CPU/GPU-louhinta-algoritmin kehitys

Abstract

Opinnäytetyön tavoitteena on kehittää Proof-of-Work (PoW) -konsensus mekanismiin perustuva, mahdollisimman tasapuolinen louhinta-algoritmi kryptovaluutoille sekä siitä optimoidut toteutukset CPU- ja GPU-laitteistoille. Työssä verrataan toteutettavaa algoritmia keskeisiin vaihtoehtoihin, kuten Scrypt ja RandomX (National Institute of Standards and Technology, 2015; Percival, 2009; Alwen ym., 2016; Tevador, 2019). Energiatehokkuutta mitataan ja FPGA-/ASIC-riippumattomuutta arvioidaan, koska tavoitteena on mahdollistaa hajautettu louhinta kuluttajalaitteilla ilman ASIC-laitteiden aiheuttamia kustannus- ja keskittymisriskejä.

Tulokset hyödyttävät kryptovaluutta- ja lohkoketjuteknologioiden kehittäjiä, tutkijoita ja louhijoita sekä kryptovaluuttaprojekteja tarjoamalla algoritmisen lähestymistavan ympäristöystävällisempään, tasapuolisempaan ja hajautetumpaan louhintaan (Nakamoto, 2008; Tevador, 2019). Tuloksia ja niistä johdettavia hyötyjä voidaan soveltaa olemassa olevien ja uusien kryptovaluuttaprojektien algoritmikehityksessä (Tevador, 2019).

Työ toteutetaan kokeellisena tutkimus- ja tuotekehitysprojektina iteratiivisella mallilla: kirjallisuuskatsaus, algoritmikehitys, ohjelmistosuunnittelu sekä suorituskyvyn testaus CPU- ja GPU-ympäristöissä. Työvälineinä käytetään nykyaikaista laitteistoa ja ohjelmistoja (esim. C/C++, CUDA/OpenCL) algoritmin kehittämiseen ja suorituskyvyn vertailumittauksiin (Khronos Group, 2023; NVIDIA Corporation, 2024).

Vuonna 2026 PoW-mekanismien energiatehokkuus ja hajauttaminen ovat keskeisiä haasteita (Nakamoto, 2008; Tevador, 2019). Tämä työ tarjoaa konkreettisia oivalluksia ja ratkaisuja niiden lieventämiseksi.