关于民主货币POW算法降低矿机效率的探讨

这个话题其实属于商业机密的，但是由于挖矿算法可以有无穷多种，所以并不影响我们团队自身的商业利益。但是，可以避免狗币悲剧的重演，所以开放讨论还是有好处的。

先简单回顾一下现行算法：

SHA256D算法。

中本聪原创。比特币采用的算法，初期一批山寨币都用这个算法。

引入nonce概念，即只改变这一个随机数字，就可以改变输出的HASH值，通过穷举nonce来获得满足难度条件（前面有N个0）的HASH值。

SHA256D是2次SHA256运算，是按照固定方式对输入数据和一些参数的加减和或异或运算。

由于POW的穷举法本质，所以通过制造大量SHA256D运算模块同时并行运算，可以获得远高于CPU少量线程的串行运算的效率。即矿机。

同样是28nm技术，比特币矿机的效率已经达到电脑的上百万倍。（此数字我没有精确计算，勿喷）

Scrypt算法

莱特币原创。

该算法计算POW值采用了密码加密的Scrypt算法。设置N为1024，P为1，R为1，进行大量的迭代运算.该算法的设计目的本身就是防止硬件并发暴力破击的，所以具有很强的降低矿机效率功效。

该算法的设计原理是占用内存数量和计算步数一样多。（占有内存的最大值也就是计算步数了，没有更多了。即该方法的潜能已经挖掘到极限，没有提升空间了）因而，制造矿机不仅要有运算单元，还需要有内存单元，这样就垫高了矿机的成本。

虽然是成本垫高，但是毕竟矿机是可以实现的。据银鱼矿机的数据，按照售价计算，银鱼scrypt矿机的单位成本效率是显卡的12倍；而如果按照成本计算，可达100倍。而银鱼矿机是65nm的，如果提升到28nm，效率可望提高5倍，达到500倍。虽然远不及SHA256D的百万倍，但是矿机依然可以横扫个人电脑，one CPU one vote 的民主还是被暴力集权了。

X11算法

将11种不同的（我就不罗列了）加密算法串行进行运算，获得POW值。

这个方法只是增加了矿机的难度，但是并不会降低矿机的效率值。因为虽然矿机慢了11倍，但是用CPU或者GPU也同样慢11倍。而占有内存的比例并未比Scrypt算法有提高。

抵抗矿机的关键

抵抗矿机的关键，要基于原理——CPU+内存和并发ASIC的本质区别。

大家知道CPU是一个好大的芯片，但是一个时钟只能处理64位的数据。而同样大小的ASIC，有多少个模块，一个时钟可以处理多少个数据。这就是矿机效率高于CPU的根本原因。

但是，INTEL不是傻子，不可能花大价钱造一个效率极其低下的东西；全球用户更不是傻子，不可能花大价钱买一个效率极其低下的东西。

那么，CPU的价值在哪里呢？就是可以随时改变工作任务。而ASIC的代码是直接写到硬件里的，不可能改。

所以，抵抗矿机的更为有效的方法，是程序运行过程中不断改变代码。

可变代码程序其实并不少见，最主要用于程序加密领域。这种加密过程序在运行时，根据下一步要运行的功能，找到对应的加密过的代码，对该段代码进行解密，然后再执行该段代码。即：可变代码程序会自己改写自己的代码。

如果能够设计一个可变代码的POW算法，那么矿机就彻底没戏了：根据每一步算出的值决定下一步的运算代码；然后根据下一步的运算代码算出下一步的值，再根据下一步的值决定下下一步的运算代码。而ASIC的代码是写死的，不可能改，彻底封杀！GPU\PFGA也一同被封杀。只有DSP有一点点空间，但是DSP本质上也是一个CPU。

我不是数学家，当下还不能给出一个完美的算法。（给出一个算法很容易，但是要证明该算法是不可逆向运算的，就很难）

此思路，供大家探讨吧。

 原文转自：http://bit-sky.com/index.php/2013-12-15-15-08-16/2014-01-27-19-39-08/1057-pow