Какво е Proof of Work (PoW) консенсус механизма за доказателство за работа?

доказателство за работа

Задавате си въпроса: Какво е proof of work? Обясняваме го в тази статия. Днес никой не може да подмине биткойн и криптовалутите, а дори тези, които вече са се запознали по-отблизо с отделните монети, продължават да се натъкват на термини, които не са съвсем ясни.

Особено разликата между Proof of Work (PoW), Proof of Stake (PoS) и Proof of Importance (PoI) редовно предизвиква объркване. В следващите редове бихме искали да се спрем конкретно на тези термини и да ги обясним възможно най-просто и разбираемо.

По принцип това са протоколи, които са необходими за добив или генериране на криптовалути. Различните монети се генерират по различни начини – и колкото по-популярни стават виртуалните валути, толкова повече разработчици мислят за опростяване на тези методи и за насочването им в по-екологична посока.

Добре известно е, че добивът на биткойн изразходва много енергия, затова все повече фенове на криптовалутите търсят нови начини за генериране на монети.

Какво е Proof of Work (PoW)

Но сега да обясним какво означава доказателство за работа: Както знаете, биткойнът се добива. Миньорът трябва да реши криптографско изчисление, за да намери следващия блок. Трябва да се реши сложна аритметична задача или пъзел, състоящ се от много трудни поредици от числа. Ако тази задача бъде изпълнена, отговорните за нея миньори получават награда от един биткойн.

Чрез решаването на задачите транзакциите могат да бъдат валидирани в блокчейна и да се създават нови блокове. След като един миньор реши задачата, решението се проверява от всички останали миньори, за да се постигне консенсус. Този процес се нарича още Proof of Work или накратко PoW, a преведено на български – доказателство за работа.

Най-големите и най-известните криптовалути се основават на механизма за доказателство за работа. По този начин се добиват както Биткойн, така и Етериум. Въпреки че последният вече разчита и на Proof of Stake (доказателство за залог) след появата на Етериум 2.0. Различните монети обаче използват различен алгоритъм за PoS.

Приложение на Proof of Work

5 биткойн майнинг рига за доказателство за работа на блокчейна

Една от най-известните блокчейн вериги с PoW със сигурност е Bitcoin. Биткойн е създаден през 2009 г. и е пионер в областта на децентрализираните цифрови криптовалути. Към днешна дата биткойнът е категоричен лидер по пазарна капитализация.

Биткойн използва SHA-256 като хеш функция, а миньорите решават задачата да намерят хеш, който започва с определен брой нули. Трудността на добива се коригира на всеки 2016 блока. Времето за блок е сравнително дълго в сравнение с други блокчейн вериги – 1 блок на всеки 10 минути. Добивът на биткойни обикновено се извършва със специален хардуер – така наречените ASIC (Application Specific Integration Circuits).

Решаването на криптографски пъзели струва много енергия, а високото потребление на енергия често се посочва като един от основните проблеми на блокчейн с потекло. Това обаче не е толкова просто. Въпреки че потреблението е наистина високо и биткойн може дори да достигне годишното потребление на някои държави, голяма част от него идва от възобновяеми енергийни източници. За да се сведат до минимум разходите за енергия, минните центрове често се намират в региони с евтина електроенергия. Това се изразява най-често във водноелектрическа енергия или други възобновяеми ресурси. Примери са китайската провинция Съчуан, Исландия или Квебек в Канада, Русия и др. Добър плюс е, че в тези региони климата е и по-хладен, което изисква по-малко ресурси за охлаждане на техниката.

Proof of Work – 51% риск от атака

Според основната идея доказателството за работа се основава на силно разпределена изчислителна мощ между много участници в цялата система. Това трябва да гарантира стабилността и сигурността на мрежата. Това обаче е все по-малко валидно за биткойн, в частност. Поради постоянно растящата цена на биткойна и съответно нарастващата доходност на добива, броят на пуловете за добив значително се увеличи. Това крие опасност от т.нар. 51% атака. Ако един миньор притежава поне 51% от мощността за добив в мрежата за по-дълъг период от време, съществува риск от манипулиране на блокчейна, а оттам и на минали трансакции.

Освен това добивът на биткойни е не особено уверен от екологична гледна точка. Генерирането на един блок отнема около 10 минути. Списание Mainboard изчислява, че потреблението на енергия за една трансакция в мрежата се равнява на средното дневно потребление на енергия на 1,57 домакинства.

Тук идва доказателството за залог

От друга страна, протоколът Proof of Stake (PoS) е много по-прост и по-евтин. Поради тази причина Етериум обмисля преминаване към алгоритъма Proof of Stake.

Протоколът Proof of Stake (PoS) обаче облагодетелства онези участници, които притежават особено голям брой от съответната криптовалута. Например инвеститорите, които притежават 1000 долара в дадена криптовалута, могат да валидират десет пъти повече блокове, отколкото инвеститорите, които притежават само 100 долара в дадена криптовалута.

Накратко, основното е, че протоколът Proof of Work (PoW) е много по-енергоемък и скъпоструващ, поради което „добивът“ в страни с високи цени на електроенергията (напр. България) едва ли си заслужава.

При протокола Proof of Stake (PoS) инвеститорите трябва да имат предвид, че за различните криптовалути се изисква определен минимален брой монети, за да получат интерес. В крайна сметка протоколът Proof of Stake (PoS) се счита за значително по-енергийно ефективен, а в експертните среди – и за по-сигурен от концепцията Proof of Work (PoW).

Proof of Work – доказателство за работа: обобщение

Вероятно има по-добри механизми и алгоритми от доказателството за работа. Въпреки това алгоритъмът Proof of Work за доказване на работата е най-добре утвърден и най-добре защитен от атаки. Особено като се има предвид, че биткойн и блокчейн технологията зад него са все още сравнително млади. Високата цена също е фактор, който благоприятства консенсуса и възпира участниците в мрежата да използват ресурсите си в други блокчейн. Ето защо има големи шансове алгоритъмът на Proof of Work да продължи да се подобрява постоянно от разработчиците и недостатъците да бъдат отстранявани.

Често задавани въпроси за Proof of Work (PoW)

Криптовалути, базирани на протокола Proof of Work (PoW), са както Bitcoin, така и Етериум, Лайткойн и Монеро. Алгоритъмът Proof of Work (PoW) обаче има някои недостатъци.

Това са:

  • Биткойн
  • Етериум
  • Доджкойн
  • Лайткойн
  • Биткойн кеш
  • Етериум класик
  • Монеро
  • Zcash
  • СиаКойн
  • ДиджиБайт
  • Ерго и др

Доказателство за работа е алгоритъмът за консенсус, който е в основата на блокчейна на биткойн. Нарича се „доказателство за работа“, защото участващите възли (миньори) в мрежата на биткойн трябва да извършат някаква работа – обикновено чрез упражняване на изчислителна мощ.

Съществуват много алтернативи на „Доказателство за работа“ (PoW), като например хибридно доказателство за работа/залог (DASH), делегирано доказателство за залог (EOS), доказателство за авторитет (VeChain Coin), доказателство за важност (NEM Coin) и др.