金色深度 | 再談ProgPoW：礦工與Eth2之間不得不說的事_ETH:POW

3月19日，Vitalik終于對以太坊未來的規劃進行了總結和說明，以太坊是全球最大的公鏈、加密社區，在加密世界的影響力和領導力毋容置疑。但在這條長期發展之路上，困難重重，每一次update，每一個EIP發起與執行，可能順風順水，也可能是閃電雷鳴。

在以太坊從Eth1通往Eth2的道路上，近日分歧最大的就是ProgPoW算法的更新，因為ProgPoW，GPU礦工和ASIC礦工甚至形成兩大陣營，而不遠的未來（Eth2上線），兩大陣營的礦工又可能面臨巨變，這其中前因后果、來龍去脈，本文將娓娓道來。力求為關注以太坊的讀者清晰呈現ProgPoW和加密社區，也為礦工明確的了解ProgPoW與挖礦間如何密切聯系。

以太坊的背景

加密貨幣是從比特幣開始的，比特幣設計了PoW共識，所有的節點通過PoW的共識來出塊，塊就是Block，而每個塊通過鏈式廣播的方式確認，確認后就保存在了確認的節點里，所以成為了Chain，也就是鏈，這就是區塊鏈。

為了讓節點礦工持續挖礦，設定了確認一個塊保存之后給予一定的獎勵，獎勵的就是比特幣。很多人會因為獎勵而蜂擁而至，因此要明確誰能保存這個區塊，PoW的Hash碰撞算法就執行了這個選擇過程，每個節點都是一個具備計算和存儲功能的硬件，這些硬件通過運行Hash碰撞算法計算出結果，誰先算出來，誰來保存。

金色財經挖礦數據播報 | BTC今日全網算力上漲1.70%:金色財經報道，據蜘蛛礦池數據顯示：

BTC全網算力112.871EH/s，挖礦難度15.78T，目前區塊高度636354，理論收益0.00000832/T/天。

ETH全網算力191.854TH/s，挖礦難度2384.74T，目前區塊高度10338643，理論收益0.00850334/100MH/天。

BSV全網算力2.031EH/s，挖礦難度0.30T，目前區塊高度641003，理論收益0.00044315/T/天。

BCH全網算力2.675EH/s，挖礦難度0.37T，目前區塊高度641203，理論收益0.00033641/T/天。[2020/6/26]

在比特幣網絡初建的時候，參與這個計算過程的人很少，就需要創始人自己安裝計算存儲硬件來計算，隨著參與的人越來越多，競爭進行計算的人也就越來越多，計算的難度也就會加大，這個難度的相關因素就是每個計算硬件的計算能力，也就是算力。

每一個計算硬件就相當于一個生產機器，只要開始計算，就能產出比特幣，而這個計算過程的公式就是PoW共識算法，也就是Hash碰撞算法，比特幣的算法是SHA256。但算法有所不同，當以太坊像比特幣一樣建立了這樣的網絡以后，以太坊使用的算法是Ethash，同樣屬于PoW算法，但計算條件不同（后文詳細解釋）。

金色財經挖礦數據播報 | ETH今日全網算力下降5.09%:金色財經報道，據蜘蛛礦池數據顯示：

ETH全網算力170.685TH/s，挖礦難度2133.28T，目前區塊高度9724625，理論收益0.00801534/100MH/天。

BTC全網算力95.030EH/s，挖礦難度16.55T，目前區塊高度622595，理論收益0.00001519/T/天。

BSV全網算力2.900EH/s，挖礦難度0.39T，目前區塊高度627404，理論收益0.00062060/T/天。[2020/3/23]

在以太坊網絡最初建的時候，和比特幣一樣，都需要初始團隊先建好一些硬件，連如網絡，通過這個網絡的設計來“挖礦、出塊”，以太坊最初的節點是由以太坊基金會建立起來的，隨后加入者越來越多，成就了今天的網絡。

以Hash碰撞算法的設計，挖礦節點算力越高，挖礦也就更容易，即使全網算力增加會增加挖礦難度，但也可以更快的計算出“公式”結果，存儲區塊拿到獎勵。這些計算硬件背后是人，被稱為礦工。而這些硬件開始進入標準化的工業生產（為了提高每個計算硬件的計算能力），被稱為礦機。聚集礦機的計算能力的角色，像是一個“挖礦算力池”，被稱為礦池，礦池聚集算力之后直接連接網絡進行計算，因為算力高，很容易保存區塊拿到獎勵，拿到獎勵之后再分給每一個礦機。

寫到這里，每個角色間的協作組成了一個通過連接加密貨幣網絡“挖礦”獲取收益的產業，礦業。隨后在這個產業中，礦機不斷發展，出現了兩種不同挖礦方式的礦機。

分析 | 金色盤面：BTC/USD 關前受阻，大幅震蕩:金色盤面綜合分析： BTC/USD 在6600美元關口遭受空頭突襲，多頭節節敗退，短分時指標破位，需要修復，但右肩箱體完好，不排除多頭有意誘空。短線波動加大，建議控制風險。[2018/8/18]

礦機廠商的為了提高礦機算力，通過計算晶元的工業組合，把非常多的計算晶元放在一起，然后運行Hash碰撞算法，這樣的硬件里計算晶元多，臨時存儲空間較小，適合進行重復性較高，邏輯簡單的運算，例如比特幣的Hash碰撞算法SHA256，這種礦機被稱為ASIC礦業，也就是專業礦機。

在ASIC還沒有出現的時候，Hash碰撞計算都是執行在CPU以及GPU中計算的，后期發展為GPU礦機，但GPU因為可以進行邏輯較為復雜的運算，而可以在更多挖礦算法上使用，并且可以執行內存依賴性算法（在計算時對臨時存儲要求較大）的算法。例如以太坊的Ethash算法。

如果用GPU礦機計算比特幣的SHA256算法，GPU礦機會因為算力較低沒有競爭力，而如果用ASIC礦機計算Ethash，因為算法要求，是無法進行的，市場上的Ethash ASIC礦機的設計是根據Ethash算法要求設計的，與比特幣的ASIC礦機算力表現差距很大。

以太坊的白皮書中寫到了，以太坊未來會執行一個新的共識PoS，而這種共識并不是通過PoW的計算實現的，但在發展到所有節點都使用PoS共識之前，以太坊使用PoW建立了一條區塊鏈，這條區塊鏈被稱為Eth1，運行Ethash算法，但Ethash算法同樣可以利用密集的計算晶元來提高硬件計算能力（與比特幣ASIC設計有明顯差異），也出現了以太坊ASIC礦機。

金色財經現場報道 大羚羊區塊鏈John Wu：區塊鏈有機會融合金融界“責任”與“信任” :金色財經現場報道，在全球區塊鏈世界巡回高峰會議大灣區站，大羚羊區塊鏈金融專利發明人John Wu在其“金融界的雙刃（任）劍——區塊鏈時代的商業應用思考”主題演講中說，區塊鏈世界與現實世界的區別為：1、價值媒介上法幣與數字貨幣的區別；2、意向表達上合意精神與單向發起的區別；3、記載上借貸法則記賬法與流水賬的區別；3、權益保障上主權可監管與多中心狀態的區別；4、信任機制上，人性品牌與數字算法獲得的信任的區別；5、基礎建設上信任機制成本太高與由區塊鏈參與分攤幾乎免費的區別；6、資源整合上多系統間對接復雜與統一公共安全的區塊鏈單一接口之間的區別。這其中，金融界應該注重解決前三點之間的矛盾，發揮后三點之間的優勢，融合金融界“責任”與“信任” 。[2018/4/23]

在以太坊的社區內，對以太坊ASIC礦機一直存有抵制的聲音，ProgPoW的出現，也是具有抵抗ASIC的意圖（后文詳解）。

ASIC礦機為什么會被以太坊社區抵制？

以太坊ASIC礦機的出現，是礦機廠商通過適合Ethash算法設計的，礦機算力與GPU算力差別不大，那以太坊社區中為什么會抵制ASIC呢？

這其中需要提及兩個因素：一是ASIC礦機的挖礦成本相比GPU礦機挖礦成本略低，更好管理運維，二是ASIC的應用范圍過窄。

金色財經獨家整理：Cointelegraph作者分析上周數字貨幣走勢 揭示影響因素長短期相互轉化:上周，諸多關鍵因素影響者加密貨幣投資者關于牛熊市的預期。技術分析來看，大多加密貨幣呈現下跌的走勢，跌破200日均線，而一些利好因素又使市場經歷了強波動。短期看，三大頂尖廣告平臺（谷歌，臉書，推特）均禁止加密貨幣相關廣告、幣安出走馬耳他是看跌兩個主因，而G20會議成果的政策放松則是看漲的主因。但文章也揭示了短期因素在長期的相反作用：禁止廣告將起到篩選和減少欺詐的作用，長期利好投資者信心，而G20暫時政策上的放松也并未排除可能在遠期某一時刻進行更嚴格的監管措施的可能。[2018/3/27]

例如閃電GPU礦機是由8塊AMD RX 470 4GB顯卡構成的，在挖ETH時算力大約237MH/s，額定功率大概在1250W，售價17000元左右，而例如ASIC以太坊礦機螞蟻礦機E3，算力約為180MH/S，功耗約為800W，售價約為5700元左右。比較中，ASIC的成本更低。

比較低成本的ASIC讓以太坊社區內的開發者和礦工預測到了ASIC礦機未來可能占領以太坊網絡，這是一種“恐懼”，ASIC礦機因幣價或大規模挖礦盈利性質而具備的高風險，是以太坊社區內部分人抵制ASIC的主因。

ASIC雖成本低，但對于礦工來說，ASIC礦機的可挖幣種較少，且在挖礦之外的使用范圍過窄，GPU礦機也被稱為顯卡礦機，作為通用計算設備，顯卡可挖幣種多，還能用作挖礦之外的其他用途，例如大數據運算、渲染等，抗風險能力優點會越發明顯。

以太坊因長期以來的社區特性，對Ethash類內存依賴型算法情有獨鐘，為了抵抗ASIC，也為了更加優化礦工在Ethash算法對GPU的資源利用，以太坊開發者提出了ProgPow算法，是對Ethash算法的再優化。

用普通礦機制作的邏輯思考，PoW挖礦存在一個固定的算法，可以設計硬件（礦機）適應它，讓其在執行算法的時候變得高效。但ProgPoW算法的設計是“相反的邏輯”，是通過研究硬件（也就是GPU），然后修改算法來匹配硬件。”

對于硬件來說，一個有效的算法需要匹配訪問模式與足夠的硬盤空間。ProgPoW 的設計針對區塊鏈挖礦最常用的顯卡，目前是AMD的Polaris和 Vega系列顯卡，以及NVIDIA的Pascal 系列顯卡。

ProgPoW提出后，礦工和開發者做了什么？

目前PoW幣種里支持ProgPow算法的很少，大規模壓力測試還不夠。雖然這個算法對于硬件的適配能力的確很吸引人，但不確定性還存在。ProgPow算法使礦工挖ETH優勢增大，也會造成一定的功耗升高。

面對這一不成熟的算法，爭議紛紛。除技術外，反對者還提出了其他影響因素。

ProgPow算法激活方案EIP-1057發布后，有開發者提出了EIP2583，來反對ProgPow算法，提案中寫到：

由于以太坊是一個擁有眾多不同利益相關者群體的全球平臺，因此對協議的重大更改要有明確的目標和廣泛的支持至關重要。EIP-1057顯然缺乏該支持，但仍在考慮激活。

EIP-1057建議用ProgPoW代替Eth1的工作量證明算法Ethash。此更改的既定目的是使ASIC礦機的用戶處于劣勢，以避免向Eth2過渡時，因ASIC而引起的有爭議的分叉，但如果激活則與它自己的目標相矛盾，增加了這種不良結果的可能性。

如果以太坊將開始通過Eth2信標鏈發布從工作量證明過渡到權益證明。在以太坊的演變中，此時更改Eth1Hash算法會導致社區分裂，不應在精力集中在其他地方時引入技術風險。

比這些聲明更重要的是，經過兩年的辯論，EIP-1057在以太坊社區中未能達成共識，這已經消耗了大量開發人員的注意力和社區資源。迫使這種有爭議的變化只會擴大當前的裂痕，對以太坊及其社區造成負面影響，并將持續數年之久，而這一切都沒有明確的理由。

面對分歧，曾有開發者Ben DiFrancesco提出了妥協方案。先保持ProgPoW在Eth 1.0的后續中處于活動狀態，在需要時觸發它。但也就會先保持Ethash算法存在，等待GPU礦商剩切換到ProgPoW。但目前估計有60%的GPU在以太坊網絡上進行挖掘，其中40%來自于Ethash ASIC(引用于Dev call)。如果不采取任何行動，因為ASIC比目前的GPU要高效，Ethash ASIC可能在未來幾年接管大部分的Hash計算，這樣GPU礦工也可能直接離開。

在爭論焦灼之時，獨立開發者kikx還披露了ProgPOW算法存在的一個漏洞，指出ProgPoW算法的Hash函數使用了一個64位種子，但ASIC可以“輕松”地強制執行，而不是像預期的那樣進行挖礦。不會對以太坊當前使用的Ethash算法造成威脅，但使其無法真正實現抗ASIC的目標。

該漏洞在ProgPoW的設計分析文章中有所提及，如果根據ProgPoW算法設計了ASIC礦機，其成品性能及設計結構等與目前的GPU礦機近乎無異，也就從成本角度阻止了通過ProgPoW算法設計ASIC礦機。

Eth2臨近后，礦工會面臨什么？

嚴格的說，ProgPOW與Eth2并無直接關系，Eth2是PoS共識鏈，以太坊礦工只和PoW鏈有關，也就是Eth1鏈，在Eth2上線后，Eth1也會存在于以太坊中，其會成為以太坊網絡的一條分片鏈，即打包部分數據。只要打包和出塊正常，礦工的獎勵是依舊的，這將與以太坊分配給Eth1鏈的交易打包數據相關。

這直接相關聯的是所有礦工的收益。此外，還相關于礦工對PoS共識生態的信任，在如今的Eth1上，以太坊礦工的重要性舉足輕重，轉型PoS后，因Eth1鏈只是整個網絡的一小部分，礦工在心態上也會受到影響。

ProgPoW事件，除了技術更新外，在事件發生上，更多出現了關于加密貨幣社區治理的問題，去中心化社區的決策，因為反復難以達成一致，在消磨著。

在為社區發展有利的因素外，更多切身利益者還思考了自身利益、未來信仰等等，一個事件反應出了方方面面的隱藏問題。礦工的選擇最終還是和角色相關，不管哪一種礦機得到優化，大規模挖礦的優勢還是會超過獨立的挖礦個人實體。如果是礦工，要考慮成本與收益，如果是信仰者，則向社區更好的方向靠近，如果是開發者，可能會做出摻雜各種情緒的投票舉動，繼而牽一發引動整個社區。

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