Объяснение основ алгоритма консенсуса Proof of Work (PoW)

Ключевая идея блокчейна заключается в том, что необходимо проделать сложную работу, чтобы добавить новый блок. Именно эта сложная работа делает блокчейн надежным и целостным. Также за эту работу выплачивается вознаграждение. Так люди получают монеты для майнинга.

Помимо того, что работа должна быть сделана, ее нужно доказать. Здесь мы начнем говорить о Proof-of-Work. Чангелли объясняет основы этого алгоритма консенсуса.

PoW Значение

Proof-of-Work (PoW) был первым успешным алгоритмом консенсуса децентрализованного блокчейна. PoW используется в биткойнах, Ethereum (Ethereum планирует перейти на Proof-of-Stake), Litecoin, ZCash, Monero и многих других блокчейнах..

Самый известный алгоритм работает следующим образом: сначала пользователи сети отправляют друг другу цифровые токены, затем все совершенные транзакции собираются в блоки и записываются в распределенный открытый реестр – блокчейн..

доказательство работы

В PoW все транзакции подтверждаются с помощью сложных математических расчетов, достоверность которых может проверить любой пользователь сети. Майнеры решают проблему, формируют новый блок и подтверждают транзакцию. С каждым разом задачи усложняются, так как количество пользователей растет, а нагрузка на сеть увеличивается..

Узнайте больше о майнинге криптовалют в Руководстве по майнингу Changelly..

Хеширование означает ввод информации любой длины и размера в исходную строку и возврат результата фиксированной длины, заданной хеш-функцией алгоритма. В контексте криптовалют, таких как Биткойн, транзакции после хеширования на выходе выглядят как набор символов, определенных алгоритмом длины (Биткойн использует SHA-256)..

Хэш каждого блока содержит хеш-вывод предыдущего блока. Это повышает безопасность системы, и порядок создаваемых блоков не может быть нарушен. Пользователь должен сначала правильно определить «nonce» – число, добавленное в конец строки, чтобы создать хеш, который начинается с необходимого количества нулей. Если майнеру удалось решить проблему, формируется новый блок: в него помещается следующий набор транзакций, и они считаются подтвержденными.

Подтверждение цели работы

Алгоритмы консенсуса предназначены для обеспечения точности транзакций путем проверки правильности предпринятых действий, распределенных между множеством участников сети..

От этого механизма зависит точность и скорость блокчейна. В то же время проблема не должна быть слишком сложной. В этом случае генерация блока займет много времени, а это значит, что в сети зависнет много незавершенных транзакций..

Если проблема не может быть решена в предсказуемое время, создание блоков будет случайностью. Если проблема решается слишком просто, это делает систему уязвимой для злоупотреблений, спама и DoS-атак..

Решение должно быть легко правильным, иначе не все узлы поймут, правильно ли был проведен расчет, а это означает, что им придется доверять другим узлам, что не соответствует одному из основных принципов блокчейна – полной прозрачности.

Доказательство недостатка работы

51 атака

Этот алгоритм честный и понятный. Этому можно верить. Однако его основные проблемы – огромные расходы и атака 51%..

В 2017 году для выполнения одной транзакции в системе Биткойн требовалось в среднем 163 кВт / ч энергии. При таком количестве энергии за пять с половиной дней можно удовлетворить потребности семьи из трех человек, живущей в небольшом одноэтажном доме..

Кроме того, те майнеры, у которых есть более быстрые и мощные ASIC, получают больше, чем остальные. В результате Биткойн не так децентрализован, как предполагалось изначально..

Примеры использования, подтверждающие работу

Где используется военнопленный? Во многих криптовалютах. Конечно, самый известный из них – Биткойн, и именно Биткойн задал эту тенденцию. Он использует алгоритм Hashcash, который позволяет изменять сложность задачи в зависимости от общей вычислительной мощности сети..

Среднее время формирования блока – 10 минут. Аналогичная система реализована в биткойн-подобных криптовалютах, например, в Litecoin. Еще один крупный проект, использующий PoW, – Ethereum. Учитывая, что почти три четверти всех блокчейн-проектов реализуются на этой платформе, мы можем с уверенностью сказать, что большинство приложений используют модель консенсуса с доказательством работы..

Доказательство работы против доказательства ставки

добыча полезных ископаемых

Для проверки транзакций Proof-of-Stake требует, чтобы участники делились частью монет, которые они хранят в Интернете. PoS – это альтернативный механизм PoW, впервые реализованный в 2012 году в криптовалюте PPCoin (переименованной в PeerCoin). Идея Proof-of-Stake заключается в решении проблемы Proof-of-Work, связанной с высокими затратами на электроэнергию..

Валидаторы подтверждают достоверность совершенных транзакций. Преимущество PoS в том, что он более энергоэффективен и, возможно, лучше предотвращает атаки, чем PoW..

фото эфириума

Валидаторы ставят свои монеты на транзакции, блокируя монеты. Смеситель, который используется для завершения блока, выбирается пропорционально значению, установленному в сети. Proof-of-Stake предотвращает ненадлежащее поведение сети, передавая полномочия проверки наиболее активным и заинтересованным пользователям. Алгоритм консенсуса по ставке используется в Peercoin, Decred и скоро будет работать на Ethereum, в котором заранее был прописан переход с одного алгоритма на другой..

Будет ли ставка Ethereum прибыльной?

Каковы другие механизмы консенсуса в криптовалютах?

Proof-of-Work и Proof-of-Stake можно считать двумя самыми популярными алгоритмами консенсуса в мире криптовалют. Однако у некоторых механизмов есть свои тонкости и особенности..

Их список может быть довольно обширным, поэтому мы перечислим несколько самых известных:

  • Делегированное подтверждение доли – это общий термин, который описывает эволюцию основных протоколов консенсуса на основе подтверждения доли. DPoS используется в BitShares, EOS и Tezos;
  • Proof of Authority – это основанный на репутации алгоритм консенсуса, который обеспечивает практическое и эффективное решение для блокчейнов (особенно частных)..
  • Доказательство с нулевым разглашением – это криптографический протокол, который позволяет одной стороне (проверяющей стороне) подтвердить истинность утверждения другой стороне (проверяющей стороне), не раскрывая никакой дополнительной информации о ней (ни содержание, ни источник, из которого проверяющий узнал про открытость).

Нижняя линия

Несмотря на все плюсы и минусы методов консенсуса, безопасность каждого протокола во многом зависит от разработчика. На данный момент наиболее выгодным вариантом является объединение двух алгоритмов, поэтому появляются другие средства доказательства, основанные на индивидуальном принципе сосуществования PoS и PoW..

Отдельно стоит выделить алгоритмы Proof of Capacity и Proof of Storage, в которых для подтверждения действий в системе они используют реальный ресурс, то есть объем дискового пространства..

О Changelly

Mike Owergreen Administrator
Sorry! The Author has not filled his profile.
follow me
Like this post? Please share to your friends:
map