Что такое хеш-функция Scrypt?

Одна из самых безопасных хэш-функций в мире — Scrypt. Созданный для разработки онлайн-системы резервного копирования данных, высокий уровень безопасности Scrypt позволил ему стать частью криптопроектов, таких как Litecoin, которые реализуют его в качестве хэш-функции для своих задач по майнингу.

Scrypt считается самым популярным алгоритмом. Использование этого алгоритма при разработке криптовалют связано с поиском более безопасных вариантов. Например, при майнинге биткоинов используется хэш SHA-256. В результате различные криптовалютные проекты, такие как Litecoin, использовали эту новую хэш-функцию с отличными результатами.

История хеш-функции Scyrpt восходит к созданию программного обеспечения для резервного копирования данных tarsnap. Это программное обеспечение было разработано Колином Персивалем, известным разработчиком в сфере  freeware. Разрабатывая Tarsnap, Персиваль обнаружил, что ему нужна безопасная и эффективная хэш-функция для его онлайн-системы резервного копирования Tarsnap в  задачи которого входит:

Эффективное использование алгоритма хеширования, чтобы избежать высокого энергопотребления компьютеров, на которых установлено программное обеспечение.

Обеспечивает более высокого уровня безопасности по сравнению с остальными алгоритмами  среди  которых bcrypt, включая атаки методом перебора.

Предоставление бесплатного, мультиплатформенного и портативного программного обеспечения.

Персиваль понял, что ни один из известных до сих пор алгоритмов не мог предложить ему то, что он искал. По этой причине Персиваль начал разработку Scrypt, работу над которым он завершил и представил в 2009 году. Дополнительно он опубликовал для него код. Благодаря этому любой, кто хотел использовать или улучшить хеш-функцию Scrypt, мог это сделать.

Фактически, работа Персиваля привела к тому, что в 2016 году IETF создаст стандарт RFC 7914. Таким образом, хеш-функция Scrypt будет признана стандартной хеш-функцией.

Для того чтобы понять принцип ее  работы,  нужно разобраться с сутью понятия хэш, который представляет собой уникальная и неповторимая буквенно-цифровая строка. Строка, которую мы получаем в результате выполнения сложной математической и алгоритмической функции.

Scrypt работает благодаря известному методу усиленного получения ключей посредством четких последовательных функций памяти. В основном Scrypt хэширует с использованием ключа, серии ключевых точек, отмеченных в алгоритме хеширования и добавляющих много шума.

Шум в Scrypt на самом деле представляет собой серию случайных чисел, которые генерируются алгоритмом и сохраняются в памяти. Цель этих чисел — замаскировать ключевые данные алгоритма, чтобы усложнить работу по взлому хешей. Простыми словами  речь идет о мере защиты, которая не позволяет злоумышленникам завладеть данными, защищенными Scrypt.

С помощью этой операции Scrypt гарантирует следующее:

• Хеширование паролей, чтобы злоумышленник, получивший доступ к файлу паролей, не сразу получил к ним доступ.
• Генерацию криптографических ключей, которые будут использоваться для шифрования или аутентификации данных.
• Функцию хэширования сценария

Вышеописанное позволяет функции Scrypt получить совершенно уникальные возможности. Среди этих возможностей:

• Эффективный алгоритм. Функция Scrypt имеет минимальную рабочую нагрузку по сравнению со сложностью выполняемой ею работы. Использование ключа, набора точек или переходов, распараллеливание процесса, генерация случайных чисел, а также возможность корректировки значений функции позволяют Scrypt иметь высокую степень эффективности без ущерба для безопасности.
• Высокий уровень безопасности. Scrypt — это алгоритм с высоким уровнем безопасности, фактически уровень безопасности настраивается. Алгоритм разработан таким образом, чтобы программист мог увеличивать или уменьшать различные влияющие в этом отношении переменные. Но в дополнение к этому алгоритм обеспечивает высокую устойчивость к атакам методом перебора, что делает его идеальным для распределенных систем, где безопасность имеет важное значение.
• Сопротивление ASIC и FPGA. Одной из причин, по которой криптовалюты, такие как Litecoin, были закреплены в Scrypt, была их способность препятствовать реализации ASIC или FPGA. Это означает, что Scrypt усложняет разработку майнеров этого типа. Не только сложнее, но и менее эффективно с точки зрения вычислительной мощности по отношению к потребляемой электрической мощности. В результате криптовалютные проекты, использующие Scrypt, стремились защитить децентрализацию своих сетей. Однако в 2013 году был представлен первый ASIC для шифрования, и с тех пор этот тип оборудования начал использоваться для майнинга криптовалюты на основе этого хеша.

С момента появления алгоритма Scrypt многие криптовалюты использовали его для реализации в своих протоколах консенсуса PoW. Среди этих криптовалют:

• Litecoin - LTC
• Dogecoin - DOGE
• Syscoin - SYS
• Monacoin - MONA

Аппаратные майнеры для Scrypt

Как мы упоминали ранее, Scrypt отличается, например, от SHA-256. Это идеальный алгоритм для создания криптовалют с высокой степенью устойчивости к майнингу ASIC или FPGA. Однако если у разработчиков оборудования для майнинга есть что-то изобретательное, существуют аппаратные майнеры, способные работать со Scrypt. Но это достигается высокой ценой в отношении предоставляемой мощности и необходимого энергопотребления.

Майнеры ASIC и FPGA характеризуются высокой эффективностью. Они предлагают высокий уровень хешрейта при минимальном энергопотреблении. Например, часто можно увидеть майнеры SHA-256 с потреблением всего 1000 Вт и мощностью в несколько TH/s (триллионы хешей в секунду). Но в Scrypt совершенно  другая ситуация. Фактически майнер Scrypt, потребляющий около 1000 Вт, вряд ли сможет предложить нам более 500 MH/s (миллионы хэшей в секунду). До этого момента Scrypt представляет собой серьезную проблему для аппаратных майнеров.

Рассмотрим ряд майнеров, которые существуют для этого сложного, но безопасного алгоритма:

Антмайнер L3++

Известная компания Antminer создала ASIC-майнер, Антмайнер L3++. Этот майнер способен майнить Scrypt максимум до 580 MH/s и потреблять около 800 Вт энергии.

Innosilicon A6 + LTC Мастер

Innosilicon еще одна крупная компания, создающая оборудование для майнинга ASIC. Майнер Innosilicon A6+LTC Master, предназначен для работы со Scrypt. Суммарная мощность этого майнера достигает 2,2 GH /s, являясь одним из самых мощных. Однако его энергопотребление достигает 2100 Вт.

Как мы видим, Scrypt — отличный алгоритм хеширования, который помог многим криптовалютам создать мощный конкурентов майнеров биткоина и его производных, использующих такие алгоритмы, как SHA-256. Высокая безопасность, простота реализации и потенциал развития делают ее одной из самых востребованных хеш-функций в  сфере криптовалют.