Блокчейн. Часть 6. Proof of Work.
Спартак МакедонскийProof of Work переводится как «доказательство работы» (POW, PoW) — принцип защиты сетевых систем от злоупотребления услугами (например, от DoS-атак или организации рассылок спама), основанный на необходимости выполнения на стороне клиента некоторой достаточно длительной работы (нахождение решения задачи), результат которой легко и быстро проверяется на стороне сервера.
Главная особенность применяемых вычислений заключается в асимметрии затрат времени — они значительны на нахождение решения и весьма малы для проверки.
✅ Серия из 18 статей о блокчейне.
![](/file/9881e2b663c582c51eca4.png)
СОДЕРЖАНИЕ:
1) История создания алгоритма Proof of Work.
2) Как это работает Proof of Work?
3) Пример работы Proof of Work на блокчейне биткоина.
4) Основа работы Proof-of-Work.
5) Недостатки алгоритма доказательства работы.
6) Достоинства алгоритма доказательства работы.
7) Видео. Proof of Work VS Proof of Stake - Объяснение.
1) История создания алгоритма Proof of Work.
![](/file/66fae8837be4a1e1c5610.png)
На фото Гарольд Томас Финни II со своей собакой поводырем.
Proof of Work переводится как «доказательство работы». Впервые, в 1993 году его принцип был описан в работе американской ученной в области информатики Синтии Дворк и израильского криптографа Мони Наора. Они создали теоретическую базу PoW, предлагая создать алгоритм, который бы предоставлял доступ к определенным данным только тем пользователям, которые правильно решили определенную задачу.
Следующий шаг в развитии алгоритма «доказательства работы» был Hashcash Адама Бэка, созданный в 1996 году — этот инструмент помогал предупредить DoS-атаки (отказ в обслуживании) и других нарушений служб вроде спама сети с требованием от пользователя выполнить определенную работу, что обычно означает время обработки данных компьютером.
В 2004 году ученый в области компьютерных технологий и криптографический активист Хэл Финни (Гарольд Томас Финни II) представил систему под названием RPoW, Reusable Proof Of Work. Система работала, получив не-заменяемый или не-взаимозаменяемый Hashcash токен, основанный на proof of work и подписанный в RSA, который затем мог быть передан от человека к человеку.
RPoW решила проблему двойного расходования, сохранив право собственности на токены, зарегистрированные на доверенном сервере, который был разработан, чтобы позволить пользователям по всему миру проверить его правильность и целостность в режиме реального времени. RPoW можно считать как ранний прототип и значительный ранний шаг в истории криптовалюты.
Официально термин Proof-of-Work был предложен Маркусом Якобсеном и Ари Джуэлсом в 1999 году. В 2008 году все эти наработки были соединены в разработке Сатоши Накамото, которую мы сегодня знаем как Bitcoin.
В 2009-ом году Биткоин представил инновационный способ использования Proof-of-Work как алгоритма консенсуса, который используется для подтверждения транзакций и передачи новых блоков на блокчейн.
Иногда Proof-of-Work в отношении биткоина называют консенсусом Накамото. За основу Сатоши взял Hashcash с алгоритмом хеширования SHA-256 (SHA-256 более безопасный, чем оригинальный алгоритм Hashcash), а PoW обеспечивает работу сети блокчейн: используется для генерации нового блока и гарантирует безопасной всей сети.
С того времени алгоритм консенсуса Proof-of-Work распространился и стал широко использоваться во многих криптовалютах.
2) Как это работает Proof of Work?
![](/file/ea2cb6f2dc2ab4265a308.png)
Проще говоря, майнеры сети (узлы сети) будут соревноваться друг с другом в решении сложных комплексных вычислительных головоломок. Эти головоломки сложно решить, но легко проверить правильное решение.
Майнер — это узел в сети, который собирает транзакции, и работает, чтобы организовать их в блоки. Когда совершаются транзакции, узлы майнеров получают и проверяют транзакции, добавляют их в пул памяти и начинают собирать несколько транзакций в блок.
Как только майнер обнаружит решение головоломки, он будет способен добавить блок в сеть, где после этого другие майнеры подтвердят, что решение верное. После подтверждения корректности данных происходит генерация блока и начисление вознаграждения узлу, нашедшему правильное решение.
Более подробно о майнинге читайте в этой статье: Что такое блокчейн. Часть 4. Майнинг. Криптовалюта. Криптотокен.
3) Пример работы Proof of Work на блокчейне биткоина.
![](/file/ec0aad038dcb6703e8572.png)
Bitcoin – это система на основе блокчейн, которая поддерживается коллективной работой децентрализованных узлов. Некоторые из этих узлов именуются майнерами и они отвечают за добавление новых блоков в блокчейн. Для этого майнерам необходимо угадать псевдослучайное число (aka. одноразовый код (nonce).
Это число в сочетании с данными представленными в блоке и прошедшее через хеш функцию, что должно привести к результату, который сходится с заданными условиями, например к хешу начинающемуся с 4 нулей. Когда найден соответствующий результат, другие узлы будут проверять достоверность результата, а узел майнера получает вознаграждение за блок.
Таким образом невозможно добавить новый блок в основную цепочку, если до этого не найти действительный одноразовый код (nonce), которое в свою очередь генерирует решение определенного блока (называемого хешем блока). Каждый подтвержденный блок содержит хеш блока, который представляет работу, проделанную майнером, поэтому ее называют Proof of Work (доказательство работы).
Proof-of-Work помогает защитить сеть от множества различных атак. Для успешной атаки потребуется большое количество вычислительной мощности и много времени для вычислений, поэтому она будет неэффективной, поскольку затраты будут больше, чем потенциальное вознаграждение за атаку сети.
Одна из проблем с Proof-of-Work заключается в том, что для майнинга требуется дорогостоящее компьютерное оборудование, которое потребляет большое количество энергии, и хотя сложные алгоритмические вычисления гарантируют безопасность сети, эти вычисления не могут быть использованы за пределами этого.
Хотя Proof-of-Work не может быть самым эффективным решением, оно по-прежнему остается одним из самых популярных методов достижения консенсуса в блокчейнах. Есть уже альтернативные методы и подходы, пытающиеся решить проблемы, но только время покажет, какой метод станет преемником Proof-of-Work.
4) Основа работы Proof-of-Work.
![](/file/a4e2aad109439d12a3c36.png)
Основа работы Proof-of-Work это:
1) Сложность вычислений должна быть достаточно высокой.
2) Проверка результата должна быть быстрой и доступной всем узлам.
В модели алгоритма консенсуса Proof-of-Work (PoW) главную роль играют два параметра: вычислительная мощность (хешрейт) и вероятность нахождения рандомного числа nonce. Однако эти два параметра взаимосвязаны: чем выше хешрейт — тем выше шанс сгенерировать блок.
Ввиду огромного роста сети биткоин для генерации блоков требуются очень большие мощности, поэтому сейчас майнингом биткоина в основном занимаются пулы. Уже к 2012 году общий хешрейт биткоин-сети превысил вычислительную мощность самого мощного суперкомпьютера в мире.
В качестве узлов сети выступают GPU: 1 GPU = 1 узел. Учет GPU, а не IP в качестве узлов, предотвратило возможность захвата сети владельцами множества IP-адресов. Однако сегодня создаются целые майнинг-фермы, в которых работают тысячи вычислительных устройств. Которые порождают следующую потенциальную проблему, как атака 51%.
5) Недостатки алгоритма доказательства работы.
![](/file/cc773e950bfa96200df08.jpg)
Недостатки Proof-of-Work (PoW):
1) Возможность атаки 51%.
2) Чрезмерное расходование электроэнергии.
1) Возможность атаки 51%. Создание огромных майниг-ферм и концентрация огромных вычислительных мощностей в одних руках создает опасность проведения так называемой атаки 51% на сеть биткоина. Это становится возможным когда больше половины всего хешрейта сети сконцентрирована в одних руках. Это первый недостаток Proof-of-Work.
2) Чрезмерное расходование электроэнергии, которое увеличивается с каждым месяцем. В долгосрочной перспективе это может привести к глобальной экологической катастрофе.
6) Достоинства алгоритма доказательства работы.
![](/file/1c5b79d39190ccc1c2970.jpg)
Достоинства Proof-of-Work (PoW):
1) Невозможность подделки результатов.
2) Невозможность «заготовки» результата.
3) Невозможность возникновения атаки Сивиллы.
4) Стимул к честному участию.
5) Честность заработка.
1) Невозможность подделки результатов — найденный nonce проверяется всеми узлами сети, прежде чем будет сгенерирован блок
2) Невозможность «заготовки» результата — работа над поиском nonce очередного блока начнется только после того, как будет закончена работа над предыдущим
3) Невозможность возникновения атаки Сивиллы — теоретический злоумышленник не сможет создать множество фейковых узлов, при помощи которых он мог бы «массой» подавить мнение других узлов сети. Для того чтобы участвовать в майнинге, необходимо обладать реальной вычислительной мощностью, которая потребляет реальные ресурсы
4) Стимул к честному участию — когда один из узлов начинает «хитрить» и пытаться нарушить работу сети, он может быть навсегда заблокирован другими участниками с сети
5) Честность заработка — сумма потенциального вознаграждения напрямую зависит от хешрейта, которым обладает узел. Однако сегодня это преимущество достаточно спорно, так как практически 70% всего хешрейта сконцентрировано в одной стране — в Китае.
Алгоритм Proof-of-Work используется во многих популярных криптовалютах: Bitcoin, Ethereum, Litecoin, Dogecoin, Zcash, Monero.
7) Видео. Proof of Work VS Proof of Stake - Объяснение.
![](/file/194a33e1060c2ab4d25ef.png)
Продолжение статьи: Что такое блокчейн. Часть 7. Proof of Stake.
Чем более глупое общество — тем выше процент заработка в нем более умных. Что естественный процесс. Хотите поменять действительность — приобретите в первую очередь интеллектуальное преимущество перед основной массой игроков рынка. Ваш рост будет вознагражден. Торможение на месте — будет наказано. Деградация тем более.
![](/file/4e52025cf00713b4a5547.png)
📢Telegram. Трейдинг. Публичные.
🌐 SpartaBTC. Основной. Финансы. Криптовалюты. Социология. Психология.
🌐 SpartaBTC. Трейдинг. ТА криптовалют. Tradingview.
🌐 SpartaBTC. Трейдинг. Образование. Публичный.
🌐 SpartaBTC. Мои статьи. Социология. Психология.
🔒Telegram. Трейдинг. Закрытые.
🌐 SpartaBTC. Трейдинг. Закрытый канал (только публичный набор).
🌐 SpartaBTC. Трейдинг. Скриншоты с закрытого канала.
🌐 SpartaBTC. Трейдинг. Закрытый канал. Отзывы.
📖 Объяснение, как выглядят моя работа в закрытом канале.
📈 Tradingview.
✅ Tradingview (рус).
✅ Tradingview (анг).
✅ Мои идеи обучения / работа на "живом графике".
📊 Трейдинг. Полезные ресурсы.
✅ Полезные ресурсы для трейдеров #1
✅ Полезные ресурсы для трейдеров #2
👤 Моя социальная активность.
✅ Youtube.
✅ Instagram.
✅ Twitter.
✅ Teletype (мой блог статей).
✍️ Написать мне @SpartakMakedonskiu
🧠 Социология.
✅Часть 1. Мои статьи. Психология и социология. Финансы и крипта. 2020.
✅Часть 2. Мои статьи. Психология и социология. Финансы и крипта. 2021.
✅Часть 3. Мои статьи. Психология и социология. Финансы и крипта. 2022.
✅Часть 4. Мои статьи. Психология и социология. Финансы и крипта. 2023.