原来他们是在寻找FPGA和ASIC无法处理的算法，充分利用全球GPU算力

CPU：这个大家都知道。 2009 年首次发布时，中本聪使用普通台式机 CPU 进行挖矿。 入门门槛极低，家家户户均可参与挖矿。 这也是中本聪设计比特币挖矿的初衷。 通过负担得起的硬件轻松挖矿正是中本聪 (Satoshi Nakamoto) 对分散计算能力的设想。

GPU：每个人都知道这一点。 电脑必备的显卡也可以家家户户参与挖矿。 2011年CPU挖矿成功，比CPU快几十倍。 至少到GPU挖矿阶段，比特币还属于大众可以参与公平、点对点挖矿的阶段，GPU起到了很好的去中心化作用。 虽然大玩家可以囤积大量显卡挖矿，但由于显卡平台功耗高，维护麻烦，大玩家的规模还是有限的，尤其是此时比特币还不为大众所知，只有极客在玩这个行业。

FPGA：Field Programmable Gate Array，亮点在于其可编程性，给设计和实现带来极大的便利。 也为降低设计成本提供了可行的方案，但速度比同工艺的asic慢。 它作为半定制电路出现在专用集成电路（ASIC）领域。 FPGA仿真成功后，意味着可以进入后端设计，去芯片厂商生产专用的ASIC芯片进行晶圆生产。

典型芯片

XILINX生产的XC6SLX150 FPGA芯片

价格：500元左右

速度：190M

功耗：10W

成品举例：南瓜二代、西瓜机。

最重要的国内球员：

①. Pumpkinzhang的Pumpkin 2：集成2块XC6SLX150s，挖矿速度380M，售价2500元左右，比同期显卡贵。 优点是耗电少，20W左右。

②. 桂林西瓜机：西瓜大胆增加核心集成数。 一块PCB主板集成8颗FPGA芯片，挖矿速度1.6G。 当年价格接近12000。

与同时期的GPU相比，性能和价格差不多，唯一的优势就是功耗比较低。 FPGA矿机在2012年已经流行了半年左右，由于芯片采购困难，产量有限，价格与显卡差不多。 硬件的残值没有显卡高，所以一直没有普及。 属于圈内少数玩家。 这期间比特币矿机能当电脑用，手工制作这些FPGA矿板，边挖矿边卖，成了硬件达人的一种生活乐趣。 就这样，他们完成了早期的BTC积累。 2012年下半年，基于FPGA的专用ASIC芯片开始量产试制，如南瓜张、深圳烤猫等，中国人首次在该领域开创了国际先例挖矿硬件的竞争。

ASIC：ASIC，亮点是special purpose，量身定做所以执行速度更快，比同工艺的FPGA快，而且可以省去FPGA中一些不用的逻辑实现，如果量产的话成本会更低比FPGA。 你可以理解为FPGA提供了一个实现设计的平台，而ASIC就是你在这个平台上去掉你设计中不用的功能后定制的设计逻辑。 比如CPU，显卡（GPU）就是一种ASIC。

典型例子：

①. 南瓜张在2012年下半年开始募资，研发基于110nm工艺的第一代Avalon芯片。 单片速度0.282G/S，量产后单片价格仅几十元。 功耗6.6W。

②. 2012年下半年，深圳烤猫通过发行虚拟股众筹模式，开发出基于130nm技术的烤猫刀片。 芯片速度性能与Avalon相似。

2014年最新基于28nm的A1芯片：单芯片速度20-40G/S。 量产后，单颗芯片售价仅几十元比特币矿机能当电脑用，功耗约20W。

可以看到，随着技术的进步，挖矿已经进入了一场可怕的军备竞赛。 2013年上半年，一台Avalon机器用了240个芯片，速度只有66G。 现在，28NM的芯片，钉子最大的2颗，速度大概在60G左右。

不知道这会不会打开潘多拉魔盒。 相比专业显卡的矿机，部署和管理都非常方便。 同时，大量部署的电力更便宜。 比特币挖矿正变得越来越中心化。 北京火币网周年庆典上，南瓜张、蚂蚁矿机等国内矿业巨头齐聚一堂。 有人开玩笑说，这些人可以一起发动51%的攻击。

反正以后挖矿不是大众的事，让专业的人去做。 随着这些设备的投入，挖矿难度越来越高，挖矿成本越来越难回本。 国内几大寡头纷纷推出挖矿算力交易平台，让挖矿更加中心化。 拥有庞大算力的矿业垄断寡头，永远不愿意接入第三方矿池，让他们赚取挖矿费。 在不久的将来，这些巨头肯定会建立自己的矿池。 未来矿池也将趋向中心化。 本文撰写之际，某寡头发布了一个2字域名的矿池。 从几百万域名的投入就可以看出寡头的决心。 算力越大，快速产出的概率越高，矿池才能保证自己的收益。 可以预见，没有自身矿机算力支持的矿池在未来会被淘汰。

一路走来，2013年上半年，LTC（莱特币）以scrypt算法对抗专业ASIC矿机引爆市场。 随着新的用途，加入更多的显卡，稳步增加LTC的算力难度。 因此部署维护麻烦，容量要求高。 大型显卡地雷分布广泛。 LTC扣除BTC的一个优势。 但事实是scrypt算法不能扣ASIC，只是因为scrypt算法需要大内存的配合，而内存的价格比较贵。 在LTC币的价格还不足以支撑硬件投资的情况下，业内只有少数硬件专家用XC6SLX150芯片（没错，还是这个FPGA）模拟自己玩，性能可以说是比较差，才几十K，对比同价位GPU显卡几百K的速度，无疑是鸡肋。 但好景不长。 2013年底，LTC单价上调，突破380元，内存设计的ASIC芯片问世。 莱特币发明的口号之一就是结束比特币矿机的不公平，而矿机的出现，足以证明其在公平方向上的努力失败了。 莱特币尚未得到应用程序的支持。 或许存在比特币是黄金、莱特币是白银的观点是它未来的出路。 毕竟整个矿机行业的投入、挖矿成本、市场深度，都足以支撑它现在的价格。

典型代表：

银鱼矿机：55nm设计，625K，功耗7W，量产后单颗芯片约几十元（需要非常大的产量才能达到这个价格，所以LTC币的价值需要达到这个水平才有某矿机厂商进入该市场），与同期显卡相比，速度相近，功耗从200W降低至7W。 市面上类似的矿机还有Zeus矿机等，同样是基于55nm工艺，但是功耗却比Silverfish矿机高出一倍，可见芯片设计功底还是有差距的。

但是现在显卡没用了？ 2014年年中，基于X11算法的主打“匿名性”的山寨币“暗黑币”再次诞生，X11算法比莱特币好不了多少，至于X12、X13、X100，将是先天系列算法设计ASIC化是迟早的事，只要币值达到配套矿机硬件的投资即可。 上个月国外朋友带了一台FPGA矿机来挖暗黑币，单机速度280M左右。 任何一种货币只要被FPGA模拟成功，就意味着ASIC芯片迟早要生产出来。 暗黑币的价值从最高70元跌至最低15元左右。 由此可见，只有微创新的竞技币没有实际应用。 复制伪概念后，币价走上漫漫不归路已是行业常态。

因此，试图增加挖矿时的内存占用（如Scrypt、Litecoin、Yacoin、Memorycoin），试图增加加密哈希函数的复杂度（如Quark等），试图从Blake算法转换为Keccak算法使用11次哈希（比如X11），所有防止ASIC的尝试都是徒劳的，因为ASIC矿机可以通过增加内存容量和算力来解决。

难道说全球数以亿计的矿机显卡设备就这样被淘汰了？ 世界上有没有真正的算法没有转换成专用的ASIC？ 小米加步枪的水平很挣扎。 从硬件设计技术来看，显卡是飞机的加农炮，但由于不是纯粹用于某种算法，显卡挖矿效率较低，但GPU无疑更适合大众参与. 显卡好比WINDOWS系统，ASIC好比LINUX系统。 不能说哪个更合理，但是找到一个完全适合显卡的算法，真正扣除ASIC是拯救显卡的一条出路。 我相信以目前的体量来看，AMD和NVIDIA是不会搭建中心化矿池的。

通过搜索，HEFTY1算法进入了我的视野。 HEFTY1也是一种条件跳转类型的机制算法。 对于传统的ASIC设计，分支条件越多，资源浪费越多。 跟芯片设计专家沟通后，理论上说用这种算法做一个ASIC需要很高的成本。 这可能是近年来真正能够防御ASIC的加密算法。

与夸克、X11等算法不同，它们只是简单地将多个HASH算法串联起来，所以任何一个算法（尤其是排名靠后的算法）被破解，都会危及货币系统的安全。 HEFTY1算法流程如下：

1、首先对输入进行一次nefty1操作，得到结果hashl（256位）

2、以hash1为输入，分别进行SHA256、KECCAK512、GROESTL512、BLAKE512四十次运算，依次得到hash2、hash3、hash4、hash 5，后三者被压缩成256位。

3、依次提取hash2、hash3、hash4、hash 5的前64位，经过混淆后形成最终的输出结果（256位）。

上图向我们解释了 HEFTY1 算法如何结合四个密码哈希函数的结果。 这种组合具有显着的安全优势。 因为它不依赖于单一功能的长期安全性能。 HEFTY1实际上是四种HASH算法的组合，只有四种算法同时被破解才会危及系统的安全。

业内第一个引入HEFTY1算法的山寨币是heavycoin（简称HVC）。 HVC的交易速度非常快，2分钟左右即可完成区块确认。 不幸的是，到目前为止，HVC 还没有取得任何成功。 希望HVC设计出块的大小和总量由矿工决定。 这是一个非常糟糕的设计。 矿工的贪婪导致了 HVC 的大量产出。 优化后的算法没有任何应用。 在人们发现这个算法的优点之前，它埋藏在同期问世的X11算法的迷茫中（X11号称可以抵扣ASIC）。

附：业内某硬件巨头FPGA挖矿对比数据：

Scrypt 算法 = 20 290 显卡

MAX 算法 = 120 290 显卡

G算法=500290显卡

x11 算法 = 300 290 显卡

HEFTY1算法=0.5 290显卡

以HEFTY1算法寻找有竞争力的币种，有效抵扣ASIC，适合A卡和N卡挖矿，去中心化算力，盘活全球数亿显卡市场。 它还必须有一个非常坚实和广泛的应用市场，POS和POW机制的融合（逐步探索最适合的共享模式）将更符合当前的主流。