Обзор алгоритма BLAKE2b на основе поточного шифра ChaCha

Всем известно, что каждая цифровая валюта работает на собственном алгоритме. Но что это такое, и каким образом он участвует в майнинге, понимают далеко не все.

Майнинг по алгоритму BLAKE2b

С 2007 года создатели криптографических алгоритмов участвуют в специальном конкурсе, который организовывает Американский Национальный Институт Стандартов и Технологий (NIST). В нем все предложения оцениваются по четырем критериям:

  • производительность;
  • безопасность;
  • анализ;
  • разнообразие хешей для разных режимов работы.

BLAKE был представлен на конкурсе хеш-функции NIST Жан-Филиппом Аумассоном, Лукой Хензеном, Вилли Мейером и Рафаэлем Фаном. В 2008 году было более 50 участников. BLAKE добрался до финального раунда, состоящего из пяти кандидатов.

Что делает алгоритм

Главная функция, которую выполняет любой криптографический алгоритм – это преобразование (хеширование) произвольного массива данных в строку определенной длины (битовую строку). Функция, которая реализовывает алгоритм и выходное преобразование, называется функцией свёртки (или хеш-функцией).

Структура Меркла

В блокчейне все транзакции фиксируются в децентрализованном реестре. Они формируются в блоки определенного размера, установленного сетью, и связываются с предыдущими блоками посредством цифровой подписи. Вот эту подпись и хеширует криптографический алгоритм, а выполняет все это компьютер майнера.

Особенность алгоритма

BLAKE2b – один из двух алгоритмов, основанных на родительской функции BLAKE2 (второй – BLAKE2s). Он оптимизирован для 64-разрядных платформ, тогда как Blake2s оптимизирован для 8-32-разрядных платформ.

Код

Он основан на поточном шифре, известном как ChaCha, разработанном Даниэлем Дж. Бернштейном и нацелен на максимально возможную защиту хеш-функции. И действительно, ни одна атака не была обнаружена на BLAKE2 с момента ее публикации в 2012 году.

Хеш-функция BLAKE имеет три главных методов устройства:

  • итеративную организацию обработки данных в режиме HAIFA;
  • внутреннее строение local-wide-pipe;
  • улучшенную версию криптошифра ChaCha, который прекрасно параллеризуется и уже показал высокую безопасность.

Новая усовершенствованная версия протокола BLAKE под названием BLAKE2 появилась в конце 2012 года. Это криптографическая хеш-функция, которая работает оперативнее, чем MD-5, SHA1, SHA2 и SHA3, и такая же безопасная, как и последний стандарт SHA3. BLAKE2 был принят многими проектами благодаря высокой скорости, безопасности и простоте.

Он был разработан командой экспертов по криптоанализу, внедрению и криптографической технике:

  • Жан-Филипп Аумассон: главный дизайнер BLAKE, автор научных работ по криптоанализу;
  • Сэмюэл Невес: автор исследовательских работ по эффективным реализациям;
  • Zooko Wilcox-O’Hearn: один из разработчиков защищенной распределенной системы хранения Tahoe-LAFS;
  • Christian Winnerlein: автор ряда проектов на C#.

Алгоритм BLAKE2 имеет две вариации:

  • BLAKE2b (или просто BLAKE2) оптимизирован для 64-разрядных платформ, включая ARM с поддержкой NEON, и производит дайджесты любого размера от 1 до 64 байт;
  • BLAKE2s оптимизирован для 8- и 32-разрядных платформ и производит дайджесты любого размера от 1 до 32 байт.

BLAKE2 включает в себя 4-полосный параллельный BLAKE2bp и 8-позиционный параллельный BLAKE2sp, предназначенный для повышения производительности на многоядерных или SIMD-процессорах.

Скорость хеш-функций

BLAKE2 показывает очень хорошие результаты на 64-битных процессорах: на Intel Core i5-6600 (микроархитектура Skylake, 3310 МГц) BLAKE2b может выдавать скорость передачи 1 GiB в секунду или 3,08 циклов на байт.

Какие криптовалюты используют алгоритм BLAKE2b

Есть только две монеты, работа которых построена на этом алгоритме:

  • RaiBlocks (XRB);
  • Siacoin (SC).
МонетаЦена, $Капитализация, $Объем, $
RaiBlocks9.71129375427729523300
Siacoin0.01552664447014101800

Как майнить BLAKE2b

Майнинг криптовалют удобно осуществлять на видеокартах. Например, в сети Siacoin каждый новый блок генерируется раз в 10 минут. Для этого система использует BLAKE2b и p2pool. Программу-майнер можно скачивать с официального сайта криптомонеты.

Как и любую другую цифровую монету, добывать Siacoin выгоднее совместно с другими участниками в майнинговом пуле. Для этой криптовалюты есть свой пул – https://sia.nanopool.org/.

В январе 2018 года для этого алгоритма Bitmain выпустил новый ASIC-майнер – Antminer A3. На данный момент он стоит 2 375 USD.

Характеристики ANTMINER A3:

ТипПоказатель
Хэш-алгоритмБлейк (2b)
Количество чипов180
Количество хэш-панелей3
Хешрейт815GH / с ± 5%
Потребляемая мощность1275 Вт + 7%
Вес оборудования4,2 кг
Температурный режим0-40 ℃
Уровень шума76 дБ
Размер321 * 125* 208 mm

Сложность SIA-сети сейчас довольно низкая, поэтому на первых порах майнеры смогут получить значительную прибыль. Но как появление специального мощного оборудования скажется на стоимости и устойчивости монеты – пока неизвестно.

Ссылка на основную публикацию