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边肖：记得要集中注意力。
文章来源：今日星球日报
改变工作量证明算法是有代价的，也是永无止境的“有本事你来抓我”。
这篇文章来自德里克薛的《TokenEconomy》。
译者|莫尼
几乎所有基于工作量证明(PoW)区块链共识机制的加密货币都需要面对同一个对手——ASIC矿机。作为垄断ASIC矿机制造的中国芯片巨头，比特大陆的计算能力和对P2P网络的巨大统治力可能会给整个社区带来危险。随着ASIC矿机的出现，工作量证明协议很容易受到单个集中组织的审查和规则变化的影响，从而破坏了各利益相关者之间的约束和制衡。
事实上，以太坊、Monero等加密货币网络背后的开发者早已开始抵制ASIC矿机。他们认为通过使用内存硬一致性算法，“集中挖掘”ASIC矿机可以被攻击，使这种挖掘方法无利可图。也有一些加密货币想要完全放弃工作量证明的共识机制来解决“地雷霸权问题”，他们会选择使用利益证明(PoS)、委托利益证明(DPoS)或阈值中继，但这些共识机制并没有经过充分的测试，还可能隐藏了其他用于中心化的向量。
但另一方面，用ASIC矿机在网络上挖矿其实还有一些其他的好处。首先，这种专业挖矿硬件设备效率很高，单位电量哈希计算功率更高，安全性更好；其次，ASIC矿机比自制GPU矿机更可靠，可以帮助矿工进行更有针对性、更专业、更大规模的采矿作业；此外，ASIC矿机需要依赖特定的算法，因此比GPU矿机更灵活，也允许矿工根据特定的加密货币进行开采，以获得更多的区块激励。如果不考虑加密界不同利益集团导致的“政治因素”，单纯从技术角度来看，ASIC矿机在应对区块链网络挖矿时，其实效率更高，操作更简单，也会让黑客的攻击成本更高，从而保证更好的网络安全。
但也有批评ASIC矿机的业内人士认为，这种矿机造成了一种不公平竞争，尤其是那些大型芯片厂商可以利用规模效应来挤压甚至消灭竞争对手。然而，理论上，如果区块链网络公司的创始人认为有必要为所有人提供公平的竞争环境，那么这些区块链网络公司实际上没有必要抵制ASIC矿机。门罗币知名系统维护者里卡多斯帕格尼说：
“比特币和莱特币是仅有的两种公平对待ASIC矿机的加密货币，但现在其他加密货币可能不会出现这种情况。此外，至少在可预见的未来，我们在其他区块链网络中看不到可以与ASIC矿机竞争的竞争对手。这是完全可能的。”但是，如果抵制ASIC矿机的区块链网络创始人是错误的，比如市场上出现了可以与ASIC矿机抗衡的矿机设备，是否意味着矿机市场会越来越健康，从而“迫使”以太坊、门罗币等加密货币最终拥抱ASIC矿机？另一方面，即使抵制ASIC矿机的人是对的，他们也通过抵制阻止了芯片产业被操纵，这是否意味着比特大陆可能走向灭亡，那些抵制ASIC矿机的加密货币网络终将“一统江湖”，但这是否意味着违背了加密货币和区块链产业去中心化的初衷？说到这里，我们不禁要问，解决这些问题的正确方法有哪些？
接下来本文将重点探讨以下六个问题，从这些问题的回答中也可以看出抵制ASIC矿机是否真的划算。
1.为什么要建网络抵制ASIC矿机？2.如何抵制ASIC矿机？3.ASIC矿机的出现对于工作量证明的加密货币系统真的是必然吗？4.为了抵制ASIC矿机而选择网络硬叉有什么风险？5.有没有可能为ASIC矿创造一个公平的商业环境？6.关于ASIC挖掘的未来，我们会得出什么结论？1.为什么要建网络抵制ASIC矿机？比特币的核心属性是工作量证明共识机制，这种机制允许全世界的计算机网络基于共享的历史达成共识。为了避免这种共识被单个实体控制，比特币网络通过挖矿让网络上的所有人共同维护网络安全，实现了网络的去中心化，理论上可以抵御合谋等问题的出现。
正如比特币白皮书所说：
“只要大部分CPU计算能力由节点控制，这些节点不合作攻击网络，就会产生最长的链条，超越攻击者。”在《比特币白皮书》中，中本聪将工作量证明算法描述为“一个CPU一票”，最长的链代表了网络的大多数决策。在51%攻击的时候，攻击者可以接管整个网络，但是如果这个加密货币网络是由世界各地运行的许多节点(CPU)共同管理的话，就很难达到这种程度的合作，因为全球有几千万人根本无法互相沟通，同时攻击网络。事实上，中本聪建立了这个重要的分布式网络去中心化设计概念，这使得比特币看起来很难受到51%的攻击。
然而，在利润的驱动下，比特币挖矿变成了一场“赛马”。每个人都想拥有一辆血淋淋的宝马——，于是2010年出现了GPU矿机，2013年出现了ASIC矿机。这种加载了ASIC的硬件设备的挖矿效率明显比GPU和CPU挖矿机高很多。当ASIC矿机发布后，加密货币开采变得更加集中，矿商开始在电价更便宜的地区建设数据中心。此时，中本聪最初为防止51%攻击而设计的去中心化理念开始受到挑战，因为当计算能力集中在少数数据中心或矿池时，网络中就不会出现“数千万”的独立矿工，“矿霸”之间的交流也就变得更加容易。
ASIC矿机的出现，也导致了加密货币界的一些不良结果。比如，人们不再想用CPU或GPU挖矿，比特币挖矿也不再单纯追求去中心化、平等化，而是越来越“中心化”。即使要参与比特币挖矿，也需要投入至少数百万美元。换句话说，只有大型矿企才有这个水平的资源来打造具有市场竞争力的ASIC矿机。更可怕的是，这些公司牢牢控制着卖给消费者的ASIC矿机的硬件供应端。与基于GPU或CPU的矿机相比，ASIC矿机的创建和使用要困难得多。毕竟GPU和CPU在当地的电子零售店很容易买到，而且可以在家里组装运行。
ASIC矿机的集中开采导致矿池有时控制了整个加密货币网络51%的计算能力。由于这种集中挖掘的方式，很多新创建的加密货币项目都选择了“抗ASIC”的工作量证明算法，如下表所示：
2.如何抵制ASIC矿机？需要说明的是，抵制ASIC矿机并不是强迫硬件厂商不生产这类专业设备，而是指加密货币项目试图改变挖矿算法，使ASIC矿机在挖矿时不再盈利。目前莱特币、以太坊、门罗币、大石币都已经确认(或者有传言)要抵制ASIC矿机。
例如，比特币使用SHA-256加密算法，这不是一种抵抗ASIC的算法。2013年推出比特币ASIC矿机时，其挖矿效率比市面上的GPU矿机高出几个数量级(约1000倍)。使用抗ASIC挖矿的算法，会缩小基于GPU的矿机和ASIC矿机的性能差距，也就是说用GPU和CPU矿机挖矿还是有利润的，虽然利润可能会比以前少很多。以门罗币为例，在使用新算法的基础上，与目前市场上基于GPU芯片的挖矿设备相比，比特大陆的CryptoNight X3矿机的挖矿效率仅提升了100倍。
另外，当采用抵制ASIC矿机的算法时，生产新芯片的成本会变得非常高，这意味着很少有芯片设计公司从一开始就能承担如此昂贵的开发成本。生产针对不同加密货币协议的ASIC芯片，需要大量的前期投入，可能是几千万美元，生产周期会长达三到六个月，没有足够资金的公司很难开发ASIC矿机。此外，人工智能、物联网和移动设备需求增长导致的全球硅材料短缺也是成本上升的原因之一。
理论上，抵制ASIC矿机最终可能会有这样一个结果：ASIC芯片极其昂贵，设备运行产生的噪音巨大，世界上只有少数公司有能力生产。另一方面，我们几乎每个家庭都能找到GPU芯片。对于普通消费者来说，GPU硬件设备更容易接触和使用。GPU作为商用硬件设备，在日常生活中的应用更加广泛，生产和购买过程更加分散。从这个角度来看，实际上已经创建了一个均等工作量证明系统。
现阶段反对ASIC矿机的主要分歧在于业界对芯片制造的看法。就连支持抵制ASIC矿机的人也承认，ASIC矿机商业化几乎是不可能的，这种专业的硬件设备在每一个环节(研发、生产、分销)都容易受到垄断的影响。同时，规模经济和低成本电力可以让少数公司永远主导挖矿，也就是说ASIC与公平分布式挖矿的思想不兼容，所以追求GPU挖矿更有意义。
从长远来看，抵制ASIC矿机可能不是一件可持续的事情。虽然在加密货币网络上部署ASIC矿机存在很多问题，但即便如此，至少比试图抵制ASIC矿机最终失败要好得多。那么，在加密货币网络中部署ASIC挖掘机会有什么问题呢？ASIC矿机实际上是把矿工的激励和具体项目结合起来。如果一个矿工有多台针对SHA-256加密算法的ASIC矿机，只能选择开采比特币或比特币现金，但如果网络被攻击成功，价格就会崩盘。这个时候ASIC矿机本身就变得没用了，加密货币的价值也会大打折扣。
相比之下，GPU矿机非常灵活，可以在很多抗ASIC的区块链中进行挖掘，所以攻击向量会更大。一般来说，即使一个加密货币区块链被攻击，也不会让GPU矿机无用武之地，因为这些矿机可以立即切换到其他区块链去挖矿。另外，还有一点是不提倡的，虽然这也是GPU矿机表现更好的“优势”:攻击一些对ASIC矿机友好的网络，需要攻击者投入大量资金，只要有足够多的GPU攻击者，理论上可以进行51%的攻击，不需要任何成本。
3.ASIC矿机的出现对于工作量证明的加密货币系统真的是必然吗？在一个成功的、发展中的加密货币网络中，ASIC矿机的出现似乎是必然的。即使ASIC矿机的挖矿效率不如GPU矿机，但通过打造特殊的挖矿硬件，挖掘某种加密货币，比如SIA，一个网络价值4.5亿美元的加密货币项目，也可能变得有利可图。然而，Vertcoin网络上可能不会有任何ASIC矿机运行，因为这种加密货币的总市值“只有”1亿美元。如果矿商投资为这种低端市场的加密货币开发ASIC矿机，并在其网络上挖矿，可能得不偿失。
需要注意的是，与大多数人的观点相反，在区块链网络上实际上很难检测到ASIC矿机的存在。“聪明”的矿工，其实会随着时间的推移慢慢提高采矿产量，否则很容易被发现。2013年，比特币ASIC矿机推出，网络计算能力骤然提升，也引起了全社会的关注。
门罗币也是如此。门罗币现在用的是CryptoNight挖矿算法，可以有效抵抗ASIC挖矿机，保证CPU挖矿有利可图。但2017年底，情况并非如此。当时门罗币的挖掘计算能力从2017年2月到11月增长了400%，一度达到1GHz/秒的历史最高水平。当时门罗币社区很多人并不认为这种情况是ASIC矿机造成的，而是认为可能是“单纯的”涨价或者使用Coinhive僵尸网络造成的。
然而，当时间来到2018年3月16日，比特大陆宣布推出专门针对CryptoNight挖掘算法的X3 ASIC蚂蚁挖矿机，比当时最强大的GPU挖矿机还要强大十倍。门罗币发现这一问题后，立即决定在4月6日进行硬分叉，并更改了工作量证明算法，这也使得比特大陆的X3 ASIC蚂蚁矿机对门罗币失去了原有的效果。但是，我们很难确认比特大陆使用X3 ASIC蚂蚁矿机开采门罗币的时间有多长，也不知道是不是因为这台矿机，整个网络的计算能力激增。
X3 ASIC蚂蚁矿机正式交付时，似乎只能应用于一些规模较小、利润较低、仍在使用CryptoNight挖掘算法的加密货币，比如Electroneum。对于矿工来说，使用昂贵的ASIC矿机开采这些加密货币实际上很难盈利，但有人猜测，比特大陆可能会使用新的ASIC矿机秘密开采几个月，然后再向市场发布。而且，通过出售这些ASIC矿机(初始价格高达12000美元)，比特大陆甚至可能获得比挖矿的区块奖励更多的利润。
每个矿业公司都有一个“价格底线”，以确保其始终保持盈利。如果一个矿业公司的“底线”受到威胁，他们就会开始分叉。类似的例子也发生在Vertcoin身上。2013年，市场上出现了这种加密货币的ASIC矿机。之后开发者开始使用新的算法(Lyra2RE)，抛弃了之前的算法。目前Vertcoin网络上还没有相应的新ASIC矿机，但如果其规模继续扩大，可能会被ASIC矿机盯上。
其实对于有工作量证明的加密货币系统来说，ASIC矿机的出现并不是必然的，主要看这种加密货币的市场价值是否“值得”。如果加密货币的市场价值被证明很小，逐利的矿企就不会有针对性的开发ASIC矿机。但从加密货币市场的长期发展来看，ASIC矿机不可能被完全淘汰，因为只要有利润，就会有逐利者蜂拥而入。
4.为了抵制ASIC矿机而选择网络硬叉有什么风险？对于那些想要抵制ASIC矿机的加密社区来说，如何应对由此带来的一系列风险？
一般来说，抵抗ASIC矿机最简单的方法就是通过硬分叉改变工作量证明算法。因为专用集成电路(ASIC)只适用于一种特定的算法，加密货币只要有一点点变化，就会让这种挖矿设备变得毫无用处。这与基于GPU的矿机不同，基于GPU的矿机更加灵活，可以用来挖掘很多不同算法的加密货币，比如门罗币、ZCash、以太币或者Vertcoin。
但改变工作量证明算法可以抵抗ASIC矿机一两次，但这种策略从长远来看是不可持续的。就像一句“有本事来抓我”。社会各界不仅需要对硬分叉变更工作量证书达成共识，还需要良好的执行力。然而，随着开源协议的不断发展和更广泛的使用，这种共识将越来越难以实现。加密货币社区的利益相关者可能已经意识到，与ASIC矿机保持硬分叉可能是徒劳的。
不仅如此，加密界也有声音认为，在公链网络中，核心开发团队不应该凭借其强大的影响力反复进行网络硬分叉。比特币的核心开发者安德鲁波尔斯特拉(Andrew Poelstra)说：
“如果每次出现ASIC矿机，区块链的核心开发者都要改变工作量证明算法，那么这种做法其实是没有意义的，因为在一个去中心化的加密货币中，开发者没有这个权力；在中央集权的货币中，工作量被证明是完全不必要的权力浪费。”除了加密界越来越难以形成“ASIC矿机将被硬分叉”的共识之外，抵制ASIC矿机硬分叉的实施至少存在四大潜在风险：
风险1:网络可能引入新的漏洞或缺陷，无论是意外的还是恶意的。
每隔几个月或每年改变一次算法，听起来可能很简单，但由此引发的很多事情都是未知的，甚至可能出错。公链应该最大化其灵活性，这意味着在对协议进行大量修改时需要更加保守。
风险二：硬分叉会分散网络上的计算能力。
如果ASIC矿机成功从网络中删除，一个最明显的问题就是整个网络的计算能力急剧下降，进而导致网络一段时间的难度调整不稳定，陷入困境。毫无疑问，硬分叉会分散网络计算能力，从而使网络攻击更容易。从这个角度来说，GPU和CPU矿机的安全性可能更高。
风险三：GPU挖矿也会受到比特大陆等垂直挖矿公司的影响，最终导致规模经济和集中化。
如果加密货币网络的开发者坚持抵制ASIC矿机，决定用GPU挖矿，比特大陆很可能会进入GPU开发挖矿领域，这也会导致挖矿集中度的问题。Bitcontinent之所以在比特币挖矿上有很大的优势，最重要的原因是他们同时拥有庞大的资金和廉价的电力，而且这些优势可以很容易的扩展到GPU挖矿上。
风险四：为了适应一些微小的算法调整需求，开发者可能要构建更加灵活的FPGA矿机。
ASIC矿机的一个问题是只适合特定的挖掘算法。FPGA矿机其实就是一种使用现场可编程门阵列(FPGA)芯片的矿机。是早期的矿机之一，但长期不活跃，很快被ASIC矿机取代。FPGA矿机比ASIC矿机慢很多，但还是比GPU矿机快。如果工作负载证明算法发生变化，四个ASIC矿工中的三个可能会被摧毁，第四个FPGA矿工可能会适应新的算法。但这样会产生一个更坏的结果，就是整个网络挖掘会变得更加集中。
5.有没有可能为ASIC矿创造一个公平的商业环境？如果抵制ASIC矿机不可持续，最有可能的结果是什么？ASIC矿机的存在是否意味着集中挖矿不会被彻底淘汰？不一定，因为我们可能会进入另一种情况：商用ASIC挖矿。
“ASIC商业化”是指一个想象中的未来市场，许多不同的矿用设备制造商生产ASIC矿用机，在计算能力和价格上相互竞争。在这样构想的未来愿景中，意味着没有一家矿用设备厂商会在芯片成本和计算能力上拥有绝对的“统治力”。商业化其实是一个缓慢渐进的过程，ASIC矿机的价格会随着时间的推移不断降低。加密货币Decred(DCR)的核心开发者戴夫科林斯(Dave Collins)说：
“如果加密社区最终接受ASIC矿机，并打算让它们更高效、更便宜，它们将最有可能成为商品。任何单一的商品，在类似军备竞赛的过程中，一开始都不可避免地要经历中心化/集中化的阶段，但最终都会走向去中心化/去中心化。”现在我们其实可以看到比特币挖矿的竞争越来越大，去中心化程度越来越高，这主要是以下三个因素造成的：
矿区分布更广。由于监管要求，一些矿业公司正在将其业务转移到冰岛、加拿大和美国。中国矿工的矿电成本不再便宜。以前中国大陆廉价的电力让矿工在开采上有很大的优势，导致其他国家的矿工无法继续开采，现在这种情况不复存在；三星、英特尔等其他芯片厂商——也开始进入加密货币挖矿市场。比特大陆的巨额利润吸引了这些传统芯片制造巨头，他们也想从中分一杯羹。然而更重要的是，ASIC矿机商业化还需要多久？ASIC矿机从垄断市场到真正的竞争环境需要多久？事实上，这个过程比你想象的要长得多。比特币刚刚开始这个过程，用了五年多。要知道，——才刚刚起步，后期的工作还需要很多很多年才能完成。然而，时间越长，协议就越容易受到少数矿商的勾结和操纵。
虽然还需要很长时间，但ASIC矿机的商业化终究会发生。随着市场的变化，有些公司会成功，有些公司会退出舞台，就像其他周期性的市场规律一样。让我们以卤水为例：
在2013年底比特大陆成立之前，加密货币市场的一些公司已经开始生产ASIC矿机，包括Avalon、Butterfly Labs和Bitfury。比特大陆进入这个领域的时候，其实感觉市场已经相对饱和了。
然而，接下来的事情彻底改变了鸦的命运。由于Mt.Gox加密货币交易所被盗，比特币经历了漫长的熊市，价格走势变得非常疲软。2014-2016年期间，多家比特币挖矿公司被迫倒闭，挖矿行业也大整合。得益于优秀的产品和规模，比特大陆成功渡过了当时的难关。在市场萎缩，利润更小的时候，比特大陆实现了曲线超越，获得了大量的市场份额。当市场回归牛市，消费者开始再次考虑购买矿用硬件设备时，市场上唯一能提供的就是比特大陆的矿机了。
时间到了2017年，比特币的价格上涨超过1000%，大量的竞争对手开始涌入芯片制造和开采市场，许多新的加密货币开采业务也如雨后春笋般出现。但当另一轮长期熊市出现时，会发生什么？事实上，和上次熊市一样，很多矿企也会因为利润率降低而被迫倒闭。在我们现在正在经历的这个熊市中，会不会像上次熊市中的盐卤一样，有新的竞争者诞生？
比特币挖矿最终会趋于去中心化，矿机会类似于商品，但这可能是一个非常缓慢的过程。三星和英特尔也会和比特大陆竞争，但也需要一段时间。ASIC矿会像GPU计算设备一样被商业化和广泛应用，厂商不再是唯一，矿会分布在各处。
6.关于ASIC挖掘的未来，我们会得出什么结论？改变工作量证明算法是有代价的，也是永无止境的“有本事你来抓我”。加密界如果不想陷入这种无意义的游戏，就需要为ASIC矿机厂商和生产商创造一个公平可持续的环境。
一种方式是简单地使用ASIC友好的算法，张开双臂拥抱ASIC矿机，让矿商以更实惠、公开透明的方式使用。正如SIA开发人员所做的那样，其网络核心开发团队愿意积极推广和开发支持ASIC矿机的更友好的挖掘算法。但是，允许ASIC挖矿发展，也意味着在市场不成熟的一段时间内，加密货币挖矿会变得更加集中。
任何解决方案都不容易实现，但经过一系列评估发现，与其和ASIC矿机“死磕”，拥抱它可能是目前最好的办法。当然，“ASIC商业化”是一个非常复杂的问题，最终能否实现仍需要所有加密货币项目发起人、矿商以及加密货币生态系统中其他利益相关者的共同探索和努力。
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