Алгоритм Proof of Work и его особенности

Антон Голостон

07.03.2018

0

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:

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.

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.

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:

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.