Što je Proof-of-Work i Proof-of-Stake? Što je Proof-of-Work i Proof-of-Stake.

koristi se u blockchain mrežama. Koristi se za potvrdu transakcija i dodavanje novih blokova u lanac. Uz PoW, rudari se međusobno natječu za obradu transakcija na mreži i primaju odgovarajuću nagradu.

Korisnici mreže šalju digitalne novčiće jedni drugima, a decentralizirana knjiga prikuplja sve transakcije u blokove.i dodavanje blokova u lanac mora biti učinjeno s velikom pažnjom, za to su odgovorni rudari. Princip njihova rada svodi se na rješavanje složenog matematičkog problema čije se rješenje može lako dokazati.

Što se podrazumijeva pod matematičkim problemom?

Ovo je zadatak koji zahtijeva značajnu računalnu snagu, na primjer:

  • hash funkcija, odnosno pronalaženje ulaznih parametara na temelju izlaznih parametara;
  • rastavljanje cijelih brojeva na faktore, odnosno predstavljanje broja kao umnoška dva druga broja;
  • protokol prolaznog zadatka. Ako poslužitelj posumnja na DoS napad, bit će mu potrebno više čvorova za izračunavanje hash funkcije određeni red. U ovom slučaju problem se svodi na pronalaženje lanca hash vrijednosti.

Odgovor na PoW problem ili matematičku jednadžbu naziva se hash. Kako se mreža širi, izračuni postaju složeniji. Za rješavanje algoritama potrebno je sve više i više moći raspršivanja. Dakle, složenost zadatka igra važnu ulogu.

Zašto je složenost važna?

O tome ovisi točnost i brzina blockchain mreže. Ali zadaci ne bi trebali biti previše složeni, jer to može značajno povećati vrijeme generiranja blokova. Neizvršene transakcije će se akumulirati, a njihov tok će neko vrijeme stati. Ako se takav problem ne riješi što je prije moguće, tada će generiranje novih blokova biti gotovo nemoguće.

S druge strane, zadatak koji je previše jednostavan bit će previše ranjiv i nedovoljno zaštićen od DoS napada i spama. Rješenje mora biti lako provjerljivo. Inače, neće svi čvorovi moći analizirati ispravnost izračuna. Morat ćete vjerovati drugim čvorovima, što krši načelo transparentnosti, a to je jedna od glavnih značajki.

Složenost zadatka ovisi o broju korisnika, trenutno raspoloživoj računalnoj snazi ​​i opterećenju mreže. Hash svakog bloka sadrži hash prethodnog bloka, što poboljšava sigurnost i sprječava hakiranje bloka. Ako rudar uspije riješiti problem, formira se novi blok. Transakcije se upisuju u ovaj blok i smatraju se potvrđenima.

Gdje se koristi dokaz o radu?

Algoritam dokaza rada koristi se u mnogim kriptovalutama. Njegova najpoznatija primjena je Bitcoin sustav. U njemu je ovaj algoritam prvi put primijenjen. Hashcash se koristi kao zadatak. Ovaj algoritam omogućuje promjenu složenosti zadatka ovisno o ukupnoj računskoj snazi ​​mreže. Prosječno vrijeme formiranja bloka je 10 minuta. Sličan sustav koristi se u drugim kriptovalutama izgrađenim na temelju bitcoina.

Drugi veliki projekt koji koristi PoW je Ethereum. S obzirom da se gotovo tri četvrtine svih projekata realizira na platformi, možemo sa sigurnošću reći da većina blockchain aplikacija koristi model izgrađen na PoW konsenzusu.

Glavne prednosti PoW consensus algoritma su njegova zaštita od DoS napada i niska ovisnost korisnikovih mogućnosti rudarenja o udjelu kovanica koje posjeduje.

Zaštita od DoS napada. Algoritam Proof of Work nameće određena ograničenja radnjama u mreži. Svaka radnja zahtijeva značajan napor. Za izvođenje učinkovitog napada potrebna je velika računalna snaga i vrijeme računanja. Stoga je napad u načelu moguć, ali nema smisla, jer će njegova cijena biti vrlo visoka.

Mining mogućnosti korisnika. Nije važno koliko novca imate u novčaniku. Glavna stvar je imati veliku računalnu snagu za rješavanje problema i formiranje novih blokova. Dakle, odgovornost za donošenje svih odluka u mreži nije prebačena na vlasnike krupnog kapitala.

Nedostaci dokaza o radu

Glavni nedostaci su visoki troškovi, "beskorisnost" izračuna i mogućnost provođenja tzv. "51% napada".

Visoki troškovi. Proces rudarenja zahtijeva korištenje specijalizirane opreme. S obzirom na potrebu za značajnim troškovima, velika većina rudara može rudariti kriptovalutu samo u sklopu posebnih. Oprema troši veliki iznos energije, dodatno povećavajući troškove. Visoka razina troškova prijeti dovesti do centralizacije sustava, što će biti gubitak njihove glavne prednosti. Koristeći primjer Bitcoina, lako možete vidjeti da rudari rade puno posla kako bi generirali nove blokove, trošeći puno energije. Međutim, njihovi se izračuni ne mogu primijeniti ni u koju drugu svrhu. Oni pružaju mrežnu sigurnost, ali se ne mogu koristiti u korporativnom, znanstvenom ili drugom području.

51% napad, ili napad većine . To je slučaj kada korisnik ili grupa korisnika kontrolira većinu snage rudarenja. Napadači nastoje dobiti dovoljno snage da kontroliraju većinu događaja na mreži. To im omogućuje da monopoliziraju stvaranje novih blokova i primaju nagrade, jer mogu spriječiti druge rudare u stvaranju blokova. Korištenje, napadači mogu poništiti transakcije.

Napad od 51% smatra se neprofitabilnim. Za njegovu implementaciju potrebna vam je ogromna računalna snaga. Ako se za takav pokušaj sazna široj javnosti, mreža će biti ugrožena i korisnici će je početi napuštati. To će neizbježno dovesti do pada cijene kriptovalute, a ukradena sredstva će se obezvrijediti.

Budite svjesni svih važni događaji United Traders - pretplatite se na naše

Većina modernih kriptovaluta, uključujući Bitcoin i Ethereum, koriste Proof-of-Work algoritam za izgradnju lanca blokova. Ukratko, PoW proces može se opisati na sljedeći način: rudari troše računalnu snagu i električnu energiju, birajući točan hash zbroj, što znači stvarni potpis transakcijskog bloka. Izračunavanje regularnog hash-a za blok nije teško, ali kako bi se lanac blokova zaštitio od napada uljeza, tip hash zbroja je namjerno kompliciran, na primjer, njegove prve četiri znamenke moraju biti nula. U ovom slučaju, ako napadač želi promijeniti transakcije unutar blockchaina, morat će potrošiti vrijeme na izračunavanje točne hash sume. Ali budući da je u blockchainu svaki sljedeći blok povezan s prethodnim, hashovi će se morati ponovno izračunati duž cijelog lanca. To čini blockchain otpornim na hakiranje, a rudari su nagrađeni za kriptografske izračune. Proces je detaljnije opisan u ovom videu:

Međutim, neke kriptovalute (Peercoin, Novacoin, Bitshares itd.) odlučile su napustiti koncept Proof-of-Work.

Očita prednost Proof-of-Stakea u odnosu na Proof-of-Work je ta što ne zahtijeva ogromne količine električne energije od rudara, što ga čini mnogo učinkovitijim. Ali to nije njegova jedina zasluga. Također omogućuje implementaciju sustava upravljanja sljedeće generacije, na primjer dopuštajući sudionicima mreže da sudjeluju u izboru između hard i soft forkova.

(Charles Hoskinson za Bitcoin Magazine)

Prijelaz Ethereuma na Proof-of-Stake najavljen je vjerojatno krajem 2017. Ethereumovi planovi uvijek su uključivali prijelaz na PoS model koristeći Casper protokol koji tek treba biti dovršen. Međutim, odluka nije konačna: u raspravi na Redditu, Vitalik Buterin definirao je vjerojatnost implementacije Caspera u 2017. kao više od 50%, ali manje od 80%. Ali zašto programeri Ethereuma oklijevaju? Ako je PoW dokazao svoju učinkovitost protiv napada na primjeru Bitcoina, onda se s PoS-om otkrivaju mnogi sigurnosni problemi.

I konačno, Etherium Classic ne planira se uskoro prebaciti na PoS:

Konsenzus u ETC zajednici uglavnom je bio da ne bismo trebali žuriti s neprovjerenim i potencijalno opasnim PoS-om. Naš razvojni tim trenutno radi na 'izrezivanju' zloglasne 'difficulty bombe' koja bi trebala natjerati PoS kroz hard fork. U najmanju ruku, trebali bismo pričekati i vidjeti (tijekom dugog razdoblja) kako se takav prijelaz na ETH događa, ostavljajući im sumnjivu čast da testiraju neprovjereni koncept na sustavu uživo vrijednom ispod milijarde dolara. To će nam dati više vremena i podataka da odlučimo o dugoročnom mehanizmu konsenzusa ETC-a: hoćemo li ostati na PoW-u, prijeći na PoS ili na hibridnu PoW/PoS shemu koja je više teoretska od čistog PoS-a.

Proof-of-Work i Proof-of-Stake su konsenzusni algoritmi koji se koriste za provjeru valjanosti novih blokova mreže kao i za dodavanje transakcija u njih. Sukladno tome, princip rada ovih sustava izravno se odnosi na rudare koji dekriptiraju blokove 24/7. Koja je razlika između ta dva algoritma i koji je isplativiji u smislu rudarenja? Razmotrite njihova načela rada, a također napravite usporedni opis.

Proof-of-Work: kako funkcionira

Proof-of-Work ili PoW, kako se skraćeno naziva, s engleskog se prevodi kao “dokaz rada”. Zapravo, sam naziv algoritma postavlja princip njegovog rada. Omogućuje mreži da provjeri je li rudar stvarno obavio sav posao za izračunavanje SHA-256 ili Scrypt funkcija koje su osnova kriptovaluta.

Suština PoW-a je sljedeća:

  • Rudar mora riješiti složen problem koji mogu samo dovoljno snažna računala.
  • Rezultat dobiven tijekom rješenja trebao bi biti lako provjeriti.

Ako govorimo o proof-of-work algoritmu, konkretno u kontekstu kriptovaluta, onda on omogućuje čvorove (možete saznati što su čvorovi i kako rade), provjeru rada rudara, kao i pouzdanost njihove kalkulacije.

Ovakav mehanizam potiče zajednicu rudara na stalnu nadogradnju svoje opreme za rudarenje, jer kompleksnost mreže neprestano raste, pa je ukupna računalna snaga u bitcoin mreži već 2012. godine premašila performanse najsuvremenijeg superračunala.

Vrijedno je napomenuti da potreba za modernizacijom sa stajališta rudara nije toliko prednost koliko nedostatak. Uostalom, stalno ažuriranje opreme zahtijeva velike financijske troškove, što izbacuje neke igrače s tržišta.

Proof-of-Stake: Principraditi

Do 2012. PoW je bio jedini algoritam koji se koristio u kriptovalutama, no na horizontu se pojavio konkurent. Postali su Proof-of-Stake algoritam ili PoS, što na engleskom znači “provjera udjela”. Po strukturi svog rada bitno se razlikuje od “proof of stake”. Ako je u prvom algoritmu računalna snaga korištena za povećanje prioriteta u mreži, tada u slučaju PoS-a glavnu ulogu igra broj kovanica u novčaniku.

Odnosno, kako biste povećali svoje šanse da budete prvi koji će dekriptirati blok, morate u svom novčaniku držati najveći mogući broj kovanica kriptovalute koju rudarite. S jedne strane, ovaj pristup je vrlo koristan za rudare, jer više ne moraju ažurirati svoju opremu, trošiti veliku količinu električne energije, a napad na mrežu postaje gotovo nemoguć. Ali postoje i nedostaci. Na primjer, ako jedan od korisnika ili ujedinjena grupa uspije u svojim rukama koncentrirati veliki udio svih novčića, tada će moći upravljati mrežom.

Proof-of-Work i Proof-of-Stake: na kojoj je strani zajednica?

Algoritmi Proof-of-Work i Proof-of-Stake (ili Proof-of-Work i Proof-of-Stake) dugo su bili poprište ozbiljnih sporova između rudara. Neki tvrde da je dokaz o radu pošteniji, drugi da je dokaz o udjelu. Ne može se dati definitivan odgovor.

Osim toga, danas se prilično često koristi hibridna verzija koja kombinira oba algoritma. Kada je novčić izdan, mreža radi na Proof-of-Work, a kada je emisija završena, radi na Proof-of-Stake. Ovo je sasvim logično. Uostalom, aktivno sudjelovanje u fazi provjere rada omogućuje vam nakupljanje dovoljnog broja kovanica kako biste "organski" probili novu fazu provjere dionica.

Unatoč novostima i žustrim raspravama o PoS sustavu, većina glavnih kriptovaluta nije spremna napustiti Proof-of-Work algoritam. Možda će se to dogoditi u budućnosti, ali sada se to ne promatra. Proof-of-Work i Proof-of-Stake ostaju konkurenti.

  • Prijevod

Nastavljamo prevoditi cool članke s Bytecoin.org. Danas je Alternatives for Proof of Work, Part 1: Proof of Stake by Ray Patterson.
Pročitajte i prijevod Kratka povijest evolucija dokaza o radu u kriptovalutama": i .

Kritika dokaza rada

Kao što se svi sjećamo, Proof of Work rođen je 1993. godine u obitelji kriptografa; roditelji su mu predvidjeli karijeru branitelja protiv DoS-a i spama. Međutim, 2008. godine dobio je primamljivu ponudu od izvjesnog anonimnog japanskog naglaska: da postane osnova za distribuirani poslužitelj vremenskih oznaka. Shema se činila jednostavnom: mrežni čvorovi "glasaju" za svoju verziju povijesti transakcija, ulažući svoju moć u izračunavanje "rijetkih" hashova. Verziju s najviše glasova drugi čvorovi prihvaćaju kao referencu.

Važna točka bila je osigurati veliki ukupni kapacitet mreže: zaštititi od potencijalnog napadača s njegovih potencijalnih 51% resursa. Međutim, izvorni koncept PoW-a uključivao je male zadatke koje klijent mora izvršiti kako bi dobio pristup resursima poslužitelja. Unutar ovog DoS modela zaštite čak i mali kapaciteti klijenata neće ometati pošteno korištenje resursa, a veliki jednostavno nisu bili potrebni. Stoga je motivacija za rad rudara implementirana jednostavno: “u naturi”, bitcoinima, tj. zapravo novac.

I to je sve promijenilo. U svijetu kriptovaluta, PoW je postao čudovište koje jede struju u utrci za profitabilnost rudarenja. Ozbiljne tvrdnje pojavile su se oko 2012. godine, kada je ukupna snaga Bitcoin mreže po performansama “prestigla” najjače superračunalo na svijetu. "Trašenje energije!" čuli su se povici sa svih strana. Stidljivi prosvjedi branitelja o zaštiti od 51% napada i energetskim apetitima bankovnih terminala su zanemareni, jer je prva alternativa već bila na pomolu - Proof of Stake.

dokaz o udjelu

Kao ideja rodila se u jednoj od objava na bitcointalku još 2011. godine. Prva implementacija ugledala je svjetlo godinu dana kasnije, 2012., u kriptovaluti PPCoin (sada se zove PeerCoin). U budućnosti su se slični protokoli pojavili u drugim projektima, o njima malo kasnije.

PoS ima različite inkarnacije, ali jednu zajedničku ideju: ograničeni resurs o kojem treba glasati ne može se pronaći samo u vanjskom svijetu (spaljeno željezo i struja), već i unutar samog sustava - sami digitalni novčići. Vlasnici kovanica - holderi (stakeholders) - ne troše ih naravno tijekom glasovanja, već ih blokiraju na neko vrijeme i time se postiže ograničenje. Očito, iako računalo mora biti uključeno za rudarenje, ne mora raditi nikakve ozbiljne izračune.

Kako radi PPCoin

Dakle, resurs rudara su njegovi novčići (nepotrošeni, naravno). Točnije, nepotrošeni izlazi transakcija, od kojih svaka odgovara određenom broju kovanica. Rudarstvo ide ovako:

  1. Odabiremo naš rezultat koji je zaprimljen prije najmanje 30 dana.
  2. Formiramo Kernel strukturu koja uključuje: determinističke podatke iz izlaza (vrijeme bloka u kojem se pojavio, njegov broj unutar bloka itd.), trenutno vrijeme itd. nStakeModifier (povremeno ponovno izračunati blok pseudo-nasumičnih bitova).
  3. Raspršujemo kernel i uspoređujemo dobivenu vrijednost s trenutnim ciljem, koji ovisi o trenutnoj složenosti mreže (veća složenost - niži cilj), "starosti" izlaza (više godina - više cilja) i njegovoj količini (više novčića - više meta).
  4. Ako se ispostavilo da je hash veći od cilja, vraćamo se na korak 1, uzimamo sljedeći izlaz.
  5. Ako se rezultat pokazao "uspješnim", trošimo ga u coinbase transakciji (šaljemo ga sebi), dodajemo nagradu za blok i provizije od uključenih transakcija i potpisujemo cijeli blok s ključem koji je bio povezan s potrošenim izlaz.
  6. Voila, blok je spreman. Počnimo tražiti sljedeći.
Bilješke:
  • Validacija bloka je deterministička: trenutno vrijeme se uzima iz zaglavlja bloka, izlazni podaci su iz blockchaina, nStakeModifier se također jedinstveno izračunava za svaki blok.
  • Izlaz mora biti "star", tako da napadač ne može, prebacivanjem novca između svojih novčanika, dobiti "dobar" izlaz, koji vam odmah omogućuje pronalaženje bloka.
  • nStakeModifier izračunava se na temelju zadnjih blokova i stoga je nepredvidiv. To čini rudarenje još nepredvidljivijim (i otpornijim na moguće napade).
  • Trenutačna vremenska oznaka u stavku 2 može uvelike varirati: plus ili minus sat. Stoga se zapravo može provjeriti 7200 hashova za svaki izlaz, a ne samo jedan.
  • Množitelj ciljane "dobi" ograničen je na 90 dana odozgo. U protivnom, napadač bi mogao sa samo nekoliko JAKO starih novčića s velikom vjerojatnošću generirati nekoliko blokova zaredom.

U biti, proces PoS rudarenja ista je lutrija kao i u PoW. Međutim, ne morate "platiti" kartu vlastitim kapacitetima: nabrajanje opcija odvija se na vrlo ograničenom prostoru vaših vlastitih izlaza i ne ovisi o brzini CPU-a. Na vaše šanse utječe samo ukupan broj novčića i trenutna težina mreže.

Zahvaljujući tome ostvarujemo sljedeću dobit:

  1. Štedimo energiju. Ovdje ne možete raspravljati, iako za PoW možete koristiti " koristan rad” (vidi Primecoin) ili značajke otporne na ASIC (Cuckoo Cycle, CryptoNigh, Ethash itd.) koje bi ograničile opseg rudarenja na osobna računala.
  2. Nema beskrajne "utrke u naoružanju": sada ukupni hashrate nije ograničen Mooreovim pravilom i zakonima termodinamike, već ukupnim brojem novčića u novčanicima sudionika. S druge strane, u takvom modelu teško je shvatiti je li velik postotak resursa u poštenim rukama?
  3. Napad postaje skuplji. Ako želim kupiti 51% kovanica, tržište će reagirati brz rast cijene. Osim toga, koja je svrha napada na mrežu ako su svi moji resursi uloženi u virtualne kovanice ove mreže?
Čini se da je sve super: zapravo smo fizički rad zamijenili nekom vrstom virtualnog resursa. Ali nije li tu problem?

Kritika Proof of Stake

Odgovorite na pitanje: koliko je novca potrošeno? Ako vam se netko obrati i ponudi da od vas kupi privatne ključeve od kojih ste sav novac odavno potrošili, na koju ćete cijenu pristati? Budući da ovi ključevi više ne vrijede ništa i nikome ne trebaju, pretpostavljam da će vam svaka ponuda odgovarati: ovo je novac iz ničega!

Sada zamislite da je neko vrijeme X u prošlosti ispalo da je 50% (ili više) svih novčića bilo na ključevima koje je napadač sada kupio. Radi jednostavnosti, možemo pretpostaviti da je trenutak X vrijeme neposredno nakon stvaranja drugog bloka, a netko je kupio ključeve oba bloka, tj. kada bi se vratio u prošlost, imao bi 100% cjelokupne novčane mase.

Zapravo, fizički se ne treba vraćati u prošlost. Od sada, on može "prepisati cijelu povijest blockchaina" rudarenjem ovim starim kovanicama! Štoviše, primanje nagrade za svaki novi blok i povećanje vašeg kapitala. On čak ne mora kreirati transakcije (iako može jednostavno prebaciti novac sebi).

U jednom će trenutku njegov alternativni lanac sustići pravi i čak premašiti broj blokova. Cijela mreža će se prebaciti na njega, jer među njima nema sintaktičkih razlika. Ali glavna razlika bit će u tome što će u jednom od njih više od polovice novčića i dalje pripadati napadaču. Dakle, prodajom "mrtvih duša" lako možete izgubiti "žive".

S takvim specifičnim napadom, naravno, možete se boriti. PeerCoin, primjerice, koristi praksu redovitih kontrolnih točaka: blokova potpisanih ključem programera, "dublje" od kojih je zabranjeno ponovno graditi blockchain. Ali ovo je privatno rješenje koje ne rješava općenitiji problem - Ništa nije na kocki.

Problem je u tome što rudarenje - glasanje - ne košta ništa, ne zahtijeva nikakve fizičke troškove. Ako se, primjerice, u nekom trenutku dva bloka pojave na istoj visini (vilica lanca), tada se obje verzije lanca mogu rudariti istovremeno. S PoW-om je to u načelu nemoguće iz očitih razloga: svaki verificirani hash lanca A neprovjereni je hash lanca B. PoS vam, s druge strane, omogućuje nabrajanje u svim "paralelnim svjetovima" odjednom i na bilo kojoj visini (tj. uključujući i prošlost).

U PoS-u vam je mnogo lakše izvesti napad dvostrukog trošenja. Dovoljno je uvijek rudariti dvije verzije sljedećeg bloka: jednu s transakcijom koja prenosi vaš novac prodavaču (koji ne čeka N potvrda), a drugu s prijenosom na vas. Ako se dogodi da pronađete oba bloka, onda prvi šaljete prodavaču (i primate svoju robu), a drugi - svima ostalima. S velikom vjerojatnošću, druga verzija lanca će se nastaviti, a novac će vam se vratiti.

Problem s PoS-om je taj što vam je korisno rudariti nekoliko alternativnih grana odjednom. Jednostavno to možete učiniti besplatno, s različitim šansama za uspjeh, što znači da povećavate očekivani prihod. PoW vam to ne dopušta i zato rudarite samo jednu granu (o vama ovisi koju). Kao rezultat toga, prije ili kasnije se postigne konsenzus u PoW modelu, au čistom PoS više nije moguće jamčiti konvergenciju.

Ako ste zainteresirani za ovaj problem, onda se detalji mogu pronaći

Što je Proof-of-Work i Proof-of-Stake?

Proof-of-Work i Proof-of-Stake dva su najpoznatija algoritma konsenzusa u kriptovalutama. Oni nude mehanizme dokaza rada koji se razlikuju po svojoj strukturi.

Što je bit Proof-of-Work?

Proof-of-Work (PoW - doslovno: dokaz rada) je algoritam za zaštitu distribuiranih sustava od zlouporabe (DoS napada, slanja neželjene pošte itd.), čija se bit svodi na dvije glavne točke:

  1. potreba za obavljanjem određenog prilično složenog i dugotrajnog zadatka;
  2. mogućnost brze i jednostavne provjere rezultata.

PoW zadaci nisu izvorno namijenjeni ljudima, njihovo rješavanje pomoću računala uvijek je izvedivo u konačnom vremenu, ali zahtjeva veliku računalnu snagu. Istovremeno, provjera dobivenog rješenja zahtijeva znatno manje resursa i vremena.

Tko je skovao izraz Proof-of-Work?

Koncept Proof-of-Work prvi put je opisan 1993. godine u djelu "Pricing via Processing, Or, Combatting Junk Mail, Advances in Cryptology" (autori - Cynthia Dwork i Moni Naor). Iako sam termin još nije korišten u članku, autori su predložili sljedeću ideju:

“Kako bi pristupio zajedničkom resursu, korisnik mora izračunati neku funkciju: prilično složenu, ali izvedivu; na taj način možete zaštititi resurs od zlouporabe.

Godine 1997. pokrenuo je projekt Hashcash, posvećen istoj zaštiti od spama. Zadatak je formuliran na sljedeći način: "Pronađite vrijednost x takvu da SHA(x) hash sadrži N vodećih nula bitova."

Sustav je nudio raspršivanje djelomične inverzije prilikom slanja e-poštom. Približno 252 raspršivanja potrebna su za izračun odgovarajućeg zaglavlja, koje se mora ponovno izračunati za svako podnošenje. A ako dodatni izračuni ne stvaraju prepreke za slanje nekoliko običnih pisama, tada potreba za stalnim preračunavanjem čini slanje neželjene pošte vrlo intenzivnim resursima. Pritom se vrlo brzo provjerava ispravnost izračunatog koda: koristi se jedan SHA-1 izračun s unaprijed pripremljenom oznakom.

Godine 1999. pojavio se i sam termin Proof-of-Work - korišten je u članku "Proofs of Work and Bread Pudding Protocols" (autori - Markus Jacobsson i Ari Jewels) u časopisu Communications and Multimedia Security.

Kakve veze Proof-of-Work ima s kriptovalutama?

U Bitcoin mreži PoW mehanizam korišten je kao sredstvo postizanja konsenzusa (jednoglasno mišljenje o tome koja se verzija blockchaina smatra ispravnom). U isto vrijeme, Satoshi Nakamoto, tvorac prve kriptovalute, uzeo je ideju gore spomenutog projekta Hashcash kao osnovu, dodajući joj mehanizam promjene složenosti - smanjenje ili povećanje N (potreban broj nula) ovisno o ukupnoj snazi ​​sudionika mreže. Izračunata funkcija postala je SHA-256.

Jednostavno rečeno, PoW mehanizam pruža mogućnost mrežnog čvora (čvora) da potvrdi da je rudar (koji je čvor koji dodaje novi blok u blockchain) stvarno dovršio izračune. Ovaj proces uključuje pokušaj pronalaženja hasha zaglavlja bloka (dio blockchaina koji sadrži vezu na prethodni blok i zbrojenu vrijednost transakcija uključenih u njega), koji će po vrijednosti odgovarati trenutnoj razini složenosti .

Je li računalna složenost stvarno "teška"?

Ovi izračuni mogu se raditi samo interaktivno, a težina je postavljena na takvu razinu da je doista teško. U isto vrijeme, provjera rezultata izračuna ostaje jednostavna. Čvorovi se uvijek mogu pobrinuti da rudar pronađe točnu vrijednost, međutim, budući da je proces pronalaženja bloka vrlo naporan i nasumičan, nemoguće je točno predvidjeti koji će rudar riješiti problem i pronaći blok.

Kako bi sustav prepoznao blok kao valjan, potrebno je da njegova hash vrijednost bude manja od trenutne ciljane. Dakle, svaki blok pokazuje da je nešto učinjeno da bi se on pronašao.

Svaki blok sadrži hash prethodnog bloka, tvoreći lanac. Nemoguće je promijeniti blok - moguće je samo stvoriti blok na istoj visini, koji će sadržavati hash prethodnog bloka. Za izvođenje takvog procesa potrebno je obaviti posao pronalaženja svih prethodnih blokova. Visoka složenost ovog procesa štiti blockchain od neovlaštenog pristupa i dvostrukog trošenja.

Kako je Proof-of-Work utjecao na rudarenje?

Bitcoinov Proof-of-Work iznjedrio je cijelu rudarsku industriju i postao poticaj za razvoj specijaliziranog hardvera, budući da su računalni resursi koji se troše na blokove raspršivanja ogromni i daleko premašuju snagu najvećih superračunala.

U isto vrijeme, nije bilo bez ozloglašenog " obrnuta strana medalje”: vrlo brzo, PoW se pretvorio u čudovište koje proždire struju u utrci za profitabilnost rudarenja. U 2012. godini ukupni kapacitet Bitcoin mreže već je premašio performanse najjačeg superračunala na svijetu, a na horizontu se pojavila prva alternativa, Proof-of-Stake.

Što je dokaz o udjelu?

Alternativni mehanizam konsenzusa koji je prvi put implementiran 2012. u kriptovaluti PPCoin (sada poznata kao PeerCoin). Ideja je koristiti "ulog" kao resurs koji određuje koji će čvor dobiti pravo rudariti sljedeći blok.

U pristupu Proof-of-Stake, čvorovi također pokušavaju raspršiti podatke u potrazi za rezultatom manjim od određene vrijednosti, ali je složenost u ovom slučaju raspoređena proporcionalno iu skladu s ravnotežom ovog čvora. Drugim riječima – sukladno broju kovanica (tokena) na korisničkom računu.

Stoga je vjerojatnije da će čvor s većim saldom generirati sljedeći blok. Shema izgleda prilično privlačno, prvenstveno zbog malih zahtjeva za računalnim resursima, a također i zbog toga što nema govora o “uzaludnim” kapacitetima.

Koji su argumenti za i protiv Proof-of-Stake?

U pravilu se navode sljedeći argumenti u korist korištenja PoS-a:

  • Za izvođenje napada potrebna su značajna sredstva, što ga čini nepraktičnim s financijske točke gledišta.
  • Istodobno, ako napadač ima na raspolaganju veliki broj tokena, on će sam patiti od napada, jer će to narušiti stabilnost kriptovalute.

Zabrinuti argumenti:

  • PoS daje dodatnu motivaciju za akumuliranje sredstava u jednoj ruci, što može negativno utjecati na decentralizaciju mreže.
  • Ako se formira mala grupa koja prikupi dovoljno velika sredstva, ona će moći nametnuti svoja pravila mreže ostalim sudionicima.

Dodatno, može se primijetiti problem Nothing-at-Stake, koji PoS sustave čini inherentno nestabilnima u očima mnogih entuzijasta kriptovaluta. Napadač može pokušati forkirati blockchain, tj. stvoriti dulji alternativni lanac trošenjem "nepostojećih" resursa. Štoviše, drugi rudari ga mogu podržati, jer oni također ne troše "prave" resurse. Putem forka napadač može odbiti određene transakcije i izvesti napad "dvostruke potrošnje".

Na kojoj je strani vaga?

Rasprava između pristaša Powa i PoS-a traje već dugo. dugo vremena, ali priroda ovih sporova je više teoretska. Praksa pokazuje da je uloga programera u pitanjima sigurnosti još uvijek vrlo visoka.

U isto vrijeme, mnogi smatraju hibridnu verziju PoS i PoW sustava najsigurnijim rješenjem. Ovaj pristup se već aktivno prakticira - mnoge kriptovalute imaju PoW fazu, kada se valuta izdaje klasičnim rudarenjem, i PoS fazu, koja se događa nakon završetka emisije.

Međutim, iako će PoS sustave uvijek biti lakše implementirati i općenito jednako sigurne u smislu sigurnosti, većina glavnih kriptovaluta najvjerojatnije neće napustiti PoW.

Svojedobno je ForkLog bio prilagođeni prijevod whitepapera koji je napisala BitFury Group, a koji uspoređuje rad principa zaštite PoW i PoS sustava.

Koji drugi mehanizmi dokaza postoje u kriptovalutama?

Njihov popis može biti prilično velik, pa navodimo nekoliko najpoznatijih:

  • Proof of Activity (dokaz aktivnosti) - standardna hibridna shema koja kombinira PoW i PoS;
  • Delegirani dokaz o udjelu (potvrda delegiranog udjela) - opći pojam, koji opisuje evoluciju osnovnih konsenzusnih protokola dokaza o udjelu. DPoS se koristi u , i ;
  • Proof of Burn (dokaz spaljivanja) - "spaljivanje" se događa slanjem kovanica na adresu s koje se jamči da neće biti potrošeni. Riješavajući se svojih kovanica na ovaj način, korisnik dobiva pravo na doživotno rudarenje, koje se također organizira kao lutrija među svim vlasnicima spaljenih kovanica;
  • Proof of Capacity (dokaz resursa) - implementacija popularne ideje "megabajti kao resursi". Potrebno je izdvojiti značajnu količinu prostora na disku kako bi se uključili u rudarenje;
  • Proof of Storage je koncept sličan prethodnom, u kojem svi sudionici koriste dodijeljeni prostor kao zajedničku pohranu u oblaku.
Udio: