Proof of Work или PoW, как его обычно называют, – это первый алгоритм консенсуса, который появился для обеспечения безопасности транзакций многих криптовалют и альткоинов, включая такие популярные криптовалюты, как Bitcoin и Ethereum.
Proof of Work существует еще с докриптовалютных времен, и он по-прежнему актуален в некоторых транзакциях, особенно, что касается криптовалют.
Большинство цифровых валют имеют центральный орган, который отслеживает каждого пользователя и количество имеющихся у него денег, однако в таких криптовалютах, как Bitcoin, нет никого отвечающего за транзакции (все транзакции осуществляются при сохранении анонимности пользователей). Именно здесь на помощь приходит Proof-of-Work. Доказательство работы необходимо для того, чтобы цифровая валюта работала без центрального органа, управляющего транзакциями.
Proof of Work – это проверенный механизм консенсуса, который используется для подтверждения участников сети, называемых майнерами, которые вычисляют правильные буквенно-цифровые коды, называемые хэшами, для проверки транзакций Bitcoin и добавления следующего блока в блокчейн.
Pow может добиться этого благодаря тому, что другие участники сети транзакций подтверждают необходимое количество вычислительной мощности, использованной майнером, которому приписывается вычисление достоверного хэша.
Чтобы не усложнять, Proof of Work работает рука об руку с блокчейном; это позволяет всем криптовалютам работать на блоке и цепочке, что является генезисом того, как она функционирует должным образом. Каждая проведенная криптовалютная транзакция обычно записывается в блок, который затем далее связан с цепочкой, которая управляет и записывает все проведенные транзакции в безопасную децентрализованную технологию, называемую блокчейн, с меткой времени.
Каждая криптовалютная монета имеет свой собственный блокчейн, хранящий записи о транзакциях и находящийся в публичном режиме просмотра. Блокчейн для Bitcoin не работает для блокчейна Ethereum и наоборот. Вы можете удивиться, почему люди должны сидеть и посвящать свое время проверке транзакций в блокчейне. С одной стороны, это отнимает много времени, а с другой – нет. Блокчейн, несомненно, очень сложен в техническом плане, но его конечным результатом является цифровая книга криптовалютных транзакций, которую довольно сложно подделать хакерам.
Proof of Work и Proof of Stake в криптовалюте
Эти два алгоритма широко используются для проверки и подтверждения транзакций перед добавлением каждой из них в блокчейн, причем Proof of Work существует уже давно, еще до эры криптовалют, а Proof of Stake – относительно недавно. Каждая криптовалюта использует либо доказательство работы, либо доказательство доли для проверки и подтверждения своих транзакций.
Доказательство работы в криптовалюте – это способ проверки транзакций, который работает на Blockchain. Для этого требуется компьютер, участвующий в распределенной сети механизма, чтобы решить и проверить алгоритм Blockchain, который затем добавляется в книгу Blockchain.
Каждый компьютер, участвующий в распределенной сети механизма, который решает этот алгоритм, обычно получает небольшое вознаграждение в криптовалюте за каждую успешно выполненную задачу. Несомненно, такая форма проверки доказательства работы обычно утомительна и требует больших затрат энергии (электричества), но ее конечный результат и уровень безопасности делают ее надежным и доверенным средством проверки.
Без любого из механизмов верификации невозможно добавить в блокчейн новые проверенные блоки. Proof-of-work является необходимой частью криптовалютной транзакции при добавлении новых и проверенных блоков в блокчейн (Bitcoin). Блоки создаются майнерами, когда они успешно решают головоломку, которую автоматически создает система Proof of Work , когда инициируется транзакция. Каждый раз, когда майнер успешно выполняет поставленную задачу, новый блок принимается механизированной сетью. Обычно это происходит каждый раз, когда майнер приходит с новым победным доказательством работы, примерно каждые 10 минут.
Термин “work” первоначально означал решение очень сложных математических задач, а “proof” в данном термине означает результат. Компьютеры по всему миру, которые подключаются к сети в качестве майнеров, стараются как можно быстрее решить эти сложные математические задачи из блокчейна (доказательство работы), соревнуясь друг с другом в решении головоломки, тем самым зарабатывая право на проверку следующего блока криптовалютных транзакций. Майнер (то есть компьютер) в сети, который получает право проверить блок в сети, получает вознаграждение, которое выплачивается в криптовалюте; и этот цикл продолжается при каждой транзакции, которая проходит через сеть Proof of Work.
В сети Proof of Work крайне сложно изменить любой аспект блокчейна, поскольку такое изменение потребует от майнера повторной добычи всех последующих блоков, что стало возможным благодаря дороговизне/высокой стоимости его аппаратного обеспечения. Кроме того, пользователю или пулу пользователей proof of work сложно монополизировать вычислительную мощность механизированной сети, поскольку оборудование и мощность, необходимые для выполнения хэш-функций, стоят дорого.
Хэш-функция в этой задаче не может быть отменена или переделана в любой форме, это означает, что хэш-значение не может быть использовано для выяснения исходных данных (тем самым сохраняется анонимность, которую гарантирует криптовалюта). Хеш-значение в криптовалюте — это отпечаток пальца, который обеспечивает аутентификацию и гарантирует отсутствие фальсификации в передаваемых данных, которые уже были обработаны сетью или проверены с помощью механизированной сети. Каждое хэш-значение содержит информацию обо всех предыдущих транзакциях сети.
Хеш-значение в криптовалютной сети всегда должно содержать определенное количество нулевых битов. Если хэш соответствует критериям сложности в сети, то он транслируется другим майнерам в сети (каждый компьютер, участвующий в proof of work, называется майнером). Майнеры генерируют множество хэшей, пока не найдут тот, который соответствует необходимым критериям. Этот повторяющийся процесс проверки известен как майнинг, и это одна из причин, почему доказательство работы требует так много энергии. Для каждого вновь сгенерированного хэша, который появляется в криптосети, он сверяется с текущей сложностью в этой закрытой сети.
Доказательство работы: как это работает
Proof of Work – это метод проверки и отслеживания создания новых криптовалют и транзакций, происходящих на криптовалютной блокчейн. Некоторые криптовалюты, такие как Bitcoin и Ethereum, полагаются на алгоритмы доказательства работы, чтобы помочь решить проблему проверки транзакций соответственно в своих криптосетях.
Proof of Work широко известен в криптовалюте, и это происходит потому, что механизированная сеть верификации в основном ассоциируется с Биткойном, поскольку о ней стало известно публично. Создатель биткоина Сатоши Накамото придумал Proof of Work в блокчейне биткоина для того, чтобы его транзакции проверялись анонимно, тем самым поддерживая главную цель анонимности криптовалюты.
Однако концепция доказательства работы, по сообщениям, существует в мире компьютерных технологий по крайней мере с начала 1990-х годов, а термин “доказательство работы”, как считается, впервые появился в статье компьютерных ученых Ари Джуэлса и Маркуса Якобссона в 1999 году.
В 1997 году Адма Блэк, пионер ранних цифровых активов, изобрел Hashcash – аналогичную систему, на которой основатель Bitcoin Накамото в значительной степени основывает механизм доказательства работы криптовалюты. Hashcash, как сообщается, представляет собой контрмеру против отказа в обслуживании, которая была специально разработана Адамом Бэком в 1997 году. Накамото смог предусмотреть доказательство работы как обязательное средство проверки, которое гарантирует, что атаковать блокчейн Bitcoin становится трудно по мере добавления новых блоков в сеть.
Важно также знать, что на каждое преимущество всегда найдутся недостатки, однако у доказательства работы есть лишь несколько недостатков.
Недостатки Proof of work
- Потребление значительное количество энергии, что обычно приводит к значительным затратам.
- В большинстве случаев для доказательства работы требуется дорогостоящее оборудование, чтобы получить вознаграждение за решение математических задач.
- Отдельным майнерам довольно сложно работать над задачами.
Преимущества Proof of work
- Это чрезвычайно безопасно, транзакции с использованием доказательства работы надежно защищены. Proof of work работает очень хорошо уже более 10 лет.
- За решение каждой задачи майнеры всегда получают вознаграждение в криптовалюте, что позволяет проводить новые транзакции.
- Она широко используется и признана среди криптовалют.
Помимо биткоина, некоторые другие известные криптовалюты, основанные на блокчейне биткоина, также используют доказательство работы для проверки транзакций, примерами таких криптовалют являются Dogecoin, Bitcoin Gold, Litecoin, Bitcoin Cash и некоторые другие. Существуют и другие криптовалюты, не основанные на блокчейне Bitcoin, которые в настоящее время также используют доказательство работы механизированной сети для проверки транзакций, к ним относятся Ethereum, Siacoin, Kadena, Raven Coin и некоторые другие известные криптомонеты.
Несмотря на первоклассную безопасность и простоту использования Proof of work для криптовалют, существует и другой механизм консенсуса, широко известный и принятый среди криптоинноваторов, известный как proof of stake, который также широко используется в криптовалютах. В отличие от proof of work, Proof of stake просто использует сумму криптовалюты, которую издатели блоков готовы внести в качестве страховки от неправильного поведения в сети.
По имеющимся данным, Ethereum планирует перейти на доказательство доли от доказательства работы. Причина, по которой доказательство доли является хорошей копией доказательства работы, заключается в том, что оно сокращает необходимость инвестировать в высокопроизводительное оборудование для майнинга, а также в энергию, связанную с использованием этого оборудования.
Сравнение Proof of Work и Proof of Stake
Что касается процесса валидации: в Proof of Work от майнеров (участвующих компьютеров) требуется только верифицировать блоки, используя свою вычислительную мощность для выполнения любой задачи, тем самым отдавая предпочтение тем, у кого больше/выше компьютерная мощность. В то время как при Proof of Stake компьютерный алгоритм получает возможность выбрать определенного валидатора среди других валидаторов для выполнения задания по верификации блока. Валидаторы, владеющие наибольшей долей криптовалюты, получают больше шансов быть выбранными для выполнения задания, тем самым зарабатывая плату за верификацию блока.
Использовать вычислительные мощности для выполнения протокола Proof of Work для майнинга криптовалюты может любой человек, даже с небольшим балансом криптовалюты или без него. Для протокола Proof of Stake, чтобы участвовать в его деятельности, необходимо иметь больше ресурсов и криптовалютный баланс, чтобы иметь шанс участвовать в задании сети и заработать вознаграждение.
Важно знать, что в системах Proof of Stake майнеры заменяются валидаторами. В ее сети нет ни майнинга, ни майнеров, ни гонок на угадывание хэшей. Вместо этого пользователи системы Proof of Stake выбираются случайным образом, и если их выбрали, они должны предложить или подделать блок. Если блок окажется действительным, они получат криптовалютное вознаграждение, состоящее из сборов от транзакций блока.
Следует также знать, что, хотя Proof of Stake является относительно новой, она имеет ряд преимуществ перед Proof of Work. Одним из наиболее заметных преимуществ является меньший углеродный след, для Proof of Stake нет необходимости в мощных майнинговых фермах, в отличие от Proof of Work. Электроэнергия, потребляемая при доказательстве доли, составляет лишь малую часть того, что потребляется во время операций по доказательству работы.
С учетом высокого уровня развития технологий в современном мире, криптовалюты, несомненно, нуждаются в доказательстве работы, чтобы оставаться актуальными и удовлетворять потребности своих пользователей, так как они в основном децентрализованы и предназначены для работы в качестве одноранговой службы.
Блокчейн криптовалютных сетей требует определенного способа достижения консенсуса и безопасности, и доказательство работы обеспечивает решение, которое работает рука об руку с децентрализованной целью криптовалюты. Proof of Work – это метод проверки, который делает слишком ресурсоемкой попытку обогнать сеть. Без сетевых механизмов доказательства работы или других механизмов доказательства сеть и данные криптовалюты, хранящиеся в блокчейне, становятся уязвимыми для атак или кражи.
С точки зрения безопасности и подлинности данных сетевой механизм Proof of Work значительно превосходит proof of stake. Это объясняется тем, что в Proof of work данные связаны с проверенной историей человеческого выбора, которая не может маневрировать в системе, проверяющей каждую отдельную транзакцию. Система работает с 0% доверия, а 100% транзакций механизма проверяются и записываются участниками сети в публичную бухгалтерскую книгу.
Без сомнения, это высоконадежный механизм консенсуса, который смог выдержать испытание временем и сохранить свою актуальность. В конце концов, с течением времени сеть PoW становится все сложнее и сложнее, до такой степени, что становится невзламываемой, поскольку ее сеть постоянно контролируется ее участниками (майнерами).
Proof of Work выдержала испытание временем, и это стало возможным благодаря сети Биткойн. За последние 13 лет сеть Биткойн ни разу не была взломана или скомпрометирована каким-либо образом или в какой-либо форме. Это самая мощная сеть в мире, которая выдержала испытание временем с точки зрения подлинности, надежности и безопасности сети.
Доказательство работы – это превосходная система, потому что она имеет справедливый, безопасный механизм, который обеспечивает стимулирующие факторы, соответствующие цели сети блокчейн, – безопасность каждой транзакции, сохраняя при этом ее децентрализованную функцию. После завершения транзакция никогда не может быть отменена или изменена.
Энергопотребление Proof of Work также было значительно оптимизировано в течение последних нескольких лет, и теперь для майнинга используется возобновляемая энергия или энергия, которая в противном случае была бы потрачена впустую.
Алгоритм консенсуса Proof of Work в сети Bitcoin и других криптовалютных сетях устранил необходимость для пользователей доверять традиционному банку. В наши дни криптовалюты взяли верх над обычной традиционной банковской системой и взиманием платы за отправку транзакций. Вместо того чтобы хранить транзакции в одном центральном месте, например, в банке, транзакции проводятся в публичной сети для всеобщего обозрения, сохраняя при этом сво