Доказательство работы
Промежуточный
Mar 15, 2023Если вы интересуетесь добычей криптовалют и понимаете, как работает майнинг, вы наверняка сталкивались с понятием Proof-of-Work (POW). Proof-of-work - это коллективно разделяемая (консенсусная) техника, которая удостоверяет верификацию транзакций майнера. Proof-of-Work тесно связан с майнингом, поскольку является механизмом подтверждения транзакций.
Доказательство работы - что это такое?
Биткойн - это цифровая валюта, поддерживаемая распределенной бухгалтерской книгой, известной как "блокчейн". В этой книге хранятся записи всех транзакций биткоина, которые организуются в последовательные "блоки", чтобы пользователь не мог потратить свои средства дважды. Для пресечения манипуляций бухгалтерская книга может быть публичной и распределенной. Это позволит измененной версии быть быстро отвергнутой другими пользователями.На практике пользователи выявляют фальсификацию с помощью хэшей - длинных последовательностей целых чисел, которые служат доказательством работы. Если пропустить определенный фрагмент данных через хэш-функцию (в Bitcoin используется SHA-256), то получится только один хэш.
Однако из-за лавинного эффекта даже незначительные изменения любого фрагмента исходных данных могут привести к созданию совершенно нечитаемого хэша. Хеш, созданный определенной функцией, будет иметь одинаковую длину независимо от размера исходного набора данных. Хэш-функция - это односторонняя функция, которая может использоваться только для проверки того, что данные, создавшие хэш, совпадают с исходными данными.Поскольку генерация любого хэша для набора транзакций биткоина была бы простой задачей для современного компьютера. Сеть биткоина ставит перед собой аналогичную задачу, чтобы превратить этот процесс в рабочий процесс. Этот параметр устанавливается таким образом, чтобы добывался новый блок. Другими словами, новый блок может быть добавлен в блокчейн для создания быстрого хэша.Установка сложности осуществляется путем определения цели для хэша. Чем ниже цель, тем более узким будет набор допустимых хэшей и тем сложнее его создать. В реальности это означает, что хэш начинается с длинной строки нулей.Что такое двойная трата?
Двойная трата происходит тогда, когда одни и те же средства расходуются многократно. Этот термин в основном используется в контексте цифровых денег. Например, вам было бы трудно потратить одни и те же реальные деньги более одного раза. Рассмотрим пример с покупкой кофе в вашем любимом кафе. Вы платите кассиру и получаете счет после регистрации. Теперь эта же купюра не подойдет для покупки другого кофе с помощью той же купюры.
Такаяже возможность существует и при использовании цифровых денежных схем. Все мы раньше тоже дублировали компьютерные файлы простым копированием и вставкой. Это позволяет отправить один и тот же файл нескольким людям одним махом. Цифровые деньги - это не что иное, как некоторые данные, поэтому они нуждаются в защите от копирования. Можно скопировать данные и потратить единицы в разных местах.
Почему биткойн и его блокчейн требуют подтверждения работы?
Проверка доказательства выполнения работы сложна, дорога и требует много времени для разработки, но ее легко проверить. Биткойн безопасен, потому что атаковать сеть вычислительно сложно.Доказательство выполнения работы требуется для обеспечения безопасности истории транзакций Биткойна при одновременном увеличении сложности обновления данных с течением времени.Доказательство выполнения работы (PoW) - это критерий безопасности, который ограничивает подделку, позволяя при этом верить. Этот критерий безопасности гарантирует, что независимые обработчики данных, называемые майнерами, не смогут подделать информацию о транзакциях.Ограничения, связанные с доказательством работы
Подход, основанный на доказательстве работы, имеет два важных недостатка. Первый недостаток заключается в том, что они тратят энергию, что наносит вред окружающей среде. Компьютерам требуется больше электроэнергии для выполнения большего объема вычислительной работы.В итоге получаетсябольшое количество избыточного потребления энергии.Тем не менее, биткоин, похоже, не требует такого количества энергии, как нам говорят или учат. Данные о том, сколько энергии потребляет сеть биткоина, говорят об обратном. В некоторых случаях майнинг биткоина потребляет избыточную энергию, которую не может обеспечить энергетическая инфраструктура страны.Подведение итогов
Наконец, доказательство работы необходимо для разработки распределенных часов, которые позволяют майнерам свободно присоединяться к сети и выходить из нее, сохраняя при этом постоянную скорость работы. Это, несомненно, решение проблемы двойной траты, к тому же оказавшееся весьма безопасным. Биткойн является наглядным примером того, как избежать использования централизованных структур и двойного расходования одних и тех же средств. Доказательство работы - это обязательный процесс использования хэш-функций, теории игр и децентрализации для улучшения финансовых операций. Все участники могут договориться о создании некой финансовой базы данных.
