MOS:一文读懂Monero的公平挖矿算法RandomX_PhaNtomX

作者：潘致雄

来源：链闻

因为专业挖矿设备全面入侵加密货币和区块链平台，越来越多人开始担心所谓的「去中心化」岌岌可危。比如用户数量最多的比特币，已经没人使用通用CPU和GPU参与网络共识了，因为成本远超过了收益。而有些项目在尝试研发更通用的PoW算法让更多人可以参与进来，比如一直都处于研发抵抗ASIC挖矿算法前沿的门罗币Monero项目，刚刚进行了硬分叉升级PoW算法，以后仅需一颗现代化的CPU和至少2GB内存就能公平地参与挖矿了。

此次硬分叉升级在区块高度1,978,433激活，也就是约12月1日凌晨三点，门罗币将切换工作量证明算法为RandomX，以取代原来的CryptoNight算法，削弱专用挖矿设备ASIC对网络算力的影响并为CPU挖矿进行优化。除此之外，在该版本中还包含其他更新，包括：将逐步淘汰长付款ID，以此改善用户体验并减少对交易所的支持工作；每笔交易必须要包含至少两个输出；在协议层级将强制执行收到交易后存在10个区块的锁定时间。

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Monero升级规划

去中心化是形同虚设？

现在很多基于工作量证明共识的加密货币，都会面临一个质疑，虽然这类区块链平台还是无需许可人人均可加入的，但是参与共识的挖矿设备变得越来越专用化。这将会导致普通用户无法参与网络的共识决策，这也就意味着「去中心化」概念变得形同虚设。就连比特币也无法摆脱这样的问题，可能中本聪也没想到原本适用于中央处理器CPU运算的PoW算法，在经过极客们的改造、定制和研发之后，CPU和GPU都逐步被淘汰，专用ASIC设备占领了比特币所有的算力，如比特大陆和嘉楠科技就专注于这类芯片的研发。

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比特币难度爆发式增长

所以，许多研发人员在尝试开发ASIC无法获得优势的PoW算法，或者称之为「抵抗ASIC」的算法，让更多人使用通用的计算设备就可以参与到网络中，一旦增加了矿工的数量，去中心化程度也就增强了。门罗币在12月1日凌晨通过硬分叉升级的RandomX算法，就是这类尝试中值得关注的一个。

人人皆可参与挖矿的RandomX

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RandomX开发者之一的tevador在文档中写到：「RandomX是针对通用CPU优化的工作量证明算法。RandomX使用随机代码执行以及几种内存技术，以最大程度地降低专用硬件的效率优势。」RandomX也因「随机代码执行」而得名。

从技术上来说，RandomX利用虚拟机执行特定指令集中的程序，比如整数运算、浮点运算和分支预测等。这类程序可以即时转换成CPU的原生机器码，最后，使用哈希函数Blake2b将已执行程序的输出合并为一个256位的结果。RandomX可以以两种模式运行，分别是需要2GB共享内存的快速模式或是需要256MB共享内存的轻模式。这两种模式可以随时切换，运行的结果也相同，但是快速模式适用于「挖矿」，轻模式更适用于验证交易。

只需要2GB内存和一个现代的CPU就可以进行挖矿，普通用户参与挖矿的入门门槛一下子就降低了很多。如果你在这两三年内新买了任何一台PC，那内存这个条件肯定是满足了。而CPU的话，开发者认为2011年之后的CPU比较合适，具体的就看相关的配置了，根据现有的一些数据来看，好像AMD比Intel更有优势。如果你想运行一个全节点，只需要使用「轻模式」即可，内存要求仅需256MB。

一些芯片的RandomX算力比较

永久储存协议Arweave也将集成RandomX

当然，对于这类新兴的算法来说，需要尽可能避免安全风险。所以RandomX算法经过了四个独立的安全研究团队的安全审计，分别是TrailofBits、X41D-SEC、KudelskiSecurity、QuarksLab，而且这四次的审计均由「开源技术改进基金」组织协调。第一次的审计资金来源于区块链永久存储协议Arweave，他们也是RandomX的早期采用者，另外三次的资金来源于Monero的社区捐助。审计结果报告中未发现RandomX有任何严重缺陷，其他的一些问题已经在代码中修复。

Arweave项目官网

Arweave首席执行官SamWilliams表示，「像RandomX这样的具有ASIC抵抗能力的PoW算法将进一步增强我们提供的永久性、低成本和抗篡改的网络。RandomX帮助我们确保Arweave网络中的去中心化内容政策，将在全球各方之间保持良好的分布。」

不仅Monero官方在进行这方面的探索，也开始有项目愿意尝试这些更公平化的算法。不过这类算法还是比较新，虽然已经通过了多次安全审计，但还有很多细节需要更长时间的观察。尽管如此，RandomX依旧是一个加密货币极客们都愿意看到的试验，也可能会是矿机生产商的噩梦。

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