الگوریتم استخراج CryptoNight چیست و چگونه کار می‌کند؟

الگوریتم‌های ماینینگ ستون فقرات شبکه‌های مبتنی‌بر بلاکچین مانند بیت کوین و پروتکل‌های دیگر هستند. در فناوری بلاکچین، الگوریتم‌های استخراج برای تأیید تراکنش و امنیت شبکه ضروری هستند. یک الگوریتم ماینینگ به رایانه‌های ماینرها دستور می‌دهد تا مجموعه‌ای از قوانین را برای ایجاد یک بلوک معتبر دنبال کنند.

اثبات کار (PoW) الگوریتم اجماع شناخته شده‌ای است که توسط بیت کوین و سایر ارزهای دیجیتال استفاده می‌شود. در PoW، ماینرها با استفاده از قدرت محاسباتی برای یافتن یک مقدار هش خاص که بلوک جدید را به آنها می‌دهد، رقابت می‌کنند. مدارهای مجتمع ویژه برنامه (ASIC) سخت افزار تخصصی لازم برای رقابت ماینرها در چنین فرآیند پر انرژی هستند، اما قبل از ASIC، تجهیزات استخراج CPU و GPU در مقیاس پایین توسط کاربران در خانه استفاده می شد.

استخراج ASIC در درجه اول از تابع هش SHA-256 استفاده می کند که 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 کوچکترین تغییر در الگوریتم، خروجی تابع هش استخراج را تغییر می دهد.

برای همگام شدن با عملیات استخراج در مقیاس صنعتی، بسیاری از ماینرها به استخرهای ماینینگ ملحق می شوند تا قدرت محاسباتی خود را ترکیب کنند و در نتیجه شانس استخراج موفقیت آمیز یک بلوک را افزایش دهند. جوایز بلوک به نسبت سهم هر عضو تقسیم می‌شود.

انتخاب الگوریتم ماینینگ یک تصمیم حیاتی برای پروژه ارزهای دیجیتال است، زیرا قوانین و الزامات لازم برای ایجاد و ایمن‌سازی شبکه بلاکچین را تعیین می‌کند، به غیر از نحوه پاداش دادن به شرکت کنندگان با سکه‌های تازه ضرب شده. نمونه‌هایی از دیگر الگوریتم‌های استخراج محبوب عبارتند از Ethash که توسط بلاکچین اتریوم استفاده می‌شود و CryptoNight که توسط شبکه Monero استفاده می‌شود. 

الگوریتم CryptoNight چیست؟

CryptoNight یکی از سریع‌ترین الگوریتم‌های استخراج و بخشی از پروتکل اجماع CryptoNote است. CryptoNight یک الگوریتم استخراج PoW برای استخراج CPU و GPU است که به گونه‌ای طراحی شده است که در برابر ASIC مقاوم باشد تا از متمرکز شدن قدرت ماینینگ جلوگیری کند. امیدوار است به کاربران کمک کند تا با استفاده از ترکیبی از توابع هش، از جمله توابع هش CryptoNight و Keccak، استخراج کارآمدتری انجام دهند. 

تابع هش رمزنگاری آن حول استاندارد رمزگذاری پیشرفته (AES)، یک الگوریتم در سطح نظامی برای امنیت شدید کار می‌کند و CryptoNight را به یک الگوریتم استخراج با تمرکز بر امنیت تبدیل می‌کند. از زمانی که مونرو شروع به استفاده از آن به عنوان الگوریتم هش برای اجماع بلاک چین کرد، شهرت CryptoNight به عنوان یک الگوریتم امنیتی در سراسر جهان رمزنگاری تقویت شده است.

ایجاد الگوریتم CryptoNight بسیار جذاب است و منشا بیت کوین را به یاد می آورد. خالق آن که با نام ساختگی نیکلاس ون سابرهاگن شناخته می‌شود درست مانند ساتوشی ناکاموتو معروف ناپدید شد.

با توجه به شباهت، بسیاری بر این باورند که این دو توسعه‌دهنده یک شخص هستند، و این رمز و راز با تاریخ انتشار وحشتناک CryptoNote، 12 دسامبر 2012 (12/12/2012) بیشتر شد. CryptoNote یک پروتکل امنیتی و یک ابزار حفظ حریم خصوصی بود که تراکنش‌های محرمانه، تراکنش‌های غیرقابل پیوند و امضاهای حلقه را ترویج می‌کرد.

الگوریتم استخراج CryptoNight چگونه کار می‌کند؟

CryptoNight از پروتکل اجماع CryptoNote برای تقویت حریم خصوصی استفاده می‌کند تا کسی نتواند بگوید کدام شرکت کننده در تراکنش پرداخت می‌کند و چه کسی پول را دریافت می‌کند.

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

فرآیند کار آن شامل سه مرحله اصلی است:

ایجاد یک “Scratchpad” 

یک حافظه بزرگ با مقادیر متوسط ​​در طول یک تابع هش ذخیره می شود. اولین داده ورودی با تابع هش Keccak-1600 هش می شود که در نتیجه 200 بایت داده به طور تصادفی تولید می شود.

تبدیل رمزگذاری

سپس 31 بایت اول این هش Keccak-1600 را می گیرد و آنها را به کلید رمزگذاری الگوریتم AES-256 تبدیل می کند که بالاترین مقدار در خانواده AES است.

هش نهایی

CryptoNight کل مجموعه داده ایجاد شده توسط توابع AES-256 و Keccak در مرحله قبل را می گیرد و آن را از طریق بقیه توابع هش ارسال می کند. در نهایت، یک هش نهایی از اثبات کار CryptoNight حاصل می شود. این هش دارای پسوند 256 بیتی یا در مجموع 64 کاراکتر است.

چرا CryptoNight مهم است؟

CryptoNight طراحی شده است تا به CPUها و GPUها فرصتی برابر برای استخراج بلاک‌ها بدهد و از استفاده استخراج کنندگان ASIC جلوگیری کند.

CryptoNight به سه دلیل مهم مهم است: حریم خصوصی قوی‌تری با تراکنش‌های غیرقابل ردیابی، ویژگی مقاومت ASIC و مقیاس‌پذیری آن فراهم می‌کند. بیشتر ارزهای رمزنگاری شده، از جمله بیت کوین (BTC)، همه جز خصوصی هستند، زیرا تراکنش ها و موجودی افراد را می‌توان به راحتی از طریق یک آدرس عمومی در بلاکچین منبع باز ردیابی کرد.

از سوی دیگر، CryptoNight برای جلب رضایت بیشتر کاربران مرتبط با حریم خصوصی که می خواهند معاملات بلاک چین خصوصی را انجام دهند، طراحی شده است. سازندگان آن دو ابزار حیاتی حفظ حریم خصوصی را برای دستیابی به حداکثر امنیت و ناشناس بودن در الگوریتم ادغام کردند: امضاهای حلقه و آدرس‌های مخفی که هر دو توسط تیم Monero توسعه یافته‌اند.

کاهش نگرانی های فزاینده در مورد تمرکز ارزهای دیجیتال به دلیل ریگ‌های ماینینگ ASIC یکی از دلایل اصلی توسعه CryptoNight بود. توسعه دهندگان این پروژه بر روی به چالش کشیدن تسلط ASIC تمرکز کردند و سیستمی را توسعه دادند که در آن GPU ها و CPU ها بتوانند مزیت رقابتی خود را در ماینینگ حفظ کنند. 

مقیاس پذیری و کارایی بالا نیز در هسته CryptoNight قرار دارد که محاسبات آن به صورت تصاعدی افزایش یافته و مقیاس پذیری بیشتر را از طریق تراکنش های سریع تر تضمین می کند.

کدام ارزهای دیجیتال از الگوریتم استخراج CryptoNight استفاده می‌کنند؟

بایت کوین اولین ارز دیجیتالی بود که پروتکل CryptoNote را روی بلاک چین خود اعمال کرد، اما استفاده از آن در Monero به این پروژه کمک کرد تا شهرت و شهرت بیشتری پیدا کند.

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

بایت کوین 

اگرچه در ابتدا متعهد به مقاومت در برابر تسلط ASIC بود، اولین سکه CryptoNight که از توسعه پروژه پشتیبانی کرد در سال 2018 اعلام کرد که استخراج ASIC را با حفظ الگوریتم برای جلوگیری از مسائل امنیتی و ناشناس بودن یکپارچه می کند.

مونرو

با وجود اینکه Monero دیگر از CryptoNight استفاده نمی‌کند، یکی از قوی‌ترین حامیان آن به دلیل موضعش در برابر قدرت ASIC بود. مونرو در سال 2014 CryptoNight را به‌عنوان اثبات کار خود به ارث برد و از آن به بعد، کمی الگوریتم را تغییر داد و CryptoNight-R را ایجاد کرد تا عمداً سازگاری با ASIC‌های موجود را قطع کند. 

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

الکترونیوم (ETN) 

Electroneum از الگوریتم استخراج CryptoNight با یک نوآوری قابل توجه در نسخه تلفن همراه خود استفاده می کند و به کاربران این امکان را می دهد تا نه تنها از طریق روش معمولی بلکه با استفاده از تلفن های هوشمند خود از طریق یک ماینر تلفن همراه، ارز دیجیتال را استخراج کنند.

سایر پروژه های کمتر شناخته شده ای که الگوریتم CryptoNight را پیاده سازی می کنند عبارتند از Boolberry، Dashcoin، DigitalNote، DarkNetCoin و Pebblecoin. با این حال، این پروژه‌ها در سال 2017 در معرض حملات مخرب قرار گرفتند و نگرانی‌هایی در مورد امنیت شبکه‌های آنها و قابلیت اطمینان الگوریتم CryptoNight ایجاد کردند.

انواع مختلفی برای الگوریتم CryptoNight ایجاد شد و CryptoNight Heavy یکی از نسخه‌های الگوریتم هش است. این در پروژه های ارزهای دیجیتال مختلف از جمله Ryo Currency، Sumokoin و Loki اجرا می شود. 

با این حال، از آنجایی که CryptoNight Heavy به یک شبکه همتا به همتای غیرقابل اعتماد متکی است، ممکن است منجر به آسیب‌پذیری‌های جدی شود. از آنجایی که گره‌ها باید PoW هر بلوک جدید را بررسی کنند و زمان قابل توجهی را صرف ارزیابی هر هش کنند، ممکن است در برابر حملات انکار سرویس توزیع شده (DDoS)، فعالیت‌های هدفمند بات‌نت هماهنگ که شبکه را با ترافیک جعلی تحت الشعاع قرار می‌دهد آسیب‌پذیرتر شوند. .

چه چیزی در انتظار الگوریتم CryptoNight است؟

از زمان آغاز به کار خود در سال 2012، الگوریتم CryptoNight تا زمانی که نسخه نهایی ایجاد شده توسط Monero، CryptoNight-R، با تغییرات، ارتقاء و اصلاحات جزئی مواجه شد تا پروژه‌های مختلف ارزهای دیجیتال را در خود جای دهد.

آیا CryptoNight هنوز یک الگوریتم استخراج معتبر است یا در ماموریت خود برای تبدیل شدن به یک ابزار برابری طلب شکست خورده است؟ تمام نسخه های مختلف یک هدف مشترک داشتند: مقاومت در برابر ASIC و جلوگیری از تسلط بیشتر آن در استخراج کریپتو. 

بسیاری بر این باورند که این اتفاق نیفتاد و این پروژه نتوانست موضع اولیه خود را ارائه دهد. تیم Monero اعلام کرد که این شکست به دلایل امنیتی بوده است. از آنجایی که هش CryptoNight نسبتاً گران است و تأیید آن زمان بر است، ممکن است یک خطر DoS برای گره ها باشد همانطور که قبلاً برای برخی از ارزهای دیجیتال مبتنی بر CryptoNight برجسته شده بود. 

دیگران فکر می کنند که تمام تلاش خود را برای جلوگیری از گسترش بیشتر قدرت شرکت ASIC انجام داد. این الگوریتم به‌عنوان یک الگوریتم برابری‌طلب متولد شد که می‌توانست حقوق برابر را برای افراد در زمینه استخراج، نه تنها برای دنیای شرکت‌ها تضمین کند. 

با وجود اینکه قابلیت مقاومت ASIC دیگر امکان پذیر نیست زیرا ASIC ها توانستند با موفقیت برای استخراج این الگوریتم سازگار شوند، همچنان به عنوان یک ابزار ماینینگ باز برای همه کار می کند. با این وجود، هنوز هم می تواند نقطه شروع خوبی برای توسعه پروژه های ارزهای دیجیتال آینده باشد، به ویژه برای کاربرانی که به حریم خصوصی و استخراج منصفانه اهمیت می دهند.