What is CryptoNight?

CryptoNight ist ein speicherintensiver Proof-of-Work-Hashing-Algorithmus, der als Teil des CryptoNote-Protokolls entwickelt wurde und erstmals 2013 in einem unter dem Pseudonym Nicolas van Saberhagen veröffentlichten Whitepaper beschrieben wurde. Der Algorithmus funktioniert, indem er einen großen Arbeitsspeicherbereich (Scratchpad) von etwa 2 MB im Speicher initialisiert und dann eine lange Abfolge von Lese-Änderungs-Schreiboperationen an pseudozufälligen Adressen innerhalb dieses Scratchpads durchführt. Dieser speicherintensive Ansatz zwingt Miner dazu, während der gesamten Berechnung schnellen Zugriff auf einen erheblichen Speicherblock aufrechtzuerhalten, wodurch der Algorithmus grundlegend von Speicherlatenz und Cache-Leistung abhängt statt von reiner Rechenleistung.

Die definierende Eigenschaft von CryptoNight ist sein starkes egalitäres Mining-Design, das speziell auf CPU-Effizienz ausgerichtet ist. Das 2 MB Scratchpad wurde so gewählt, dass es in den L3-Cache der meisten modernen CPUs passt, was Verbraucherprozessoren einen natürlichen Vorteil verschafft. Dieses Design machte es für GPUs unpraktisch (die viele Kerne, aber begrenzten Cache pro Kern haben) und äußerst schwierig für ASICs, es effizient zu implementieren, da die Replikation schneller 2-MB-Scratchpads über viele parallele Einheiten in Silizium unverhältnismäßig teuer ist. CryptoNight enthält außerdem AES-Verschlüsselungsrunden als Teil seiner Berechnung und nutzt die AES-NI-Hardwareanweisungen moderner x86-Prozessoren für zusätzliche CPU-Optimierung.

CryptoNight wurde erstmals von Bytecoin verwendet, der ursprünglichen CryptoNote-Implementierung aus dem Jahr 2012, erlangte aber durch Monero breite Bekanntheit, das im April 2014 gestartet wurde und zur führenden datenschutzorientierten Kryptowährung aufstieg. Monero verfolgte eine Politik regelmäßiger Algorithmusanpassungen (CryptoNight-V1, V2, CryptoNight-R), um der Entwicklung von ASIC-Minern aktiv entgegenzuwirken, bevor es im November 2019 schließlich auf RandomX umstieg, um eine noch stärkere ASIC-Resistenz zu erreichen. Weitere Kryptowährungen, die Varianten von CryptoNight verwendeten, sind unter anderem Electroneum, Haven Protocol, Aeon und Karbo, die zusammen eine breite Familie datenschutzorientierter Coins bilden, die auf dem CryptoNote-Fundament aufgebaut sind.