Puncte cheie
Proof of Work (PoW) este un mecanism de consens conceput pentru a preveni dublarea cheltuielilor în sistemele de plăți digitale.
PoW este o parte cheie a mineritului, care implică adăugarea de blocuri de tranzacții la blockchain și crearea de noi unități de criptomonedă.
Bitcoin și multe alte criptomonede folosesc un mecanism PoW pentru a-și proteja rețelele și datele blockchain.
Introducere
Pe scurt, Proof of Work (PoW) este un mecanism conceput pentru a preveni dublarea cheltuielilor în sistemele de plăți digitale. Bitcoin și multe alte criptomonede folosesc PoW pentru a-și proteja rețelele și datele blockchain. Astfel de elemente sunt numite mecanisme de consens – sau algoritmi – deoarece permit mai multor părți să ajungă la un consens fără a fi nevoie să aibă încredere unul în celălalt.
Proof of Work a fost primul algoritm de consens și este încă unul dintre cele mai importante împreună cu Proof of Stake (PoS). PoW a fost introdus de Satoshi Nakamoto în cartea albă Bitcoin în 2008, dar tehnologia în sine a fost propusă cu mult înainte.
Un exemplu timpuriu al utilizării algoritmului Proof of Work este sistemul HashCash de la Adam Back, care a apărut chiar înaintea criptomonedelor. Solicitarea unui număr mic de calcule înainte de a trimite e-mail a redus cantitatea de spam. Astfel de calcule nu costă practic nimic pentru expeditorul obișnuit, dar complică semnificativ procesul de corespondență în vrac.
Ce este cheltuieli duble?
Cheltuielile duble apar atunci când aceleași fonduri sunt cheltuite de mai multe ori. Acest termen este aproape întotdeauna folosit în legătură cu moneda digitală, deoarece în viața reală este greu de imaginat o situație în care aceiași bani sunt cheltuiți de două ori.
De exemplu, atunci când cumperi cafea, dai bani la casierie, care îi bagă în casa de marcat. Nu vei putea să mergi la altă cafenea și să plătești pentru oa doua cafea cu aceeași factură. Cu toate acestea, în sistemele monetare digitale acest lucru este posibil.
Probabil ați copiat deja fișiere pe computer. Același fișier poate fi trimis cu ușurință la zeci de persoane. Și întrucât banii digitali sunt doar date, este necesar să se elimine posibilitatea dublei cheltuieli, adică copierea și trimiterea acelorași unități în locuri diferite. Dacă un sistem de plată digitală nu poate preveni dublarea cheltuielilor, se va prăbuși rapid.
Pentru a afla mai multe despre cheltuielile duble, consultați articolul Ce este cheltuielile duble.
De ce este nevoie de dovada muncii?
Dacă ați citit deja ghidul nostru pentru blockchain, atunci știți că utilizatorii de criptomonede transmit tranzacții în rețea. Dar tranzacțiile nu devin valabile imediat, ci doar după verificare și adăugare la blockchain.
De exemplu, blockchain-ul Bitcoin funcționează ca o bază de date de tranzacții publice (registru) care poate fi vizualizată de orice utilizator. Să presupunem că tu și trei dintre prietenii tăi aveți un bloc de note în care vă notați tranzacțiile Bitcoin. Dacă unul dintre voi dorește să transfere fonduri, va nota în caietul său:
Alice îi plătește lui Bob 5 BTC. Bob îi plătește lui Carol 2 BTC și așa mai departe.
Când efectuați fiecare transfer, trebuie să vă referiți la tranzacția anterioară de la care au fost primite fondurile. Adică, când Bob transferă 2 BTC către Carol, intrarea arată astfel:
Bob transferă 2 BTC dintr-o tranzacție anterioară cu Alice către Carol.
În acest fel, putem urmări toate transferurile 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 despre asta. Grupul nu-i va permite să înregistreze o astfel de tranzacție în notebook, întrucât a cheltuit deja cei 2 BTC.
Un astfel de sistem poate funcționa bine într-un grup mic de oameni în care toți participanții se cunosc bine, pentru că le va fi mai ușor să se pună de acord asupra căruia dintre ei va fi responsabil pentru adăugarea tranzacțiilor la lista generală. Dar dacă vrem să adunăm un grup de 10.000 de membri? Ideea de a folosi un bloc de note nu se scalează bine pentru că nimeni nu ar avea încredere într-un străin care să gestioneze un astfel de registru financiar.
Acesta este motivul pentru care este necesar algoritmul Proof of Work. Se asigură că utilizatorii nu cheltuiesc bani pe care nu îi pot cheltui. Folosind teoria jocurilor împreună cu criptografia, algoritmul permite oricărui utilizator să actualizeze blockchain-ul conform regulilor sistemului.
Cum funcționează PoW?
Gândiți-vă la blocnotesul din exemplul de mai sus ca la un blockchain. Cu toate acestea, tranzacțiile nu sunt adăugate în sistem una câte una, ci sunt combinate în blocuri. Utilizatorii care creează un bloc includ tranzacții în blocul candidat. Tranzacțiile vor fi considerate valide numai după ce blocul candidat este confirmat și adăugat la baza de date blockchain.
Procesul de confirmare a tranzacțiilor și adăugare de noi blocuri se numește mining. Este destul de complex și necesită costuri, dar poate genera profit sub formă de recompense bloc. Este alcătuit din taxe de tranzacție și noi bitcoini creați prin protocol.
Mecanismul Proof of Work cere ca minerul (utilizatorul care creează blocul) să investească resurse (electricitate și putere de calcul) în hashing-ul datelor unui bloc candidat până când este găsită o soluție.
Hasharea unui bloc implică trecerea acestuia printr-o funcție hash pentru a genera un hash. Hash-ul blocului acționează ca o „amprentă” și servește ca un identificator pentru datele de intrare care sunt unice pentru fiecare bloc.
Cu alte cuvinte, minerul trebuie să verifice și să colecteze tranzacțiile în așteptare, apoi să le combine într-un bloc candidat și să ruleze datele blocului printr-o funcție hash pentru a obține hash-ul corect. Dacă minerul reușește să găsească hash-ul corect pentru blocul său candidat, îl va trimite în rețea, va adăuga blocul în blockchain și va primi o recompensă de mining.
Odată ce minerul trimite blocul candidat și hash-ul în rețea, alți participanți la rețea vor repeta procesul de hashing pentru a asigura validitatea rezultatului.
Găsirea hash-ului corect necesită un număr mare de încercări, dar verificarea corectitudinii hash-ului finit este destul de ușoară. Pentru a face acest lucru, trebuie pur și simplu să treceți aceleași date de intrare (date bloc) printr-o funcție hash și să verificați dacă rezultatul se potrivește.
În Proof of Work, trebuie să furnizați date al căror hash urmează anumite reguli stabilite în protocol, cu condiția să nu știți cum să le recuperați direct. Singura opțiune este să rulați datele printr-o funcție hash și să verificați dacă corespund condițiilor. Dacă nu există potriviri, va trebui să modificați datele pentru a obține un hash diferit. Schimbarea chiar și a unui caracter din datele dvs. va duce la un rezultat complet diferit, din acest motiv este imposibil să preziceți pur și simplu care ar putea fi rezultatul.
Deci, pentru a crea un bloc, trebuie să calculați hash-ul. Pentru a face acest lucru, utilizatorul adună informații despre toate tranzacțiile care trebuie adăugate la blocuri și alte date. Dar, deoarece setul de date nu se modifică, utilizatorul adaugă o informație care va deveni o variabilă. În caz contrar, rezultatul va fi întotdeauna același hash. Aceste date variabile se numesc nonce. Ele sunt modificate la fiecare încercare de a obține un nou hash.
Deci, mineritul este procesul de colectare a datelor blockchain și de hashing împreună cu un cod unic până când găsiți un hash potrivit. Dacă găsiți un hash care îndeplinește condițiile stabilite de protocol, obțineți dreptul de a difuza un nou bloc în rețea. În acest moment, alți participanți ai rețelei trebuie să-și actualizeze blocurile pentru a include noul bloc.
Condițiile stabilite de principalele criptomonede sunt incredibil de greu de îndeplinit. Cu cât rata hash-ului rețelei este mai mare, cu atât este mai dificil să găsești un hash valid. Acest lucru se face pentru a preveni generarea prea rapidă a blocurilor.
Încercările regulate de a ghici un număr mare de hashe-uri sunt costisitoare, deoarece risipesc o cantitate imensă de resurse de calcul și energie electrică. Cu toate acestea, dacă minerii reușesc să găsească un hash valid, protocolul îi recompensează pentru munca lor.
Să revizuim ceea ce am acoperit:
Mineritul este un proces complex și costisitor care asigură securitatea rețelei.
Minerii care creează un bloc valid sunt recompensați sub formă de noi criptomonede și comisioane de tranzacție.
Generarea hash-ului corect durează ceva timp, dar acuratețea acestuia poate fi verificată ușor și rapid prin repetarea procesului de hashing.
Dar dacă încerci să înșeli sistemul? Ce vă împiedică să puneți o grămadă de tranzacții frauduloase într-un bloc și să creați un hash valid?
Criptografia cu cheie publică a fost dezvoltată în acest scop. Pentru a afla mai multe despre acest subiect, consultați articolul nostru Ce este criptografia cu cheie publică. Pe scurt, algoritmul folosește anumite tehnici criptografice care permit oricărui utilizator să verifice dreptul unui participant individual la rețea de a muta fonduri la o altă adresă.
Când creați o tranzacție, o semnați. Orice participant al rețelei vă poate compara apoi semnătura cu cheia publică pentru a vedea dacă se potrivește. Acest lucru vă permite să știți dacă vă puteți cheltui fondurile și dacă cheltuielile dvs. nu depășesc suma permisă.
Orice blocare care conține o tranzacție nevalidă va fi respins automat. Încercarea de a păcăli rețeaua te va costa mult pentru că vei ajunge să-ți irosești resursele de calcul fără a primi vreo recompensă pentru asta.
Aceasta este ideea Proof of Work: este mai profitabil pentru utilizatori să acționeze cinstit decât să încerce să înșele sistemul. Minerii încearcă să-și recupereze investiția, așa că majoritatea vor urma regulile pentru a obține profit.
Dovada de lucru (PoW) și Dovada de miză (PoS)
Există mulți alți algoritmi de consens în afară de PoW, dar unul dintre cei mai populari este Proof of Stake (PoS). Conceptul său datează din 2011 și a fost implementat în Ethereum și în alte câteva protocoale.
În rețelele cu consens Proof of Stake, rolul minerilor este jucat de validatori, deoarece protocolul nu este asociat cu procesul de extragere și ghicirea hashe-urilor. În schimb, utilizatorii sunt selectați la întâmplare, iar participantul selectat trebuie să propună un nou bloc. Dacă se constată că un bloc este valid, validatorul va primi o recompensă constând în taxe de tranzacție pentru acel bloc.
Protocolul selectează un nou validator pe baza mai multor factori. Pentru a avea șansa de a fi selectat, trebuie să blocați unele dintre jetoane adăugându-le la miza. Această sumă acționează ca un fel de garanție: validatorii blochează un anumit număr de monede în sistem, care se vor pierde dacă validatorul încearcă să înșele sistemul. Monedele de mizare vor fi pierdute dacă un validator încearcă să valideze un bloc invalid.
Proof of Stake are unele avantaje față de Proof of Work. Una dintre ele este o amprentă de carbon mai mică. Acest lucru se datorează faptului că Proof of Stake nu necesită întreținerea fermelor miniere puternice și, prin urmare, consumă mult mai puțină energie electrică decât Proof of Work.
Cu toate acestea, PoS nu are un istoric la fel de mare ca PoW. În timp ce PoW poate fi perceput ca o risipă, minerit este în prezent singurul algoritm de consens care a funcționat bine de peste un deceniu. În acest timp, mecanismul PoW al Bitcoin a procesat în siguranță tranzacții de trilioane de dolari. Protocolul PoS nu își dovedește încă eficacitatea și competitivitatea pe termen lung.
În concluzie
Proof of Work este o soluție fiabilă și sigură la problema cheltuielilor duble. Bitcoin a dovedit că nu necesită organizații centralizate. Cu utilizarea corectă a criptografiei, funcțiilor hash și a teoriei jocurilor, participanții într-un mediu descentralizat pot monitoriza ei înșiși funcționarea corectă a întregii baze de date financiare.
Lectură recomandată
Ce este mineritul criptomonedelor și cum funcționează?
Ce este criptografia cu cheie publică?
Ce este algoritmul de consens blockchain?
Exonerare de responsabilitate: Următoarele materiale sunt furnizate „ca atare”, fără garanții de niciun fel, numai pentru referințe generale și în scopuri educaționale. Aceste informații nu ar trebui să fie considerate sfaturi financiare, sfaturi juridice sau o recomandare de achiziție a unui anumit produs sau serviciu. Ar trebui să solicitați propriul sfat de la consilierii profesioniști corespunzători. Deoarece acest articol a fost scris de un autor terț, vă rugăm să rețineți că opiniile exprimate sunt cele ale autorului terț și nu reflectă neapărat punctele de vedere ale Academiei Binance. Pentru informații mai detaliate vă rugăm să urmați linkul. Valoarea activelor digitale poate fi volatilă. Valoarea fondurilor investite poate crește și scade. Este posibil să nu vă primiți înapoi fondurile investite. Sunteți singurul responsabil pentru deciziile dvs. de investiții. Academia Binance nu este responsabilă pentru eventualele pierderi. Aceste informații nu constituie sfaturi financiare, juridice sau profesionale. Pentru a afla mai multe, vă rugăm să citiți Termenii de utilizare și dezvăluirea riscurilor.