Ce este Proof of Work (PoW)?

Puncte cheie

• Proof of Work (PoW) este un mecanism de consens creat pentru a preveni dublarea cheltuielilor în sistemele de plăți digitale.

• PoW este o parte importantă a procesului de minerit, care adaugă noi blocuri de tranzacții la blockchain și creează noi unități criptomonede.

• Bitcoin și multe alte criptomonede aleg PoW ca metodă de a-și securiza rețelele și datele blockchain.

Introduce

Pe scurt, Proof of Work (PoW) este un mecanism creat pentru a preveni dublarea cheltuielilor în sistemele de plăți digitale. Bitcoin și multe alte criptomonede aleg PoW ca metodă de a-și securiza rețelele și datele blockchain. Astfel de mecanisme sunt adesea numite algoritmi de consens sau mecanisme de consens, deoarece necesită ca mai multe părți să ajungă la consens fără a fi nevoie să aibă încredere unul în celălalt.

Proof of Work a fost primul algoritm de consens care a apărut și rămâne unul dintre cele mai importante împreună cu Proof of Stake (PoS). PoW a fost introdus de Satoshi Nakamoto în cartea albă Bitcoin din 2008, dar tehnologia în sine a fost stabilită cu mult înainte.

HashCash al lui Adam Back a fost un exemplu timpuriu de algoritm Proof of Work în zilele dinaintea criptomonedei. Solicitând expeditorului să facă unele lucrări de calcul înainte de a trimite e-mailul, destinatarul poate reduce primirea de spam. Această operațiune de calcul nu costă aproape nimic pentru expeditorii legitimi, dar necesită foarte mult resurse pentru expeditorii de e-mailuri în masă.

Ce este cheltuieli duble?

Cheltuielile duble sau cheltuielile duble se referă la atunci când aceeași sumă de bani este cheltuită de mai multe ori. Acest termen este folosit aproape exclusiv în domeniul monedelor digitale – pentru că în practică ar fi dificil să cheltuiți de două ori o singură bancnotă de numerar. 

Când plătiți numerar pentru o ceașcă de cafea, veți da casierului numerar pentru a pune în sertarul de numerar. Dar dacă vrei să mergi la cafeneaua de peste drum și să continui să folosești acești bani pentru a plăti o altă ceașcă de cafea, este complet imposibil. Cu toate acestea, în sistemele digitale de numerar, acest lucru este posibil. 

La fel cum folosești copy and paste pentru a copia un fișier pe computer. Puteți trimite cu ușurință același fișier prin e-mail către zeci de persoane. Deoarece moneda digitală este doar date, trebuie să vă asigurați că evitați riscul fraudei de dublu cheltuieli, adică copierea și cheltuirea aceleiași monede în locuri diferite. Un sistem de plată digitală care nu previne frauda cu cheltuieli duble se va prăbuși mai devreme sau mai târziu.

Pentru a înțelege mai bine frauda privind cheltuielile duble, consultați Explicarea cheltuielilor duble.

De ce este necesară dovada muncii?

Dacă ați citit articole despre tehnologia blockchain, veți ști că utilizatorii criptomonedei transmit tranzacții în rețea în mod continuu. Cu toate acestea, aceste tranzacții nu sunt imediat considerate valide. Tranzacțiile sunt valabile atunci când sunt confirmate și adăugate în blockchain.

De exemplu, blockchain-ul Bitcoin funcționează ca o bază de date de tranzacții publice (registru) pe care fiecare utilizator o poate vedea. Pentru a fi mai ușor de imaginat: tu și trei prieteni aveți un notebook pentru a vă urmări tranzacțiile cu bitcoin. Ori de câte ori cineva din grup dorește să transfere valoare, aceasta trebuie înregistrată:

Alice îi plătește lui Bob 5 BTC; Bob îi plătește lui Carol 2 BTC,...

Cu toate acestea, de fiecare dată când efectuați o tranzacție, va trebui să înregistrați sursa fondurilor tranzacției. Deci, dacă Bob plătește Carol 2 BTC, intrarea reală ar fi după cum urmează: 

Bob plătește lui Carol 2 BTC provenind din tranzacția anterioară cu Alice.

Acum, avem o modalitate de a urmări unitățile de BTC. Dacă Bob încearcă să facă o altă tranzacție folosind aceleași 2 BTC pe care tocmai i-a trimis lui Carol, toată lumea va ști imediat și echipa nu va permite ca această tranzacție să fie adăugată în registru, deoarece acele 2 BTC sunt deja creditate la tranzacția inițială.

Cu toate acestea, această metodă poate funcționa bine doar într-un grup mic. Cu un grup mic în care toată lumea se cunoaște bine, este mai ușor să cădeți de acord asupra cine ar trebui să adauge tranzacții în cărți. Dacă vrem un grup de 10.000 de participanți? Folosirea unui caiet va fi dificil de aplicat, deoarece nimeni nu vrea să aibă încredere doar într-un străin pentru a gestiona caietul.

Acesta este momentul în care Proof of Work intră în joc. Se asigură că utilizatorii nu cheltuiesc bani pe care nu au dreptul să-i cheltuiască. Folosind o combinație de teoria jocurilor și criptografie, algoritmul PoW permite oricui să actualizeze blockchain-ul conform regulilor sistemului.

Cum funcționează PoW?

Imaginați-vă că registrul din exemplul de mai sus este un blockchain. Dar, în loc să adăugăm tranzacții una câte una, le grupăm în blocuri. Anunțăm tranzacțiile către rețea și apoi generatorii de blocuri le includ într-un bloc candidat. Tranzacțiile vor fi considerate valide numai atunci când blocul candidat devine un bloc confirmat, adică a fost adăugat în baza de date blockchain.

Procesul de validare a tranzacțiilor și de adăugare de noi blocuri se numește mining. Este scump și dificil, dar aduce și multe beneficii. Recompensele bloc sunt generate din comisioanele de tranzacție de la utilizatori și bitcoini noi, creați de protocol. 

Mecanismul Proof of Work solicită minerii (utilizatorii care creează blocuri) să investească resurse, cum ar fi electricitate și computere puternice, să trimită datele blocului candidat până când se găsește o soluție la puzzle.

Hasharea datelor unui bloc înseamnă trecerea lor printr-o funcție hash pentru a crea un lanț hash al blocului. Șirul hash al blocului acționează ca o „amprentă” – este o identitate pentru datele de intrare și este unică pentru fiecare bloc.

Cu alte cuvinte, minerii trebuie să verifice și să colecteze tranzacțiile în așteptare, să le organizeze într-un bloc candidat și să introducă datele blocului într-o funcție hash pentru a crea un lanț hash valid. Dacă găsesc un hash valid pentru blocul lor candidat, îl difuzează în rețea, adaugă blocul în blockchain și colectează recompense pentru minerit.

Când un miner își difuzează blocul candidat și lanțul hash în rețea, alți participanți la rețea repetă procesul de hashing pentru a verifica dacă rezultatul este într-adevăr valid. 

Deși sunt necesare nenumărate încercări de hash pentru a găsi un șir hash valid, este dificil pentru oricine să confirme că șirul hash generat este corect. Pur și simplu trimit aceeași intrare (blochează date) prin funcția hash și verifică dacă ieșirea este aceeași.

În Proof of Work, trebuie să furnizați date al căror hash corespunde anumitor condiții. Dar nimeni nu știe cum să atingă aceste condiții. Singura modalitate este să vă transmiteți datele printr-o funcție hash și să verificați dacă datele corespund condițiilor. În caz contrar, va trebui să vă schimbați puțin datele pentru a obține un hash diferit. Schimbarea chiar și a unui caracter din datele dvs. va avea ca rezultat un rezultat complet diferit, așa că nu există nicio modalitate de a prezice care ar putea fi rezultatul.

Prin urmare, dacă doriți să creați un bloc, sunteți pregătit pentru un joc de ghicituri. În mod obișnuit, luați informații despre toate tranzacțiile pe care doriți să le adăugați și alte date importante, apoi le puneți pe toate împreună. Dar, deoarece setul de date nu se va schimba, trebuie să adăugați o informație care se poate modifica. În caz contrar, veți obține întotdeauna același hash de ieșire. Aceste date variabile sunt ceea ce numim un nonce. Este un număr pe care îl vei schimba cu fiecare încercare, așa că vei obține un hash diferit de fiecare dată.

Pe scurt, mineritul este procesul de colectare a datelor blockchain și de hashing împreună cu un nonce până când găsiți un anumit șir hash. Dacă găsiți un lanț hash care îndeplinește condițiile stabilite de protocol, veți avea dreptul să difuzați noul bloc în rețea. În acest moment, alți participanți ai rețelei își actualizează blockchain-ul pentru a adăuga noi blocuri.

Pentru criptomonedele majore de astăzi, condițiile sunt extrem de greu de îndeplinit. Cu cât rata hash este mai mare în rețea, cu atât este mai greu să găsești un cod hash valid. Acest lucru se face pentru a se asigura că blocurile nu sunt găsite prea repede.

După cum s-ar putea imagina, încercarea de a ghici un număr mare de hashuri poate fi costisitoare pentru resursele computerului dvs. Risipești cicluri de calcul și energie electrică. Dar protocolul vă va recompensa cu criptomonede dacă găsiți un șir hash valid.

Să recapitulăm ceea ce știm până acum:

• Exploatarea este dificilă și costisitoare, dar asigură securitatea rețelei.

• Minerii care produc un bloc valid vor fi recompensați cu criptomonede și taxe de tranzacție recent lansate.

• Generarea unui șir hash valid necesită timp, dar alți utilizatori pot verifica cu ușurință validitatea acestuia repetând procesul de hashing.

Simplu este asta. Dar dacă înșeli? Ce vă împiedică să injectați o grămadă de tranzacții frauduloase în bloc și să creați un hash valid?

Aici intervine criptografia cu cheie publică. Nu vom intra în prea multe detalii în acest articol, dar să vedem Ce este Criptografia cu cheie publică? pentru o viziune mai cuprinzătoare. Pe scurt, există câteva trucuri criptografice care permit oricărui utilizator să verifice dacă cineva are autoritatea de a muta banii pe care încearcă să-i cheltuiască.

Când creați o tranzacție, vă semnați semnătura. Oricine online poate compara semnătura dvs. cu cheia dvs. publică și poate verifica dacă se potrivesc. Ei vor verifica, de asemenea, dacă puteți cheltui banii și dacă intrările dvs. totale sunt mai mari decât rezultatele totale (adică nu cheltuiți mai mult decât aveți).

Orice blocare care conține tranzacții invalide va fi respins automat de rețea. Va fi foarte scump dacă vrei să înșeli. Îți vei irosi propriile resurse fără nicio recompensă.

Acesta este lucrul bun despre Proof of Work: te costă bani dacă trișezi intenționat, dar este profitabil când ești sincer. Așadar, orice miner sănătos va căuta o rentabilitate a investiției sale, așa că se va comporta într-un mod care este mai probabil să genereze venituri.

Comparați două mecanisme de consens Proof of Work (PoW) și Proof of Stake (PoS)

Există mulți algoritmi de consens în afară de PoW, dar unul dintre cei mai populari este Proof of Stake (PoS). Acest concept există din 2011 și a fost implementat în Ethereum și în alte câteva protocoale.

În sistemul Proof of Stake, minerii sunt înlocuiți cu validatori. Nu este implicat nicio minare și nicio cursă pentru a ghici hashes-urile. În schimb, utilizatorii sunt selectați la întâmplare – dacă sunt selectați, trebuie să propună (sau să „falsească”) un bloc. Dacă blocul este valabil, vor primi o recompensă formată din comisioane din tranzacțiile blocului.

Cu toate acestea, nu poate fi selectat orice utilizator – protocolul îi selectează pe baza mai multor factori. Pentru a fi eligibili să participe, participanții trebuie să blocheze o miză, care este o sumă predeterminată din principalul blockchain-ului. Miza este ca o cauțiune: la fel cum inculpații plătesc sume mari de bani pentru a se asigura că nu sar peste proces, validatorii blochează mize pentru a se asigura că nu există fraudă. Dacă acţionează necinstit, miza lor (sau o parte din ea) va fi luată.

Proof of Stake are mai multe avantaje în comparație cu Proof of Work. Cel mai notabil avantaj este amprenta de carbon mai mică – deoarece nu este nevoie de ferme miniere de mare putere în PoS, consumul de energie electrică este o fracțiune din cel consumat în PoW. 

Cu toate acestea, PoS nu are același istoric ca PoW. Deși poate fi considerat o risipă, mineritul este singurul algoritm de consens care a funcționat eficient de peste un deceniu. De la lansare, PoW al Bitcoin a asigurat tranzacții în valoare de trilioane de dolari. Pentru a spune cu siguranță dacă PoS poate concura cu securitatea sa, staking-ul trebuie testat corespunzător pe perioade lungi de timp.

rezumat

Proof of Work este soluția originală la problema cheltuielilor duble și s-a dovedit a fi fiabilă și sigură. Bitcoin a demonstrat că nu avem nevoie de entități centralizate pentru a preveni cheltuirea aceiași bani de două ori. Prin utilizarea inteligentă a criptografiei, a funcțiilor hash și a teoriei jocurilor, participanții într-un mediu descentralizat pot conveni asupra stării unei baze de date financiare.

Citeşte mai mult:

• Ce este mineritul criptomonedelor și cum funcționează?

• Ce este criptografia cu cheie publică?

• Ce este algoritmul de consens Blockchain?

Exonerare de responsabilitate: Acest conținut vă este furnizat „ca atare” numai pentru informații generale și în scopuri educaționale, fără reprezentare sau garanție de niciun fel. Nu ar trebui să fie interpretat ca un sfat financiar, juridic sau de altă natură profesională și nici nu este intenționat ca o recomandare de a cumpăra un anumit produs sau serviciu. Ar trebui să solicitați propriul sfat de la consilierii profesioniști corespunzători. În cazurile în care articolele sunt contribuite de colaboratori terți, vă rugăm să rețineți că opiniile exprimate aparțin contribuitorului terț și nu reflectă neapărat punctele de vedere ale Academiei Binance. Vă rugăm să citiți declinul nostru complet aici pentru mai multe detalii. Prețurile activelor digitale pot fluctua. Valoarea investiției dvs. poate să scadă și să crească și este posibil să nu primiți înapoi suma pe care ați investit-o. Sunteți singurul responsabil pentru deciziile dvs. de investiții, iar Academia Binance nu este responsabilă pentru pierderile pe care le puteți suferi. Acest material nu trebuie interpretat ca sfaturi financiare, juridice sau alte sfaturi profesionale. Pentru mai multe informații, consultați Termenii de utilizare și Avertismentul privind riscurile.