Proof-of-work (PoW) | Что это такое простыми словами⁠⁠

Работа любого блокчейна обеспечивается благодаря участникам, которые используют компьютерное оборудование. Вместе они образуют децентрализованную сеть. И для согласования их работы существуют специальные алгоритмы.

Одним из них является Proof-of-Work (PoW). В этом материале мы разберемся, как он работает.

В нашем телеграм канале мы рассказываем как сейчас перестроилась наша работа в обмене крипты, на какие банки мы делаем упор, какую математику они показывают и какую прибыль приносят

А в закрепе канале ты найдёшь бесплатный обновлённый мини-курс по заработку в нише обмена крипты: ПЕРЕЙТИ В ТГ

Что такое Proof-of-Work?

Proof-of-Work (с англ. «доказательство работы») — это алгоритм достижения консенсуса в блокчейне.

Главными его участниками являются майнеры. С помощью аппаратных устройств они обрабатывают транзакции пользователей и добавляют их в блоки. Последние затем включаются в блокчейн.

В момент создания блока транзакций информация в нем шифруется в виде набора цифр и символов — хеша. Задача же майнеров — путем математических вычислений подобрать правильный хеш.

Первый майнер, который сделает это, сможет включить блок транзакций в блокчейн и получить вознаграждение в криптовалюте. После этого происходит работа над подбором хеша для следующего блока.

При этом сложность майнинга в разное время может как увеличиваться, так и уменьшаться в зависимости от количества подключенных к сети майнеров и мощности их устройств.

Такой алгоритм позволяет обеспечить высокий уровень безопасности системы. Каждый раз майнеры обязаны совершать сложные вычисления, соревнуясь друг с другом. Это является гарантией того, что данные в блокчейне будут верными.

Кто разработал алгоритм PoW?

Концепцию Proof-of-Work разработали программисты Синтия Дворк и Мони Наор в 1993 году. В их работе Pricing via Processing or Combatting Junk Mail не было упоминания словосочетания Proof-of-Work, но была идея необходимости определения хеша для внесения данных в реестр (блокчейн).

В 1999 году Маркос Якобссон и Ари Джуелс опубликовали другую работу. В ней уже полностью описан принцип работы алгоритма и представлено название Proof-of-Work.

Однако первая имплементация идеи произошла раньше — в 1997 году. Тогда программист Адам Блэк создал систему Hashcash, которая использовала данный алгоритм.

Преимущества и недостатки PoW

Как и любая технология, Proof-of-Work имеет свои плюсы и минусы.

Преимущества алгоритма PoW:

• высокий уровень безопасности транзакций;

• возможность каждому принять участие в работе блокчейна, подключив к его сети аппаратное устройство.

Недостатки Proof-of-Work:

• медленная обработка транзакций. Необходимость каждый раз подбирать хеш блока уменьшает скорость работы блокчейна;

• подорожание аппаратных устройств для майнинга. Из-за конкуренции среди отраслевых игроков, а также роста сложности сети, майнеры вынуждены покупать и обслуживать все более дорогие устройства. Из-за этого не обладающие достаточным ресурсом пользователи не могут зарабатывать на этом;

• высокое потребление электроэнергии. Еще в 2021 году было зафиксировано, что каждый день на майнинг биткоина тратится больше электричества, чем потребляет Аргентина.

Крупнейшие криптовалюты на алгоритме PoW

Proof-of-Work является первым алгоритмом консенсуса. Поэтому на нем работают преимущественно старые блокчейны:

Биткоин (BTC)

Блокчейн биткоина является первым удачным применением алгоритма Proof-of-Work. Представлен в 2009 году пользователем или группой лиц под псевдонимом Сатоши Накамото. С момента запуска остается самой высококапитализированной криптовалютой.

Максимальное предложение биткоина ограничено 21 млн монет. На момент написания добыто порядка 19,5 млн BTC, а награда за генерацию нового блока составляет 6,25 BTC. Но каждые четыре года награда уменьшается вдвое. Следующий халвинг произойдет ориентировочно в апреле 2024 года.

Bitcoin Cash (BCH)

Блокчейн Bitcoin Cash является форком биткоина, который появился в 2017 году. Произошло это из-за разногласий внутри сообщества касательно дальнейшего развития проекта после исчезновения Сатоши Накамото.

Bitcoin Cash имеет такую же максимальную эмиссию и награды за майнинг, а также график халвинга. Главное отличие — более высокая скорость обработки транзакций (116 за секунду против семи у биткоина).

Ethereum Classic (ETC)

Ethereum Classic появился после взлома децентрализованной автономной организации The DAO на блокчейне Ethereum в 2016 году. Приложение привлекло от пользователей $150 млн, хакеры вывели из смарт-контрактов $70 млн. Из-за этого разработчики Ethereum решили «откатить» блокчейн до момента взлома, чтоб вернуть средства пользователей.

Часть сообщества с этим не согласилась, поскольку это нарушало принципы работы блокчейна. Поэтому в том же 2016 году от блокчейна отделилась сеть Ethereum Classic.

Litecoin (LTC)

Криптовалюта LTC работает в сети Litecoin с применением Proof-of-Work. Разработана в 2011 году бывшим сотрудником Google Чарли Ли. Для создания был использован доработанный программный код биткоина.

Основная идея проекта — иметь блокчейн и криптовалюту, которая превосходит биткоин по всем показателям. Например, в скорости обработки транзакций (56 за секунду) и низкой стоимости комиссий.

Dogecoin (DOGE)

Мем-криптовалюта, придуманная в 2013 году энтузиастами Билли Маркусом и Джексоном Палмером. В создании использовался измененный код блокчейна Litecoin. Во время запуска Dogecoin не имел конечной цели. Разработчикам просто показалось «прикольным» создать криптовалюту с использованием мема.

Но в 2021 году благодаря упоминаниям проекта Илоном Маском в X (ранее — Twitter) криптовалюта стала популярной. В том же году спустя восемь лет после начала работы команда выпустила свою дорожную карту.

Криптовалюта имеет неограниченную эмиссию, из-за чего ее стоимость подвержена инфляции.

Будущее PoW

Proof-of-Work исправно выполняет свою функцию. Но алгоритм имеет проблемы с масштабируемостью, а из-за принципа работы майнинга скорость обработки транзакций сильно ограничена.

Также остаются опасения касательно высокого потребления электроэнергии майнерами. Поэтому на уровне Евросоюза, а также отдельных штатов в США уже принимаются решения об ограничении и контроле за отраслью.

Например, согласно профильному закону, в Казахстане майнеров обязывают соблюдать определенные квоты и отчитываться об этом регулятору.

Но это не означает, что PoW вообще пропадет с рынка. Тот же биткоин до сих пор остается главной криптовалютой. Разработчики не собираются переводить проект на другой алгоритм. В том числе из-за высокого уровня безопасности.

Вероятно, влияние Proof-of-Work будет с каждым годом снижаться, но его все равно будут использовать сети вроде биткоина, Litecoin и Bitcoin Cash.

Сравнение Proof-of-Work и Proof-of-Stake

Упомянутый ранее Proof-of-Stake является одним из самых популярных алгоритмов достижения консенсуса. При этом он значительно отличается от PoW.

Энергопотребление и стоимость оборудования

В Proof-of-Work майнеры постоянно соревнуются в подборе хеша, чтобы получить вознаграждение. Это заставляет их использовать все более дорогое оборудование и потреблять больше электроэнергии, что увеличивает финансовые затраты.

В Proof-of-Stake валидаторы получают право на добавление блока транзакций и вознаграждение через стейкинг.

То есть они обязаны заблокировать в сети определенное количество криптовалюты, чтоб иметь шанс быть выбранным для оплачиваемой работы в блокчейне.

Алгоритм выбирает валидатора случайным образом. Но чем больше криптовалюты внесет в стейкинг валидатор, тем выше его шанс на получение награды за работу.

Данный механизм исключает постоянную технологическую гонку и снижает потребление электроэнергии.

Децентрализация и безопасность

Proof-of-Work считается более безопасным, потому что майнеры вынуждены соревноваться друг с другом. Потенциально у него есть проблемы с децентрализацией, поскольку игроки могут объединяться в пулы для совместной деятельности.

В теории можно захватить контроль над блокчейном, если в руках группы лиц окажется 51% совокупного хешрейта сети. Но такая вероятность очень низкая, потому что другие участники также будут наращивать мощности.

Proof-of-Stake же предлагает пользователям влиять на работу блокчейна не путем майнинга, а через стейкинг. Теоретически это нивелирует недостатки PoW. Но в реальности «контрольный пакет» токенов могут скупить крупные инвесторы.

После этого они смогут полностью управлять и изменять работу блокчейна. Не говоря уже о том, что сами разработчики могут иметь достаточное количество монет для контроля за блокчейном. Так что PoS имеет очень большие риски в разрезе децентрализации и безопасности.

Скорость обработки транзакций

Так как Proof-of-Stake не требует дорогостоящего подбора хеша блока транзакций, то он технически способен быстрее обрабатывать транзакции, чем на Proof-of-Work.

Что такое Proof-of-Burn (PoB)?

Помимо Proof-of-Stake и Proof-of-Work существуют и другие алгоритмы. Одним из них является Proof-of-Burn.

Его идея состоит в том, что участники сети должны постоянно «сжигать» криптовалюту, чтобы получить шанс на добавление блока транзакций в блокчейн. Под «сжиганием» понимается отправка токенов на специальный адрес без возможности когда-либо получить к ней доступ.

Операция выводит активы из оборота. Чем больше участник «сожжет» криптовалюты, тем больше вероятность, что он будет выбран для добавления блока и получения награды.

Затраты на работу блокчейна сильно снижаются, потому что участники не подбирают хеши. Так как из оборота постоянно выводится криптовалюта, это оказывает дефляционное давление на ее котировки.

Выводы

Proof-of-Work — это алгоритм достижения консенсуса, который позволяет наладить безопасную работу блокчейна для его участников. Он стал первым рабочим протоколом консенсуса и до сих пор обладает лучшими показателями безопасности.

При этом PoW имеет недостатки из-за возросшей популярности криптовалют. Поэтому сегодня он используется в более старых блокчейнах, а ему на смену приходят новые алгоритмы. Одним из них стал Proof-of-Stake, который используется практически во всех новых блокчейнах.

• Proof-of-Work — это алгоритм достижения консенсуса в блокчейне. Главные участники работы Proof-of-Work — майнеры.

• Майнеры с помощью аппаратных устройств подбирают уникальный зашифрованный набор символов и цифр (хеш), чтобы поместить блок транзакций в блокчейн. Кто первый это сделает — получит награду в криптовалюте.

• Proof-of-Work имеет высокий уровень безопасности и децентрализации, но требует постоянных затрат на обслуживание оборудования и электроэнергию.

Подписывайся на наш тг канал, чтобы всегда оставаться в курсе всех новостей в направлении обмена крипты: ПЕРЕЙТИ В ТГ