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ASICBoost

在区块头候选之间复用部分计算

ASICBoost 减少挖矿计算中的重复工作,但不绕过目标哈希或有效性规则。收益取决于芯片设计、任务准备以及实际允许修改的区块头范围。

ASICBoost 在适当准备的区块头候选之间共享 SHA-256 消息调度计算。这些候选具有相同的部分消息和不同的中间状态,并不是寻找两个相同的最终 Bitcoin 哈希。

Timo Hanke 在 2016 年论文中描述 ASICBoost,并提及与 Sergio Demian Lerner 的合作。方案结合 ASIC 外部的任务准备与芯片内部的计算组织,不改变 SHA-256,也不改变最终区块头双重哈希必须满足挖矿目标的要求;它节省部分重复运算。 [Timo Hanke — AsicBoost, 2016]

Bitcoin 区块头为 80 字节。第一次 SHA-256 将其分为 64 字节和剩余 16 字节,后者补上 padding。Merkle root 横跨两部分:最后 4 字节位于第二部分,与时间、bits 和 nonce 同在。因此修改数据的具体位置十分重要。 [Timo Hanke — AsicBoost, 2016]

Hanke 将合适的任务称为 colliding work items:它们具有相同的 Message,以及第一部分产生的不同 midstate。对于选定的 nonce,可以在这些状态之间复用第一次 SHA-256 第二部分的 message schedule。这既不是完整 SHA-256 的碰撞,也不是第一部分区块头相同;这些部分反而不同。 [Timo Hanke — AsicBoost, 2016]

Lerner 区分修改 nVersion 的 overt,以及寻找最后 4 字节相同、第一部分不同的 Merkle root 的 covert。Covert 可以修改交易或其顺序,但必须维持承诺和依赖关系的有效性。仅凭 nVersion 变化,无法证明具体节省量或运营者身份。 [Sergio Demian Lerner — Overt and covert AsicBoost, 2017]

BIP310 使用 mining.configure 和 version-rolling.mask,响应为服务器与矿工能力的交集。提交必须满足 version_bits & ~last_mask == 0。mining.set_version_mask 立即生效,不是从下一个任务才生效。因此支持 version rolling 并不允许任意修改位或忽略新掩码。 [BIP310 — Stratum protocol extensions]

在审阅日期,BIP320 状态为 Draft,描述 16 个通用 nVersion 位;BIP323 同为 Draft,提议以 24 位范围替代。应区分这些文档与具体连接实际使用的掩码及软件。BIP 编号本身既不证明所有设备支持,也不意味着可以任意修改共识。 [BIP320 — General-purpose nVersion bits] [BIP323 — 24 general-purpose nVersion bits]

Hanke 的模型给出 x × (n − 1) / n,其中 x 为共享扩展工作的百分比,n 为合适任务数量。若 x = 25%、n = 4,则为 18.75%。这是特定假设下的计算工作模型,并不自动意味着每台矿机同等比例的瓦数或价格下降,或算力提升。 [Timo Hanke — AsicBoost, 2016]

评估具体设备时,应记录芯片和固件支持、协商掩码、被接受的工作以及可比运行条件下的功耗。整机 J/TH 不能仅由功能名称或理论百分比替代。ASICBoost 不是超频的同义词,也不保证找到区块或获利。 [Timo Hanke — AsicBoost, 2016] [BIP310 — Stratum protocol extensions]

要获得更完整的理解,请将本词条与以下词条结合阅读: ASIC Miner, 挖矿, 区块头, Proof of Work. 反向关联还来自: Mining Firmware.

DOC · 001Timo Hanke — AsicBoost, 2016一手来源DOC · 002Sergio Demian Lerner — Overt and covert AsicBoost, 2017一手来源DOC · 003BIP310 — Stratum protocol extensions规范DOC · 004BIP320 — General-purpose nVersion bits规范DOC · 005BIP323 — 24 general-purpose nVersion bits规范
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