Что такое доказательство работы? Как работает PoW?

Система Proof of Work, известная как основа экосистемы криптовалют, является одним из краеугольных камней обеспечения безопасности в цифровом мире. Итак, что же такое Proof of Work, этот сложный, но эффективный механизм, и как он работает? Является ли доказательство работы, используемое в широком спектре приложений, от майнинга до проверки блокчейна, всего лишь уровнем безопасности или чем-то большим? В этой статье мы погружаемся в глубины этой системы, которая меняет динамику мира криптовалют.

Что означает «Доказательство работы»?

Доказательство работы — это консенсусный алгоритм, используемый в сетях блокчейнов. Его основная цель — обеспечить безопасное и проверенное выполнение транзакций, а также подтвердить точность новых блоков, добавляемых в блокчейн. Так что же такое PoW ? Если посмотреть на то, что означает PoW, на этот вопрос можно ответить как «Доказательство работы».

Этот метод, получивший популярность благодаря Bitcoin , использует вычислительную мощность для обеспечения безопасности децентрализованных сетей. С другой стороны, этот алгоритм появился гораздо раньше. Хотя эта статья посвящена блокчейну, мы также немного коснемся истории Proof of Work.

Согласно тому, как работает Proof of Work, участники (майнеры) сети проверяют блок, решая сложные математические задачи . Этот процесс называется « доказательством работы », поскольку он требует мощных вычислительных мощностей. Некоторые могут также назвать это «доказательством работы». Когда майнеры успешно завершают эту транзакцию, к цепочке добавляется новый блокчейн, содержащий транзакции, и они получают определенное количество криптовалюты в качестве вознаграждения. Те, кто хочет получить дополнительную информацию по этой теме, могут прочитать нашу статью под названием « Что такое майнинг биткойнов ».

Эта система затрудняет атаку на сеть злоумышленникам, поскольку для успеха атаки требуется большое количество вычислительной мощности и энергии. Таким образом, PoW обеспечивает безопасность, сохраняя при этом децентрализованную и прозрачную структуру сети. Однако у него есть и недостатки, такие как высокое энергопотребление и время обработки. По этой причине некоторые проекты обращаются к более экологически чистым альтернативам. После этой части, где мы рассмотрим, что означает PoW, давайте также посмотрим на использование этого алгоритма до Bitcoin.

Доказательство работы до Bitcoin

Доказательство работы (PoW) — это концепция, существовавшая до Bitcoin и использовавшаяся специально для сетевой безопасности и защиты от спам-атак . Эта система, впервые представленная в начале 1990-х годов экспертами по криптографии Синтией Дворк и Мони Наор, была разработана для решения некоторых проблем в цифровых областях.

До Bitcoin доказательство работы использовалось в качестве метода блокировки спама в системах электронной почты . Это был его самый известный метод использования. В 1997 году для этой цели на первый план вышел алгоритм Hashcash, разработанный Адамом Бэком. Hashcash требовал, чтобы компьютер решил конкретную математическую задачу перед отправкой электронного письма. Таким образом, компания стремилась уменьшить количество спам-атак, затруднив и удешевив отправку больших объемов электронной почты.

В этот период система Proof of Work использовалась в основном для сдерживания вредоносного поведения . Он был направлен на увеличение затрат злоумышленников, требуя определенного количества вычислительной мощности и времени для выполнения транзакции. Однако в случае с Bitcoin этот механизм нашел гораздо более широкую область применения и стал основным строительным блоком, обеспечивающим безопасность финансовых транзакций.

Как работает доказательство работы?

Доказательство работы (PoW) — это алгоритм, который обеспечивает безопасные и аутентифицированные транзакции в сетях блокчейнов. Принцип работы Proof of Work основан на определенных принципах. В этой системе майнеры в сети создают новые блоки, решая сложные математические задачи . Для решения этих проблем майнерам требуются интенсивные вычислительные мощности и время , но как только решение будет найдено, проверку можно будет легко выполнить. Первый майнер, который найдет правильное решение, получает награду , добавляя блок в блокчейн. Таким образом, каждый новый блок становится взаимосвязанным, что делает практически невозможным внесение каких-либо ретроактивных изменений внутри цепочки.

Алгоритм PoW предназначен для обеспечения безопасности в децентрализованной сетевой структуре. Эта система, требующая высокой вычислительной мощности , затрудняет атаку на сеть злоумышленникам и делает захват контроля над сетью очень дорогостоящим. Однако самая большая критика этой системы заключается в том, что она вызывает большое потребление энергии. Тем не менее, он используется в качестве базовой структуры безопасности многих криптовалют, таких как Bitcoin, и гарантирует прозрачность и надежность сетей.

В чем разница между Proof of Work и Proof of Stake?

Доказательство работы (PoW) и Доказательство доли (PoS) — это два разных алгоритма, используемые для достижения консенсуса в сетях блокчейнов. Оба они направлены на обеспечение сетевой безопасности и точности транзакций, но их принципы работы совершенно разные.

PoW требует, чтобы майнеры решали математические задачи, используя интенсивные вычислительные мощности для проверки транзакций. Этот процесс требует больших затрат энергии и стоимости. С другой стороны, в PoS для проверки транзакций учитывается количество криптовалют, которыми располагает пользователь, и время, необходимое для размещения этих криптовалют, а не вычислительная мощность. Это делает PoS более выгодным с точки зрения энергоэффективности.

В таблице ниже показана разница между Proof of Work и Proof of Stake.

В то время как PoW широко используется в таких проектах, как Bitcoin. PoS стали отдавать предпочтение в таких проектах, как Ethereum 2.0, поскольку он более энергоэффективен. Экологичность PoS и его потенциал для увеличения скорости транзакций делают его методом, который в будущем будут использовать все больше проектов.

Примеры криптовалют, работающих с алгоритмом Proof of Work

Некоторые из 10 лучших криптовалют, основанных на самой высокой рыночной капитализации, которые работают с алгоритмом PoW, следующие:

• Bitcoin (BTC): Bitcoin, первая и наиболее известная криптовалюта на основе PoW, обеспечивает свою безопасность с помощью алгоритма PoW. Решая сложные математические задачи, майнеры добавляют новые блоки в блокчейн Bitcoin и получают Bitcoin в качестве награды. Алгоритм PoW Bitcoin является ключевым фактором, обеспечивающим надежность и устойчивость блокчейна к атакам.
• Dogecoin (DOGE): это криптовалюта, которая была создана в шутку в 2013 году, но со временем завоевала огромную поддержку сообщества и популярность. Используя инфраструктуру Litecoin, Dogecoin работает с алгоритмом PoW и отличается быстрыми и недорогими транзакциями. Благодаря своей интернет-культуре и поддержке в социальных сетях, это один из самых известных проектов в категории «мем-монеты».
• Bitcoin Cash (BCH): Bitcoin Cash, созданный путем разветвления Bitcoin, также использует алгоритм PoW. Хотя Bitcoin Cash стремится решить проблемы масштабируемости Bitcoin с помощью блоков большего размера, он обеспечивает его безопасность с помощью алгоритма PoW.
• Litecoin (LTC): Litecoin, рассматриваемый как более быстрая и легкая версия Bitcoin, работает с использованием алгоритма PoW. Майнинг Litecoin обеспечивает более быстрое производство блоков и предлагает более низкие комиссии за транзакции, чем Bitcoin. Litecoin выделяется как еще одна успешная реализация PoW.
• Kaspa (KAS): Kaspa — это инновационная криптовалюта на основе PoW, цель которой — ускорить процесс проверки блоков в мире блокчейнов. Отличие Kaspa заключается в том, что он использует структуру под названием BlockDAG, а не блокчейн. Эта структура обеспечивает более быстрые и масштабируемые операции. Работая с алгоритмом PoW, Kaspa обеспечивает безопасность вычислительных мощностей майнеров и помогает сети оставаться децентрализованной.
• Monero (XMR): Monero использует алгоритм PoW как криптовалюту, ориентированную на конфиденциальность. Что отличает Monero, так это наличие передовых методов шифрования, которые сохраняют конфиденциальность деталей транзакций и личности пользователей. Майнеры получают вознаграждение, используя PoW для проверки транзакций в блокчейне Monero. Monero спроектирован так, чтобы быть устойчивым к оборудованию для майнинга ASIC, что позволяет отдельным майнерам участвовать в сети.
• Ethereum Classic (ETC): Ethereum Classic появился в результате разделения Ethereum на две части с помощью хард-форка в 2016 году и продолжает использовать алгоритм PoW. Ethereum Classic считается сохранением оригинального блокчейна Ethereum. Майнеры проверяют блоки и защищают сеть с помощью PoW. С появлением Ethereum 2.0 в системе PoS, Ethereum Classic стал альтернативой, поддерживающей алгоритм PoW.
• Bitcoin SC (BSV): Bitcoin SV — это криптовалюта, созданная путем разветвления Bitcoin Cash и работающая на алгоритме PoW. Bitcoin SV утверждает, что он ближе к первоначальному видению Bitcoin и фокусируется на блоках большего размера. Таким образом, он направлен на поддержку большего количества транзакций. Система PoW также играет важную роль в Bitcoin SV, где майнеры защищают сеть с помощью высокой вычислительной мощности.
• Conflux (CFX): Conflux — это криптовалютный проект, использующий алгоритм PoW и направленный на повышение масштабируемости. Conflux использует инновационную архитектуру под названием Tree-Graph, которая обеспечивает более быстрое подтверждение транзакций и более высокую эффективность блокчейна. Conflux, который обеспечивает безопасность сети благодаря механизму PoW, поддерживает ее децентрализацию с участием майнеров и обеспечивает здоровое функционирование сети.
• Nervos Network (CKM): Nervos Network — это платформа, целью которой является создание многоуровневой экосистемы блокчейнов и использование алгоритма PoW. Уровень CKB (Common Knowledge Base) на базе PoW от Nervos использует майнинг для обеспечения безопасности и децентрализации. Nervos Network стремится предоставить более масштабируемую и совместимую сетевую структуру с механизмом PoW, что позволит будущим приложениям обращаться к более широкой базе пользователей.

*Рейтинг составлен на основе данных, полученных от CoinMarketCap 22.10.2024.

Что произойдет в будущем с доказательством работы?

Хотя доказательство работы (PoW) в настоящее время составляет основу крупных криптовалютных проектов, таких как Bitcoin, дискуссии о его будущем продолжаются. Самая большая критика PoW связана с его высоким энергопотреблением и негативным воздействием на окружающую среду. Конечно, мы не должны забывать о мощных аппаратных компонентах, необходимых для работы этого алгоритма. Операции по добыче полезных ископаемых требуют значительного использования электроэнергии, что делает PoW предметом обсуждения энергетических кризисов и изменения климата во всем мире. По этой причине некоторые криптопроекты и сообщества начали обращаться к более экологически чистым альтернативам.

Ожидается, что в будущем широкое использование PoW сократится и будет заменено альтернативными алгоритмами консенсуса, такими как Proof of Stake (PoS), которые более энергоэффективны. Даже крупные проекты, такие как Ethereum, стали частью этой трансформации, перейдя с PoW на PoS. Однако для проектов, основанных исключительно на PoW, таких как Bitcoin, этот переход может быть более трудным, поскольку сообщество Bitcoin рассматривает PoW как наиболее надежный метод, когда речь идет о безопасности и децентрализации.

Однако маловероятно, что PoW полностью исчезнет в будущем. Разумеется, разработчики продолжат искать решения по снижению энергопотребления. Более экологически чистые методы добычи полезных ископаемых и использование возобновляемых источников энергии могут сделать будущее PoW устойчивым. Подводя итог, можно сказать, что будущее PoW будет определяться энергоэффективностью и экологически чистыми технологиями, но использование PoW может быть ограничено распространением более эффективных систем, таких как PoS.