏈網路挖礦的一次性入場券。

由於投入的成本更高,反而會讓 ASIC 礦工更關注區塊鏈安全,否則他們的鉅額投入可能無法獲得相應回報。相比之下,GPU 礦工並不需要忠於某個特定的挖礦演算法,他們為了追求利潤可以在各種不同區塊鏈之間來回切換挖礦,甚至可以把自己的裝置用於非法挖礦活動。

另外,二手 GPU 的價格能以超過原價的 50% 成交,而 ASIC 礦機的轉售價只有其原始售價的 5% 左右,而且其價格還取決於特定的代幣價值。

區塊鏈對抗 51% 攻擊的一個關鍵要素,就是看攻擊者是否有多餘的、可以累積算力的硬體裝置。在 ASIC 礦機挖礦鏈中,多餘硬體裝置通常接近於零,而 GPU 挖礦鏈中多餘裝置卻非常充足。

不僅如此,在短時間內獲取足夠多的 ASIC 礦機發動攻擊也是非常困難的,但在很多二級市場卻可以輕鬆交易 GPU 算力和 AWS GPU,硬體越通用,可用的剩餘量就越多,如果某個區塊鏈使用的主要挖礦裝置更「通用」,就意味著這個區塊鏈的安全性相對更低。

挖礦硬體製造中心化問題

挖礦硬體製造中心化也是區塊鏈網路另一個關注點,相比於 ASIC 晶片,GPU 在製造水平上更加中心化。在過去的二十年裡,GPU 製造業主要由三家供應商主導,相比之下,因為挖礦行業利潤較高而引發的「軍備競賽」,導致 ASIC 晶片製造仍然是一個競爭非常激烈的行業。

過去,雖然特定的 ASIC 製造商可能已經成為了某個挖礦演算法的主要裝置製造商,但他們從來沒有「統治」過所有區塊鏈的礦機制造。如果你想推翻一家 ASIC 晶片市場領導者,也許需要花費幾年時間就可以,而像英偉達、AMD 和英特爾這樣的 GPU 晶片巨頭,怎麼可能在短短几年時間就被推翻呢?

英偉達顯示卡仍是 PC 遊戲玩家的首選。

對於成熟的挖礦演算法來說,任何更新都會引發未經證實的安全風險,而且升級系統也會給全世界的礦工帶來很多麻煩。如果以太坊採用 ProgPow,其實並不會獲得較大優勢,畢竟 ASIC 沒有給網路帶來太多問題。

雖然以太坊網路很快將會轉向權益證明演算法,但市場上仍然有很多基於工作量證明的加密貨幣,他們也會面臨是否允許 ASIC 礦機挖礦的問題。當你不知道該如何取捨的時候,不妨可以考慮一下使用 GPU 挖礦是否真的能提升系統安全性,還是它本身其實就是一個安全漏洞。

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