Proof of Work поддерживает работу сети биткоина. Для новичков в майнинге и биткоине оно может показаться непонятным. В этой статье мы ответим на вопрос "что такое Proof of Work" и расскажем об альтернативах, ограничениях и о том, как оно влияет на вас как на криптовалютного инвестора.
Что такое Proof of Work
Proof of Work - это алгоритм, который защищает различные криптовалюты, включая Bitcoin. Он требует от участников (майнеров) тратить время и усилия на решение математических головоломок для подтверждения транзакций.
У большинства валют есть центральный орган или руководитель, который отслеживает всех пользователей и их балансы. Однако в таких криптовалютах, как Bitcoin, такого органа, контролирующего их, не существует. PoW необходимо для того, чтобы цифровые деньги работали без участия какой-либо фирмы или правительства.
Биткоин - это децентрализованная виртуальная валюта, которая обеспечивает одноранговую передачу стоимости без использования центрального посредника. Она работает на основе протокола, известного как блокчейн.
Почему в биткоине необходим Proof of Work
Создать Proof of Work сложно, дорого и долго. Биткоин безопасен, потому что атаковать сеть вычислительно невозможно.
Для защиты истории транзакций Биткоина требуется Proof of Work, в то время как сложность изменения данных со временем возрастает.
Требованием безопасности является Proof of Work (PoW), которое ограничивает подделку и обеспечивает достоверность. Эта мера безопасности гарантирует, что независимые обработчики данных, известные как майнеры, не могут сфабриковать информацию о транзакции.
Наконец, Proof of Work необходим для разработки распределенных часов, которые позволяют майнерам открыто входить и выходить из сети, сохраняя при этом стабильную скорость работы.
Proof of Work Hashcash
Hashcash - это метод PoW. Первоначально он был разработан для предотвращения почтового спама и атак типа "отказ в обслуживании". Однако сейчас он наиболее известен благодаря использованию в алгоритмах добычи биткоина и других цифровых валют.
Криптовалютная сеть Bitcoin использует отдельную хэш-задачу Proof of Work для поддержки конкурентной добычи Bitcoin, в отличие от Hashcash в почтовых приложениях, которая полагается на то, что получатели вручную устанавливают количество работы, чтобы отговорить мошеннических отправителей.
Майнер Биткоина использует компьютерное программное обеспечение для накопления неподтвержденных транзакций Биткоина от пользователей сети. Их можно объединить в "блок" и заработать майнеру вознаграждение, но сеть примет блок только в том случае, если его хэш соответствует целевому уровню сложности сети.
Как и в случае с Hashcash, майнеры должны использовать грубую силу, чтобы найти "nonce", который создает приемлемый хэш при включении в блок.
Proof of Stake (PoS) в криптовалюте
Согласно концепции Proof of Stake (PoS), человек может подтверждать транзакции блока на основе количества монет, которыми он владеет. Это означает, что чем большим количеством монет владеет "стейкер" или валидатор, тем большей силой он обладает.
Разработчики Ethereum работают над Ethereum 2.0 - набором обновлений, которые будут работать на Proof of Stake и объединятся с основной сетью Ethereum. Proof of Stake в Ethereum 2.0 стремится к тому же результату, что и Proof-of-Work - надежной аутентификации транзакций на блокчейне.
Однако в то время как майнеры PoW направляют на обеспечение безопасности сети аппаратные ресурсы, такие как большие и дорогие компьютеры, валидаторы PoS направляют на это свою криптовалюту.
Чтобы иметь право проверять транзакции в блоке и получать соответствующее вознаграждение в PoS, валидаторы должны заблокировать, или сделать ставку, по крайней мере 32 ETH, которые они не могут потратить. Блокчейн обеспечивает безопасность сети, используя эту заблокированную криптовалюту.
Криптовалютам нужен Proof of Work
Транзакции биткоина шифруются в структуре данных, известной как блокчейн. Объективно, цепочка блоков составляет блокчейн. Блоки, из которых состоят транзакции, генерируются примерно каждые десять минут.
Майнеры упорядочивают транзакции внутри блоков в зависимости от того, какую плату пользователь включает в качестве бонуса. Чем выше вероятность сохранения транзакции, тем выше стоимость. Любой человек может управлять майнинговым узлом, поскольку майнинг - это процесс создания блока. У каждого майнера есть дубликат одного и того же блокчейна.
Блокчейн, как и криптовалютные сети, требует определенного метода достижения консенсуса и безопасности, поскольку они децентрализованы и являются одноранговыми по своей сути. Proof of Work - это один из методов, который делает попытки обогнать сеть ресурсоемкими.
Другие механизмы, такие как Proof of Stake (PoS) и Proof of Burn (PoB), требуют меньше ресурсов, но имеют другие недостатки.
При отсутствии механизма сеть и хранящиеся в ней данные будут уязвимы для атак.
Ограничения Proof of Work
У системы есть два существенных недостатка. Первый недостаток заключается в том, что они тратят энергию, что наносит вред окружающей среде.
Компьютеры потребляют больше электроэнергии для выполнения дополнительной вычислительной работы. Это считается значительным расходом дополнительной энергии.
Тем не менее, биткоин, похоже, не потребляет так много энергии, как нам говорят или учат верить; статистика потребления энергии сетью биткоин говорит об обратном. Согласно отчету о майнинге криптовалют, опубликованному в ноябре 2018 года, около 80% электроэнергии, используемой в майнинге, - это "зеленая" энергия. В некоторых ситуациях майнинг биткоина использует излишки энергии, которые энергосистема страны в противном случае не смогла бы распределить.
Вторым существенным недостатком является безопасность. Proof of Work безопасно только при наличии большой сети майнеров, конкурирующих за вознаграждение за блок. Атака 51% произойдет, если сеть небольшая. Это означает, что хакер может получить большую часть вычислительной мощности сети, если ему удастся собрать 51% хэшрейта майнинга биткоина.
Это может позволить им обойти правила для двойной траты монет и блокировки транзакций. Манипулировать блокчейном Биткоина в сегодняшних условиях практически невозможно. Однако существуют тысячи небольших блокчейнов, работающих по такому же принципу, которые все еще очень уязвимы для атак 51%.
Альтернативы Proof of Work
Существуют и другие альтернативы PoW. Мы рассмотрели стейкинг ранее, вот другие:
- Proof of Burn (PoB)
- Proof of Elapsed Time (PoET)
- Proof of Authority (PoA)
- Proof of Capacity (PoC)
Proof-of-Burn (PoB)
Proof of Burn - это новая альтернатива Proof of Work. Однако она работает на той же платформе.
Процесс прост в исполнении. Вместо того чтобы поместить монету в компьютерное оборудование, владелец сжигает ее. В адрес попадают монеты, которые безвозвратно утеряны. Таким образом, у владельца появляется возможность майнить в системе. Этот процесс основан на случайном выборе.
Чтобы ввести эту систему в действие, майнеры могут сжигать либо родную валюту, либо валюту другой цепочки, например, биткоин. Чем больше биткоина вы сожжете, тем больше вероятность того, что вы попадете в процесс отбора.
Есть и другая сторона аргумента, которая утверждает, что Proof of Burn способствует долгосрочной приверженности проекта и его временным рамкам. Инвесторы, которые держат свои монеты в течение длительного времени, с меньшей вероятностью продадут или потратят свои деньги, что приведет к более высокой стабильности цены на монету.
Хотя сторонники Proof of Burn утверждают, что она не расходует ресурсы, критики утверждают, что она расходует ресурсы в том смысле, что ресурсы, необходимые для создания сожженных монет, теряются.
Как и в случае с PoS, существует также проблема, когда люди, имеющие много валют, продолжают накапливать больше монет. Это проблема того, что богатые становятся еще богаче.
Proof of Burn также известна как система с высоким риском, поскольку не существует гарантии, что пользователь когда-либо восстановит максимальную стоимость уничтоженной монеты.
Slimcoin (SLM) и Counterparty (XCP) используют Proof of Burn для запуска своих токенов.
Proof-of-Elapsed-Time (PoET)
В отличие от Proof of Work, пользователям не нужно решать криптографические головоломки.
Для обеспечения в Proof of Elapsed Time используется TEE (Trusted Execution Environment). Метод консенсуса сети PoET должен обеспечивать два важнейших элемента. Во-первых, метод гарантирует, что участвующие узлы выбирают действительно случайное время, а не более короткое, выбранное участниками специально для победы. Далее, процесс гарантирует, что победитель завершил требуемый период ожидания.
Этот процесс по сути аналогичен методу консенсуса алгоритма Proof of Work (PoW) Биткоина, но без чрезмерного потребления энергии. Вместо того чтобы быть ресурсоемким, он позволяет процессору майнера отдохнуть и перейти к другой деятельности на определенное время, повышая производительность.
Недостатком этого метода является то, что вы должны полагаться на корпорацию Intel, компанию, стоящую за разработкой PoET, что аналогично доверию третьей стороне. В случае с транзакциями биткоина вы избегаете использования третьей стороны.
Proof-of-Authority (PoA)
Proof of Authority (PoA) - это метод консенсуса, который дает возможность ограниченной группе пользователей блокчейна подтверждать транзакции и взаимодействие с сетью и обновлять более или менее распределенный реестр сети.
Она работает следующим образом: одна или несколько проверяющих машин генерируют каждый новый блок транзакций, включенных в блокчейн, в зависимости от выбранной схемы. В зависимости от дизайна Blockchain новый блок может быть одобрен напрямую без проверки, голосованием генераторов блоков или просто большинством голосов.
В настоящее время в VeChain использует такую систему.
Proof-of-Capacity (PoC)
В случае с Proof of Capacity вы платите местом на жестком диске. Большинство альтернативных систем, доступных в настоящее время, работают по принципу "pay-to-play".
Объем жесткого диска, которым вы располагаете, определяет шанс добычи следующего блока и получения бонуса. Это похоже на Proof of Stake, где валидатор с наибольшим количеством монет в кошельке получает вознаграждение.
В Proof of Capacity алгоритм генерирует графики, а графики - это большие наборы данных. На жестком диске сохраняются наборы данных.
Одним из преимуществ Proof of Capacity является значительный уровень диверсификации. Это связано с низкими входными барьерами для приобретения жесткого диска. Они обычно недорогие, что позволяет большему числу майнеров вступать в игру.
Чтобы иметь шанс найти следующий блок в цепочке, необходимо иметь больше участков на жестком диске. Чтобы повысить свои шансы на выбор, необходимо инвестировать в покупку места на жестком диске.
В настоящее время Signum Network, ранее Burstcoin, использует Proof of Capacity.
Заключение
Хотя стоимость этого алгоритма консенсуса заставляет нас рассматривать другие возможные способы подтверждения транзакций и поддержания эффективной работы сети, Proof of Work действительно позволяет защитить биткоин и сеть биткоина от плохих майнеров.
Неудивительно, что различные алгоритмы консенсуса уже используются в различных блокчейн-проектах. Proof of stake является наиболее заметным конкурентом Proof of Work, и он довольно хорошо работает для других криптовалют, в частности для Ethereum. Возможно, биткоин в какой-то момент примет его.
Помните, что инвестирование в биткоин, другие криптовалюты и торговля на биржах сопряжены с риском. Прежде чем делать какие-либо выводы, проявите должную осмотрительность и проведите финансовое исследование рынка цифровых денег.
13.06.2023
