CryptoHello横空出世，反Asic军团再添一员虎将

为什么ASIC让大家又爱又恨？这要从比特币挖矿设备的几项创新和区块链的初衷说起。记账设备的发展经历了CPU、GPU、FPGA和ASIC三代。在介绍CryptoHello算法之前，我们先来简单熟悉一下每一代设备的一些基本情况，以便对整个挖矿生态系统的发展和演变有一个更清晰的了解。（文:赛博俱吠罗）

采矿设备发展简介

第一代设备是CPU，中本聪于2009年发布了“数字货币吧”比特币系统，使用普通台式机的CPU进行记账。中本聪设计比特币挖矿的初衷是每个人都可以参与记账，记账的门槛被设定得极低。计算能力分散化的想法也是从那个时候开始的。我们来对比一下比特币的去中心化思想和记账的实现过程，两者是完全统一的。然而，随着比特币的影响力越来越大，价格不断上涨，市场开始思考如何在这种竞争激烈的记账过程中获得更多利益，因此记账设备悄然升级。

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第二代配备了GPU，这对许多人来说并不陌生。GPU是电脑必备的显卡。在巨大需求的牵引下，20 1 1开始出现并取代CPU进行挖矿。与CPU相比，GPU要快得多。在GPU挖矿的阶段，比特币已经慢慢表现出不平等的迹象。随着对GPU需求的增加，GPU的价格也随之上涨。与CPU时代的公平相比，门槛提高了太多。

第三代配备了FPGA和ASIC。FPGA是一种现场可编程门阵列。其优势在于可编程性，为降低设计成本提供了一种可行的方案。与计算机CPU和GPU相比，FPGA挖矿的时代特别短，只有半年左右。由于它在专用集成电路（ASIC）领域中以半定制电路的形式出现，因此可以将其视为一种ASIC芯片测试方案。与同期的GPU相比，FPGA的性能和价格相近，但其低功耗是其优势之一。

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20 12年，FPGA流行了半年左右。下半年，基于FPGA的专用ASIC芯片开始试生产，如南瓜张和深圳烤猫。ASIC ASIC比FPGA快，而且是量身定制的，可以省去FPGA的冗余逻辑实现，所以成本比FPGA低。FPGA和ASIC的实现形式有很多相似之处。FPGA更加通用，而ASIC更加定制化。下图为南瓜芯片1 10nm工艺的第一代Avalon芯片。

业界反ASIC的一些探索

可以看出，随着生产技术的不断提高，比特币挖矿逐渐进入了可怕的军备竞赛，挖矿变得越来越专业，公众很难参与其中。这种情况导致采矿业日益集中化，这与中本聪设计比特币的最初想法背道而驰。

当然，在挖矿集中化的过程中，一些倡导全民参与的团队也为防止局势恶化做出了自己的努力和探索。20 13上半年，Litecoin凭借其针对专业ASIC矿机的scrypt算法引爆了市场。但事实上，scrypt算法（类似于Memorycoin、Litecoin、Yacoin）抵御大内存需求ASIC的效果并未达到市场预期。随着LTC单价的提高，年底开始设计LTC的ASIC芯片。另一个例子是DSB的X 1 1算法等。串行算法的设计思想无力阻止其ASIC化。只要货币达到支持矿机硬件的投资，就会提出技术上可行的方案并投入生产。

CryptoHello算法简介

主张分权的区块链真的必须以另一种集权方式出现吗？就在我们迷茫的时候，一个算法进入了我们的视野，那就是今天的主角CryptoHello算法。从理论上讲，这种算法的ASIC制作成本非常高，它的出现给被中心化阴霾笼罩的矿业带来了一丝生机。

CryptoHello算法借鉴了Memory-Hard workload proof算法的设计思想，结合了CPU、GPU、ASIC等多种架构的特点，对CPU架构进行了优化。该方法分为三个阶段:用伪随机序列初始化工作内存、修改工作内存和根据工作内存的内容生成最终结果。如下图所示:

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1，初始化工作内存

使用SHA3函数计算输入并初始化线性同余伪随机数发生器的种子。工作内存连续填充K个块（每个块有32个字节），其中第一个K- 1块由伪随机数生成器生成，最后一个1块通过根据先前填充的内容随机选择哈希函数族之一（16个不同的哈希函数）来填充，并更新随机数生成器种子。如下图所示:

2、修改内存

首先，基于工作内存的最后一块，使用SHA3函数生成随机数生成器种子，并初始化长度为L字节的状态变量。然后执行c个主循环，并且在每个主循环中，将执行64L个子循环。在子循环中，随机数生成器将生成一对地址，工作存储器中这两个地址的字节数据和状态向量中的字节数据将通过异或方法合并和交换，以更新存储器的内容和状态向量的内容。在子循环结束后，状态向量将被更新，并且随机数生成器种子将通过使用散列函数族的函数被重新初始化。根据现有的参数设计，四分之一的工作记忆内容将被修改。

3、结果。

此步骤的主要目的是基于内存M的内容快速生成最终结果，连续对随机存取内存中D个块的内容进行XOR运算（D取决于最后一个单向函数结果），使用哈希函数族更新状态向量，并重新计算D，直到工作内存中的最后一个块。最后，使用SHA3函数形成最终结果。第二步和第三步如下:

CryptoHello算法的设计显然对GPU和ASIC不友好。首先，工作内存容量针对CPU缓存容量进行了优化，但GPU或ASIC很难满足同时执行大量工作负载证明算法的内存容量需求。其次，该算法在两个方面限制了并行效率。一种是使用由16个哈希函数组成的哈希函数族，并随机选择它们进行执行。另一种是在修改工作内存的阶段使用严格的串行执行序列，并以字节为单位访问它们。最后，整个方案的控制逻辑复杂，所需的存储器容量大，并且存储器访问地址不规则，因此很难使用堆叠大量加速组件模块的传统方法来实现ASIC。

CryptoHello算法最早由Ulord团队在Ulord的点对点价值转移公链中采用。其目的是通过算法限制矿业的集中化，体现了R&D团队开放自由、崇尚公平、尊重创造的价值理念。尽管CryptoHello算法在限制算法ASIC方面“煞费苦心”，但硬件的发展与市场需求密切相关。随着Ulord市值的不断攀升，CryptoHello算法是否经得起考验，让我们拭目以待！

2018 5月22日，以“科学匠心，u你共创”为主题的Ulord公链大会在北京钓鱼台国宾馆举行。国务院发展研究中心原副主任、文化部原副部长潘、中国工程院院士刘、国防科技大学计算机学院原政委刘巧仪、长沙经济技术开发区党工委委员、资本创始人常利民、韩国综合娱乐传媒公司。

Ulord首席执行官林坦博士表示，ULORD公链是内容领域开放、共享、安全和可靠的底层操作系统，是一套区块链基础设施和数字资源分发协议。基于Ulord，第三方开发者可以创建各种区块链应用程序，如社交工具、视频直播、原创内容平台甚至电子商务服务。共同构建区块链技术和应用的完整生态，真正实现区块链技术的价值共享。

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