Proof of Work или PoW (подтверждение работы) – представляет собой уникальный алгоритм консенсуса в рамках blockchain.
Он применяется в криптосистеме для верификации операций и создания новых цепей в рамках блокчейна.
Майнеры соревнуются со своими конкурентами за право регистрации сделок и получение поощрения от системы в виде новых единиц криптовалюты. Отсюда и название операции — «добыча».
Содержание:
В сети пользователи могут посылать своим знакомым или работодателям цифровые коины. Децентрализованный регистр собирает все сделки в блоки.
Однако без участия пользователей подтвердить сделки или создать новые блоки не представляется возможным.
Основной принцип функционирования такой системы – решение сложных задач по математике и возможность предоставить правильный результат.
Что такое математическая задача в рамках Proof of Work
Это головоломка, решение которой требует применения мощной вычислительной техники.
Существует несколько разновидностей таких задач:
- Функции хэша или как найти входные параметры, зная результат.
- Целочисленная факторизация. Другими словами, поиск числа, образованного в результате умножения 2-х других чисел.
- Криптографический протокол Guided Tour Puzzle Protocol, который создан для защиты от атак. Если сервер «подозревает» DDDoS атаку, требуется решение хэш функции для некоторых нод в установленной последовательности. В данном случае, задача заключается в поиске цепочки значений функций хэша.
Насколько сложной является задача в рамках Proof of Work
От нее зависит правильная работа системы и скорость всей системы. При этом, предполагается. что задача не будет очень сложной.
В противном случае, время создания блоков будет существенно увеличено.
Это станет причиной образования «пробок» в сделках и в результате появятся «зависшие» операции, которые будут оставаться без утверждения какое-то время.
Причем решение должно быть таким, чтобы его можно было без труда проверить. Иначе не все ноды будут в состоянии провести анализ на правильность сделанных расчетов.
В этом случае, пользователям придется доверять другим нодам и это нарушает один из принципов сети блокчейн – прозрачность.
перейти к содержанию ↑Сеть блокчейн и принцип реализации этого алгоритма
Вкратце, майнеры занимаются решением задач в области математики, создают новый блок и занимаются верификацией сделок.
То, насколько сложной является задача, зависит от количества людей в системе, ее мощности и загрузки.
Хэш каждого блока содержит хэш предыдущего, что увеличивает уровень защищенности и снижается риски действий злоумышленников.
Если майнеру удается найти правильное решение, создается новый блок. Сделки, которые в него помещаются, считаются верифицированными.
перейти к содержанию ↑В каких сферах используется протокол Proof of work
PoW можно встретить во многих современных криптокоинах. Самым популярным из них является биткоин. И именно в Bitcoin заложены принципы этого типа консенсуса.
За постановку задач отвечает алгоритм Hashcash.
Он меняет сложность в соответствии с мощностью всей системы. Среднее время создания нового блока составляет в районе 10 минут. У криптовалют на базе Bitcoin (к примеру, лайткоин) используется та же система.
Почему алгоритм Proof of Work находится на первом месте
Главный плюс Пруф оф Ворк (или подтверждения работы) состоит в том, что алгоритм защищает от DDoS атак и также не имеет никакого отношения к тому, сколько именно средств хранится в кошельках пользователей.
Защита от DDoS атак предполагает установку некоторых лимитов в сети.
Для того, чтобы атака была действительно эффективной, необходимо применять серьезные вычислительные мощности, а также потребуется много времени для расчетов.
Несмотря на то, что в целом, такая атака возможна, она выглядит малоэффективной с точки зрения затрат.
Есть ли какие-то недостатки в алгоритме PoW
К основным минусам Proof of Work можно отнести:
- Высокие расходы. Для майнинга требуется специальное «железо», с помощью которого и будут производиться сложные расчеты. Причем стоимость такого оборудования может быть крайне высокой. Заниматься майнингом имеет смысл только объединившись в пулы или создавая фермы. Оборудование слишком «прожорливое», что также увеличивает стоимость добычи. Большие затраты несут угрозу криптосистеме в том, что она может стать централизованной и управление ей будет сконцентрировано в одних руках.
- Бесполезность расчетов. Майнеры постоянно генерируют новые блоки и потребляют много энергии. Однако расчеты, которые делает система, больше нигде не применяются. Они лишь обеспечивают надежность сети и не могут быть использованы в деловой сфере, в науке или любой другой отрасли.
- Атака 51%.
Что же такое атака 51%
Она также называется атакой большинства и состоит в том, что пользователь или группа берут под контроль подавляющее большинство добывающих мощностей.
Соответственно, у них появляется достаточно «сил» для контроля большого объема событий.
Представим, что Алина отправляет Андрею некоторую сумму посредством сети блокчейна. Допустим, Алина оказалась жертвой атаки 51%, а Андрей нет. Сделка помещена в блок. Но атакующие не позволяют перечислить деньги. В этом случае создается форк внутри сети.
Далее, майнеры присоединяются к одному из ответвлений и если у них сконцентрированы основные расчетные мощности, в их цепи появляется больше блоков.
В сети то ответвление, которое имеет большую длительность, остается (признается действительным), а то, что короче – удаляется (отбрасывается). Соответственно, операция между Алиной и Андреем не проводится, и Андрей не получает денег.
С учетом всего вышесказанного, атакующие могут развернуть сделки. Конечно, такой подход не приносит прибыли.
Он требует огромных затрат на майнинг. И как только такое произойдет, сеть будет скомпрометирована, что вызовет отток пользователей. В результате, стоимость криптовалюты упадет. Атакующие лишь потеряют свои деньги и время.