الگوریتم استخراج CryptoNight چیست و چگونه کار می کند؟

درک الگوریتم های استخراج

الگوریتم های ماینینگ ستون فقرات شبکه های مبتنی بر بلاک چین مانند بیت کوین و پروتکل های دیگر هستند.

فناوری بلاک چین به الگوریتم های استخراج برای اعتبارسنجی تراکنش ها و امنیت شبکه نیاز دارد. یک الگوریتم ماینینگ به رایانه ماینر دستور می دهد تا مجموعه ای از قوانین را برای تولید بلوک های معتبر دنبال کند.

اثبات کار (PoW) یک الگوریتم اجماع شناخته شده است که در بیت کوین و سایر ارزهای دیجیتال استفاده می شود. در PoW، ماینرها با قدرت محاسباتی خود برای یافتن یک مقدار هش خاص که به آنها یک بلوک جدید می دهد، رقابت می کنند. مدارهای مجتمع ویژه برنامه (ASIC) سخت افزار تخصصی هستند که استخراج کنندگان برای رقابت در این فرآیندهای پر انرژی به آن نیاز دارند، اما قبل از ASIC، کاربران خانگی این شرکت از انواع تجهیزات استخراج CPU و GPU استفاده می کرد.

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

برای تطبیق عملیات استخراج در مقیاس صنعتی، بسیاری از ماینرها به استخرهای ماینینگ ملحق می شوند تا قدرت محاسباتی خود را ترکیب کنند و در نتیجه احتمال استخراج موفقیت آمیز یک بلوک را افزایش دهند. جوایز بلوک به نسبت سهم هر عضو توزیع می شود.

انتخاب یک الگوریتم ماینینگ، قوانین و الزامات لازم برای ایجاد و ایمن سازی شبکه بلاک چین را تعیین می کند، علاوه بر اینکه چگونه شرکت کنندگان با سکه های تازه ضرب شده پاداش می گیرند، یک پروژه ارز دیجیتال، تصمیم مهمی برای آن است. نمونه‌هایی از دیگر الگوریتم‌های استخراج محبوب عبارتند از Ethash که در بلاک چین اتریوم استفاده می‌شود و CryptoNight که در شبکه Monero استفاده می‌شود.

الگوریتم CryptoNight چیست؟

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

CryptoNight یک الگوریتم استخراج PoW برای استخراج CPU و GPU است و به گونه ای طراحی شده است که در برابر ASIC مقاوم باشد تا از تمرکز قدرت ماینینگ جلوگیری کند. ما می‌خواهیم به کاربران این امکان را بدهیم که با استفاده از ترکیبی از توابع هش، مانند تابع درهم‌سازی CryptoNight و تابع درهم‌سازی Keccak، ماینینگ کارآمدتری داشته باشند.

تابع هش رمزنگاری آن حول استاندارد رمزگذاری پیشرفته (AES) کار می کند، یک الگوریتم درجه نظامی که سطح بالایی از امنیت را فراهم می کند و CryptoNight را به یک الگوریتم استخراج متمرکز بر امنیت تبدیل می کند. از زمانی که Monero شروع به استفاده از CryptoNight به عنوان یک الگوریتم هش برای اجماع بلاک چین کرد، شهرت CryptoNight به عنوان یک الگوریتم امنیتی در سراسر جهان ارزهای دیجیتال تقویت شده است.

ایجاد الگوریتم CryptoNight بسیار جذاب است و ما را به یاد خاستگاه بیت کوین می اندازد. خالق آن که با نام ساختگی نیکلاس ون سابرهاگن شناخته می شود، درست مانند ساتوشی ناکاموتو معروف ناپدید شد.

با توجه به این شباهت، بسیاری بر این باورند که این دو توسعه‌دهنده یک شخص هستند و تاریخ انتشار وهم‌آور CryptoNote در 12 دسامبر 2012 (12/12/2012) این معما را حل می‌کند. CryptoNote یک پروتکل امنیتی و ابزار حفظ حریم خصوصی بود که تراکنش های محرمانه، تراکنش های غیرقابل پیوند و امضاهای حلقه را تسهیل می کرد.

الگوریتم استخراج CryptoNight چگونه کار می کند؟

CryptoNight از پروتکل اجماع CryptoNote برای افزایش حریم خصوصی استفاده می‌کند و اطمینان می‌دهد که هیچ‌کس نمی‌تواند بداند کدام شرکت‌کننده در تراکنش پرداخت را انجام می‌دهد یا چه کسی پول را دریافت می‌کند.

CryptoNight برای استخراج پردازنده گرافیکی مناسب است، اما ویژگی های آن آن را برای استخراج پردازنده ایده آل می کند. معماری CPU با مجموعه ای از ضرب کننده های سرعت بالا 64 بیتی برای حداکثر سرعت بسیار کارآمد است. علاوه بر این، استفاده زیاد از کش CPU بهترین عملکرد را تضمین می کند.

فرآیند کار آن شامل سه مرحله اصلی است:

ایجاد یک “Scratchpad”

در حالی که عملکرد هش در حال اجرا است، مقدار زیادی حافظه حاوی مقادیر میانی ذخیره می شود. داده‌های ورودی اولیه با تابع هش Keccak-1600 هش می‌شوند و در نتیجه 200 بایت داده به‌طور تصادفی تولید می‌شوند.

تبدیل رمزگذاری

سپس 31 بایت اول این هش Keccak-1600 را می گیرد و آن را به یک کلید رمزگذاری برای الگوریتم AES-256، بالاترین مقدار در خانواده AES، تبدیل می کند.

هش نهایی

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

چرا CryptoNight مهم است؟

CryptoNight به گونه ای طراحی شده است که به CPU و GPU فرصتی برابر برای استخراج بلاک ها بدهد و از استفاده از ماینرهای ASIC جلوگیری کند.

CryptoNight به سه دلیل مهم مهم است. حریم خصوصی قوی با تراکنش های غیرقابل ردیابی، ویژگی های مقاوم در برابر ASIC و مقیاس پذیری ارائه می دهد. بیشتر ارزهای دیجیتال، از جمله بیت کوین (BTC)، عمدتاً خصوصی هستند، زیرا تراکنش‌ها و موجودی‌های افراد را می‌توان به راحتی در بلاک چین‌های منبع باز از طریق آدرس‌های عمومی ردیابی کرد.

از سوی دیگر، CryptoNight طراحی شده است تا کاربران آگاه به حفظ حریم خصوصی را که می‌خواهند تراکنش‌های خصوصی بلاک چین انجام دهند راضی کند. سازندگان آن برای دستیابی به حداکثر امنیت و ناشناس بودن، دو ابزار مهم حفظ حریم خصوصی را در الگوریتم خود ادغام کرده اند. هر دو امضای حلقه و آدرس های مخفیانه توسط تیم Monero توسعه داده شده اند.

کاهش نگرانی‌های فزاینده در مورد متمرکز کردن ارزهای دیجیتال از طریق ریگ‌های استخراج ASIC یکی از دلایل اصلی توسعه CryptoNight بود. توسعه دهندگان این پروژه بر روی به چالش کشیدن تسلط ASIC ها و سیستم های پیشرفته ای تمرکز کردند که به GPU ها و CPU ها اجازه می دهد در استخراج رقابتی باقی بمانند.

مقیاس پذیری و راندمان بالا نیز در هسته CryptoNight قرار دارد که به طور تصاعدی میزان محاسبات را افزایش می دهد و مقیاس پذیری بیشتر را با تراکنش های سریع تر تضمین می کند.

کدام ارزهای دیجیتال از الگوریتم استخراج CryptoNight استفاده می کنند؟

بایت کوین اولین ارز دیجیتالی بود که پروتکل CryptoNote را روی بلاک چین اعمال کرد، اما استفاده از آن در Monero باعث افزایش شهرت و شهرت پروژه شد.

بسیاری از ارزهای رمزپایه الگوریتم CryptoNight را ادغام کرده‌اند که اولین نمونه آن CryptoNoteCoin است که اشاره‌ای واضح به پروژه CryptoNight است.

بایت کوین

در ابتدا متعهد به مقاومت در برابر تسلط ASIC بود، اولین کوین CryptoNight برای پشتیبانی از توسعه پروژه در سال 2018 راه اندازی شد تا استخراج ASIC را یکپارچه کند و در عین حال الگوریتم هایی را برای جلوگیری از مسائل امنیتی و ناشناس حفظ کند. سپس او اعلام کرد.

مونرو

اگرچه Monero دیگر از CryptoNight استفاده نمی کند، اما یکی از قوی ترین طرفداران موضع خود در مورد قدرت ASIC بود. مونرو CryptoNight را به عنوان اثبات کار در سال 2014 به ارث برد و از آن زمان الگوریتم را کمی برای ایجاد CryptoNight-R تغییر داده است، که به طور عمدی سازگاری با ASIC های موجود را قطع می کند.

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

الکترونیوم (ETN)

Electroneum از الگوریتم استخراج CryptoNight پشتیبانی می‌کند و نوآوری قابل‌توجهی در نسخه تلفن همراه خود دارد که به کاربران اجازه می‌دهد تا نه تنها از طریق روش‌های سنتی، بلکه با کمک تلفن‌های هوشمند خود از طریق استخراج‌کنندگان موبایل، ارزهای دیجیتال 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 مورد حمله مخرب قرار گرفتند و نگرانی هایی را در مورد امنیت شبکه و قابلیت اطمینان الگوریتم CryptoNight ایجاد کردند.

انواع مختلفی از الگوریتم CryptoNight ایجاد شده است و CryptoNight Heavy یک نسخه از الگوریتم هش است. این در پروژه های ارزهای دیجیتال مختلف مانند Ryu Currency، Sumokoin و Loki پیاده سازی شده است.

با این حال، CryptoNight Heavy به یک شبکه همتا به همتای غیرقابل اعتماد متکی است که می تواند آسیب پذیری های جدی را ایجاد کند. از آنجایی که گره‌ها باید PoW هر بلوک جدید را بررسی کنند و زمان قابل توجهی را صرف ارزیابی هر هش کنند، در برابر حملات انکار سرویس توزیع شده (DDoS) آسیب‌پذیر هستند و بات‌نت‌هایی را هدف قرار می‌دهند که شبکه‌ها را با ترافیک جعلی غلبه می‌کنند. ممکن است در برابر فعالیت‌های هماهنگ آسیب‌پذیرتر شوند. . .

بعدی برای الگوریتم CryptoNight چیست؟

از زمان ایجاد آن در سال 2012، الگوریتم CryptoNight تا زمان معرفی CryptoNight-R، نسخه نهایی ایجاد شده توسط Monero، دستخوش تغییرات، ارتقاء و اصلاحات جزئی شده است.

آیا CryptoNight هنوز یک الگوریتم استخراج معتبر است یا در ماموریت خود برای تبدیل شدن به یک ابزار برابری‌خواه شکست خورده است؟ همه نسخه‌های مختلف شامل مقاومت ASIC و جلوگیری از تسلط بیشتر ASIC در استخراج ارزهای دیجیتال است. یک هدف مشترک وجود داشت:

بسیاری بر این باورند که این اتفاق نیفتاد و این پروژه نتوانست موضع اولیه خود را محقق کند. تیم Monero گفت که این شکست به دلایل امنیتی بوده است. هش‌های CryptoNight نسبتاً گران و زمان‌بر برای تأیید هستند، که می‌تواند خطر DoS را برای گره‌ها ایجاد کند، همانطور که قبلاً برای برخی از ارزهای دیجیتال مبتنی بر CryptoNight مشخص شد.

برخی معتقدند تمام تلاش خود را برای جلوگیری از گسترش بیشتر قدرت شرکتی ASIC انجام داده اند. این الگوریتم به عنوان یک نوع الگوریتم برابری خواهانه متولد شد که می توانست حقوق برابر در استخراج را برای مردم و همچنین دنیای شرکت ها تضمین کند.

ASICها توانسته‌اند با موفقیت در استخراج این الگوریتم سازگار شوند، بنابراین اگرچه ویژگی‌های مقاوم در برابر ASIC دیگر امکان‌پذیر نیست، اما همچنان به‌عنوان ابزار استخراج در دسترس همگان عمل می‌کنند. با این وجود، می‌تواند نقطه شروع خوبی برای توسعه پروژه‌های ارزهای دیجیتال آینده، به‌ویژه برای کاربرانی باشد که به حریم خصوصی و استخراج منصفانه اهمیت می‌دهند.