Introducere
Proof of Work (deseori abreviat ca „PoW”) este un mecanism de prevenire a problemei dublei cheltuieli. Marea majoritate a criptomonedelor utilizează acest mecanism de algoritm de consens. Numim această abordare un registru sigur criptografic.
Proof-of-work este unul dintre cei mai timpurii algoritmi de consens și este încă în curent în prezent. Satoshi Nakamoto a introdus acest concept în cartea albă Bitcoin lansată în 2008, dar tehnologia în sine fusese concepută mai devreme.
Înainte ca criptomonedele să existe, HashCash al lui Adam Back a fost un exemplu timpuriu al algoritmului de verificare a lucrului. HashCash ameliorează problema spam-ului care îi afectează pe destinatari, solicitând expeditorului să efectueze o cantitate mică de calcule înainte de trimiterea e-mailului. Astfel de calcule sunt aproape fără efort pentru expeditorii obișnuiți, dar pentru cei care trimit cantități mari de e-mail, sarcina crește rapid.
Care este problema cheltuielilor duble?
Cheltuielile duble apar atunci când aceleași fonduri sunt utilizate de mai multe ori. Acest termen este în esență exclusiv în lumea monedelor digitale, deoarece aceeași sumă de numerar nu poate fi plătită de două ori în viața reală. De exemplu, după ce plătiți cafeaua casei, aceasta este blocată în casa de marcat. Este imposibil ca un client să cumpere o altă ceașcă de cafea la cafeneaua de vizavi pentru aceeași sumă de bani.
Acest lucru se poate întâmpla dacă este implementată o schemă de numerar digitală. Cu toții am copiat fișiere de pe computer înainte și putem trimite prin e-mail același fișier către zece, douăzeci sau chiar cincizeci de persoane doar prin copiere și lipire.
Deoarece monedele digitale sunt doar forme de date, trebuie să ne ferim de ceilalți să copieze și să plătească pentru aceeași monedă în altă parte. În caz contrar, sistemul nostru monetar se va prăbuși în curând.
Dacă doriți să aflați mai multe despre problema dublei cheltuieli, vă rugăm să citiți „Explicația detaliată a problemei dublei cheltuieli”.
De ce este necesară dovada muncii?
Dacă ați citit ghidul nostru pentru tehnologia blockchain, veți ști că utilizatorii publică tranzacții în rețea. Dar aceste tranzacții nu sunt efective imediat, ci numai după ce au fost adăugate în blockchain.
Blockchain-ul este o bază de date masivă vizibilă pentru toți utilizatorii, astfel încât toată lumea poate vedea cum au fost folosite fondurile anterior. Imaginează-ți asta: tu și alți trei prieteni împărțiți un bloc de note. Indiferent cine dorește să transfere bani în ce monedă, acestea vor fi înregistrate. De exemplu, Alice îi plătește lui Bob 5 unități de monedă, iar Bob îi plătește lui Carol 2 unități de monedă.
Complicația acestui proces este că sursa fondurilor trebuie menționată la fiecare tranzacție. Prin urmare, dacă Bob îi plătește lui Carol două unități de monedă, sursa fondurilor este de fapt Bob care îi plătește lui Carol două unități de monedă din tranzacția sa anterioară cu Alice.
În acest fel, avem o modalitate de a urmări aceste monede. Dacă Bob încearcă să efectueze o altă tranzacție folosind aceeași unitate de monedă care a fost plătită anterior lui Carol, toată lumea va ști despre asta în curând. Membrii grupului de partajare nu vor permite ca această tranzacție să fie înregistrată în Notepad.
Pentru grupuri mici, această abordare poate funcționa foarte bine. Toată lumea se cunoaște și poate ajunge la un acord asupra cărui prieten va înregistra tranzacția în blocnotes. Ce s-ar întâmpla dacă ar fi un grup de 10.000 de participanți? În acest moment, Notepad-ul nu poate fi extins eficient, la urma urmei, nimeni nu ar avea încredere că un străin va fi responsabil de registru.
Aici intervine dovada muncii. Dovada de lucru asigură că utilizatorii nu au voie să cheltuiască fonduri la care nu au acces. Algoritmul de verificare a sarcinii de lucru combină teoria jocurilor și criptografia pentru a permite tuturor să actualizeze blockchain-ul conform regulilor sistemului.
Cum funcționează dovada muncii?
Blockchain-ul este bloc-notesul pe care l-am menționat mai sus. Dar acum nu adăugăm tranzacții una câte una, ci le ambalăm în blocuri. Publicăm tranzacțiile în rețea, iar utilizatorul care a creat blocul numără apoi tranzacția într-un bloc candidat. Numai atunci când blocul candidat devine un bloc confirmat, tranzacția va intra în vigoare. Adică, tranzacția este adăugată în blockchain.
Cu toate acestea, adăugarea de blocuri nu este ieftină. Dovada muncii presupune ca minerii (utilizatorii care creează blocuri) să-și folosească propriile resurse pentru a obține privilegii. Resursele sunt puterea de calcul, care poate fi folosită pentru a bloca datele până când se găsește o soluție la o problemă dificilă.
Hashing block data se referă la introducerea datelor într-o funcție hash pentru a genera o valoare hash de bloc. Hash-ul blocului acționează ca o „amprentă”, o identificare a datelor de intrare și este unic pentru fiecare bloc.
Este aproape imposibil să obțineți datele de intrare inversând hash-ul blocului. Cu toate acestea, cunoscând datele de intrare, puteți confirma cu ușurință că valoarea hash este corectă. Doar trimiteți intrarea în funcție și vedeți dacă ieșirea este aceeași.
Datele furnizate la dovada de lucru, valoarea hash trebuie să îndeplinească anumite condiții. Dar utilizatorii nu știu cum să o facă. Singurul lucru pe care îl pot face este să treacă datele într-o funcție hash pentru a verifica dacă îndeplinesc criteriile. Dacă nu se potrivește, modificați ușor datele și obțineți o valoare hash diferită. Schimbarea chiar și a unui caracter din date poate produce rezultate extrem de diferite, astfel încât rezultatul nu poate fi prezis deloc.
Deci, crearea blocurilor este un joc de ghicituri. În general, utilizatorii trebuie să adună toate informațiile despre tranzacție și alte câteva date importante care urmează să fie adăugate și apoi să le trimită simultan. Deoarece setul de date nu se modifică, trebuie adăugată o informație variabilă. În caz contrar, valoarea hash de ieșire va fi întotdeauna consecventă. Aceste date variabile se numesc „număr aleatoriu”. Atâta timp cât încerci să schimbi nonce de fiecare dată, vei obține o valoare hash diferită. Acest proces se numește „exploatare”.
Una peste alta, mineritul este procesul de colectare a datelor blockchain și de hashing cu ajutorul unor numere aleatorii până când este găsită o anumită valoare hash. Dacă valoarea hash rezultată îndeplinește condițiile stabilite de protocol, un nou bloc poate fi publicat în rețea. În același timp, alți participanți la rețea își pot actualiza propriile blocuri pentru a include blocuri noi.
Pentru criptomonedele curente de astăzi, este destul de dificil să îndepliniți condițiile. Cu cât este mai mare rata de hash a unei rețele, cu atât este mai greu să găsești hashuri valide. Acest lucru este pentru a încetini viteza de generare a blocurilor.
Vă puteți imagina costul ridicat al ghicirii valorilor hash masive folosind un computer personal. Acest lucru consumă mult timp de calcul și putere. Dar atâta timp cât se găsește un hash valid, protocolul vă recompensează cu criptomonedă.
Să revizuim ceea ce știm până acum:
Mineritul este scump.
Generați blocuri valide pentru a câștiga recompense.
Cunoscând datele de intrare, utilizatorul poate verifica cu ușurință valoarea hash. Utilizatorii care nu mine pot verifica dacă blocul este valid fără a cheltui multă putere de calcul.
Până acum totul este normal. Dar ce se întâmplă dacă cineva încearcă să înșele? Cum putem opri introducerea unui număr mare de tranzacții frauduloase în blocuri pentru a genera hashe-uri valide?
Criptografia cu cheie publică a luat ființă. Acest articol nu va intra în detalii aici. Vă rugăm să citiți „Ce este criptografia cu cheie publică?” " pentru mai multe detalii. Mai simplu spus, folosim câteva tehnici de criptografie conforme pentru a verifica dacă cineva are autoritatea de a accesa o anumită sumă de fonduri.
Când creați o tranzacție, o semnați. Utilizatorii din rețea pot compara semnătura dvs. personală cu cheia dvs. publică pentru a verifica dacă se potrivesc. În același timp, utilizatorii pot verifica, de asemenea, dacă persoana are dreptul de a utiliza fondurile și dacă suma totală de intrare este mai mare decât suma totală de ieșire, adică cheltuielile personale nu trebuie să depășească suma deținută.
Rețeaua respinge automat blocurile care conțin tranzacții nevalide. Costul încercării de a înșela este foarte mare. Nu numai că este o risipă de resurse, dar nu primești nicio recompensă.
Misterul dovezii muncii este dezvăluit - costul fraudei este mare, dar profitul operațiunii oneste este uriaș. Minerii înțelepți vor urmări rentabilitatea investiției (ROI), vor acționa cu prudență și vor asigura profituri.
Vrei să începi călătoria ta în criptomonede? Accesați Binance și cumpărați Bitcoin acum!
Dovada muncii vs. Dovada mizei
Proof of Stake (PoS) este, de asemenea, un accent major printre mulți algoritmi de consens. Conceptul datează din 2011 și a fost implementat într-un număr de protocoale mai mici. Dar încă nu a câștigat adoptarea în rândul blockchain-urilor mari.
Într-un sistem proof-of-stake, minerii sunt înlocuiți cu „validatori” și nu există nicio concurență implicată în minerit și ghicitul hashes-urilor. În schimb, utilizatorii selectați aleatoriu sunt obligați să propună sau să „meteze” blocuri. Dacă blocarea este validă, utilizatorul va primi o recompensă constând în taxe de tranzacție de bloc.
Desigur, există praguri pentru procesul de selecție, iar acordul va lua în considerare în mod cuprinzător diverși factori pentru selectarea utilizatorilor. Pentru a se califica, participanții trebuie să blocheze o miză, o sumă predeterminată din moneda nativă a blockchain-ului. Un gaj funcționează ca o cauțiune. De exemplu, pentru a preveni inculpații să se sustragă procesului, aceștia trebuie să plătească cauțiuni mari, iar validatorii trebuie să blocheze „angajamente” pentru a preveni înșelăciunea. În caz de fraudă, tot sau o parte din gaj va fi confiscat.
În comparație cu dovada muncii, dovada mizei are anumite avantaje. Cea mai evidentă este reducerea amprentei de carbon, deoarece Proof-of-Stake nu necesită ferme miniere de mare putere și consumă doar o fracțiune din electricitatea Proof-of-Work.
Chiar și așa, popularitatea Proof-of-Stake este încă departe de cea a Proof-of-Work. Deși considerată risipă, mineritul s-a dovedit a fi singurul algoritm de consens pentru a obține o utilizare în masă. Timp de mai bine de un deceniu, dovada muncii a asigurat tranzacții în valoare de trilioane de dolari. Pentru a ști dacă dovada de miză poate concura cu dovada de lucru în ceea ce privește securitatea, staking-ul trebuie încă testat pe deplin în operațiunile reale.
Rezuma
Proof-of-work a fost soluția inițială la problema dublei cheltuieli, iar fiabilitatea și securitatea sa au fost dovedite. Bitcoin demonstrează că nu trebuie să ne bazăm pe o entitate centralizată pentru a preveni cheltuirea aceiași bani de două ori. Participanții într-un mediu descentralizat pot urmări coordonat starea bazelor de date financiare prin utilizarea inteligentă a criptografiei, funcțiilor hash și a teoriei jocurilor.
