GPU 厂商的阳谋？以太坊 ProgPow 算法真有想象那么好吗

编者按：本文来自36氪战略合作区块链媒体“Odaily星球日报”（公众号ID：o-daily，APP下载）

本文来自 CoinDesk，原文作者：Dovey Wan, Martina Long

Odaily 星球日报译者 | Moni

最近，业内有人提议使用“程序化工作量证明（ProgPoW：Programmatic Proof of Work）”取代现有的以太坊工作量证明算法。ProgPow 的支持者希望改变以太坊挖矿行业的范式，他们认为：以太坊应该使用能够优化 GPU 的的算法来实现去中心化挖矿，而不是为了配合算法去开发相应的挖矿硬件设备，因为这么做真的会有些“浪费”。

相对于普通商用矿机，ProgPow 乍看上去的确在很大程度上降低了 ASIC 矿机的挖矿优势，让挖矿变得更容易、更去中心化。但如果仔细分析的话，会发现 ProgPow 其实并没有像其自称的那样，实现真正的“民主化挖矿”。

事实上，目前 ProgPow 的做法反而让不同 GPU 型号之间的性能差距变得越来越大，矿工可能不得不要向英伟达和 AMD 购买更新、更昂贵的 GPU 型号，比如 RTX 2080、TitanX、以及 Vega64。而且对于该算法针对某些 GPU 进行了优化这件事，提议实施 ProgPow 的团队也承认是个不争的事实，不过该团队所做的工作都是公开透明的，他们也正在积极研发 ProgPow 算法的更新版本，旨在使其对所有 GPU 型号都更加公平。（如果有更新版本发布的话，我们也会更新性能基准结果）

下表展示了使用以太坊当前的工作量证明挖矿算法 Ethash 和 ProgPow 算法在不同 GPU 挖矿时的算力减少比较（数据源：https://medium.com/@ifdefelse/）。ProgPow “偏爱”的 GPU 型号已经用红色突出显示了，不可否认的是，现阶段 ProgPow 算法下算力增长的幅度大了不少，宽带利用率也有所提高。

如果以太坊实施了 ProgPow 算法可能有助于让矿工集中在拥有高端 GPU 的矿场内，同时也会刺激矿场把 GPU 升级到最新型号。

其实，并不存在“ASIC 威胁”问题

ProgPow 声称要解决以太坊的“ASIC 威胁”问题，但这个威胁其实并不像人们想象的那么严重，甚至就连 ProgPow 开发人员都承认，以太坊的挖矿算法其实是最能抵制 ASIC矿机 的算法之一。最好的以太坊 ASIC 矿机挖矿效果仅比 GPU 矿机好 2-4 倍，相比而言，比特币完全做不到这一点。

而且，以太坊创始人“V神” Vitalik Buterin  其实也没有担心过 ASCI 矿机带来的威胁，他曾说过：

“如果你看看几天前发布的 E3 矿机，与市场上现有的 GPU 相比挖矿效率并没有大幅提升。我的中国消息源表示，220 MH/s 矿机成本大约为 2500 美元，而比特大陆 180 MH/s 的矿机售价为 800 美元，挖矿效率只不过提升了 2.5 倍而已。”

上图：挖矿硬件设备的相对效率。数据源：https://medium.com/@ifdefelse/

实际上，尽管很难确切地知道以太坊网络里 ASIC 矿机的比例，但很多业内消息人士估计这个数字可能非常低。

对于以太坊而言，“ASIC 威胁”在很大程度上更像是一个“伪命题”，这主要是因为 ASIC 矿机必须具有长期潜力才能抵消矿工早期投入的高额成本。与 GPU 矿机不同，ASIC 矿机是一种专门针对某个挖矿算法而开发的高度专业化计算机设备，而且也无法在其他区块链上进行挖矿。

如果一切顺利的话，以太坊将会在不久的将来将工作量证明算法切换到权益证明（PoS）算法，对于大多数矿工而言，在短暂的工作量证明生命周期里大规模投资以太坊 ASIC 矿机似乎并不是件划算的事情。

GPU 挖矿不等于去中心化

有人认为 GPU 挖矿会更安全，他们觉得使用 GPU 能让“外行人”也能参与到加密货币挖矿，从而让挖矿变得更加去中心化，并抵抗 51% 攻击——好吧，理论上是这样的。那些经常“待在家里”的矿工买不起昂贵的 ASIC 矿机，因此当鼓吹去中心化的时候，GPU 似乎成了一个更好的选择。

但实际上，GPU 挖矿也主要集中在矿池或矿场，而不是独立的个人业务加密货币爱好者手中。更重要的是，矿池中并不会出现中心化问题，因为“外行人”无法访问 ASIC 矿机，而且恰恰是因为规模经济效应，让矿池里的矿工通过投入成本带来了更稳定的收入。

矿池的集中化问题主要是因为某些地区可以提供廉价的挖矿电力能源。

上图：矿池挖出的区块占到总挖出区块的比例，数据源：ConsenSys Media

升级到一个对 GPU 友好的挖矿算法并不会让矿工选择在家里挖矿，更无法让矿池变得去中心化。与其天真地希望靠几个在家里挖矿的人实现去中心化，倒不如想想该如何防范那些有可能攻击系统的矿池。

下图：根据挖掘区块数量排名前二十五的以太坊矿工，他们可能更多地会使用 ASIC 矿机，数据源：Etherscan.io。

以不同的方式看待 ASIC 矿机

有人认为 ASIC 矿机会让区块链网络安全有所降低，但需要说明的是，这种想法是错误的。之所以会有这种想法，是因为他们没有考虑到全部的激励措施，其实 ASIC 矿机的特殊性反而使其成为了区块链网络的一个关键安全组件。

ASIC 设备专门设计的电路智能用于运行单个挖矿算法，而对其他任何计算目的都没有效果，这与多用途、并且可以在不同区块链上挖矿的 GPU 有很大不同。研发 ASIC 矿机投入的是沉没成本，这意味着  ASIC 矿机就像是参与区块链网络挖矿的一次性入场券。

由于投入的成本更高，反而会让 ASIC 矿工更关注区块链安全，否则他们的巨额投入可能无法获得相应回报。相比之下，GPU 矿工并不需要忠于某个特定的挖矿算法，他们为了追求利润可以在各种不同区块链之间来回切换挖矿，甚至可以把自己的设备用于非法挖矿活动。

另外，二手 GPU 的价格能以超过原价的 50% 成交，而 ASIC 矿机的转售价只有其原始售价的 5% 左右，而且其价格还取决于特定的代币价值。

区块链对抗 51% 攻击的一个关键要素，就是看攻击者是否有多余的、可以累积算力的硬件设备。在 ASIC 矿机挖矿链中，多余硬件设备通常接近于零，而 GPU 挖矿链中多余设备却非常充足。

不仅如此，在短时间内获取足够多的 ASIC 矿机发动攻击也是非常困难的，但在很多二级市场却可以轻松交易 GPU 算力和 AWS GPU，硬件越通用，可用的剩余量就越多，如果某个区块链使用的主要挖矿设备更“通用”，就意味着这个区块链的安全性相对更低。

挖矿硬件制造中心化问题

挖矿硬件制造中心化也是区块链网络另一个关注点，相比于 ASIC 芯片，GPU 在制造水平上更加中心化。在过去的二十年里，GPU 制造业主要由三家供应商主导，相比之下，因为挖矿行业利润较高而引发的“军备竞赛”，导致 ASIC 芯片制造仍然是一个竞争非常激烈的行业。

过去，虽然特定的 ASIC 制造商可能已经成为了某个挖矿算法的主要设备制造商，但他们从来没有“统治”过所有区块链的矿机制造。如果你想推翻一家 ASIC 芯片市场领导者，也许需要花费几年时间就可以，而像英伟达、AMD 和英特尔这样的 GPU 芯片巨头，怎么可能在短短几年时间就被推翻呢？下图：英伟达显卡仍是 PC 游戏玩家的首选。

对于成熟的挖矿算法来说，任何更新都会引发未经证实的安全风险，而且升级系统也会给全世界的矿工带来很多麻烦。如果以太坊采用 ProgPow，其实并不会获得较大优势，毕竟 ASIC 没有给网络带来太多问题。

虽然以太坊网络很快将会转向权益证明算法，但市场上仍然有很多基于工作量证明的加密货币，他们也会面临是否允许 ASIC 矿机挖矿的问题。当你不知道该如何取舍的时候，不妨可以考虑一下使用 GPU 挖矿是否真的能提升系统安全性，还是它本身其实就是一个安全漏洞。