Galvenie punkti
Proof of Work (PoW) ir vienprātības mehānisms, kas paredzēts, lai novērstu dubultu tēriņu izmantošanu digitālo maksājumu sistēmās.
PoW ir galvenā ieguves sastāvdaļa, kas ietver darījumu bloku pievienošanu blokķēdei un jaunu kriptovalūtas vienību izveidi.
Bitcoin un daudzas citas kriptovalūtas izmanto PoW mehānismu, lai aizsargātu savus blokķēdes tīklus un datus.
Ievads
Īsāk sakot, Proof of Work (PoW) ir mehānisms, kas izstrādāts, lai novērstu dubultus tēriņus digitālo maksājumu sistēmās. Bitcoin un daudzas citas kriptovalūtas izmanto PoW, lai aizsargātu savus blokķēdes tīklus un datus. Šādus elementus sauc par konsensa mehānismiem vai algoritmiem, jo tie ļauj vairākām pusēm panākt vienprātību, neuzticoties viena otrai.
Darba pierādīšana bija pirmais vienprātības algoritms un joprojām ir viens no svarīgākajiem kopā ar Proof of Stake (PoS). PoW 2008. gadā ieviesa Satoši Nakamoto izdevumā Bitcoin, taču pati tehnoloģija tika ierosināta ilgi pirms tam.
Agrīns Proof of Work algoritma izmantošanas piemērs ir Adam Back HashCash sistēma, kas parādījās vēl pirms kriptovalūtām. Neliels aprēķinu skaits pirms e-pasta nosūtīšanas ir samazinājis surogātpasta daudzumu. Šādi aprēķini vidusmēra sūtītājam praktiski neko nemaksā, taču ievērojami sarežģī lielapjoma pasta sūtīšanas procesu.
Kas ir dubulti izdevumi?
Divkārši tēriņi rodas, ja vieni un tie paši līdzekļi tiek iztērēti vairāk nekā vienu reizi. Šis termins gandrīz vienmēr tiek lietots saistībā ar digitālo valūtu, jo reālajā dzīvē ir grūti iedomāties situāciju, kurā viena un tā pati nauda tiek iztērēta divas reizes.
Piemēram, pērkot kafiju, jūs nododat naudu kasierei, kura to ieliek kasē. Jūs nevarēsit doties uz citu kafejnīcu un samaksāt par otru kafiju ar tādu pašu rēķinu. Tomēr digitālajās naudas sistēmās tas ir iespējams.
Jūs, iespējams, jau esat nokopējis failus savā datorā. To pašu failu var viegli nosūtīt desmitiem cilvēku. Un tā kā digitālā nauda ir tikai dati, ir jāizslēdz iespēja dubultot tēriņus, tas ir, kopēt un nosūtīt vienas un tās pašas vienības dažādās vietās. Ja digitālā maksājumu sistēma nevar novērst dubultu tēriņu, tā ātri sabruks.
Lai uzzinātu vairāk par dubultiem tēriņiem, skatiet rakstu Kas ir dubultie tēriņi.
Kāpēc ir nepieciešams darba apliecinājums?
Ja jau esat izlasījis mūsu blokķēdes ceļvedi, tad zināt, ka kriptovalūtas lietotāji pārraida darījumus tīklā. Bet darījumi nekļūst spēkā uzreiz, bet tikai pēc pārbaudes un pievienošanas blokķēdei.
Piemēram, Bitcoin blokķēde darbojas kā publiska darījumu datu bāze (reģistrs), kuru var apskatīt jebkurš lietotājs. Pieņemsim, ka jums un trim jūsu draugiem ir piezīmju grāmatiņa, kurā pierakstāt savus Bitcoin darījumus. Ja kāds no jums vēlas pārskaitīt līdzekļus, viņš savā piezīmju grāmatiņā ierakstīs:
Alise maksā Bobam 5 BTC. Bobs maksā Carol 2 BTC un tā tālāk.
Veicot katru pārskaitījumu, jāatsaucas uz iepriekšējo darījumu, no kura tika saņemti līdzekļi. Tas ir, kad Bobs nodod 2 BTC Kerolai, ieraksts izskatās šādi:
Bobs pārskaita Kerolai 2 BTC no iepriekšējā darījuma ar Alisi.
Tādā veidā mēs varam izsekot visiem BTC pārskaitījumiem. Ja Bobs mēģinās veikt citu darījumu, izmantojot tos pašus 2 BTC, kurus viņš tikko nosūtīja Kerolai, visi par to uzreiz uzzinās. Grupa neļaus viņam ierakstīt šādu darījumu piezīmju grāmatiņā, jo viņš jau ir iztērējis šos 2 BTC.
Šāda sistēma var labi darboties nelielā cilvēku grupā, kur visi dalībnieki viens otru labi pazīst, jo viņiem būs vieglāk vienoties par to, kurš no viņiem būs atbildīgs par darījumu pievienošanu vispārējam sarakstam. Bet ko darīt, ja mēs vēlamies savākt 10 000 dalībnieku grupu? Ideja par piezīmju grāmatiņas izmantošanu nav piemērota, jo neviens neuzticētu svešiniekam pārvaldīt šādu finanšu grāmatu.
Tāpēc ir nepieciešams darba pierādījuma algoritms. Tas nodrošina, ka lietotāji netērē naudu, ko viņi nevar tērēt. Izmantojot spēļu teoriju kopā ar kriptogrāfiju, algoritms ļauj jebkuram lietotājam atjaunināt blokķēdi saskaņā ar sistēmas noteikumiem.
Kā PoW darbojas?
Padomājiet par piezīmju bloku iepriekš minētajā piemērā kā par blokķēdi. Taču transakcijas sistēmai netiek pievienotas pa vienai, bet tiek apvienotas blokos. Lietotāji, kuri izveido bloku, iekļauj transakcijas kandidātu blokā. Darījumi tiks uzskatīti par derīgiem tikai pēc kandidāta bloka apstiprināšanas un pievienošanas blokķēdes datubāzei.
Darījumu apstiprināšanas un jaunu bloku pievienošanas procesu sauc par ieguvi. Tas ir diezgan sarežģīts un prasa izmaksas, taču var gūt peļņu bloka atlīdzības veidā. Tas sastāv no transakciju maksām un jauniem protokola radītiem bitkoiniem.
Darba pierādījuma mehānisms prasa, lai kalnračs (lietotājs, kurš izveido bloku) ieguldītu resursus (elektrību un skaitļošanas jaudu) kandidāta bloka datu jaukšanā, līdz tiek atrasts risinājums.
Bloka jaukšana ietver jaukšanas funkciju, lai ģenerētu jaucējfunkciju. Bloka hash darbojas kā “pirkstu nospiedums” un kalpo kā identifikators ievades datiem, kas ir unikāli katram blokam.
Citiem vārdiem sakot, kalnračiem ir jāpārbauda un jāapkopo neapstiprinātie darījumi, pēc tam tie jāapvieno kandidātu blokā un jāpalaiž bloka dati, izmantojot jaucējfunkciju, lai iegūtu pareizo jaucējfunkciju. Ja kalnračim izdodas atrast pareizo jaucējfunkciju savam kandidāta blokam, viņš to iesniegs tīklam, pievienos bloku blokķēdei un saņems ieguves atlīdzību.
Kad kalnracis tīklā ir iesniedzis kandidātbloku un jaucējkodu, citi tīkla dalībnieki atkārtos jaukšanas procesu, lai nodrošinātu rezultāta derīgumu.
Pareizā jaucējkoda atrašana prasa milzīgu skaitu mēģinājumu, taču gatavā jaucējkoda pareizības pārbaude ir diezgan vienkārša. Lai to izdarītu, jums vienkārši jānodod tie paši ievades dati (bloķēšanas dati), izmantojot jaucējfunkciju, un jāpārbauda, vai rezultāts atbilst.
Darba apliecinājumā jums ir jānorāda dati, kuru jaukšana atbilst noteiktiem protokolā izklāstītajiem noteikumiem, ja nezināt, kā tos tieši izgūt. Vienīgā iespēja ir palaist datus, izmantojot jaucējfunkciju, un pārbaudīt, vai tie atbilst nosacījumiem. Ja nav atbilstības, jums būs jāmaina dati, lai iegūtu citu jaucējfunkciju. Mainot pat vienu rakstzīmi savos datos, tiks iegūts pavisam cits rezultāts, šī iemesla dēļ nav iespējams vienkārši paredzēt, kāda varētu būt izvade.
Tātad, lai izveidotu bloku, jums jāaprēķina hash. Lai to izdarītu, lietotājs sajauc informāciju par visiem darījumiem, kas jāpievieno blokiem, un dažiem citiem datiem. Bet, tā kā datu kopa nemainās, lietotājs pievieno informāciju, kas kļūs par mainīgo. Pretējā gadījumā izvade vienmēr būs viena un tā pati hash. Šos mainīgos datus sauc par nonce. Tie tiek mainīti katrā mēģinājumā iegūt jaunu jaucējkodu.
Tātad ieguve ir blokķēdes datu savākšanas un jaukšanas process kopā ar vienreizēju kodu, līdz atrodat piemērotu jaucējfunkciju. Ja atrodat jaucēju, kas atbilst protokola nosacījumiem, jūs iegūstat tiesības pārraidīt tīklā jaunu bloku. Šajā brīdī citiem tīkla dalībniekiem ir jāatjaunina savas blokķēdes, lai iekļautu jauno bloku.
Lielāko kriptovalūtu izvirzītos nosacījumus ir neticami grūti izpildīt. Jo augstāks ir tīkla hashrate, jo grūtāk ir atrast derīgu jaucējkodu. Tas tiek darīts, lai novērstu bloku ģenerēšanu pārāk ātri.
Regulāri mēģinājumi uzminēt milzīgu jaucēju skaitu ir dārgi, jo tiek izšķērdēts milzīgs daudzums skaitļošanas resursu un elektroenerģijas. Tomēr, ja kalnračiem izdodas atrast derīgu hash, protokols viņus apbalvo par darbu.
Apskatīsim, ko mēs apskatījām:
Kalnrūpniecība ir sarežģīts un dārgs process, kas nodrošina tīkla drošību.
Kalnrači, kuri izveido derīgu bloku, tiek atalgoti jaunu kriptovalūtu un darījumu maksu veidā.
Pareizā jaukšanas ģenerēšana aizņem kādu laiku, taču tās precizitāti var viegli un ātri pārbaudīt, atkārtojot jaukšanas procesu.
Bet ko darīt, ja mēģināt apkrāpt sistēmu? Kas jums liedz blokā ievietot virkni krāpniecisku darījumu un izveidot derīgu jaucējkodu?
Šim nolūkam tika izstrādāta publiskās atslēgas kriptogrāfija. Lai uzzinātu vairāk par šo tēmu, skatiet mūsu rakstu Kas ir publiskās atslēgas kriptogrāfija. Īsāk sakot, algoritms izmanto noteiktas kriptogrāfijas metodes, kas ļauj jebkuram lietotājam pārbaudīt atsevišķa tīkla dalībnieka tiesības pārvietot līdzekļus uz citu adresi.
Kad izveidojat darījumu, jūs to parakstāt. Pēc tam jebkurš tīkla dalībnieks var salīdzināt jūsu parakstu ar jūsu publisko atslēgu, lai noskaidrotu, vai tas atbilst. Tas ļauj jums zināt, vai varat iztērēt savus līdzekļus un vai jūsu izdevumi nepārsniedz pieļaujamo summu.
Jebkurš bloks, kas satur nederīgu darījumu, tiks automātiski noraidīts. Mēģinājums apmānīt tīklu jums izmaksās dārgi, jo galu galā jūs tērēsit savus skaitļošanas resursus, nesaņemot par to nekādu atlīdzību.
Šī ir Proof of Work ideja: lietotājiem ir izdevīgāk rīkoties godīgi, nevis mēģināt maldināt sistēmu. Kalnrači cenšas atgūt savus ieguldījumus, tāpēc lielākā daļa ievēro noteikumus, lai gūtu peļņu.
Darba apliecinājums (PoW) vai likmes apliecinājums (PoS)
Bez PoW ir arī daudzi citi konsensa algoritmi, taču viens no populārākajiem ir Proof of Stake (PoS). Tās koncepcija aizsākās 2011. gadā, un tā ir ieviesta Ethereum un vairākos citos protokolos.
Tīklos ar Proof of Stake vienprātību kalnraču lomu spēlē pārbaudītāji, jo protokols nav saistīts ar ieguves procesu un minējumiem. Tā vietā lietotāji tiek atlasīti nejauši, un atlasītajam dalībniekam ir jāierosina jauns bloks. Ja bloks tiek atzīts par derīgu, pārbaudītājs saņems atlīdzību, kas sastāv no transakcijas maksām par šo bloku.
Protokols atlasa jaunu validatoru, pamatojoties uz vairākiem faktoriem. Lai būtu iespēja tikt izvēlētam, jums ir jābloķē daži žetoni, pievienojot tos likmei. Šī summa darbojas kā sava veida nodrošinājums: pārbaudītāji sistēmā bloķē noteiktu skaitu monētu, kuras tiks zaudētas, ja validators mēģinās maldināt sistēmu. Uzliktās monētas tiks konfiscētas, ja pārbaudītājs mēģinās apstiprināt nederīgu bloku.
Apliecināšanai par likmi ir dažas priekšrocības salīdzinājumā ar Proof of Work. Viens no tiem ir mazāks oglekļa pēdas nospiedums. Tas ir saistīts ar faktu, ka Proof of Stake nav nepieciešama jaudīgu kalnrūpniecības fermu uzturēšana, un tāpēc tas patērē daudz mazāk elektroenerģijas nekā Proof of Work.
Tomēr PoS nav tik lieli sasniegumi kā PoW. Lai gan PoW var uzskatīt par izšķērdīgu, ieguve pašlaik ir vienīgais konsensa algoritms, kas ir labi strādājis vairāk nekā desmit gadus. Šajā laikā Bitcoin PoW mehānisms ir droši apstrādājis darījumus triljoniem dolāru vērtībā. PoS protokolam vēl ir jāpierāda sava efektivitāte un konkurētspēja ilgtermiņā.
Noslēgumā
Proof of Work ir uzticams un drošs risinājums dubultu tēriņu problēmai. Bitcoin ir pierādījis, ka tam nav nepieciešamas centralizētas organizācijas. Pareizi izmantojot kriptogrāfiju, hash funkcijas un spēļu teoriju, dalībnieki decentralizētā vidē var paši uzraudzīt visas finanšu datu bāzes pareizu darbību.
Ieteicamā literatūra
Kas ir kriptovalūtas ieguve un kā tā darbojas?
Kas ir publiskās atslēgas kriptogrāfija?
Kas ir blokķēdes konsensa algoritms?
Atruna: tālāk minētie materiāli tiek sniegti “tāds, kādi tie ir” bez jebkāda veida garantijas tikai vispārīgiem uzziņas un izglītojošiem nolūkiem. Šo informāciju nevajadzētu uzskatīt par finanšu konsultāciju, juridisku padomu vai ieteikumu iegādāties kādu konkrētu produktu vai pakalpojumu. Jums pašam jālūdz padoms pie atbilstošiem profesionāliem konsultantiem. Tā kā šo rakstu ir uzrakstījis trešās puses autors, lūdzu, ņemiet vērā, ka izteiktie viedokļi ir trešās puses autora viedokļi un ne vienmēr atspoguļo Binance Academy uzskatus. Lai iegūtu sīkāku informāciju, lūdzu, sekojiet saitei. Digitālo aktīvu vērtība var būt nepastāvīga. Ieguldīto līdzekļu vērtība var pieaugt un kristies. Jūs, iespējams, neatgūsit savus ieguldītos līdzekļus. Jūs esat pilnībā atbildīgs par saviem ieguldījumu lēmumiem. Binance Academy neuzņemas atbildību par jūsu iespējamiem zaudējumiem. Šī informācija nav uzskatāma par finansiālu, juridisku vai profesionālu padomu. Lai uzzinātu vairāk, lūdzu, izlasiet mūsu lietošanas noteikumus un riska izpaušanu.