Исследование современных алгоритмов Proof-of-Work тема научной статьи по компьютерным и информационным наукам читайте бесплатно текст научно-исследовательской работы в электронной библиотеке КиберЛенинка

И каждый новый подтверждённый блок содержит в себе информацию о хэше предыдущего блока, что обеспечивает их логическую и криптографическую связь. А поскольку для получения этого нового блока нужно проделать вычислительную работу, то алгоритм и начали называть Proof-of-Work – «подтверждение работы». Все узлы в ней равны, то есть – обладают равными правами и не имеют преимуществ друг перед другом. Активные узлы называются майнерами – именно они и ищут решение уравнения.

Стейкхолдеры могут отдавать свои голоса делегатам, которые осуществляют проверку транзакций, гарантируют неприкосновенность информации и подписывают сгенерированные блоки закрытыми ключами. Механизм Proof of stake (POS) представляет собой алгоритм формирования информационных массивов в блокчейне. Вероятность генерации очередного блока напрямую зависит от числа цифровых монет, находящихся в электронном кошельке пользователя.

В открытой одноранговой сети стандартного исполнения, которую представил миру Сатоши Накамото, каждый узел должен обрабатывать все данные в сети. Если вы сопоставите преимущества и затраты сетей на основе консенсуса PoW, то поймете, что первая чаша весов явно перевешивает. PoW — отличный алгоритм, честный, защищенный и обеспечивающий правильное для развития сети стимулирование. За последние несколько лет энергопотребление Bitcoin значительно снизилось, растет доля возобновляемой энергии и энергии, которая в противном случае была бы утеряна зря. Согласно отчету Global Bitcoin Mining Data, в первом полугодии 2021 года для майнинга биткоина использовались преимущественно возобновляемые источники энергии.

Преимущества и минусы PoW

Стать майнером и / или оператором полного узла может любой желающий. При этом один пользователь может выполнять обе эти роли параллельно. Ниже приведены публикации, раскрывающие принцип работы Proof of Work применительно к криптовалютам. Участники сети, имеющие больше токенов (или средств на их покупку), получают все больший контроль над сетью с каждым новым полученным  токеном.

Поскольку наибольшие затраты в сети Bitcoin идут на электричество, майнеры постоянно ищут самые дешевые и чистые источники энергии, чтобы максимально увеличить прибыль. Чтобы добавить блок в блокчейн с алгоритмом PoW, майнер должен первым найти достоверный хеш этого блока, применяя для этого вычислительные ресурсы своего устройства. Машины, созданные специально для выполнения этой функции (ASIC), способны вычислять триллионы уникальных хешей каждую секунду. Главная идея в том, что держатели монет получают больше вознаграждение от майнинга. Им не выгодно самим взламывать сеть, поскольку они являются держателями монет.

proof of work это

Еще одной проблемой является двойное расходование одних и тех же активов при оплате товаров. Они могут вводить в заблуждение участников системы путем распространения недостоверных рекламных сообщений. После этого блоки начинают публиковаться таким образом, чтобы вычислительные мощности сторонних пулов были потрачены впустую. Пиринговые платежные системы, базирующиеся на технологии POW, могут быть захвачены хакерами. Описанная ситуация возникнет, если преступники возьмут под контроль более половины вычислительных ресурсов компьютерной сети. При таком развитии событий хакеры получат все эмитированные цифровые монеты и смогут блокировать любые транзакции в системе.

Как работает proof-of-work (майнинг)

Причем проверка решения занимает несоизмеримо малое количество времени, по сравнению с поиском ответа. Сеть моментально отметает неверные варианты, пока не увидит верный. Таким образом в блокчейне записываются все совершенные транзакции. Чтобы ни у кого не было возможности внести https://www.xcritical.com/ фальшивую информацию и завладеть чужими деньгами, при подтверждении каждого нового блока сеть должна решить математическую задачу. Только в Proof of Work выполняет задание техника по известному алгоритму. Заранее можно просчитать сложность и примерное время, которое понадобится.

proof of work это

Подобная же система реализована в похожих на биткоин криптовалютах, например, в лайткоине. Ответ на задачу в рамках криптосистемы Proof of Work называется хэшем. По мере развития и роста сети, она сталкивается что такое pow с все большим количеством трудностей. Новые алгоритмы требуют все больших вычислительных мощностей для выполнения требований блокчейна. Соответственно, сложность заданий чувствительная к развитию системы.

Сеть блокчейн и принцип реализации этого алгоритма

Во-втором достаточно купить криптовалюту и держать её на кошельке. И если понятие Proof-Of-Work появился в далеком 1999 году, как защита электронной почты от спама, то PoS имеет более молодую историю. Идея Доказательства доли владения появилась в 2011 году именно для криптовалют, как решение главной проблемы Proof-Of-Work – огромного потребления электроэнергии. Еще один крупный проект, в рамках которого используется алгоритм Proof of Work – Ethereum. А учитывая тот факт, что порядка 3 из 4 современных систем реализовано именно на базе эфириум, а это значит, что у большинства токенов используется консенсус PoW. Тем не менее, PoC+ представляет интересный и инновационный подход к решению некоторых проблем, с которыми сталкиваются существующие механизмы консенсуса.

  • Наконец, Proof of Work необходим для разработки распределенных часов, которые позволяют майнерам открыто входить и выходить из сети, сохраняя при этом стабильную скорость работы.
  • Это позволяет им монополизировать генерирование новых блоков и получение вознаграждения, так как они могут не позволить другим майнерам создавать блоки.
  • 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.
  • Основные его преимущества — защита от DoS-атак и низкое влияние доли криптовалюты в собственности у майнера на возможности добычи.
  • Тем не менее, чтобы сеть работала хорошо и быстро, валидаторы должны запускать софт на весьма мощном железе, с постоянным подключением к сети 24/7 и широким интернет-каналом.

Независимо от объема входных данных (Input) на выходе (Output) получается строка длиной в 256 бит (хэш). Такой метод сильно упрощает хранение огромных массивов данных, которые имеются в случае Биткоина и других криптовалют. Сеть биткоина, основанная на консенсусе PoW, прошла проверку временем уже в течение 13 лет. Это исчерпывающее доказательство того, насколько эффективна эта модель. Сеть, основанная на равенстве, безопасности, децентрализации и консенсусе PoW, обречена на успех. Как я писал выше, PoW — это отличная система, сама по себе поощряющая инновации в том числе и в сфере энергетики.

Это означает, что хакер может получить большую
часть вычислительной мощности сети, если ему удастся собрать 51% хэшрейта майнинга биткоина. Proof of Work чрезвычайно затрудняет изменение любого аспекта блокчейна, поскольку такое изменение потребует повторного майнинга всех последующих блоков. Это также затрудняет монополизацию вычислительной мощности сети для пользователя или группы пользователей, поскольку оборудование и мощность, необходимые для выполнения хэш-функций, являются дорогостоящими. Что касается майнинга, для работы с алгоритмом Proof of Work не важно, сколько средств хранится на кошельке пользователя. Важно, чтобы у него было достаточно вычислительных мощностей, чтобы решить задачу и создать новые блоки.

proof of work это

В статье исследуется современные алгоритмы доказательства выполнения работы (Proof-of-work), их достоинства и недостатки. Главная проблема алгоритма Proof-of-Work – необходимость использования дорогостоящего оборудования (например – видеокарты последнего поколения) и большого количества электроэнергии. И несмотря на суммарную колоссальную вычислительную мощность децентрализованной сети, её нельзя использовать ни для чего другого, кроме как для вычисления одноразового кода. Главным преимуществом технологии POS является энергонезависимость.

Таким образом, хоть Bitcoin и потребляет много энергии, он гораздо более экологичен по сравнению с традиционными фиатными валютами. Переезд финансовых систем в сеть Bitcoin не только сделает их более эффективными и защищенными, но и позволит эффективнее бороться с глобальным потеплением. Алгоритм консенсуса proof-of-stake (PoS) используется блокчейн-сетями как альтернатива алгоритму PoW. В этом алгоритме владельцы криптовалюты лидируют транзакции блоков исходя из принадлежащего им числа монет (токенов). Поэтому консенсус называется proof-of-stake — «доказательство доли владения». Но задачи не должны быть слишком сложными, так как это может значительно увеличить время генерирования блоков.

Главное – иметь большие вычислительные мощности для решения задач и формирования новых блоков. Таким образом, ответственность за принятие всех решений в сети не перекладывается на обладателей крупных капиталов. Ранее в статье про технологию Блокчейн мы рассмотрели, как устроена распределенная система. Узнали что для проверки и подтверждения транзакций в распределенной системе используется автоматизированный процесс – то есть никакой один центральный орган в этом не участвует.

Leave a Reply