Что такое proof of work: Что такое Proof-of-Work и Proof-of-Stake? — conspi.ru — Конспирология

Содержание

Proof-of-Work – что это простыми словами, как работает PoW

Вы наверняка слышали, что блокчейн обеспечивает безопасное хранение данных. Но за счёт чего ему это удаётся?

В статье «Что же такое блокчейн на самом деле?» мы разобрались, что делает блокчейн децентрализованным, и затронули понятие Proof-of-Work — PoW, доказательство работы. Однако мы не обсудили в деталях, как работает механизм, какие проблемы решает и с какими трудностями сталкивается.

Децентрализация — ключевое свойство блокчейна, но она делает его потенциально уязвимым. Когда один участник сети хочет загрузить свою копию блокчейна, как другому пользователю узнать, что загружается «правильный» блокчейн? Если в сети тысячи компьютеров, что мешает сотням из них начать бомбардировать нового пользователя данными, которые они вместе подделали?

В информатике это называется задачей византийских генералов.

Это очень сложный вопрос, но мы всё равно постараемся в нём разобраться.

Если вы знакомы с игрой в испорченный телефон, то понимаете, как легко исказить информацию при передаче по цепочке ради шутки или желая подставить другого. Дело в том, что в этой игре правда и ложь стоят одинаково. Но что если бы за подложные данные пришлось доплачивать?

Алгоритм Proof-of-Work (PoW) позволяет участникам блокчейн-сети знать, была ли предлагаемая им информация создана бесплатно или её авторам пришлось серьёзно вложиться в её создание.

Почему PoW столь важен

PoW используется в биткоине для решения нескольких проблем, стоящих перед децентрализованной сетью, у которой нет «начальства». Рассмотрим самые важные из них.

Какая версия истории правильная?

В сети, где вам нужно знать, кто располагает деньгами, кто тратил деньги и кто их получал, история — это всё. Раньше считалось, что участникам децентрализованной сети, которой никто не руководит, невозможно достичь полного консенсуса и согласиться друг с другом.

Тайминг сети

Время в сети имеет решающее значение, так как биткоин создаёт новые монеты каждые десять минут. В традиционной системе вы просто скажете: «Посмотри на часы», но в децентрализованной глобальной системе встаёт вопрос, на чьи часы смотреть.

Представим, что новый компьютер присоединяется к сети сегодня. «Старожил» может сказать: «Эй, вот деньги, которые я отчеканил шесть месяцев назад, и деньги, которые я отчеканил ещё через десять минут». Как новый участник сети сможет подтвердить действия, которые были совершены в прошлом?

Чтобы понять, как Proof-of-Work справляется с этими двумя вопросами, вы сначала должны понять, что это за механизм и как он работает.

Анализ Proof-of-Work: Без кода совсем никуда

Когда Стивен Хокинг писал свой шедевр «Краткая история времени», коллега сказал ему, что каждая научная формула, которую он включит в книгу, уменьшит количество читателей на 50%. Так что в итоге Хокинг оставил только знаменитую Эйнштейновскую E=mc2. Книгу Хокинга в итоге прочли миллионы людей, многие из которых весьма далеки от физики.

Поскольку эта статья нацелена на широкую аудиторию, постараемся использовать в ней как можно меньше кода.

Напомним, что хеш-функция предоставляет собой уникальный цифровой отпечаток части данных. Например, уникальный хеш для имени Мэтт — это длинный фрагмент текста:

4f31fa50e5bd5ff45684e560fc24aeee527a43739ab611c49c51098a33e2b469

Если кто-то видит этот хеш, он не знает, что за ним стоит, но мы можем сказать: «Если вы напечатаете текст matt с помощью компьютерной программы, то сможете доказать, что мы знаем, что представляет собой этот хеш. Дело в том, что ваша программа будет генерировать один и тот же хеш, следовательно, мы знаем, к чему относится этот хеш».

Когда майнер создаёт новый блок для блокчейна, он должен предоставить сети два хеша: один из них — хеш всех транзакций в блоке, а другой — хеш, который доказывает, что майнер потратил огромное количество энергии на создание блока.

Эти затраты делают нерентабельным искажение данных. Но для этого, как упоминалось в предыдущей статье, майнерам необходимо работать в системе, действующей по типу лотереи, где может быть только один победитель. Обе эти задачи решаются с помощью Proof-of-Work.

Скажем, если вместо matt хешировать matt0, мы получим такой хеш:

c5163e81b6dff231b46b584384718ffb734da51d51009399b4b5c73aaa55a811

Если сравнить его с хешем matt, легко заметить, что хеши совершенно разные:

Hash(matt) =
4f31fa50e5bd5ff45684e560fc24aeee527a43739ab611c49c51098a33e2b469
Hash(matt+0) =
c5163e81b6dff231b46b584384718ffb734da51d51009399b4b5c73aaa55a811

Криптографические хеш-функции всегда возвращают одинаковое значение для заданной части данных.

Теперь хешируем, например, matt14 и получим:

Hash(matt + 14) =
0ec48972291a05f8b137468c709bf798dbd8b84bc113b5352e81d2bb20d43120

Но зачем это делать? Представьте, что компьютер поставил перед нами задачу: «Дайте мне первое число, добавленное в конце имени Мэтт, в результате чего хеш будет начинаться с нуля».

С помощью своего компьютера мы начинаем генерировать хеши до первого совпадения:

Hash(matt + 0) =
c5163e81b6dff231b46b584384718ffb734da51d51009399b4b5c73aaa55a811
Hash(matt + 1) =
4755a40d3769d7614fb31229fedea4d5e247b3ab8cdc223c4b4f5e3cf9910b4c
Hash(matt + 2) =
3f8aad849c3ac625d61ae58929ac1bbf5626592a28dc5368b19b2ef40f514f59

И так далее.

В конце концов, дойдя до matt14, мы получили бы хеш, который начинается с нуля:

0ec48972291a05f8b137468c709bf798dbd8b84bc113b5352e81d2bb20d43120

Наш компьютер отвечает текстом matt14 и включает хеш; принимающий компьютер смотрит, соответствует ли полученный хеш тому, который был запрошен.

Это доказывает, что наш компьютер провёл расчёты, добавляя цифры от 0 до 14, чтобы найти этот хеш.

Это эффективно, поскольку наш компьютер выполнил 15 действий, а принимающий компьютер смог проверить это с помощью одного действия.

Фактически мы предоставили доказательства своей работы, то есть выполнили доказательство работы.

Компьютер способен создавать миллионы хешей в секунду, 15 операций приведены только для примера: на деле такое доказательство работы не имеет особого смысла. Но представьте, что группа других компьютеров сообщает нашему следующее задание: «Предоставьте нам действительный блок транзакций, его хеш, а также число, которое приведёт к хешу, начинающемуся с 15 нулей».

Изначальная команда поступит в обработку мгновенно:

BlockHash = Hash(‘All of the transactions in the current block’)

После чего наш компьютер приступит к вычислениям:

Hash(BlockHash + 0)
Hash(BlockHash + 1)
Hash(BlockHash + 2)

И так далее.

Чтобы найти хеш с 15 нулями в начале, потребуются многие триллионы попыток. Медленный компьютер потратил бы на это сотни лет, а несколько мощных компьютеров справились бы за считанные минуты.

Эти компьютеры, очевидно, будут съедать много электричества. Из-за затрат на электроэнергию майнеру невыгодно находить допустимый хеш для недопустимого блока транзакций. То есть майнеру глупо подтверждать «неправильный» блок, утверждая, что все транзакции действительны, и просто переходить к хешированию. Остальные компьютеры в сети отклонят недействительный блок, и майнер не получит своё вознаграждение.

Одна из вещей, которая помогает поддерживать децентрализацию майнинга, заключается в том, что двое майнеров не могут хешировать одинаковые блоки. При хешировании «a + b» получается не тот же результат, что при хешировании «b + a». Майнеры получают транзакции по сети в разном порядке; из-за этого, а также из-за индивидуальных предпочтений в вопросах комиссии каждый майнер обрабатывает блок немного иначе.

Хотя все блоки, возможно, были подтверждены правильным образом, только один блок может войти в блокчейн. Все майнеры должны будут продолжать хешировать, пока не найдут число, которое при добавлении к их блоку даёт результат, начинающийся с такого числа нулей, которое сеть согласилась принять как действительный показатель.

Чтобы поддерживать финансовую политику биткоина, сеть должна гарантировать создание нового блока раз в десять минут. Сеть делает это путём корректировки сложности добычи каждые две недели. Поэтому, если блоки обнаруживаются слишком быстро из-за количества новых майнеров, сеть для снижения инфляции увеличивает требуемую сложность, и майнерам приходится искать хеши с большим количеством нулей в начале.

Невозможно заранее узнать, каким будет этот хеш, поэтому майнеры должны работать быстро, используя множество быстрых компьютеров. Поскольку в этой «игре» присутствует элемент случайности, майнер с самым мощным компьютером не всегда выигрывает. Представьте это как лотерею, где пользователь с самым большим количеством билетов имеет больше шансов на победу, но не побеждает каждый раз.

Краткое повторение пройденного: майнер создаёт блок действительных транзакций, а затем запускает Proof-of-Work на этом блоке, надеясь найти хеш, установленный правилами сети, раньше других майнеров. В случае успеха его блок войдет в блокчейн, и он получит своё вознаграждение плюс свежевыпущенный биткоин.

В следующий раз, когда вы услышите в СМИ о том, что майнеры зарабатывают биткоины, решая сложные математические задачи, вы будете знать, о чём идет речь.

Проблемы Proof-of-Work

Майнинг с алгоритмом Proof-of-Work — не единственный известный метод достижения консенсуса в децентрализованной сети. Тем не менее это самый безопасный и меньше всего подверженный централизации на сегодняшний день вариант.

Существуют и другие системы, такие как Proof-of-Stake: она направлена на решение некоторых проблем, связанных с Proof-of-Work, но в целом ведёт к полудецентрализованной (или полуцентрализованной) сети.

Итак, с Proof-of-Work связаны две проблемы.

Высокое энергопотребление

Хеширование от matt до matt+14 занимает меньше одной микросекунды. Однако сеть биткоина состоит из миллионов специально разработанных микрочипов, хеширующих каждые десять минут. Это требует много энергии!

Текущий хешрейт биткоин-сети составляет 20 экзашей в секунду, или, проще говоря, сеть создаёт 20 млрд. хешей в секунду. Обычный компьютер не может выдать даже 1 млрд. хешей в секунду; но если бы это было возможно, понадобилось бы 20 млрд. компьютеров, чтобы иметь такой же хешрейт, как у сети биткиона.

Биткоин-майнеры используют специальные чипы, разработанные для хеширования. Это защищает сеть от атак ботнетов, при которых хакеры захватывают множество компьётеров и используют их для майнинга. Хакеры могут сделать это, но мощности всех доступных им компьютеров не хватит для того, чтобы обмануть сеть биткоина. Созданные хакерами блоки просто будут отклонены.

Блокчейн хранит историю всех когда-либо созданных блоков, включая Proof-of-Work для каждого блока. Когда новый компьютер присоединяется к сети, он загружает весь блокчейн и проверяет каждый фрагмент работы, чтобы гарантировать, что всё верно. Хакеры могут отправить пользователю неправильный блокчейн, но программное обеспечение пользователя подключится ко многим компьютерам и рассмотрит самую длинную цепочку с самым длинным кумулятивным доказательством работы — и это будет «истинный» блокчейн.

Это то, что мы называем термодинамически безопасным, или защищённым законами физики. Если хакеры хотят запутать сеть, им необходимо сжигать больше энергии на более быстрых компьютерах, чем самой сети. Это обойдётся в сотни миллиардов долларов; если бы хакеры могли обладать такими ресурсами, они нашли бы более экономичный вариант играть по правилам и зарабатывать биткоины.

Из-за модели безопасности биткоина, где сеть защищена потребляемой ей энергией, главная криптовалюта рассматривается как нечто очень энергоёмкое. В то время как население планеты стремится уменьшить глобальный углеродный след, это обеспечивает СМИ новостями, способными переполошить и напугать общественность.

Из-за того, что электричество представляет собой самую серьёзную статью расходов, с которой сталкиваются майнеры, добыча биткоинов связана не только с гонкой за правильным хешем, но и с поиском самого дешёвого электричества. Лучшим решением для получения дешёвой энергии было использование гидроэнергетики и других возобновляемых источников. Победителем в гонке станет тот, кто найдёт самое дешёвое электричество. Таким образом, биткоин поддерживает развитие современных видов энергетики и способствует защите окружающей среды.

Централизация майнинга

Границы рентабельности добычи биткоинов очень тонкие. Чтобы получить прибыль, вам нужно иметь доступ к дешёвому электричеству, и его поставки должны быть надёжными. Пока большая часть добычи биткоина приходится на западные провинции Китая, где в избытке производится дешёвая электроэнергия. Напротив, модель Proof-of-Stake не имеет географической привязки.

Ситуация может накалиться в том случае, если монопольный производитель оборудования для майнинга биткоинов решит диктовать свои правила, не учитывая интересы клиентов. Это приведёт к централизации сети. Однако, если производитель оборудования захочет слишком многого, пользователи сети могут договориться об изменении метода Proof-of-Stake. В таком случае выпускаемое монополистом оборудование в один момент станет ненужным мусором.

Теоретически, на прибыльном рынке должно быть достаточно конкуренции, но в этой области потребители предпочитают покупать только то оборудование, которое обещает наибольшую прибыль. Некоторые полагаются на закон Мура и верят, что в итоге ни один майнер не будет иметь преимущества над другим; другие считают, что лидеры на рынке будут постоянно сменять друг друга.

Одно можно сказать наверняка: на сегодняшний день Proof-of-Work обеспечивает самый высокий уровень безопасности для децентрализованных блокчейн-сетей.

Что такое Proof of work (PoW): обзор, майнинг, сравнение с PoS

Proof of Work, или PoW — это алгоритм консенсуса, который используют в сетях Bitcoin, Litecoin, Ethereum, Monero, ZCash и других криптовалют для проверки легитимности транзакций.

Что такое алгоритм консенсуса

Алгоритм консенсуса — это механизм, с помощью которого блокчейн проверяет подлинность и честность транзакций. Его главная задача — убрать из сделки третью сторону, которая берет на себя функцию гаранта этой сделки. Например, при покупке недвижимости, честность сделки обеспечивает нотариус и государственные органы, при переводе денег — банк или иная платежная система. За свои услуги нотариус, государство и банк берут определенную плату, что увеличивает стоимость сделки.

Когда Сатоси Накамото придумал концепцию криптовалюты Биткоин, он решил убрать из транзакций сторону гаранта, переложив его функцию на саму систему. Поскольку ни банк, ни нотариус, ни государство не давали 100% гарантий, но при этом повышали стоимость и продолжительность транзакции.

Для реализации своей задумки Сатоси Накамото использовал концепцию, придуманную Синтии Дворк и Мони Наор, которую они представили в 1993 году в научной статье «On Memory-Bound Functions For Fighting Spam». В ней описан элегантный механизм борьбы со спамом электронной почты: отсылающий письмо должен заплатить за его пересылку временем работы процессора своего устройства.

Оплата должна быть небольшой, чтобы обычные пользователи ее не ощущали, но достаточно значимой, чтобы приносить проблемы спамерам. Например, если плата — 10 секунд работы процессора, то на 10 000 писем спамер должен потратить около 28 часов.

Если я вас не знаю и вы хотите отправить мне сообщение, то вы должны доказать, что потратили, скажем, десять секунд процессорного времени только на меня и только на это сообщение — писали Дворк и Наор.

Тогда задумка Синтии Дворк и Мони Наор не прижилась, но идею подхватил Адам Блэк, запустивший в 1997 году систему Hashcash, которая использовала описанную концепцию для защиты от спама и DoS-атак. Hashcash популяризировал концепцию, и через 2 года она получила текущее название — Proof of Work. Его ввели Маркус Якобссон и Ари Джуэлс в работе «Proofs of Work and Bread Pudding Protocols».

Как Proof of Work работает в блокчейне

Впервые использование Proof of Work в блокчейне (распределительном децентрализованном реестре) описано в whitepaper Биткоина. PoW Сатоси Накамото предполагает использование вычислительных ресурсов компьютеров участников системы для валидации транзакций с использованием асимметричной схемы: работа должна быть умеренно сложной (но выполнимой) со стороны запрашивающей стороны, но легко проверяемой поставщиком услуг.

Для этого всех участников системы Биткоин разделили на две группы: майнеры и операторы полного узла.

Майнеры — это участники экосистемы, которые конкурируют между собой за решение математической головоломки, чтобы сгенерировать новый блок (подтвердить последние транзакции) и транслировать его в сеть блокчейна. Победивший майнер получает вознаграждение в виде новых монет (сейчас — 6.25 BTC за блок) и комиссий с подтвержденных транзакций.

Вероятность выигрыша зависит от соотношения вычислительной мощности устройства отдельного майнера к вычислительной мощности всей сети Биткоина. Это правило, как и награда за майнинг, введены, чтобы стимулировать участников к повышению мощности их устройств, что в свою очередь повышает безопасность блокчейна в целом: чем выше суммарная мощность системы, тем больше ресурсов нужно потратить для ее захвата или взлома, например, посредством Атаки-51%.

Операторы полного узла (полная нода) — это обычные пользователи, скачавшие дистрибутив блокчейна Биткоин (около 300 ГБ), который автоматически проверяет и распространяет транзакции и блоки в сети. Такие пользователи — ядро блокчейна, поскольку они являются серверами, обеспечивающими работоспособность системы.

Стать майнером и / или оператором полного узла может любой желающий. При этом один пользователь может выполнять обе эти роли параллельно.

Как майнить в блокчейнах с PoW

Купите оборудование. Добывать криптовалюту посредством майнинга можно на любом компьютере или смартфоне, но рентабельным этот процесс будет только на мощных специализированных устройствах, ASICs. Вот 5 таких устройств:

Miner	Hash Power	Power consumption	Price
Bitmain Antminer S17+	73 TH/s	2920 W	$2000
Bitmain Antminer S19/S19 Pro	110 TH/s	3250 W	$3100
Innosilicon T3+	57 TH/s	3300 W	$1400
Innosilicon A10 ETHMaster	500 MH/s	750 W	$5700
MicroBT Whatsminer M30S	86 TH/s	3344 W	$2500

Заведите криптокошелек. Подойдет любой поддерживающий нужную криптовалюту, но лучше, если это будет аппаратный кошелек: Ledger Nano X, Ledger Nano S, Ledger Blue или Trezor Model T. Они более надежны и безопасны, так как хранят ключи внутри защищенного пространства USB-устройства.

Выберите пул для майнинга. Это не обязательно, но если подключиться к большому пулу, можно увеличить уровень добычи криптовалюты. Выбирать пул нужно исходя из его доли на рынке (больше = лучше), способа распределения награды и величины сборов. Вот 5 самых крупных криптовалютных пулов:

Майнинг пул	Доля на рынке	Алгоритм распределения награды	Комиссии	Русский
Poolin	17,3%	FPPS	4%	Есть
F2Pool	14.6%	PPS+	1,36%	Нет
BTC.com	14,5%	FPPS	1,50%	Нет
AntPool	10,2%	PPLNS, PPS+	0% и 2%	Нет
ViaBTC	6,2%	PPS, PPLNS	2% и 4%	Есть

Установите софт для майнинга. Для добычи криптовалюты в блокчейнах с Proof of Work нужно установить и настроить специальное программное обеспечение. Обычно его можно скачать с официального сайта криптовалюты, на странице майнинг-пула или в репозитории GitHub. Вот несколько таких программ, которые рекомендуют HubSpot и BitDegree:

CGMiner — лучшая в целом.
MultiMiner — подходит для новичков.
BFGMiner — максимум гибкости и функций.
Awesome Miner — для небольших криптоферм.
Miner Gate Mobile Miner — для смартфонов.
BitMinter — лучший кроссплатформер.

Начинайте добывать монеты. Включите устройство и откройте программу для добычи монет. Войдите в выбранный пул и запустите процесс майнинга.

Proof of Work vs. Proof of Stake

	Proof of Work	Proof of Stake
Криптовалюты	Bitcoin, Ethereum, Litecoin, ZCash, Monero	Cardano, TRON, EOS, Neo, Qtum, Tezos
Кто подтверждает транзакции	Майнеры	Валидаторы
От чего зависит размер награды	Вычислительная мощность устройства майнера	Количество монет в кошельке валидатора
Генерация новых монет	Майнинг производит новые монеты	Новые монеты не образуются
За что награда	Майнеры получают вознаграждение за генерацию блоков	Валидаторы получают комиссию за подтверждение транзакций
Потребление энергии	Огромное	Низкое или среднее
Атака-51%	Существенно подвержен	Практически невозможна

Последнее слово

Proof of Work — наиболее широко используемый механизм достижения консенсуса. Он отлично справляется с валидацией транзакций и поддержкой работоспособности сети, награждая майнеров за их работу. Но у него есть свои недостатки, главные из которых — огромное потребление электроэнергии, уязвимость к Атаке-51% и низкий потенциал к масштабированию. По мнению экспертов, это станет причиной того, что вскоре все новые криптовалюты будут использовать другой протокол консенсуса. Старые монеты также постараются его заменить.

Proof-of-Work: Как это работает | Обучение

Рассказываем, что такое Proof-of-Work, для чего он нужен и где используется доказательство выполнения работы.

Proof-of-Work, или PoW, (доказательство выполнения работы) — это алгоритм достижения консенсуса в блокчейне; он используется для подтверждения транзакций и создания новых блоков. С помощью PoW майнеры конкурируют друг с другом за завершение транзакций в сети и за вознаграждение.

Пользователи сети отправляют друг другу цифровые токены, после чего все транзакции собираются в блоки и записываются в распределенный реестр, то есть в блокчейн. Но при подтверждении транзакций и организации блоков нужно соблюдать осторожность.

Работа сети основана на решении сложных математических задач и возможности легко доказать, что решение получено.

Что за «математическая задача»?

Это одна из проблем, требующих значительной вычислительной мощности. Таких проблем много:

Хеш-функция, или попытка найти входные данные, зная выходные;
Разложение целого числа на множители;
«Головоломка для экскурсанта»: если сервер подозревает DoS-атаку, он требует от клиента вычисления хеш-функций, иногда в определенном порядке, тогда это проблема вычисления значений цепочки хэш-функций.

В случае с PoW используется хэширование.

По мере роста сети проблемы становятся все серьезнее, и алгоритмы хеширования требуют все большей вычислительной мощности, так что сложность задачи — актуальная проблема.

Как это устроено?

От этого механизма зависит точность и скорость блокчейна. При этом проблема не должна быть слишком сложной — в этом случае генерация блока займет много времени, а значит, в сети «зависнет» много незавершенных транзакций. Если проблема не может быть решена за предсказуемое время, создание блоков станет счастливой случайностью.

Если же проблема решается слишком просто, это делает систему уязвимой для злоупотреблений, спама и DoS-атак.

Решение должно быть легко проверяемо, в противном случае не все узлы смогут понять, правильно ли был проведен расчет, а значит, им придется доверять другим узлам, что не согласуется с одним из важнейших принципов блокчейна — полной прозрачностью.

Как этот алгоритм реализован в блокчейне?

Майнеры решают задачу, формируют новый блок и подтверждают транзакции. Сложность задачи зависит от количества пользователей, текущей мощности и нагрузки на сеть. Кроме того, хэш каждого блока содержит в том числе хэш предыдущего блока, что повышает безопасность и делает невозможным нарушение порядка созданных блоков.

Если майнер сумел решить задачу, формируется новый блок — в нем размещается очередной комплект транзакций, и они считаются подтвержденными.

Где используется доказательство выполнения работы?

Во множестве криптовалют. Конечно, наиболее известная из них — биткоин (Bitcoin), и именно биткоин задал эту тенденцию. Здесь используется алгоритм Hashcash, позволяющий менять сложность задачи в зависимости от общей вычислительной мощности сети. Среднее время формирования блока составляет 10 минут. Подобная же система реализована в похожих на биткоин криптовалютах, например, в лайткоине.

Другой крупный проект, где используется PoW, это Ethereum, и учитывая, что почти три четверти всех блокчейн-проектов реализуются на этой платформе, можно с уверенностью сказать, что большинстве приложений используются именно консенсусная модель с доказательством выполнения работы.

Почему именно он?

Основные его преимущества — защита от DoS-атак и низкое влияние доли криптовалюты в собственности у майнера на возможности добычи.

PoW накладывает определенные ограничения на действия участников, поскольку для решения задачи требуются значительные усилия. Эффективная атака также требует больших вычислительных мощностей и продолжительных вычислений, поэтому она возможна, но невыгодна на фоне высоких затрат.

Неважно, сколько денег у вас в кошельке — важно иметь большие вычислительные возможности для решения задач и формирования новых блоков, а значит, держатели больших капиталов не могут принимать решения за всю сеть.

Какие у этого алгоритма недостатки?

Основные проблемы: огромные расходы, «бесполезность» вычислений и «атака 51%».

Для сложных расчетов требуется специализированное и дорогое компьютерное оборудование. Расходы неуправляемо растут, и майнинг становится возможен только для больших групп майнеров. Кроме того, специализированные компьютеры потребляют массу энергии, что увеличивает затраты. Следствием из этого становится постепенное повышение централизации системы, поскольку это выгодно. И именно это происходит в случае с биткоином.

Майнеры выполняют работу по созданию блоков, попутно потребляя огромное количество энергии, но вычисления, которые они делают, совершенно бесполезны сами по себе. Да, они гарантируют безопасность в сети, но их результаты нельзя использовать в бизнесе или в науке.

Что такое атака 51%?

Атака 51% или атака большинства возможна в ситуации, когда пользователь или группа пользователей контролируют бОльшую часть мощностей сети — это дает им возможность контролировать происходящие в сети события. Так, они могут монополизировать создание новых блоков и получать все вознаграждение, поскольку в их власти помешать другим майнерам завершать блоки.

Кроме того, они могут отменять транзакции.

Предположим, Алиса послала Бобу деньги через блокчейн. Алиса участвует в атаке 51%, а Боб — нет. Их транзакция помещается в блок, но атакующие не дают переводу состояться. Происходит раздвоение блокчейна.

Далее атакующие майнеры присоединяются к одной из веток, и, поскольку у них больше вычислительной мощности, их цепочка содержит больше блоков.

Сеть устроена так, что принимается более длинная цепочка, а короткая отклоняется, а значит, сделка между Алисой и Бобом не состоялась, и Боб не получил деньги.

Вот таким образом злоумышленники могут отменять транзакции.

Атака 51% вряд ли может быть выгодной. Она требует огромных вычислительных ресурсов, а как только факт становится известен, сеть считается скомпрометированной и из нее начинают уходить пользователи, что с неизбежностью приводит к снижению цены криптовалюты.

Подготовила Тая Арянова

Proof-of-Work и Proof-of-Stake | Polygant

Proof-of-Work и Proof-of-Stake – самые известные среди майнеров алгоритмы консенсуса в криптовалютах. Они предлагают механизмы доказательства, отличающиеся друг от друга по своей структуре. Майнинг позволяет работать инфраструктуре блокчейна. Из-за отсутствия централизации в распределённой сети все вычисления обеспечивают её пользователи. А им нужна оплата за поддержку сети. Для этого существуют разные подходы. О двух из них, самых распространённых, и пойдёт речь.

Proof-of-Work

Переводится как «доказательство работы» и является классическим вариантом майнинга, который используется в Биткоине и в массе других криптовалют. Суть его заключается в том, что майнеры соревнуются вычислительной мощью для добычи блока, эмиссии новых монет и получения комиссии. Этот протокол защищает распределённые системы от различных кибератак (например, DDoS) и спама. Саму концепцию придумали в 1993 году С. Дворк и М. Наор, а такое название ей дали только в 1999 году М. Джейкобсон и А. Джуэлс. И уже потом Сатоши Накамото внедрил PoW в основу сети Bitcoin для достижения консенсуса. PoW обеспечивает способность узла сети проверить выполненные расчёты майнера.

Плюсы PoW:

Надёжность. PoW-майнинг даёт максимальную надёжность, пропорциональную размеру сети. Учитывая, что на распределённую сеть работают большие вычислительные ресурсы, то злонамеренное влияние на неё будет дорогостоящим.
Требуются капиталовложения. С учётом этого нельзя просто бросить такой актив. Например, при наличии ангара с ASIC-ами оборудование должно постоянно работать и приносить доход, а это привязывает виртуальный актив к реальным активам — технике и недвижимости.
Загрузка излишних мощностей энергосети. К примеру, в Китае было построено очень много электростанций, под которые ещё нет соответствующих мощностей. А майнинг помогает их загружать, потому он так и распространён в Китае.

Минусы PoW:

Непроизводительные затраты. Энергия расходуется в намного большем объёме, чем требуется для устойчивости сети, так как майнеры увеличивают мощности ради создания блоков и добычи монет.
Централизация. Из-за того, что в добыче успешнее участвуют огромные майнинг-пулы, в ней перестают участвовать мелкие майнеры. Таким образом крупных добытчиков становится больше, чем мелких, а это ведёт к централизации, которая делает систему уязвимой.

Proof-of-Stake

Переводится как «доказательство доли» и является другим вариантом верификации транзакций и обеспечения консенсуса. Его суть состоит в использовании доли как ресурса, определяющего какой узел сети получит право добычи нового блока. Сложность в этом случае распределяется пропорционально количеству монет у пользователей. При этом чем больше баланс у узла, тем больше вероятность создания блока. Идея PoS родилась в 2011 году на форуме BitcoinTalk и в 2012 году впервые реализовалась в криптовалюте PPCoin (нынешнее название Peercoin). В отличие от PoW, где алгоритм награждает майнеров за вычисления для подтверждения транзакций и за создание новых блоков, в PoS система заранее выбирает создателя нового блока на основании величины его баланса.

Плюсы PoS:

Ещё большая надёжность. Для проведения атак злоумышленнику потребуются огромные средства, что сделает затею нецелесообразной. Помимо этого он сам же в первую очередь пострадает, нарушив устойчивость криптовалюты.
Капитал работает на Вас и монеты не теряются. Расходы на поддержание ноды всё-таки есть, но они столь незначительны по сравнению с расходами на ферму, работающую на PoW. Это своего рода аналог депозита в банке, где Вы получаете процент на свой вклад.
Монеты исключаются из спекуляции. Это снижает волатильность рынка и повышает цену монет.
Сокращение потребления энергии. Для обеспечения безопасности блокчейна не нужно тратиться на дорогостоящее оборудование, потребляющее много электроэнергии.

Минусы PoS:

Низкая доступность. Получать проценты на свою долю могут те, кто больше вложил и хранит на своём балансе.
Централизация. PoS может мотивировать к накоплению монет в одних руках, что негативно отразится на децентрализации. А если соберётся группа, обладающая большим количеством монет, то она сможет устанавливать свои правила.

Споры между приверженцами Proof-of-Work и Proof-of-Stake ведутся уже давно, но они носят теоретический характер. На практике же оказывается, что в обеспечении надёжности и безопасности главную роль играют разработчики блокчейн систем. При этом многие сходятся во мнении, что наиболее безопасным может оказаться гибридный вариант этих консенсусов. И такой подход уже широко применяется. Многие криптовалюты имеют этап PoW – когда монеты выпускаются с помощью классического майнинга, и этап PoS – когда эмиссия завершается. И всё же, несмотря на лёгкость и надёжность PoS-систем, серьёзные криптовалюты не спешат отказываться от PoW.

Proof of Work | Binance Academy

Что такое Proof-of-Work?

Первоначально датированная 1993-им годом, концепция Proof of Work была разработана для предотвращения DoS-атак (отказ в обслуживании) и других нарушений служб вроде спама сети с требованием от пользователя выполнить определенную работу, что обычно означает время обработки данных компьютером.

В 2009-ом году Биткойн представил инновационный способ использования Proof-of-Work как алгоритма консенсуса, который используется для подтверждения транзакций и передачи новых блоков на блокчейн. С того времени он распространился и стал широко используемым алгоритмом консенсуса многих криптовалют.

Как это работает?

Проще говоря, майнеры сети будут соревноваться друг с другом в решении сложных комплексных вычислительных головоломок. Эти головоломки сложно решить, но легко проверить правильное решение. Как только майнер обнаружит решение головоломки, он будет способен добавить блок в сеть, где после этого другие майнеры подтвердят, что решение верное.

Давайте рассмотрим пример.

Bitcoin – это система на основе блокчейн, которая поддерживается коллективной работой децентрализованных узлов. Некоторые из этих узлов именуются майнерами и они отвечают за добавление новых блоков в блокчейн. Для этого майнерам необходимо угадать псевдослучайное число (aka. одноразовый код (nonce)). Это число в сочетании с данными представленными в блоке и прошедшее через хеш функцию, что должно привести к результату, который сходится с заданными условиями, например к хешу начинающемуся с 4 нулей. Когда найден соответствующий результат, другие узлы будут проверять достоверность результата, а узел майнера получает вознаграждение за блок.

Таким образом невозможно добавить новый блок в основную цепочку, если до этого не найти действительный одноразовый код (nonce), которое в свою очередь генерирует решение определенного блока (называемого хешем блока). Каждый подтвержденный блок содержит хеш блока, который представляет работу, проделанную майнером, поэтому ее называют Proof of Work (доказательство работы).

Proof-of-Work помогает защитить сеть от множества различных атак. Для успешной атаки потребуется большое количество вычислительной мощности и много времени для вычислений, поэтому она будет неэффективной, поскольку затраты будут больше, чем потенциальное вознаграждение за атаку сети.

Одна из проблем с Proof-of-Work заключается в том, что для майнинга требуется дорогостоящее компьютерное оборудование, которое потребляет большое количество энергии, и хотя сложные алгоритмические вычисления гарантируют безопасность сети, эти вычисления не могут быть использованы за пределами этого.

Хотя Proof-of-Work не может быть самым эффективным решением, оно по-прежнему остается одним из самых популярных методов достижения консенсуса в блокчейнах. Есть уже альтернативные методы и подходы, пытающиеся решить проблемы, но только время покажет, какой метод станет преемником Proof-of-Work.

Оставайтесь с нами, чтобы получить доступ к еще большему количеству контента и не забудьте посмотреть другие наши видео в Binance Academy.

Разница между PoW и PoS: Простыми словами о Proof-of-Work и Proof-of-Stake

Ключевая особенность этой математической задачи — асимметрия: она должна быть умеренно сложной для майнера, но достаточно простой для сети в целом. Это достигается с помощью криптографии. Каждый майнер в сети пытается найти решение задачи первым; при этом найти его фактически можно лишь методом прямого перебора, поэтому для успешного решения требуется множество попыток.

Пример, возможно немного фантастический, однако наглядный. Представьте, что вам вручили клавиатуру с несколькими миллионами пронумерованных клавиш. Вы ищите именно ту клавишу, которая вам необходима для правильного выполнения задания, однако вы не знаете её номера, поэтому перебираете все подряд. Вокруг вас стоит толпа тоже ищущая правильную клавишу.

Вдруг вы нашли правильную клавишу, сообщаете всем «ребят, я нашёл клавишу, её номер 22 875». Все вокруг начинают проверять клавишу номер 22 875, и о да, это она и есть. Тот, кто первым нашел клавишу, получает приз. Затем каждому вручается еще одна клавиатура с еще несколькими миллионами клавиш на ней. Все начинается снова.

К сожалению, в то время как майнинговая компания находит решения в реальном мире, она также использует большое количество ресурсов реального мира. Майнинг требует постоянной покупки оборудования и огромного количества электроэнергии. Люди, обеспокоенные планетой и окружающей средой, начинают поднимать вопрос о чрезмерном использовании электроэнергии для майнинга.

Требуется много энергии для запуска компьютеров или кластеров, которые занимаются майнингом. Постоянный оборот оборудования, возникающий из-за того, что процесс быстро изнашивает составляющие компьютеров, создает массивный склад из устаревших деталей. С экологической точки зрения это вредит планете.

Кроме того, тот факт, что для майнинга требуется серьезная вычислительная аппаратура, стоящая больше чем может себе позволить средний человек, означает, что майнинговое общество состоит в основном из богатых и влиятельных людей. Это очень сильно противоречит идее децентрализации, создаёт риск захвата человеком, который контролирует более 51% вычислительной мощности, всей экосистемы майнинга. Учитывая огромные издержки на аппаратуру, которая позволит выйти в чистый плюс, вряд ли среднестатистический человек займётся этим делом.

Proof of Stake

Идея Proof-of-Stake была впервые предложена на форуме bitcointalk еще в 2011 году; год спустя появились первые криптовалюты, использующие этот метод, — Peercoin, ShadowCash, Nxt, BlackCoin, NuShares/NuBits, Qora и Nav Coin.

В отличие от Proof-of-Work, где алгоритм вознаграждает майнеров, которые проводят вычисления для валидации транзакций и создания новых блоков, в Proof-of-Stake создатель нового блока выбирается системой заранее на основании его состояния, то есть доли в общем количестве криптовалюты.

Идея proof-of-stake заключается в решении проблемы proof-of-work, связанной с большими тратами электроэнергии. Вместо вычислительных мощностей участников, имеет значение количество криптовалюты, находящейся у них на счету. Так, вместо использования большого количества электроэнергии для решения задачи PoW, у участника PoS ограничен процент возможных проверок транзакций. Ограничение соответствует количеству криптовалюты, находящейся на счету у участника.

Proof of Stake (PoS) используется тогда, когда майнер блокирует заранее определенное количество монет для проверки блока транзакций. Криптографические вычисления в PoS происходят намного проще для компьютеров. Вам нужно доказать только то, что вы владеете определенным процентом всех монет, доступных в данной валюте. Например, если кому-то принадлежит 2% всего эфира (ETH), он сможет добыть 2% всех транзакций через Ethereum.

Некоторые считают, что PoS будет более справедливой системой, чем PoW, поскольку технически любой человек может стать майнером. PoS предлагает линейную шкалу относительно процента блоков, которые майнер может подтвердить на основании доли этого лица в криптовалюте. Это означает, что тот человек, у которого в десять раз больше монет (например, у одного 10 000 долларов США, а у другого 1000 долларов США), может создать только в 10 раз больше блоков чем другой.

Некоторые считают, что переход на PoS мог бы способствовать более широкому участию мирового сообщества, а также более полной децентрализации мощностей. Вырвав майнинг из рук нескольких ферм GPU, будет равномерно распределено майнинговую работу по всей сети, что приведет к более демократизированной системе.

Другие модели консенсуса

На рынке появляются и другие консенсусные алгоритмы. Например, коэффициент пропорциональности «Proof of Space», основанный на том, сколько места для хранения данных имеет узел. Также есть PoET (доказательство прошедшего времени) и целый ряд других алгоритмов, большинство из которых до сих пор не подтверждены.

Справедливости ради следует сказать, что технология продолжает развиваться в геометрической прогрессии, и нельзя предсказать, что может произойти или нарушить баланс в майнинговом мире. Тем не менее Hydrominer структурирован таким образом, что мы можем внедрять инновации, когда появляются новые идеи и технологии. Имея несколько направлений бизнеса и услуг, можно быстро перемещаться между отделами по мере необходимости для увеличения доходов.

Почему Proof of Work продолжает развиваться и существовать?

В то время как PoS определенно лучше своего соперника, мы считаем, что PoW не исчезнет ближайший десяток лет, его потребность во время майнинга будет увеличиваться.PoW предоставляет множество преимуществ для участников и отрасли, которых нет в PoS.

Распределение предложения. Proof of Work намного лучше своего оппонента подходит для распределения продажи валют. Хотя майнерам и платят за свою работу, расходы, связанные с проверкой найденных решений, требуют, чтобы они продавали свой запас монет, а не хранили их. Это создает более равномерное распределение и ликвидность на рынке. Накопление активов не выгодно для майнера, как в алгоритме Proof of Stake, поэтому майнер получит большую прибыль за покупку и продажу, а не за холдинг.

Консенсус и клиенты SPV. В Proof of Work, когда блок-цепочка делится на две цепи из-за проблем социального или технического характера, намного легче определить, какая из них имеет лучшую поддержку майнинга. Майнеры, как правило, следуют за той цепочкой, которая имеет большее количество выполненных работ. Это создает более стойкую блок-цепочку с меньшей вероятностью двойной оплаты или проверки.

Управление инфляцией. Алгоритм Proof of Work отлично подходит для развития раздуваемых валют, он в любой момент может изменить сложность уравнения для корректировки создания новых монет. В алгоритме Proof of Stake не существует никакого сотрудничества между технологиями и рынками для регулирования и поддерживания дефляционного предложения.

Добыча определяется балансами в кошельках обладателей монет. Блоки производятся по установленному графику, распределение новых монет определяется пропорционально, исходя из того, сколько у обладателей криптоактивов есть неизрасходованных монет. По существу, «Proof of Stake» не оставляет возможности рыночному механизму регулировать инфляцию. Теоретически, развитие монет через алгоритм PoS происходит стабильно, независимо от их стоимости и рентабельности, однако это полностью разрушает любые рыночные правила, которые контролируют развитие.

В результате, даже при общей нехватке предложения, ошибки в поставках будут наносить ущерб денежной системе на основе PoS, не оставляя места для стабильности и затрудняя надежный экономический рост.

Качество оборудования. Во время работы с протоколом PoW, сообщество майнеров постоянно совершенствует используемое оборудование и ищет менее энергоемкие решения. Использование наилучшего оборудования часто экспоненциально лучше, чем менее дорогостоящие аналоги при работе через алгоритм PoS.

Уменьшение возможности глобальной атаки. PoW поощряет силы в экосистеме, работающие для улучшения сообщества, стимулируя инвестиции в систему — майнеры, которые используют больше вычислительной аппаратуры для блокчейна, зарабатывают больше криптовалюты. Прежде всего, это стимулирует честность, потому что обеспечение целостности транзакций также гарантирует вознаграждение майнеров.

Кроме того, по мере ввода в эксплуатацию большего числа мощностей и внедрения лучшего технологического оборудования, в интересах майнера инвестировать больше средств в данную отрасль, чтобы конкурировать на рынке. Хотя майнеры все еще получают комиссионные за каждую транзакцию, которую они обрабатывают, им все также необходимо конкурировать за часть сети, чтобы получить более высокий шанс на добычу, например, биткойнов.

Это значительно усложняется получение достаточной хэш-ставки (51%) для совершения атаки на систему — данное действие становится слишком дорогостоящим для хакера, дает очень мало вознаграждения, особенно по сравнению с майнингом. Сегодня, по оценкам экспертов, такая атака будет стоить более миллиарда долларов.

Безопасность. Алгоритм PoS создает более высокие угрозы безопасности системе, которые не присущи системе PoW. Консенсус PoS не закреплен в физическом мире (с хеширующим оборудованием в PoW). Большинство валют, полагающихся на PoS, также используют дополнительные механизмы для решения проблем безопасности, часто это комбинация как PoS, так и PoW.

Форкинг и двойной платеж. Proof of Stake имеет серьезную проблему: если есть вилка в блочной цепи (случайная или преднамеренная), рациональное поведение пользователей данной сети заключается в разделении блоков на обеих ветвях. С помощью алгоритма PoW такое поведение является иррациональным. Разбивая ресурсы на несколько ветвей, майнер уменьшает вероятность нахождения блока.

Оптимальная стратегия в системе PoW всегда должна выполняться на одной ветви, так как рациональное поведение в системе PoS состоит в том, чтобы отбирать блоки поверх всех ветвей, о которых знает пользователь. Эта проблема позволяет легко осуществлять двойные платежи или другие виды атак, которые приходят с разветвлением цепочки блоков.

Богатые получают больше. В отличие от PoW, где майнер получает деньги за выполнение работы, в мире PoS, чем большим количеством активов вы владеете, тем больше вы зарабатываете. Кроме того, в соответствии с этим алгоритмом, изменения кода протокола не определяются соглашением майнера, они определяются голосованием кошельков. Протокол взвешивает голоса, основываясь на запасах кошельков.

Поэтому тот, кто имеет наибольшее количество денег, оказывает наибольшее влияние на голосование. Это означает, что небольшая группа состоятельных майнеров может контролировать всю майнерскую сеть, голосуя за изменения, которые приносят им пользу. В рамках такой системы крупная организация или богатая группа людей, например центральный банк, могут использовать денежные средства для покупки огромных количеств монет в алгоритме PoS, удерживая их до тех пор, пока их кошельки не будут иметь право на участие в голосовании.

Захватив власть в системе, контроль интересов в сети PoS мог бы проголосовать за снятие ограничения на поставку. И поскольку у них есть самые высокие запасы монет, они получают наивысший доход во всей системе — они имеют контроль над всей денежной массой. Такое голосование, по сути, создало бы центральный банк, позволяющий контролерам использовать и распространять недавно выпущенные монеты по своему усмотрению. Другими словами, они могут проводить денежно-кредитную политику центрального банка. Следовательно, экономические циклы, политика и коррупция войдут в систему, превратив основанную на PoS экономику в тотальный хаос.

Апатия участников. В делегированной PoS одной из главных проблем является апатия избирателей. Многие люди голосуют один раз, забывают изменить свой голос или проголосовать за прокси, забывают следить за результатами. Наличие апатии избирателей является признаком того, что стимулы не установлены должным образом в системе.

Когда власть находится в руках пользователей, у которых есть долгосрочная приверженность капитала к проекту, у них есть больше стимулов для голосования, потому что они не могут продавать в течение нескольких месяцев или лет. Согласно существующей системе делегированных доказательств, большинство пользователей предпочитают пассивно принимать решения, принятые другими, а затем голосуют, продавая токен. Когда пользователи имеют возможность «голосовать без обязательств», полностью меняется расклад сил.

Накопление активов. POS поощряет накопление активов, что отлично подходит для спекуляций, но не для развития валют или ех ликвидности. Поскольку PoS вознаграждает людей за количество монет, которые у них есть, естественным было бы держать монеты, а не распространять их. Это означает, что ликвидность уменьшится, и майнеры, имеющие большинство токенов, будут контролировать процесс валидации. Это противоречит всей основе децентрализованной системы и удаляет самую важную часть блокчейна — фактор доверия.

Вывод

Реальность такова, что, хоть алгоритм «Proof of Stake» справляется с некоторыми проблемами, имеющимися при работе механизма «Proof of Work», он создает несколько новых совершенно разных проблем. В криптовалютном мире алгоритм Proof of Work является наиболее распространенным протоколом.

В мире биткойнов Proof of Work является единственным протоколом. В мире PoS большинство криптоактивов используют комбинацию из двух алгоритмов. Понимание причин, лежащих в основе этого всего, объясняет, почему PoW все ещё остаётся движущей силой блокчейн сообщества.

Как работают Proof-of-Work (PoW) и Proof-of-stake (PoS) в майнинге

Proof-of-Work или PoW (доказательство выполнения работы) — это алгоритм достижения консенсуса в блокчейне; он используется для подтверждения транзакций и создания новых блоков. С помощью PoW майнеры конкурируют друг с другом за завершение транзакций в сети и за вознаграждение.

Навигация по материалу:

Какую математическую задачу решает PoW

Это одна из проблем, требующих значительной вычислительной мощности. Таких проблем много:

Хеш-функция, или попытка найти входные данные, зная выходные;
Разложение целого числа на множители;
«Головоломка для экскурсанта»: если сервер подозревает DoS-атаку, он требует от клиента вычисления хеш-функций, иногда в определенном порядке, тогда это проблема вычисления значений цепочки хэш-функций.

В случае с PoW используется хэширование.

Как работает блокчейн и транзакции

Если же проблема решается слишком просто, это делает систему уязвимой для злоупотреблений, спама и DoS-атак.

Реализация Proof-of-Work в сети блокчейна

Какие алгоритмы используют доказательство выполнения работы PoW

Во множестве криптовалют. Конечно, наиболее известная из них — биткоин, и именно биткоин задал эту тенденцию. Здесь используется алгоритм Hashcash, позволяющий менять сложность задачи в зависимости от общей вычислительной мощности сети. Среднее время формирования блока составляет 10 минут. Подобная же система реализована в похожих на биткоин криптовалютах, например, в лайткоине.

Преимущества принципа Proof-of-Work

Недостатки алгоритма PoS

Основные проблемы: огромные расходы, «бесполезность» вычислений и «атака 51%».

Что такое атака 51% и какова ее угроза?

Атака 51% или атака большинства возможна в ситуации, когда пользователь или группа пользователей контролируют большую часть мощностей сети — это дает им возможность контролировать происходящие в сети события. Так, они могут монополизировать создание новых блоков и получать все вознаграждение, поскольку в их власти помешать другим майнерам завершать блоки.

Кроме того, они могут отменять транзакции.

Вот таким образом злоумышленники могут отменять транзакции.

Принцип работы Proof-of-stake

PoS работает по другому. Вместо решения криптографической задачи транзакции валидируются путем «заморозки» некоторого количества монет майнеров в качестве обеспечения. Монеты заморожены до тех пор, пока не будет достигнута «договоренность» валидности транзакций. После достижения конценцуса в сети транзакции добавляются в блокчейн, а монеты держатся замороженными еще некоторое время с целью защиты от атаки на сеть и избежания «двойной траты».

Когда монеты разморожены майнеров, они получают свои монеты обратно плюс небольшую комиссию за запись транзакций в блокчейн. Такой алгоритм предназначен для того, чтобы отбить охоту у злоумышленников валидировать поддельные транзакции из-за риска потерять «залог».

Подробнее про работу алгоритма консенсуса Proof-of-stake читайте здесь.

Отличия между Proof-of-Stake и Proof-of-Work

Очевидное преимущество Proof-of-Stake перед Proof-of-Work заключается в том, что его выполнение не требует от майнеров гигантского расхода электроэнергии, что делает его намного более эффективным. Но это не единственное его достоинство. Он также позволяет реализовать системы управления нового поколения, например, предоставив участникам сети возможность принять участие в выборе между хард- и софт-форками.

В плане превосходства PoS над PoW, можно сказать, что для проведения атаки на сеть требуется огромное количество монет, что по сути приводит к ее нецелесообразности для владельца этих же монет, так как он(они) пострадает от этой атаки в первую очередь.

В то же время PoS побуждает к накоплению монет в одних руках, что может негативно сказаться на децентрализации сети. Если найдется майнер или группа майнеров, который(которые) сосредоточит в своих руках большую часть ресурсов сети, то он(они) сможет диктовать свои правила остальным участникам сети.

PoW и PoS это основные механизмы, которые используются для подтверждения выполненной работы в сетях криптовалют, однако есть и другие менее известные и распространенные.

Proof of Activity (доказательство активности) — стандартная гибридная схема, совмещающая PoW и PoS;
Delegated Proof of Stake (делегированное подтверждение доли) — общий термин, описывающий эволюцию базовых консенсус-протоколов на основе подтверждения доли. DPoS используется в BitShares, а также в предложенных алгоритмах, таких как Slasher и Tendermint;
Proof of Burn (доказательство сжигания) — «сжигание» происходит путем отправки монет на такой адрес, с которого гарантированно нельзя их потратить. Избавляясь таким образом от своих монет, пользователь получает право на пожизненный майнинг, который также устроен как лотерея среди всех владельцев сожженных монет;
Proof of Capacity (доказательство ресурсов) — реализация популярной идеи «мегабайты как ресурсы». Необходимо выделить существенный объем дискового пространства, чтобы включиться в майнинг;
Proof of Storage (доказательство хранения) – похожая на предыдущую концепция, при которой выделенное место используется всеми участниками как совместное облачное хранилище.

5 / 5 ( 64 голоса )

The following two tabs change content below.

Материал подготовлен редакцией сайта «Майнинг Криптовалюты», в составе: Главный редактор — Антон Сизов, Журналисты — Игорь Лосев, Виталий Воронов, Дмитрий Марков, Елена Карпина. Мы предоставляем самую актуальную информацию о рынке криптовалют, майнинге и технологии блокчейн. Отказ от ответственности: все материалы на сайте Mining-Cryptocurrency.ru имеют исключительно информативные цели и не являются торговой рекомендацией или публичной офертой к покупке каких-либо криптовалют или осуществлению любых иных инвестиций и финансовых операций.

Что такое Proof-of-Work? — CoinDesk

Proof-of-work — это алгоритм, который защищает многие криптовалюты, включая Биткойн и Эфириум. У большинства цифровых валют есть центральная организация или руководитель, отслеживающий каждого пользователя и количество денег, которые у них есть. Но нет такого лидера, который отвечал бы за криптовалюты, как Биткойн. Подтверждение работы необходимо для того, чтобы онлайн-валюта работала без участия компании или правительства.

В частности, доказательство выполнения работы решает «проблему двойных расходов», которую сложнее решить без ответственного руководителя.Если пользователи могут дважды потратить свои монеты, это приведет к увеличению общего предложения, обесценив монеты всех остальных и сделав валюту непредсказуемой и бесполезной.

Двойные траты — это проблема для онлайн-транзакций, потому что цифровые действия очень легко воспроизвести, что делает тривиальным копирование и вставку файла или отправку электронной почты более чем одному человеку.

Proof-of-work делает удвоение цифровых денег очень и очень трудным. Это звучит примерно так: «доказательство» того, что кто-то проделал значительный объем вычислений.

Как работает доказательство работы

Биткойн — это блокчейн, который представляет собой общий реестр, который содержит историю каждой биткойн-транзакции, которая когда-либо имела место. Этот блокчейн, как следует из названия, состоит из блоков. В каждом блоке хранятся самые последние транзакции.

Proof-of-work — необходимая часть добавления новых блоков в цепочку биткойнов. Блоки вызываются к жизни майнерами, игроками в экосистеме, выполняющими Proof-of-Work . Новый блок принимается сетью каждый раз, когда майнер представляет новое доказательство выполнения работы, что происходит примерно каждые 10 минут.

Найти выигрышное доказательство работы настолько сложно, что единственный способ обеспечить майнерам работу, необходимую для выигрыша биткойнов, — это дорогие специализированные компьютеры. Майнеры будут зарабатывать биткойны, если угадают соответствующее вычисление. Чем больше вычислений они производят, тем больше биткойнов они могут заработать.

Какие именно вычисления производят майнеры? В Биткойне майнеры выдают так называемый «хеш», который превращает входные данные в произвольную строку букв и цифр.

Цель майнеров — создать хэш, соответствующий текущей «цели» Биткойна. Они должны создать хеш с достаточным количеством нулей впереди. Вероятность получить несколько нулей подряд очень мала. Но майнеры по всему миру выполняют триллионы таких вычислений в секунду, поэтому для достижения этой цели им требуется в среднем около 10 минут.

Тот, кто первым достигнет цели, выигрывает партию биткойн-криптовалюты. Затем протокол Биткойн создает новое значение, которое майнеры должны хешировать, и майнеры снова начинают гонку за поиск выигравшего доказательства работы.

Часто задаваемые вопросы о Proof-of-Work

Почему майнеры соблюдают правила?

Майнеры получают вознаграждение в биткойнах за каждый блок, для которого они находят решение. Это то, что в первую очередь побуждает их к майнингу.

Это денежное вознаграждение также побуждает их следовать правилам — например, не тратить свои деньги дважды. Скажем, Майнер Альфред находит выигрышный хеш для блока. Если Альфред отправляет решение с блоком, но нарушает правила внутри блока — скажем, тратит монеты более одного раза — остальная часть сети Биткойн отклонит блок Альфреда.Альфред потеряет все биткойны, которые он должен был выиграть. Угроза потери биткойн-вознаграждения сохраняет честность майнеров.

Зачем нужно доказательство работы?

Цель Proof-of-Work — не допустить, чтобы пользователи печатали лишние монеты, которые они не заработали, или не тратили дважды. Если бы пользователи могли тратить свои монеты более одного раза, это фактически обесценило бы валюту.

В большинстве цифровых валют эту проблему легко решить. Банк, отвечающий за систему, отслеживает, сколько денег есть у каждого человека.Если Алиса отправляет Бобу 1 доллар, то банк вычитает 1 доллар у Алисы и дает 1 доллар Бобу.

Но в криптовалюте такой сущности нет. Доказательство работы предлагает решение.

Кто изобрел доказательство работы?

Создатель биткойнов Сатоши Накамото изобрел доказательство работы, чтобы сдвинуть биткойн с мертвой точки. Никто не знает, кто такой Накамото и является ли это псевдонимом.

Какие проблемы с подтверждением работы?

Есть по крайней мере несколько проблем с доказательством работы:

Высокое энергопотребление : Биткойн использует столько же энергии, сколько вся Швейцария, из-за доказательства работы.И его потребление энергии увеличивается по мере того, как все больше майнеров присоединяются к охоте за биткойнами, хотя некоторые из них работают за счет возобновляемых источников энергии.
51% атак : Если одна майнинговая организация способна аккумулировать 51% хешрейта майнинга Биткойн, она может временно нарушить правила, дважды тратить монеты и блокировать транзакции.
Централизация майнинга : Proof-of-work — это создание валюты без единого ответственного лица. Тем не менее, на практике система несколько централизована: всего три майнинг-пула контролируют почти 50% вычислительной мощности Биткойна.Однако разработчики пытаются хотя бы решить эту проблему.

Почему больше мощности для майнинга означает большую безопасность?

Чем больше вычислительной мощности вкладывается в обеспечение безопасности Биткойна, тем больше ресурсов необходимо накопить потенциальному злоумышленнику, чтобы успешно атаковать Биткойн.

Какие криптовалюты используют доказательство работы?

Большинство криптовалют используют доказательство работы, хотя некоторые экспериментируют с другими способами защиты своих сетей.К наиболее популярным криптовалютам, использующим доказательство работы, относятся:

Биткойн
Ethereum (хотя Ethereum недавно начал длительный процесс перехода на Ethereum 2.0, обновление, которое переведет криптовалюту на потенциально более экологичное доказательство доли владения. .)
Bitcoin Cash
Litecoin
Monero

Доказательство работы (PoW) | ethereum.org

Последнее изменение: Invalid DateTime

Ethereum, как и Биткойн, в настоящее время использует протокол консенсуса под названием Proof-of-work (PoW).Это позволяет узлам сети Ethereum согласовывать состояние всей информации, записанной в цепочке блоков Ethereum, и предотвращает определенные виды экономических атак.

В течение следующих нескольких лет доказательство работы будет заменено на доказательство доли владения. Это также приведет к постепенному отказу от майнинга Ethereum. Для получения дополнительной информации о сроках, проверьте прогресс обновления слияния Eth3.

Чтобы лучше понять эту страницу, мы рекомендуем сначала ознакомиться с транзакциями и блокировками.

Proof of Work (PoW) — это механизм, который позволяет децентрализованной сети Ethereum прийти к консенсусу или согласовать такие вещи, как баланс счетов и порядок транзакций.Это предотвращает «двойную трату» монет пользователями и гарантирует, что цепочку Ethereum невероятно сложно атаковать или перезаписать.

Proof-of-work и майнинг

Proof-of-work — это базовый алгоритм, который устанавливает сложность и правила работы, которую выполняют майнеры. Майнинг — это сама «работа». Это процесс добавления действительных блоков в цепочку. Это важно, потому что длина цепочки помогает сети определить действительную цепочку Ethereum и понять текущее состояние Ethereum. Чем больше «работы» проделано, тем длиннее цепочка и чем выше номер блока, тем более уверенно сеть может быть в текущем состоянии вещей.

Подробнее о майнинге

Транзакции Ethereum обрабатываются в блоки. Каждый блок имеет сложность блока:

— например: 3,324,092,183,262,715

mixHash — например: 0x44bca881b07a6a09f83b130798072441705d9a665c5ac8bdf2f39a3ceedf366bd3 , напрямую связанный с данными 900xW, для блока 9005x, , , для примера 9005xW,

Протокол доказательства работы, известный как Ethash, требует, чтобы майнеры прошли интенсивную гонку проб и ошибок, чтобы найти одноразовый номер для блока.В цепочку можно добавлять только блоки с допустимым одноразовым номером.

В гонке за созданием блока майнер многократно помещает набор данных, который вы можете получить только путем загрузки и запуска полной цепочки (как это делает майнер), с помощью математической функции. Это необходимо для создания mixHash, который находится ниже целевого одноразового номера, в зависимости от сложности блока. Лучший способ сделать это — методом проб и ошибок.

Сложность определяет цель для хеша. Чем ниже цель, тем меньше набор действительных хэшей.После создания это невероятно легко проверить другим майнерам и клиентам. Даже если одна транзакция изменится, хеш будет совершенно другим, что сигнализирует о мошенничестве.

Хеширование позволяет легко обнаружить мошенничество. Но PoW как процесс также является большим сдерживающим фактором для атаки на цепочку.

Майнеры заинтересованы в выполнении этой работы в основной цепочке Ethereum. У части майнеров мало стимулов к запуску собственной цепочки — это подрывает систему. Блокчейны полагаются на единственное состояние как на источник истины.И пользователи всегда будут выбирать самую длинную или «самую тяжелую» цепочку.

Целью PoW является расширение цепочки. Самая длинная цепочка наиболее вероятна как действительная, потому что над ней было проделано больше всего вычислительной работы. В системе PoW Ethereum практически невозможно создавать новые блоки, которые стирают транзакции или создают фальшивые, или поддерживать вторую цепочку. Это потому, что злонамеренный майнер должен всегда решать одноразовый блок быстрее, чем все остальные.

Чтобы последовательно создавать вредоносные, но действительные блоки, вам потребуется более 51% мощности майнинга сети, чтобы победить всех остальных.Вам понадобится много вычислительной мощности, чтобы выполнять такой объем «работы». И затраченная энергия может даже перевесить выигрыш, который вы получили бы от атаки.

PoW также отвечает за ввод новой валюты в систему и поощрение майнеров к выполнению этой работы.

Майнеры, успешно создавшие блок, получают вознаграждение в виде 2 только что отчеканенных ETH и всех комиссий за транзакции внутри блока. Майнер также может получить 1,75ETH за блок дядюшки. Это действующий блок, созданный одновременно с успешным блоком другим майнером.Обычно это происходит из-за задержки в сети.

В распределенных сетях транзакция имеет «окончательность», когда она является частью блока, который не может быть изменен.

Поскольку майнеры работают децентрализованно, возможно одновременное майнинг двух действительных блоков. Это создает временную вилку. В конце концов, одна цепочка станет принятой после того, как будет добыт и добавлен следующий блок, что сделает его длиннее.

Но, чтобы еще больше усложнить ситуацию, транзакции, которые были отклонены на временной вилке, могли быть включены в принятую цепочку.Это означает, что все может быть отменено. Таким образом, окончательность означает время, которое вы должны подождать, прежде чем считать транзакцию необратимой. Для Ethereum рекомендуемое время составляет 6 блоков или чуть более 1 минуты. После этого вы можете с относительной уверенностью сказать, что транзакция прошла успешно. Конечно, можно дольше ждать еще больших гарантий.

Об этом следует помнить при разработке децентрализованных приложений, так как неверное представление информации о транзакциях пользователям было бы неудобно.Особенно, если сделка имеет большую стоимость.

Помните, что в это время не входит время ожидания получения транзакции майнером.

Плюсы и минусы

Плюсы	Минусы
PoW нейтрален. Для начала вам не нужен ETH, а вознаграждения за блок позволяют вам перейти от 0ETH к положительному балансу. С подтверждением ставки вам для начала понадобится ETH.	PoW потребляет столько энергии, что вредно для окружающей среды.
PoW — это испытанный и проверенный механизм консенсуса, который на протяжении многих лет обеспечивает безопасность и децентрализацию Биткойн и Эфириум.	Если вы хотите заниматься добычей полезных ископаемых, вам потребуется такое специализированное оборудование, что для начала потребуется немало вложений.
По сравнению с Proof-of-Stake его относительно легко реализовать.	Из-за увеличения количества требуемых вычислений пулы для майнинга потенциально могут доминировать в майнинг-игре, что приводит к централизации и угрозам безопасности.

На высоком уровне доказательство ставки имеет ту же конечную цель, что и доказательство работы: помочь децентрализованной сети безопасно достичь консенсуса.Но у него есть некоторые различия в процессах и персонале:

PoS отменяет важность вычислительной мощности для стекированного ETH.
PoS заменяет майнеры валидаторами. Валидаторы ставят свои ETH, чтобы активировать возможность создавать новые блоки.
Валидаторы не соревнуются за создание блоков, вместо этого они выбираются случайным образом с помощью алгоритма.
Окончательность яснее: на определенных контрольных точках, если 2/3 валидаторов соглашаются с состоянием блока, это считается окончательным.Валидаторы должны поставить на это всю свою ставку, поэтому, если они попытаются вступить в сговор, они потеряют всю свою ставку.

Подробнее о подтверждении доли

░░░░░░░░░▄░░░░░░░░░░░░░░▄░░░░ ░░░░░░░░▌▒█ ░░░░░░░░░░░▄▀▒▌░░░ ░░░░░░░░▌▒▒█░░░░░░░░▄▀▒▒▒▐░░░ ░░░ ░░░░▐▄▀▒▒▀▀▀▀▄▄▄▀▒▒▒▒▒▐░░░ ░░░░░▄▄▀▒░▒▒▒▒▒▒▒▒▒█▒▒▄█ ▒▐░░░ ░░░▄▀▒▒▒░░░▒▒▒░░░▒▒▒▀██▀▒▌░░░ ░░▐▒▒▒▄▄▒▒▒▒░░░▒ ▒▒▒▒▒▒▀▄▒▒▌░░ ░░▌░░▌█▀▒▒▒▒▒▄▀█▄▒▒▒▒▒▒▒█▒▐░░ ░▐░░░▒▒▒ ▒▒▒▒▒▌██▀▒▒░░░▒▒▒▀▄▌░ ░▌░▒▄██▄▒▒▒▒▒▒▒▒▒░░░░░░▒▒▒▒▌░ ▀▒▀▐▄█▄█▌▄░▀▒▒░░░░░░░░░░▒▒▒▐░ ▐▒▒▐▀▐▀▒░▄▄▒▄▒▒▒▒▒▒░▒ ░▒░▒▒▒▒▌ ▐▒▒▒▀▀▄▄▒▒▒▄▒▒▒▒▒▒▒▒░▒░▒░▒▒▐░ ░▌▒▒▒▒▒▒▀▀▀▒▒ ▒▒▒▒░▒░▒░▒░▒▒▒▌░ ░▐▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒░▒░▒░▒▒▄▒▒▐░░ ░░▀▄▒ ▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒░▒░▒░▒▄▒▒▒▒▌░░ ░░░░▀▄▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▄▄▄▀▒▒▒▒▄▀ ░░░ ░░░░░░▀▄▄▄▄▄▄▀▀▀▒▒▒▒▒▄▄▀░░░░░ ░░░░░░░░░▒▒▒▒▒▒▒▒▒ ▒▀▀░░░░░░░░

Помогите нам с этой страницей

Если вы эксперт в этой теме и хотите внести свой вклад, отредактируйте эту страницу и присыпьте ее своей мудростью.

Вы получите кредит и будете помогать сообществу Ethereum!

Используйте этот гибкий шаблон документации

Есть вопросы? Задайте нам вопрос в канале #content на нашем сервере Discord

Редактировать страницу

Помогла ли эта страница ответить на ваш вопрос?

Да Нет

Что такое подтверждение работы (PoW)?

Proof of Work (обычно сокращенно PoW) — это механизм предотвращения двойных расходов. Большинство основных криптовалют используют его в качестве алгоритма консенсуса .Это именно то, что мы называем методом защиты реестра криптовалюты. Доказательство работы было первым алгоритмом консенсуса, который появился и на сегодняшний день остается доминирующим. Она была представлена Сатоши Накамото в официальном документе Биткойн 2008 года, но сама технология была задумана задолго до этого.

HashCash Адама Бэка — это ранний пример алгоритма Proof of Work в те времена, когда еще не было криптовалюты. Требуя от отправителей выполнения небольшого объема вычислений перед отправкой электронной почты, получатели могут уменьшить спам.Это вычисление практически ничего не будет стоить законному отправителю, но быстро сложится для кого-то, кто отправляет электронные письма в массовом порядке.

Двойное расходование происходит, когда одни и те же средства расходуются более одного раза. Этот термин используется почти исключительно в контексте цифровых денег — в конце концов, вам будет сложно потратить одни и те же физические деньги дважды. Когда вы сегодня платите за кофе, вы передаете наличные кассиру, который, вероятно, запирает их в кассу. Вы не можете пойти в кофейню через дорогу и заплатить за другой кофе тем же счетом.

В схемах цифровых денег есть вероятность, что вы могли бы это сделать. Вы наверняка уже дублировали компьютерный файл раньше — вы просто копируете и вставляете его. Вы можете отправить один и тот же файл по электронной почте десяти, двадцати, пятидесяти людям.

Поскольку цифровые деньги — это просто данные, вам необходимо запретить людям копировать и тратить одни и те же единицы в разных местах. В противном случае ваша валюта рухнет в мгновение ока.

Для более глубокого изучения двойных расходов см. Double Spending Explained . Если вы читали наше руководство по технологии блокчейн, вы знаете, что пользователи транслируют транзакции в сеть.Однако эти транзакции не сразу считаются действительными. Это происходит только тогда, когда они добавляются в блокчейн.

Блокчейн — это большая база данных, которую может видеть каждый пользователь, поэтому они могут проверить, были ли потрачены средства раньше. Представьте себе это так: у вас с тремя друзьями есть блокнот. Каждый раз, когда кто-то из вас хочет передать любые единицы, которые вы используете, вы записываете это — Алиса платит Бобу пять единиц, Боб платит Кэрол две единицы, и т. Д.

Здесь есть еще одна сложность — каждый раз, когда вы делаете транзакция, вы ссылаетесь на транзакцию, из которой поступили средства.Итак, если бы Боб платил Кэрол двумя единицами, запись на самом деле выглядела бы так: Боб платит Кэрол две единицы из этой предыдущей транзакции с Алисой .

Теперь у нас есть способ отслеживать единицы. Если Боб попытается совершить другую транзакцию, используя те же единицы, которые он только что отправил Кэрол, все сразу узнают. Группа не позволит добавить транзакцию в блокнот.

Теперь это может хорошо сработать в небольшой группе. Все друг друга знают, поэтому они, вероятно, согласятся, кто из друзей должен добавлять транзакции в блокнот.Что, если нам нужна группа из 10 000 участников? Идея блокнота плохо масштабируется, потому что никто не хочет доверять незнакомцу в управлении.

Вот где на помощь приходит Proof of Work. Оно гарантирует, что пользователи не тратят деньги, на которые у них нет права. Используя комбинацию теории игр и криптографии, алгоритм PoW позволяет любому обновлять цепочку блоков в соответствии с правилами системы. Наш блокнот выше представляет собой цепочку блоков. Но мы не добавляем транзакции по одной — вместо этого мы объединяем их в блоки.Мы объявляем транзакции в сети, затем пользователи, создающие блок, включают их в блок-кандидат. Транзакции будут считаться действительными только после того, как их кандидатный блок станет подтвержденным, что означает, что он был добавлен в цепочку блоков. Однако добавление блока обходится недешево. Proof of Work требует, чтобы майнер (пользователь, создающий блок) использовал некоторые из своих ресурсов для получения этой привилегии. Этот ресурс — вычислительная мощность, которая используется для хеширования данных блока до тех пор, пока не будет найдено решение головоломки.Хеширование данных блока означает, что вы передаете их через функцию хеширования для генерации хэша блока. Хэш блока работает как «отпечаток пальца» — это идентификатор ваших входных данных, уникальный для каждого блока.

Практически невозможно отменить хэш блока, чтобы получить входные данные. Однако, зная вводимые данные, подтвердить правильность хеш-кода несложно. Вам просто нужно отправить ввод через функцию и проверить, совпадает ли вывод.

В Proof of Work вы должны предоставить данные, хэш которых соответствует определенным условиям.Но вы не знаете, как туда добраться. Единственный вариант — передать данные через хеш-функцию и проверить, соответствуют ли они условиям. В противном случае вам придется немного изменить данные, чтобы получить другой хэш. Изменение даже одного символа в ваших данных приведет к совершенно другому результату, поэтому невозможно предсказать, каким может быть результат.

В результате, если вы хотите создать блок, вы играете в угадайку. Обычно вы берете информацию обо всех транзакциях, которые хотите добавить, и некоторые другие важные данные, а затем хешируете все это вместе.Но поскольку ваш набор данных не изменится, вам нужно добавить переменную информацию. В противном случае вы всегда будете получать тот же хэш, что и на выходе. Эти переменные данные мы называем одноразовым номером . Это число, которое вы будете менять с каждой попыткой, поэтому каждый раз вы получаете другой хэш. И это то, что мы называем майнингом .

Подводя итог, майнинг — это процесс сбора данных блокчейна и их хеширования вместе с одноразовым идентификатором до тех пор, пока вы не найдете конкретный хэш. Если вы найдете хэш, который удовлетворяет условиям, установленным протоколом, вы получаете право транслировать новый блок в сеть.На этом этапе другие участники сети обновляют свои цепочки блоков, чтобы включить новый блок.

Сегодня условия для основных криптовалют невероятно сложны. Чем выше хешрейт в сети, тем сложнее найти действительный хеш. Это сделано для того, чтобы блоки не обнаруживались слишком быстро. Как вы понимаете, попытка угадать огромное количество хэшей может оказаться дорогостоящим для вашего компьютера. Вы тратите вычислительные циклы и электроэнергию. Но протокол вознаградит вас криптовалютой, если вы найдете действительный хеш.

Давайте резюмируем то, что мы знаем на данный момент:

Добыча для вас обходится дорого.
Вы получите вознаграждение, если произведете действительный блок.
Зная ввод, пользователь может легко проверить его хэш — пользователи, не занимающиеся майнингом, могут проверить действительность блока, не затрачивая больших вычислительных мощностей.

Пока все хорошо. Но что, если вы попытаетесь обмануть? Что мешает вам поместить кучу мошеннических транзакций в блок и создать действительный хэш?

Вот тут-то и пригодится криптография с открытым ключом.Мы не будем углубляться в эту статью, но ознакомимся с Что такое криптография с открытым ключом? для всестороннего изучения. Короче говоря, мы используем некоторые хитрые криптографические приемы, которые позволяют любому пользователю проверить, имеет ли кто-либо право переводить средства, которые он пытается потратить. Когда вы создаете транзакцию, вы ее подписываете. Любой в сети может сравнить вашу подпись с вашим открытым ключом и проверить, совпадают ли они. Они также проверит, действительно ли вы можете потратить свои средства и что сумма ваших вложений больше суммы ваших выходов (т.д., что вы не тратите больше, чем имеете).

Любой блок, содержащий недопустимую транзакцию, будет автоматически отклонен сетью. Вам дорого обходится даже попытка обмануть. Вы потратите впустую собственные ресурсы без всякой награды.

В этом и заключается прелесть Proof of Work: обходится дорого обманывать, но выгодно действовать честно . Любой рациональный майнер будет стремиться к окупаемости инвестиций, поэтому можно ожидать, что он будет вести себя так, чтобы гарантировать доход.

Хотите начать работу с криптовалютой? Покупайте биткойны на Binance!

Существует множество консенсусных алгоритмов, но одним из самых ожидаемых является Proof of Stake (PoS).Эта концепция восходит к 2011 году и была реализована в некоторых более мелких протоколах. Но он еще не получил распространения ни в одном из крупных блокчейнов.

В системах Proof of Stake майнеры заменены на валидаторов . Здесь нет майнинга и гонок за угадыванием хэшей. Вместо этого пользователи выбираются случайным образом — если они выбраны, они должны предложить (или «подделать») блокировку. Если блок действителен, они получат вознаграждение, состоящее из комиссий за транзакции блока.

Однако можно выбрать не только любого пользователя — протокол выбирает его на основе ряда факторов.Чтобы иметь право на участие, участники должны заблокировать долей , что является заранее определенной суммой собственной валюты блокчейна. Ставка работает как залог: точно так же, как обвиняемые вкладывают крупную сумму денег, чтобы лишить их стимулов пропустить судебное разбирательство, валидаторы блокируют ставку, чтобы не стимулировать мошенничество. Если они будут действовать нечестно, их ставка (или ее часть) будет снята.

Proof of Stake имеет некоторые преимущества перед Proof of Work. Наиболее заметным из них является меньший углеродный след: поскольку PoS не требует мощных майнинговых ферм, потребляемая электроэнергия составляет лишь часть от потребляемой в PoW.

Тем не менее, у него нет и близко к послужному списку PoW. Хотя майнинг может показаться расточительным, это единственный алгоритм консенсуса, который хорошо зарекомендовал себя в больших масштабах. Чуть более чем за десять лет он обеспечил транзакции на триллионы долларов. Чтобы с уверенностью сказать, может ли PoS конкурировать с безопасностью, стекинг должен быть должным образом протестирован в реальных условиях.

Proof of Work был оригинальным решением проблемы двойных расходов и доказал свою надежность и безопасность. Биткойн доказал, что нам не нужны централизованные организации, чтобы одни и те же средства не тратились дважды.Благодаря грамотному использованию криптографии, хэш-функций и теории игр участники децентрализованной среды могут согласовать состояние финансовой базы данных.

Что такое Proof of Stake? | Чем это отличается от Proof of Work

Вкратце

Proof of Stake — это механизм консенсуса, который гарантирует, что в блоки будут добавлены только законные транзакции.
Он работает за счет того, что валидаторы блокируют свою криптовалюту для защиты сети.

Майнинг криптовалюты — энергоемкий бизнес.Но этого не должно быть.

Сообщество Ethereum работает над изменением способа создания валюты, чтобы радикально уменьшить углеродный след блокчейна. Метод, над которым он работает, называется доказательством ставки (PoS).

Proof of Stake — это альтернатива доказательству работы (PoW), которое в настоящее время используют Биткойн и Эфириум.

И PoS, и PoW являются примерами механизмов консенсуса.

Механизмы консенсуса

Общедоступные блокчейны на самом базовом уровне — это просто базы данных.

Большинство баз данных устанавливают разрешения для тех, кто может получить к ним доступ и редактировать. Такой централизованный контроль удобен, но делает их уязвимыми для взлома. Напротив, блокчейны заставляют всех, кто запускает программное обеспечение — от бирж до трейдеров в их подвале, — отвечать за их обновление.

Похоже, это было бы беспорядочно, поэтому в блокчейнах используются «механизмы консенсуса» или «алгоритмы консенсуса». Механизмы консенсуса поддерживают работу сети, следя за тем, чтобы в блоки добавлялись только законные транзакции.Все узлы — или компьютеры, на которых запущено программное обеспечение блокчейна, — проверяют вместе, чтобы сказать: «Да, это правда».

Таким образом, они защищают от атак 51%, когда кто-то получает более половины вычислительной мощности в распределенной сети и затем может ее контролировать.

Подтверждение работы

Для предотвращения атак, которые позволяют потратить средства дважды, Биткойн использует алгоритм консенсуса Proof-of-Work. Эта система просит людей использовать оборудование и электричество, чтобы помочь сети обрабатывать транзакции.В доказательство работы майнеры (или, если быть точнее, их компьютеры) пытаются решить невероятно сложные головоломки, чтобы первыми завершить блок транзакций. Их работа помогает проверить законность транзакций. В качестве компенсации они получают криптовалюту, такую как биткойн.

Proof of work было встроено в дизайн Биткойна и воспроизведено другими криптовалютами, включая Ethereum. Однако одним из побочных продуктов этой системы является то, что для ее решения требуется много электроэнергии и машин, работающих над проблемой.

Подтверждение ставки Разработчики

Ethereum создают отдельный набор обновлений, Ethereum 2.0, который будет работать с подтверждением доли и в конечном итоге объединится с основной сетью Ethereum.

Доказательство ставки на Ethereum 2.0 направлено на достижение того же результата, что и на доказательство работы: безопасная проверка транзакций в цепочке блоков.

Но в то время как PoW-майнеры выделяют аппаратные ресурсы (большие, дорогие компьютеры) для защиты сети, PoS-«валидаторы» выделяют свою криптовалюту.При использовании PoS, чтобы иметь возможность проверять транзакции в блоке и получать соответствующие комиссии, валидаторы должны заблокировать или поставить на ставку не менее 32 ETH, которые они не могут потратить. Блокчейн использует эту заблокированную криптовалюту для защиты сети.

Согласно Ethereum Foundation, доказательство доли имеет несколько преимуществ перед доказательством работы.

🖥️ Поскольку получение вознаграждений не зависит от наличия максимальной вычислительной мощности, вам не понадобится сверхсовременное оборудование.
👨‍💻 Это открывает возможность для большего числа людей участвовать в управлении узлом Ethereum, что обеспечит дальнейшую децентрализацию и большее сопротивление атакам 51%.
🔌 Из-за более низких требований к оборудованию проверка доли потребляет гораздо меньше энергии, чем доказательство работы.

Как выбирает сеть?

Валидаторы выбираются сетью случайным образом для предложения новых блоков.

Они также случайным образом сгруппированы в комитеты из 128 узлов, которые меняются ежедневно. Каждый раз, когда новый блок транзакций создается и добавляется в базу данных блокчейна, механизм консенсуса PoS выбирает несколько комитетов для «подтверждения» правильности предложенного блока.

Валидаторы получают вознаграждение как за создание блоков, так и за подтверждение того, что они видели создание других блоков. Если валидаторы не в сети или не делают правильных аттестаций, они получают штраф. Если они попытаются атаковать сеть, они могут проиграть до всей своей ставки.

Алгоритм разработан таким образом, чтобы атака на сеть была статистически маловероятной. Согласно ConsenSys (который финансирует независимую редакцию Decrypt) : «Существует менее 1 из триллиона шансов, что злоумышленник, контролирующий 1/3 валидаторов в сети, будет контролировать ⅔ валидаторов в комитете для успешного выполнения атака.”

Будущее

Ethereum — не первая криптовалюта, в которой используется доказательство доли владения.

Algorand, Cardano, Cosmos, EOS, Polkadot и Tezos внедрили версию подтверждения доли.

Сеть Ethereum в настоящее время находится на этапе 0 обновления до Ethereum 2.0. Хотя люди сделали ставку в сети ETH, она еще не готова к использованию.

Что такое Proof-of-Work | Главная книга

Середина 23 октября 2019 г.

Ключевые выводы

— Proof-of-work (сокращенно PoW) — один из механизмов консенсуса для достижения соглашения о сети блокчейн для подтверждения транзакций и создания новых блоков в цепочке.
— С Proof of work майнеры соревнуются друг с другом, чтобы подтверждать транзакции и получать вознаграждение.
— Вероятность того, что вас выберут для построения следующего блока, связана с вычислительной мощностью.

Proof-of-work (PoW) — это алгоритм консенсуса для сетей блокчейнов, который является базовой консенсусной моделью Биткойна. Биткойн — это криптовалюта, которая впервые использовала PoW.

На высоком уровне PoW полагается на преобразование электроэнергии в «вес» цифровой цепочки блоков, обеспечивая непревзойденную дороговизну для цепочек PoW, таких как Биткойн, и в процессе управления структурой стимулов, которая создает распределенную византийскую отказоустойчивую (BFT) сеть.

Консенсус Накамото Биткойн

Лучше всего понимать механику PoW через призму Биткойнского консенсуса Накамото, который является неослабевающим кардинальным примером успешной и устойчивой реализации PoW.

PoW основывается на математической головоломке для решения значения ниже определенного порога (nonce), который производит следующий блок, транслируемый в сеть. Лидеры блоков, которые производят следующий блок, выбираются в формате, подобном лотерее, который напрямую соответствует их внесенным вычислениям (т.е., хэш) мощность процесса. Как объяснил Сатоши Накамото в официальном документе Биткойн:

«Доказательство работы также решает проблему определения представительства при принятии решений большинством. Если бы большинство было основано на принципе «один IP-адрес — один голос», это могло бы быть нарушено любым, кто может выделить много IP-адресов. Доказательство работы — это, по сути, один процессор — один голос. Решение большинства представлено самой длинной цепочкой, в которую вложены самые большие усилия по доказательству работы.Если большая часть мощности ЦП контролируется честными узлами, честная цепочка будет расти быстрее всех и опережать любые конкурирующие цепочки ».
Техническая документация Сатоши Накамото

Самая длинная цепочка выполняет больше всего работы, то есть наибольшая мощность (т.

В модели консенсуса PoW есть два основных участника: майнеры и операторы полного узла.

Шахтеры

Майнеры — это рынок участников, которые конкурируют за решение, чтобы произвести следующий блок и транслировать его в сеть, который создается каждые 10 минут.Победивший майнер за каждый 10-минутный раунд получает вознаграждение за блок (в настоящее время 12,5 BTC) и комиссию за транзакцию в блоке. Это стимулирует систему стимулов для майнеров оставаться честными при распространении блоков по двум основным причинам.

Во-первых, майнеры вложили средства в дорогостоящее аппаратное оборудование, которое решает алгоритм майнинга Биткойна, пытаясь перебрать решение путем непрерывных вычислений за счет электроэнергии.

Если майнеры будут действовать злонамеренно и попытаются подорвать процесс майнинга, подрывая доверие к Биткойну, их вложения в оборудование станут более дорогостоящими, поскольку рентабельность инвестиций в BTC, полученная за счет вознаграждения за блок, будет меньше, чем раньше, что приводит ко второму причина.

Майнеры получают вознаграждение за блоки непосредственно в BTC, а не в наличных деньгах. Следовательно, они превращают реальный ресурс (электричество) в производство BTC, способствуя непомерно высокой стоимости, которая подчеркивает всю модель безопасности Биткойна. Кроме того, блокчейну предоставляется реальная ценность, поскольку майнеры готовы конвертировать не только фиатную валюту (в виде оборудования), но и реальный ресурс в производство BTC.

Выпуск и денежно-кредитная политика Биткойна впоследствии привязаны к процессу майнинга, что делает их практически невозможными для изменения, поскольку хэш-мощность сети растет до тех пропорций, которые существуют сегодня.Биткойны элегантно распределяются от майнеров на рынок по спотовой цене биткойнов, поскольку майнерам необходимо продать часть своих активов, чтобы получить прибыль и оплатить счета.

Операторы полного узла

Вторая сущность в PoW — операторы полных узлов или обычные пользователи, которые запускают полные узлы. Полные узлы — это программные клиенты, на которых запущено программное обеспечение Биткойн, которое автоматически проверяет и распространяет транзакции и блоки в сети.

Используя криптографические доказательства и правила консенсуса Биткойн, операторы полных узлов являются центром внимания сети и окончательными валидаторами состояния сети.Клиенты с полным узлом также могут быть клиентами майнинга, и клиенты отклоняют недопустимые блоки и транзакции в сети.

PoW критиковали за его энергоемкий дизайн и низкую производительность для выполнения транзакций в цепочке, но с некоторыми оговорками. Например, подавляющая часть майнинга Биткойна производится с использованием возобновляемых источников энергии, и балансирование затрат на энергию с общей стоимостью Биткойна и накоплением богатства является сложной задачей. Тем не менее, PoW — это значительное нововведение в области вычислительной техники и теории игр.

Модель PoW

Биткойн — это мера безопасности, которая представляет собой сочетание стимулов теории игр, распределенных вычислений, социального консенсуса, рыночной экономики и криптографических доказательств. Это инновация, которая позволяет блокчейну функционировать с безопасным, устойчивым, распределенным консенсусом, и более чем десятилетнее существование Биткойна является убедительным доказательством этого.

Proof of Work vs Proof of Stake: базовое руководство по майнингу

Proof of Work vs Proof of Stake: недавно вы, возможно, слышали об идее перейти от консенсуса Ethereum, основанного на системе Proof of Work (PoW), к системе, основанной на так называемом Proof of Stake.

В этой статье я объясню вам основные различия между Proof of Work и Proof of Stake и дам вам определение майнинга или процесса выпуска новых цифровых валют через сеть.

Кроме того, что изменится в методах майнинга, если сообщество Ethereum решит осуществить переход от «работы» к «ставке»?

Эта статья должна быть основным руководством для понимания указанной выше проблемы. Если вы ищете более подробное пошаговое руководство, ознакомьтесь с нашими курсами по блокчейну на Ethereum.

Что такое подтверждение работы?

Прежде всего, давайте начнем с основных определений.

Доказательство работы — это протокол, основной целью которого является предотвращение кибератак, таких как распределенная атака типа «отказ в обслуживании» (DDoS), цель которой исчерпать ресурсы компьютерной системы путем отправки нескольких поддельных запросов.

Концепция Proof of Work существовала еще до биткойна, но Сатоши Накамото применил этот метод к своей цифровой валюте — мы до сих пор не знаем, кто такой Накамото на самом деле — цифровой валюте, революционизирующей способ проведения традиционных транзакций.

Фактически, идея PoW была первоначально опубликована Синтией Дворк и Мони Наор еще в 1993 году, но термин «доказательство работы» был придуман Маркусом Якобссоном и Ари Джуэлсом в документе, опубликованном в 1999 году.

Но, возвращаясь к сегодняшнему дню, Proof of work, возможно, является самой большой идеей, лежащей в основе белой книги Накамото о биткойнах, опубликованной еще в 2008 году, потому что она допускает ненадежный и распределенный консенсус.

Что такое ненадежный и распределенный консенсус?

Ненадежная распределенная система консенсуса означает, что если вы хотите отправлять и / или получать деньги от кого-то, вам не нужно доверять сторонним сервисам.

Когда вы используете традиционные способы оплаты, вам необходимо довериться третьей стороне, которая установит вашу транзакцию (например, Visa, Mastercard, PayPal, банки). Они ведут свой личный реестр, в котором хранится история транзакций и балансы каждой учетной записи.

Типичный пример, который лучше объясняет это поведение, следующий: если Алиса отправила Бобу 100 долларов, доверенная сторонняя служба дебетует счет Алисы и кредитует счет Боба, поэтому они оба должны доверять этой третьей стороне, чтобы она поступила правильно. предмет.

С биткойнами и несколькими другими цифровыми валютами у каждого есть копия реестра (блокчейн), поэтому никто не должен доверять третьим лицам, потому что любой может напрямую проверить написанную информацию.

Доказательство работы и добыча

Если заглянуть глубже, доказательство работы — это требование для определения дорогостоящих компьютерных вычислений, также называемых майнингом, которые необходимо выполнить для создания новой группы ненадежных транзакций (так называемый блок) в распределенном реестре, называемом блокчейн.

Горное дело служит двум целям:

Для проверки законности транзакции или избежания так называемого двойного расходования средств;
Для создания новых цифровых валют путем вознаграждения майнеров за выполнение предыдущей задачи.

Когда вы хотите установить транзакцию, это происходит за кулисами:

Транзакции объединяются в то, что мы называем блоком;
Майнеры проверяют, что транзакции в каждом блоке являются законными;
Для этого майнеры должны решить математическую задачу, известную как проблема доказательства работы;
Награда дается первому майнеру, решившему каждую проблему блоков;
Проверенные транзакции хранятся в публичной цепочке блоков

У этой «математической головоломки» есть ключевая особенность: асимметрия.Фактически, работа со стороны запрашивающей стороны должна быть умеренно сложной, но ее легко проверить в сети. Эта идея также известна как функция стоимости ЦП, задача клиента, вычислительная головоломка или функция ценообразования ЦП.

Все сетевые майнеры соревнуются за то, чтобы первыми найти решение математической проблемы, касающейся блока-кандидата, проблемы, которая не может быть решена другими способами, кроме грубой силы, поэтому, по сути, требует огромного количества попыток.

Когда майнер, наконец, находит правильное решение, он объявляет о нем всей сети одновременно, получая приз в криптовалюте (вознаграждение), предусмотренный протоколом.

С технической точки зрения процесс майнинга представляет собой операцию обратного хеширования: он определяет число (одноразовый номер), поэтому алгоритм криптографического хеширования данных блока дает результат меньше заданного порога.

Этот порог, называемый сложностью, определяет конкурентный характер майнинга: чем больше вычислительных мощностей добавляется к сети, тем выше увеличивается этот параметр, увеличивая также среднее количество вычислений, необходимых для создания нового блока. Этот метод также увеличивает стоимость создания блока, подталкивая майнеров к повышению эффективности своих систем майнинга для поддержания положительного экономического баланса.Это обновление параметра должно происходить примерно каждые 14 дней, а новый блок генерируется каждые 10 минут.

Proof of work используется не только блокчейном биткойнов, но также Ethereum и многими другими блокчейнами.

Некоторые функции системы подтверждения работы отличаются, поскольку созданы специально для каждой цепочки блоков, но теперь я не хочу путать ваши идеи с слишком техническими данными.

Важно понимать, что теперь разработчики Ethereum хотят изменить ситуацию, используя новую систему консенсуса, называемую доказательством доли.

Что такое Proof-of-Stake?

Proof of Stake сделает механизм консенсуса полностью виртуальным. Хотя общий процесс остается таким же, как Proof-of-Work (POW), метод достижения конечной цели совершенно иной. В POW майнеры решают криптографически сложные головоломки, используя свои вычислительные ресурсы.

В POS вместо майнеров есть валидаторы. Валидаторы блокируют часть своего эфира в качестве доли в экосистеме.После этого валидаторы делают ставки на блоки, которые, по их мнению, будут добавлены в цепочку. Когда блок добавляется, валидаторы получают вознаграждение за блок пропорционально своей ставке.

Почему Ethereum хочет использовать PoS?

Сообщество Ethereum и его создатель Виталик Бутерин планируют провести хард-форк, чтобы перейти от доказательства работы к доказательству доли.

Но почему они хотят переключаться с одного на другое?

В распределенном консенсусе, основанном на доказательстве работы, майнерам нужно много энергии.Для одной биткойн-транзакции требовалось столько же электроэнергии, сколько для питания 1,57 американских домашних хозяйств в течение одного дня (данные за 2015 год).

И эти затраты на электроэнергию оплачиваются фиатной валютой, что приводит к постоянному понижающему давлению на стоимость цифровой валюты.

В недавнем исследовании эксперты утверждали, что транзакции с биткойнами могут потреблять столько же электроэнергии, сколько Дания к 2020 году.

Разработчики очень обеспокоены этой проблемой, и сообщество Ethereum хочет использовать метод доказательства доли для более зеленой и дешевой распределенной формы консенсуса.

Кроме того, вознаграждения за создание нового блока разные: с Proof-of-Work майнер потенциально может не владеть никакой цифровой валютой, которую он / она добывает.

В Proof-of-Stake подделывателями всегда являются те, кто владеет отчеканенными монетами.

Как выбираются фальсификаторы?

Если Casper (новый протокол консенсуса доказательства доли) будет реализован, будет существовать пул валидаторов. Пользователи могут присоединиться к этому пулу, чтобы стать фальсификатором. Этот процесс будет доступен через функцию вызова контракта Casper и отправки эфира — или монеты, которая питает сеть Ethereum — вместе с ним.

«Через некоторое время вас автоматически вводят в должность», — пояснил сам Виталик Бутерин в своем посте на Reddit.

«Нет схемы приоритетов для включения в сам пул валидаторов; любой может присоединиться к любому раунду, который пожелает, независимо от количества других участников », — продолжил он.

Вознаграждение каждого валидатора будет «где-то 2-15%», но он еще не уверен.

Кроме того, Бутерин утверждал, что не будет наложенного ограничения на количество активных валидаторов (или фальсификаторов), но он будет регулироваться экономически путем снижения процентной ставки, если валидаторов слишком много, и увеличения вознаграждения, если их слишком мало.

Более безопасная система?

Любая компьютерная система хочет быть свободной от возможности хакерских атак, особенно если услуга связана с деньгами.

Итак, основная проблема: доказательство доли безопаснее, чем доказательство работы?

Это беспокоит экспертов, и в сообществе есть несколько скептиков.

Используя систему Proof-of-Work, злоумышленники исключаются из-за технологических и экономических сдерживающих факторов.

На самом деле программирование атаки на сеть PoW очень дорого, и вам потребуется больше денег, чем вы сможете украсть.

Вместо этого, лежащий в основе алгоритм PoS должен быть максимально надежным, потому что, без особых штрафов, атака на доказательство сети на основе ставок может быть дешевле.

Чтобы решить эту проблему, Бутерин создал протокол Casper, разработав алгоритм, который может использовать определенные обстоятельства, при которых плохой валидатор может потерять свой депозит.

Он объяснил: «Экономическая завершенность достигается в Casper, требуя от валидаторов вносить депозиты для участия, и забирая их депозиты, если протокол определяет, что они действовали каким-либо образом, нарушающим некоторый набор правил (« отсекающие условия »).”

Условия косой черты относятся к вышеуказанным обстоятельствам или законам, которые пользователь не должен нарушать.

Proof of Work vs Proof of Stake: заключение

Благодаря системе PoS валидаторам не нужно использовать свои вычислительные мощности, потому что единственными факторами, влияющими на их шансы, являются общее количество их собственных монет и текущая сложность сети.

Таким образом, этот возможный будущий переход с PoW на PoS может дать следующие преимущества:

Энергосбережение;
Более безопасная сеть, поскольку атаки становятся более дорогостоящими: если хакер захочет купить 51% от общего количества монет, рынок отреагирует быстрым повышением цен.

Таким образом, CASPER будет протоколом гарантийного депозита, основанным на системе экономического консенсуса. Узлы (или валидаторы) должны внести залог, чтобы быть частью консенсуса благодаря созданию новых блоков. Протокол Casper будет определять конкретную сумму вознаграждений, полученных валидаторами, благодаря своему контролю над гарантийными депозитами.

Если один валидатор создает «недействительный» блок, его гарантийный депозит будет удален, как и его привилегия быть частью сетевого консенсуса.

Другими словами, система безопасности Casper основана на чем-то вроде ставок. В системе на основе PoS ставки — это транзакции, которые в соответствии с правилами консенсуса награждают их валидатор денежным призом вместе с каждой цепочкой, на которую валидатор сделал ставку.

Итак, Casper основан на идее, что валидаторы будут делать ставки в соответствии со ставками других и оставлять положительные отзывы, которые могут ускорить достижение консенсуса.

Proof of Work — что это и как работает

Proof of Work — это протокол консенсуса, используемый криптовалютами, включая биткойн, для проверки транзакций, которые происходят в их сетях.Эти сети обычно построены на технологии блокчейн. Блокчейн — это децентрализованный надежный реестр транзакций, которые происходят в сети.

Транзакции подтверждаются сетью компьютеров, находящихся в отдельном владении, с использованием криптографического протокола для оценки точности данных, содержащихся в реестре. Настоящая инновация, лежащая в основе Биткойн и некоторых других криптовалют, заключается в интеграции трех отдельных технологий: децентрализованного реестра, криптографических ключей и Proof of Work.

Подтверждение работы объяснено

Протокол Proof of Work используется в процессе майнинга. Во время этого процесса узлы конкурируют между собой, чтобы убедиться, что информация, содержащаяся в каждом блоке транзакций, является точной. За эти усилия они получают вознаграждение.

Если вам платят 10 долларов за товар, вы признаете ценность этой валюты и доверяете ей, потому что она поддерживается Федеральной резервной системой США. Эти учреждения выступают гарантами стоимости печатаемых ими валют.Протокол Proof of Work делает то же самое для криптовалют. Это гарантирует, что данные, содержащиеся в цепочке блоков, заслуживают доверия, давая узлам сети стимул для проверки точных данных и отклонения ложной информации.

Все это происходит, несмотря на то, что это не поддерживает ни один центральный институт. При использовании в контексте блокчейна он обеспечивает доверие между неизвестными сторонами, поскольку они уверены в достоверности протокола консенсуса.

Как на самом деле работает Proof of Work?

Если я отправлю вам один биткойн, эта транзакция будет зарегистрирована в блоке с другими транзакциями с меткой времени и передана в децентрализованную сеть, где разные машины или майнеры используют свои вычислительные мощности для ее проверки (вместе с остальной частью блока) .

Сетевые узлы проверяют информацию, соревнуясь между собой, чтобы найти решение все более сложных математических загадок. Они представляют решения методом проб и ошибок, пока один из них не найдет правильный номер и не сообщит его остальным машинам. Когда большинство узлов соглашаются с тем, что один майнер решил проблему, консенсус достигается.

За эту работу майнер получает вознаграждение в виде комиссии за транзакцию, а блок транзакций добавляется в децентрализованный общий реестр, где он становится неизменной частью цепочки блоков.Когда эти разные узлы конкурируют, пока не достигнут решения, с которым согласна вся сеть, они расходуют много вычислительной мощности, энергии и времени.

По мере усложнения проблем возрастают и эти затраты, что дает дополнительный стимул не обманывать систему. Зачем вам тратить все силы и деньги на приобретение мощных компьютеров, чтобы потом упустить вознаграждение?

Протокол доказательства работы, который позволяет эту проверку, великолепен с самого начала, потому что он полагается на человеческие интересы, чтобы гарантировать целостность цепочки блоков.Доказательство работы существует, поэтому транзакции не могут быть сфальсифицированы.

Почему важно подтверждение работы?

Proof of Work имеет важное значение, поскольку обеспечивает доверие в ненадежной среде. Когда майнеры соглашаются соревноваться за вознаграждение за получение следующего блока, они неявно соглашаются соблюдать правила этого сообщества узлов, вместо этого манипулируя блокчейном в своих целях.

За счет увеличения сложности проверки каждого блока этот протокол исключает чрезмерную добычу полезных ископаемых.Он сохраняет предложение криптовалюты и стимулирует майнеров поддерживать работу сети.

Поскольку он использует ограниченные ресурсы, такие как время, вычислительную мощность и энергию, Proof of Work не может быть бесконечно масштабируемым. Это часто вызывает споры.

Альтернативой решению проблемы неэффективности ресурсов, присущей этому протоколу, является механизм консенсуса Proof of Stake (PoS). В этом механизме сеть ценит старшинство и инвестиции в криптовалюту выше вычислительной мощности.Поскольку каждый раз, когда создается новый блок, майнер должен обменивать старые единицы этой криптовалюты на новые, этот майнер будет в более слабом положении, чтобы создать следующий блок.

Это обеспечивает постоянную смену тех, кто добывает каждый блок, а также стимулирует надежность этой криптовалюты, делая крупнейших держателей неотъемлемой частью процесса.

Хотите узнать больше об алгоритмах консенсуса блокчейн? Загрузите это подробное руководство.

Заявление об ограничении ответственности: мнения и мнения, высказанные автором, не должны рассматриваться как финансовый совет.Мы не даем рекомендаций по финансовым продуктам.

conspi.ru - Конспирология - Теория заговора