Алгоритм Proof of Work и его особенности

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».

Реклама проекта paykassa.pro

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.

 Эта ответственность ложится на плечи специальных нодов, названых майнерами. Сама процедура подтверждения операций и создания новых блоков называется добычей (или майнингом, от англ. mining). 

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.
 Ответ на задачу в рамках криптосистемы Proof of Work называется хэшем. По мере развития и роста сети, она сталкивается с все большим количеством трудностей. Новые алгоритмы требуют все больших вычислительных мощностей для выполнения требований блокчейна. Соответственно, сложность заданий чувствительная к развитию системы. 
перейти к содержанию ↑

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.

 Если задачу не удается решить в определенный временной промежуток, создание блоков будет существенно замедленно. С другой стороны, если задача будет очень простой, это тоже вызовет определенные трудности. В частности, речь идет об уязвимости системы к DDDoS атакам и спаму. 

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.

 Еще один крупный проект, в рамках которого используется алгоритм Proof of Work – Ethereum. А учитывая тот факт, что порядка 3 из 4 современных систем реализовано именно на базе эфириум, а это значит, что у большинства токенов используется консенсус PoW. 
перейти к содержанию ↑

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.

 Что касается майнинга, для работы с алгоритмом Proof of Work не важно, сколько средств хранится на кошельке пользователя. Важно, чтобы у него было достаточно вычислительных мощностей, чтобы решить задачу и создать новые блоки. Таким образом, владельцы кошельков с большим объемом средств на хранении никак не могут оказывать влияние на принимаемые в рамках системы решения. 
перейти к содержанию ↑

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%.
перейти к содержанию ↑

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.

 При атаке 51% процента, создание новых блоков монополизируется. К тому же, такой пользователь или группа получают вознаграждение и не дают другим участвовать полноценно в процессе. Они могут развернуть сделки в обратном направлении, к примеру. 

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.

 Поэтому атака 51% возможна, но не целесообразна. И в данном случае децентрализация – это то, что защищает пользователей от монополии в денежных переводах. А Proof of Work (PoW) создает стабильность и гармонию в криптосистеме, где абсолютно каждый может стать гарантом проверки созданных транзакций. 
Алгоритм Proof of Work и его особенности
Голосуй

Мы будем рады и вашему мнению

      Оставить свой комментарий

      BitGid.com