By André Baptista | 26 Apr 2023

加密货币算法: 何为算法及其工作原理？

对于任何对加密货币感兴趣的人来说，了解挖矿算法至关重要，尤其是对于工作量证明类的(Proof of Work)加密货币。这些算法构成了挖矿过程的基础，使开发者能够根据他们的特定需求来塑造他们的项目。

在本文中，我们将深入探讨挖矿算法，以及当前各种算法存在的背后因素，以及对比不同算法的算力以及超频设置只会得出不准确结论的原因。

什么是挖矿算法?

为了运算出一个区块链上区块，矿工必须找到一个难度高于或等于最小网络难度的哈希函数的解(哈希)，而挖矿算法则是Proof of Work类加密货币哈希运算过程中使用的一组规则以及数学运算法则。

为了实现这一目的，矿工不断地在哈希函数中尝试运算随机nonces数值(只使用一次的数字)，旨在找到一个有效的解决方案。根据挖矿算法的不同，每秒可能计算数万亿的解决方案(哈希)，因此单位通常显示为TH/s。

不同挖矿算法的不同目的

如果您使用过NiceHash Miner或任何其他挖矿软件，您可能已经注意到您的硬件可以挖各种不同的挖矿算法，而事实是当前有几十种不同的算法，而每一种都有自己的特点。

对于为什么会存在这么多的不同算法则有诸多的原因，例如硬件兼容性、项目安全性、自定义特性等等。

硬件兼容性

一些挖矿算法被设计为只可以在特定硬件上进行挖矿，例如CPU、GPU或ASIC(专用集成电路)。这种设计是有意而为之的，这种设计允许开发人员控制网络的去中心化以及安全性。例如，抗ASIC算法则通过防止指定硬件在挖矿过程中过度占据主导地位来提高网络的中心化程度。

诸如SHA-256等部分算法则是一开始是使用CPU进行挖矿，但随着性能更加强劲的挖矿设备的推出，矿工转向显卡挖矿，并最终转向ASIC挖矿。

项目安全性

拥有一个全新的独特算法可能对项目发展颇有益处，因为这可以避免任何个人或组织在其他算法上已经存在的任何竞争优势(例如，正在开发中的性能强大的FPGA或ASIC矿机)。门罗币项目方保证，如果网络上出现任何ASIC矿机的迹象，门罗币将执行分叉并改变其算法，并且，这在过去已经多次发生。

另一方面，与另一个项目使用相同的算法可能会使得合并挖矿功能的出现，即一个区块链中的矿工可以同时、有效地在两个网络上挖矿，而不会产生任何算力速度或挖矿效率损失。例如，莱特币以及狗狗币都使用Scrypt算法，这对两个网络的安全性来说均颇有益处，特别是在挖矿奖励本身没有那么有吸引力的话，这就是为什么合并挖矿能够在莱特币/狗狗币网络中实现的原因。

自定义特征

除了决定挖矿所需的硬件，开发人员还可以定制算法来实现其他目标。挖矿算法的内存使用以及功耗是一些常用于定制的属性参数。例如，开发者可能希望打造一种更节能的算法，或是一种能随着时间的推移而逐步提高内存需求的算法。

为什么跨算法对比算力以及超频配置是不准确的？

通常来说，在不同挖矿算法之间的比较算力或使用相同的超频设置不太可行，每种挖矿算法都有自己的一组数学运算规则，需要搭配不同数量的算力以及内存来进行运算。因此，算力，或者说矿工解决这些问题的速度，在不同的算法之间会有所不同。例如，NVIDIA RTX 3090显卡可以52 MH/s的速度挖KawPoW算法，但它能将以1GH/s的速度挖KHeavyHash算法。

挖矿硬件的性能取决于其所特定优化的算法。例如，专为SHA-256算法设计的ASIC矿机将无法有效进行基于Scrypt算法的加密货币的挖矿，此外，这种优化也会影响超频设置，因为不同的算法对硬件组件的要求不同。

此外，不同的算法在挖矿过程中消耗不同量的能源并产生不同程度的热量。因此，对一种算法有效的超频设置可能不适合另一种算法，因为它们可能导致硬件过热或消耗过多的能源。