- Доказательство работы (Proof of Work, PoW) — это консенсус, с помощью которого каждая транзакция подтверждается и включается в распределенную бухгалтерскую книгу блокчейна.
- Алгоритм Proof of Work описывает систему, которая требует определенного количества усилий или работы, причем чем больше эти усилия, тем больше вероятность того, что они удержат злоумышленников от выполнения какого-либо действия.
- Хеширование — это метод, используемый в Proof of Work для обнаружения возможных манипуляций с блокчейном.
Биткоин (BTC) — это не только первая криптовалюта, но и валюта с самой большой рыночной капитализацией и самой высокой стоимостью, однако, несмотря на растущую популярность, до сих пор существуют понятия, связанные с этим цифровым активом, которые неизвестны пользователям и которые необходимо знать тем, кто хочет глубже погрузиться в тему.
Одной из таких концепций является метод консенсуса под названием PoW (Proof of Work).
Большинство основных мировых криптовалют используют этот метод в качестве алгоритма консенсуса. Именно консенсус является одной из фундаментальных основ функционирования Bitcoin и других крупных криптовалют, таких как Ethereum (ETH), поскольку именно он необходим для подтверждения и включения каждой из транзакций в распределенную бухгалтерскую книгу (ledger) блокчейна. Для этого процесса консенсуса используется Proof of Work (PoW).
Что такое доказательство работы (Proof of Work, PoW)?
PoW был первым алгоритмом консенсуса, который появился с появлением Bitcoin (BTC) в 2008 году и был представлен неизвестным Сатоши Накамото, но сама технология консенсуса такого типа уже была придумана много лет назад, например, HashCash Адама Бэка.
Алгоритм Proof of Work описывает систему, которая требует незначительных, но выполнимых усилий или работы, чтобы удержать злоумышленников от выполнения какого-либо действия, будь то атака на сеть блокчейна Bitcoin или атака 51%.
Как работает алгоритм PoW?
Мы знаем, что биткойн — это криптовалюта, основанная на распределенной бухгалтерской книге, известной как блокчейн. Эта сеть блокчейн содержит запись всех прошлых транзакций Bitcoin, организованных в виде блоков, записанных один за другим, так что ни один ничего не подозревающий пользователь или злонамеренный злоумышленник не может отменить, изменить или модифицировать любую из транзакций, добавленных в блокчейн.
Чтобы этого не произошло, блокчейн является полностью публичным и распределенным, то есть любой человек, имеющий доступ к интернету, может просмотреть все исторические записи BTC, и распределенным, поскольку он хранится не на каком-либо центральном сервере, а на компьютере тех, кто верит и доверяет криптовалюте, или нодах.
Это означает, что измененная версия блокчейна в любой точке мира будет быстро отброшена, поскольку она не будет находиться в консенсусе со всеми остальными версиями.
Хеши, строки с большими числами и бесконечная безопасность
Блокчейн, благодаря алгоритму Proof of Work, обнаруживает возможную фальсификацию с помощью хэшей, то есть длинных строк цифр, которые являются доказательством того, что работа была выполнена. Какая работа? Что каждая транзакция уникальна и была правильно подтверждена большинством узлов блокчейна, а значит, является одной и той же и будет оставаться таковой вечно.
В случае, если транзакция была изменена одной стороной, будет сгенерирован совершенно другой хэш, и поэтому, по мере записи транзакций в последующие блоки, в цепи возникнет лавинный эффект, и во всех последующих транзакциях будет генерироваться другой хэш, в результате чего блокчейн станет совершенно неузнаваемым и, следовательно, не будет соответствовать публичной и распределенной версии, которой обладает большинство узлов.
Незначительные, но выполнимые усилия
Генерировать любую последовательность случайных чисел для подтверждения транзакций Bitcoin было бы невероятно просто для любого современного компьютера, и именно здесь в игру вступает вышеупомянутое, напоминая, что «алгоритм Proof of Work описывает систему, которая требует незначительного, но выполнимого количества усилий или работы».
Не незначительные (трудные), но посильные усилия или работа — это ключевые слова, так как сеть блокчейн Bitcoin, например, устанавливает уровень сложности для получения этого проверочного номера.
В частности, в Биткойне сеть запрограммирована на подтверждение в среднем 1 блока каждые 10 минут. Настройка сложности достигается путем задания «цели» для хэша: чем ниже цель, тем меньше набор достоверных хэшей и тем сложнее сгенерировать достоверный хэш.
Подробно о торговле криптовалютой можно узнать в нашем обзоре криптобирж.
Шахтеры вступают в игру
Найти хэш-номер сложно и очень дорого, поэтому алгоритм PoW требует от майнера больших вычислительных мощностей, чтобы закодировать данные блока и найти решение. Требуется так много вычислительной мощности, что потребление электроэнергии для этого становится одной из основных статей расходов майнеров и проблемой для экологических и природоохранных организаций.
Хеширование данных в каждом блоке означает, что майнер снова и снова пропускает данные блока через хеш-функцию в попытке сгенерировать хеш блока.
Хеш блока работает как уникальный отпечаток пальца, который идентифицирует входные данные и является уникальным для каждого прошлого и будущего блока, поэтому майнер должен предоставить случайные данные, пропустить их через хеш-функцию биткоина или любой другой криптовалюты, и чтобы в итоге они совпали с хешем блока.
Если это не так, вам придется немного изменить свои данные, чтобы получить другой хэш. Изменение даже одного символа в ваших данных приведет к совершенно другому результату, поэтому невозможно предсказать, каким может быть результат. В результате, если вы хотите создать блок, вы играете в угадайку.
Майнинг биткоина
Вкратце, майнинг — это процесс сбора данных из блокчейна и их анализ до тех пор, пока не будет найден определенный хэш. Если вы найдете хэш, удовлетворяющий условиям, установленным протоколом, вы передадите данные в сеть и получите деньги за свою работу.
Майнинг — это соревновательный процесс, но это скорее лотерея, чем гонка, и чем больше у вас вычислительной мощности, чем больше компьютеров вы накопили или чем лучше технология, тем больше вероятность того, что вы выиграете вознаграждение.
Именно поэтому майнеры объединяются в пулы, чтобы увеличить свои шансы на получение магического числа хэша, которое позволяет им подтвердить блок, включить его в цепочку и получить драгоценное вознаграждение, что в случае с Биткойном является единственным способом майнинга новых BTC.
