What is CryptoNight?

CryptoNight is een geheugenintensief proof-of-work hashingalgoritme dat werd ontwikkeld als onderdeel van het CryptoNote-protocol, voor het eerst beschreven in een whitepaper gepubliceerd onder het pseudoniem Nicolas van Saberhagen in 2013. Het algoritme werkt door een groot werkgeheugen (scratchpad) van ongeveer 2 MB in het geheugen te initialiseren en vervolgens een lange reeks lees-wijzig-schrijfbewerkingen uit te voeren op pseudo-willekeurige adressen binnen dit werkgeheugen. Deze geheugenintensieve aanpak dwingt miners om gedurende de volledige berekening snelle toegang te behouden tot een aanzienlijk geheugenblok, waardoor het algoritme fundamenteel afhankelijk is van geheugenlatentie en cacheprestaties in plaats van ruwe rekenkracht.

De bepalende eigenschap van CryptoNight is het sterke egalitaire miningontwerp, specifiek gericht op CPU-efficiëntie. Het 2 MB werkgeheugen werd gekozen om te passen binnen de L3-cache van de meeste moderne CPU's, waardoor consumentenprocessors een natuurlijk voordeel hebben. Dit ontwerp maakte het onpraktisch voor GPU's (die veel kernen maar beperkte cache per kern hebben) en uiterst moeilijk voor ASIC's om efficiënt te implementeren, omdat het repliceren van snelle 2 MB werkgeheugens over veel parallelle eenheden buitensporig duur is in silicium. CryptoNight bevat ook AES-encryptierondes als onderdeel van de berekening, waardoor gebruik wordt gemaakt van de AES-NI hardware-instructies in moderne x86-processors voor extra CPU-optimalisatie.

CryptoNight werd voor het eerst gebruikt door Bytecoin, de originele CryptoNote-implementatie gelanceerd in 2012, maar verwierf brede bekendheid door Monero, dat in april 2014 werd gelanceerd en uitgroeide tot de toonaangevende op privacy gerichte cryptocurrency. Monero handhaafde een beleid van regelmatige algoritmewijzigingen (CryptoNight-V1, V2, CryptoNight-R) om de ontwikkeling van ASIC-miners actief te weerstaan, voordat het in november 2019 uiteindelijk overstapte naar RandomX voor nog sterkere ASIC-resistentie. Andere cryptocurrencies die varianten van CryptoNight gebruikten zijn onder andere Electroneum, Haven Protocol, Aeon en Karbo, die samen een brede familie van privacygerichte coins vormen die op de CryptoNote-basis zijn gebouwd.