Что такое доказательство работы (Proof of Work, PoW)?

Доказательство работы (PoW) — это механизм консенсуса, используемый блокчейн-сетями для достижения распределенного консенсуса. Это оригинальный механизм консенсуса, впервые использованный Биткойном в 2009 году. В PoW участники сети, называемые майнерами, соревнуются в решении вычислительно сложной задачи. Первый майнер, решивший задачу, получает право добавить новый блок транзакций в блокчейн и вознаграждается вновь выпущенной криптовалютой.

Используйте мультичейн приложение Bitcoin.com Wallet, которому доверяют миллионы, чтобы безопасно и легко покупать, продавать, обменивать и управлять Биткоином и самыми популярными криптовалютами.

Как работает Proof of Work (PoW)?

Процесс PoW можно разбить на следующие этапы:

1. Трансляция транзакций: Когда пользователь начинает транзакцию в PoW блокчейне, транзакция отправляется в сеть узлов.
2. Объединение транзакций: Узлы собирают эти транзакции в пул, который часто называют 'mempool' (пул памяти).
3. Создание блока: Майнеры выбирают транзакции из mempool и объединяют их в 'блок'. Затем они добавляют заголовок к блоку, включающий временную метку, хеш предыдущего блока и nonce.
4. Итерация nonce и хеширование: Nonce — это случайное число, которое майнеры постоянно изменяют и комбинируют с данными заголовка блока для создания хеша. Цель — найти nonce, который при хешировании с заголовком блока создает хеш, соответствующий целевому уровню сложности сети.
5. Целевой уровень сложности: Целевой уровень сложности — это способ измерения сложности нахождения валидного хеша. Он изменяется периодически, чтобы убедиться, что блоки добываются с относительно постоянной скоростью, как правило, каждые 10 минут для Биткойна.
6. Решение Proof-of-Work: Когда майнер находит nonce, который создает хеш, соответствующий целевому уровню сложности, он решает головоломку PoW.
7. Трансляция блока: Майнер отправляет решенный блок в сеть.
8. Валидация и добавление блока: Другие узлы проверяют валидность блока, удостоверяясь, что все транзакции допустимы и что решение PoW корректно. Если блок валиден, он добавляется в блокчейн.
9. Распределение награды: Майнер, успешно добывший блок, получает награду в виде вновь созданной криптовалюты и транзакционных сборов от транзакций, включенных в блок.

Биткойн-майнинг является основополагающей частью сети, но это больше, чем кажется на первый взгляд. Начните с основ в Что такое биткойн-майнинг?, затем углубитесь в что делают майнеры блокчейна и как слияние майнинга позволяет майнерам одновременно обеспечивать безопасность нескольких блокчейнов. Если вы заинтересованы в самостоятельном майнинге, узнайте как майнить биткойн из дома - и не забудьте проверить как отчитаться о доходах от майнинга для налоговых целей.

Почему Proof of Work важен?

PoW критически важен для обеспечения безопасности и надежности блокчейн-сетей на основе PoW. Это достигается через:

• Децентрализацию: Распределяя процесс майнинга по сети майнеров, PoW предотвращает контроль блокчейна одним человеком или группой.
• Безопасность: Вычислительная мощность, необходимая для майнинга, делает чрезвычайно трудным и дорогостоящим изменение блокчейна или двойные траты монет злоумышленниками.
• Без необходимости доверия: PoW означает, что вам не нужно доверять центральному органу, так как система основана на математических доказательствах и работе, которую можно проверить.

Преимущества Proof of Work (PoW)

Proof of Work (PoW) является основой безопасности блокчейна более десяти лет, особенно для Биткойна. Его сила и устойчивость к атакам сделали его надежным способом достижения консенсуса, даже несмотря на высокое потребление энергии. Вот некоторые из главных преимуществ PoW:

1. Безопасность: Сила PoW заключается в вычислительной работе, необходимой для добычи блоков. Это делает крайне трудным и дорогостоящим для злоумышленников вмешательство в блокчейн или двойные траты монет. Чтобы изменить прошлые транзакции, злоумышленнику потребуется контролировать большую часть хеш-мощности сети (атака 51%), что слишком дорого и почти невозможно для установленных блокчейнов, таких как Биткойн.
2. Децентрализация: PoW способствует поддержанию децентрализации, позволяя любому, у кого есть достаточная вычислительная мощность, участвовать в майнинге. Это открытое участие помогает предотвратить контроль сети одним человеком или группой. Узнайте больше о децентрализации в Что такое управление Биткойном?
3. Прозрачность: Процесс PoW открыт и может быть проверен. Любой может проверить работу майнеров и валидность транзакций в блокчейне.
4. Справедливость: Шанс майнера найти валидный блок зависит от того, сколько у него хеш-мощности. Это означает, что майнеры, вкладывающие больше ресурсов, имеют больше шансов на получение наград, создавая справедливую и конкурентную систему.

Недостатки Proof of Work (PoW)

Несмотря на то, что PoW зарекомендовал себя как надежный способ достижения консенсуса, он также имеет некоторые недостатки, которые побудили людей искать другие способы достижения консенсуса. Вот некоторые из основных недостатков PoW:

1. Потребление энергии: PoW потребляет много энергии, так как требует от майнеров использования большого количества вычислительной мощности, что означает высокое потребление электричества. Это вызывает обеспокоенность по поводу экологического воздействия блокчейнов PoW, особенно по мере роста сети и увеличения числа майнеров. Узнайте больше в Как Биткойн влияет на окружающую среду?
2. Масштабируемость: Блокчейны PoW могут обрабатывать ограниченное количество транзакций в секунду. Это может вызвать замедление сети и увеличение транзакционных сборов при высоком спросе.
3. Риски централизации: Хотя PoW должен поддерживать децентрализацию, на практике майнинг может стать централизованным, так как крупные майнинговые пулы с большими ресурсами начинают контролировать сеть. Эта концентрация хеш-мощности может ослабить децентрализацию блокчейна.
4. Затраты на оборудование: Для майнинга PoW требуется специальное оборудование, такое как ASIC (специализированные интегральные схемы), которое может быть дорогостоящим в приобретении и эксплуатации. Этот высокий барьер для входа может ограничить возможности участия в майнинге и привести к дальнейшей централизации.

Proof of Work против Proof of Stake

Proof of Stake (PoS) — это альтернативный способ достижения консенсуса, который пытается решить некоторые проблемы, связанные с PoW. В PoS валидаторы выбираются для предложения новых блоков в зависимости от того, сколько криптовалюты они владеют и готовы 'застейкать' в качестве залога. Он использует значительно меньше энергии, чем PoW.

Узнайте больше: Что такое Proof of Stake?