Proof of work что это

What is Proof of Work?

One of the main properties of blockchain technology, the basis of cryptocurrencies, is decentralisation. This means that all nodes in the blockchain network are equal, and there’s no central authority to decide which transactions are valid and which aren’t. But how, then, do the network participants solve this issue? They need to reach a consensus. This is done using a mechanism called a consensus algorithm.

A consensus algorithm is a set of mathematical rules that allow nodes in the network to agree while eliminating invalid and fraudulent transactions. The oldest and most well-known consensus algorithm used in cryptocurrencies is Proof of Work.

In this article, you’ll learn what Proof of Work is, how it ensures the blockchain functions properly, what advantages and disadvantages it has and what alternatives to Proof of Work exist.

The proof-of-work also solves the problem of determining representation in majority decision making. If the majority were based on one-IP-address-one-vote, it could be subverted by anyone able to allocate many IPs. Proof-of-work is essentially one-CPU-one-vote. — Satoshi Nakamoto.

Proof of Work explained

Proof of Work (PoW) is a consensus algorithm that makes the blockchain network nodes do very complex computational work (algorithm calculation) to confirm transactions.
Other network nodes can easily and quickly verify their result. The first node to successfully complete all the required computations receives a reward from the blockchain network. Because of this, nodes compete for the opportunity to become the first and receive the reward.

Although the Proof of Work algorithm currently has a strong association with cryptocurrencies, an algorithm similar to it was initially proposed in 1993 in a scientific work devoted to combatting spam. The term «Proof of Work» itself first appeared in 1999. However, it was only with the advent of Bitcoin and the beginning of the cryptocurrency era that this algorithm found widespread practical application.

How the Proof of Work algorithm works

Proof of Work blockchains use miners to verify transactions and create new blocks. To reward miners for their work, the network must establish rules to select a miner who will have the right to generate the next block in the chain.

Here’s how the algorithm works:

1. Blockchain network users form transactions by sending cryptocurrency to each other.
2. Transactions are combined into blocks.
3. Miners verify the validity of transactions within blocks.
4. The miners then solve a complex mathematical puzzle by calculating the correct hash for the block. Those calculations require a lot of computing power.
5. A reward is given to the first miner to solve the puzzle.
6. The blocks with verified transactions are stored on the blockchain.

Advantages and disadvantages of Proof of Work

Proof of work effectively protects the blockchain network from hacking attempts by making them very difficult and costly. Moreover, the more miners work in the network, the more resistant the network becomes to hacking attempts. In addition, this consensus algorithm is the oldest and most tested through practice.

Nevertheless, Proof of Work also has some notable drawbacks that led to the development of alternative consensus algorithms.

• High electricity consumption and useless computing. Miners consume huge amounts of electricity, but the calculations they make don’t go anywhere except for the network’s needs.

• Significant computing power is required to keep the Proof of Work blockchain working. For example, you can’t mine Bitcoin on cheap video cards; it requires powerful, expensive specialised equipment known as ASICs, which aren’t suitable for performing any other tasks.
• As the network and the calculations become more complex, the cost of mining equipment ceases to be affordable to ordinary users. Only large communities of miners or wealthy people and companies with powerful mining farms can mine blocks and confirm transactions. This increases centralisation as owners of large mining capacities begin to dictate the rules of the network.

• Vulnerability to a 51% attack. If an attacker controls more than 50% of the network hash rate, they can tamper with, cancel or change transactions for their own purposes. Likewise, they can perform other malicious actions with the blockchain. Since the hacker’s hashing power is higher than the rest of the network’s in this scenario, the hacker’s chain version will be accepted. While attacks like these are difficult to carry out for popular cryptocurrencies like Bitcoin due to the very high hash rate, the threat is very real for less popular cryptocurrencies.

Advantages and disadvantages of the Proof of Work algorithm

Advantages

Disadvantages

High level of protection against hacking attempts

High energy consumption

It’s the oldest and most time-honoured of all consensus algorithms

The need for huge computing power

Increase in network centralisation

Vulnerability of blockchain to 51% attack

Proof of Work vs Proof of Stake

Due to the problems mentioned above, the blockchain industry is trying to develop alternatives to Proof of Work, the first of which was the Proof of Stake (PoS) consensus algorithm. Proposed in 2011, it was first used in the Peercoin cryptocurrency.

Unlike Proof of Work, Proof of Stake doesn’t require any calculations. Those who wish to add a block and receive a reward are selected randomly from among the users who have reserved («staked») a certain amount of the respective cryptocurrency for this purpose. The probability of being selected depends on the stake’s size and other indicators, such as the stake’s age. You can learn more about the Proof of Stake algorithm in our article on the topic.

With its features, the Proof of Stake algorithm solves the major problems inherent in Proof of Work. Thanks to the lack of computation, the Proof of Stake blockchain doesn’t require expensive mining equipment or large amounts of electricity to function, which, in turn, prevents centralisation. A hacker would need to accumulate more than 50% of a cryptocurrency to carry out a 51% attack, making it pointless since they would incur the greatest losses.

That said, Proof of Stake has its own drawbacks. The relation of the chance of getting a reward to the size of the stake incentivises users to accumulate coins instead of using them for payments. Also, a small group of major coin holders may dictate their rules to the entire network. Moreover, cryptocurrency developers based on this algorithm have to solve the initial coins distribution problem since, to stake coins, they must first be obtained from somewhere.

Cryptocurrencies that use Proof of Work

Proof of Work is currently one of the most common consensus algorithms for cryptocurrencies.

Bitcoin and Proof of Work

Bitcoin, the first cryptocurrency, was also the first practical implementation of the Proof of Work algorithm in the blockchain industry. In the Bitcoin protocol, the Proof of Work is based on the SHA-256 hashing algorithm. The mining difficulty adjusts after every 2016th block. Average block generation time is 10 minutes.

Ethereum and Proof of Work

Vitalik Buterin, the developer of Ethereum, originally wanted to use the Proof of Stake algorithm, but due to its inherent problems, he was forced to use the more tried and tested Proof of Work algorithm. Despite this, he planned to completely abandon PoW and switch to PoS as soon as these problems were solved. Although the lengthy transition process has been postponed many times, it is now underway. However, the completion date is still unknown.

In the Ethereum protocol, the Proof of Work algorithm is based on the Ethash hashing algorithm. The average block generation time is 13 seconds.

Ethereum difficulty historical chart

Other Proof of Work altcoins

It’s impossible to list all the cryptocurrencies using the PoW algorithm within this article, so we’ll keep to only the most noticeable ones.

Cryptocurrencies with PoW consensus algorithm

Name

Description

An analogue of Bitcoin with faster and cheaper transactions

A Bitcoin fork with increased block size and reduced time between difficulty adjustments

A cryptocurrency with increased anonymity based on the CryptoNight hashing algorithm

An Ethereum hard fork

The token of the Binance crypto exchange

A cryptocurrency for small payments with fast and cheap transactions. Originally created as a joke

An anonymous cryptocurrency

Bitcoin Gold (BTG)

An ASIC-resistant Bitcoin fork with increased decentralisation

An anonymous cryptocurrency. Supports several hashing algorithms. Based on the Bitcoin blockchain

Cryptocurrencies without the Proof of Work algorithm

The inherent drawbacks of the PoW algorithm encourage blockchain developers to look for alternatives. In addition to the previously mentioned Proof of Stake, many alternative consensus algorithms have been developed. Here are the most popular ones.

Что такое Proof-of-Work?

Первоначально датированная 1993-им годом, концепция Proof of Work была разработана для предотвращения DoS-атак (отказ в обслуживании) и других нарушений служб вроде спама сети с требованием от пользователя выполнить определенную работу, что обычно означает время обработки данных компьютером.

В 2009-ом году Биткойн представил инновационный способ использования Proof-of-Work как алгоритма консенсуса, который используется для подтверждения транзакций и передачи новых блоков на блокчейн. С того времени он распространился и стал широко используемым алгоритмом консенсуса многих криптовалют.

Как это работает?

Проще говоря, майнеры сети будут соревноваться друг с другом в решении сложных комплексных вычислительных головоломок. Эти головоломки сложно решить, но легко проверить правильное решение. Как только майнер обнаружит решение головоломки, он будет способен добавить блок в сеть, где после этого другие майнеры подтвердят, что решение верное.

Давайте рассмотрим пример.

Bitcoin — это система на основе блокчейн, которая поддерживается коллективной работой децентрализованных узлов. Некоторые из этих узлов именуются майнерами и они отвечают за добавление новых блоков в блокчейн. Для этого майнерам необходимо угадать псевдослучайное число (aka. одноразовый код (nonce)). Это число в сочетании с данными представленными в блоке и прошедшее через хеш функцию, что должно привести к результату, который сходится с заданными условиями, например к хешу начинающемуся с 4 нулей. Когда найден соответствующий результат, другие узлы будут проверять достоверность результата, а узел майнера получает вознаграждение за блок.

Таким образом невозможно добавить новый блок в основную цепочку, если до этого не найти действительный одноразовый код (nonce), которое в свою очередь генерирует решение определенного блока (называемого хешем блока). Каждый подтвержденный блок содержит хеш блока, который представляет работу, проделанную майнером, поэтому ее называют Proof of Work (доказательство работы).

Proof-of-Work помогает защитить сеть от множества различных атак. Для успешной атаки потребуется большое количество вычислительной мощности и много времени для вычислений, поэтому она будет неэффективной, поскольку затраты будут больше, чем потенциальное вознаграждение за атаку сети.

Одна из проблем с Proof-of-Work заключается в том, что для майнинга требуется дорогостоящее компьютерное оборудование, которое потребляет большое количество энергии, и хотя сложные алгоритмические вычисления гарантируют безопасность сети, эти вычисления не могут быть использованы за пределами этого.

Хотя Proof-of-Work не может быть самым эффективным решением, оно по-прежнему остается одним из самых популярных методов достижения консенсуса в блокчейнах. Есть уже альтернативные методы и подходы, пытающиеся решить проблемы, но только время покажет, какой метод станет преемником Proof-of-Work.

Proof-of-work — лучший выбор консенсуса для Bitcoin

Какой консенсус лучше для блокчейна, proof-of-work или proof-of-stake? Многие спорят об этом и приводят разные аргументы. В этой статье я рассмотрю основные преимущества и недостатки каждого варианта.

Это перевод поста из блога Bitcoin, дополненный комментариями наших экспертов. Эти комментарии выделены курсивом.

Что такое proof-of-work?

Proof-of-work (PoW) — децентрализованный алгоритм консенсуса, впервые представленный Bitcoin (BTC). На примере этой сети мы объясним, как работает консенсус.

Сеть Bitcoin требует, чтобы ее участники вкладывали в нее вычислительные мощности (например, GPU) для решения математических задач, сгенерированных произвольным образом. Это требуется для защиты сети от единоличного контроля и манипуляций.

Каждая транзакция в сети валидируется перед добавлением в блокчейн. Затем каждый блок валидируется майнерами, получающими вознаграждение в токенах BTC за вложенные вычислительные мощности. Поэтому консенсус и называется proof-of-work — «доказательство выполнения работы».

Этот алгоритм уже проверен временем, с его помощью в сети Bitcoin успешно про валидированы миллиарды транзакций. Поддерживая достоверность и надежность, proof-of-work доказал свою ценность как самый защищенный и децентрализованный алгоритм консенсуса.

Что такое proof-of-stake?

Алгоритм консенсуса proof-of-stake (PoS) используется блокчейн-сетями как альтернатива алгоритму PoW. В этом алгоритме владельцы криптовалюты лидируют транзакции блоков исходя из принадлежащего им числа монет (токенов). Поэтому консенсус называется proof-of-stake — «доказательство доли владения».

Валидаторы здесь выбираются случайным образом. Чтобы иметь возможность стать валидатором, нужно иметь на своем балансе определенное количество токенов, с которыми работает блокчейн-сеть.

Существует много разновидностей алгоритма PoS, например, delegated-proof-of-stake (PoS — «делегированное доказательство доли владения»). Все эти варианты применяются в различных блокчейн-сетях, но в основном работают по схожему принципу.

Когда в сети появляется готовый к обработке блок транзакций, протокол криптовалюты выбирает участника сети для валидации этого блока. Валидатор проверяет точность транзакций в блоке, и после этой проверки блок добавляется в блокчейн. За это валидатор получает вознаграждение в виде токенов сети.

Если же валидатор одобрит блок с неточными данными, он будет оштрафован на некоторое количество токенов сети. Такая ситуация возможна, поскольку в PoS не используется решение криптографических задач с помощью вычислительных мощностей, как в PoW.

В блокчейне Waves Enterprise может быть использована одна из разновидностей PoS — Leased-Proof-of Stake (LPoS). Этот консенсус сохраняет все преимущества PoS, а также мотивирует миноритарных владельцев токенов. Они могут безопасно сдавать свои токены в лизинг другим участникам сети, чтобы увеличить вероятность выбора их в качестве валидатора. При этом токены не покидают счетов арендодателей, и они получают часть комиссии за транзакции в блоке, провалидированном с их участием.

Какой механизм консенсуса лучше и почему?

И PoW, и PoS созданы, чтобы помогать нодам проверять все транзакции сети. Как только все ноды подтверждают валидность блока транзакций, он добавляется в блокчейн. Каждый алгоритм предлагает для этого свою последовательность действий.

В целом, proof-of-work намного лучше подходит для валидации транзакций, чем proof-of-stake, но здесь возникает вопрос затрат. Далее я расскажу, почему это так, и оценю связанные затраты.

Безопасность и подлинность данных

PoW превосходит PoS с точки зрения безопасности и сохранения подлинности данных. Это связано с тем, что в PoW данные связаны с обоснованным выбором ролей в сети. При проверке каждой отдельно взятой транзакции это обеспечивает защиту от обмана системы. Так реализуется модель нулевого доверия, где 100% транзакций верифицированы и записаны участниками сети в публичный реестр.

В этом абзаце уловить мысль автора непросто. Возможно, он имеет в виду, что в PoS токены могут иметь непрозрачное распределение, что делает этот консенсус менее прозрачным, чем PoW, где все просто упирается в реальные деньги, которые вложены в покупку железа.

Кроме того, высокая степень защиты PoW обусловлена тем, что сеть со временем становится все сложнее, и шанс ее взлома снижается. В конце концов, сеть становится невозможно взломать. Она мониторится участниками, которые материально заинтересованы в ее работе, поскольку вкладывают в нее свои вычислительные ресурсы. Это делает потенциальный взлом чрезвычайно дорогим.

PoS более уязвим для взлома и атак. Теоретически, если участник сети или группа участников получат контроль над 51% ее токенов, они смогут контролировать и изменять весь блокчейн. Эта атака известна как «атака 51%».

Хотя атака 51% при алгоритме PoW выглядит как нечто из области фантастики, объединение крупнейших пулов биткоин-майнеров могло бы дать им необходимое большинство.

Владение сетью

Модель PoW требует значительных затрат на майнинг, что позволяет при ее использовании обеспечить более децентрализованную структуру. Биткоин здесь — отличный пример. Сеть биткоина полностью децентрализована. Ни один человек, организация или страна не контролируют её. Сетью владеют и управляют тысячи нод по всему миру, образуя децентрализованную и защищенную систему.

Децентрализованность биткоина преувеличена. Большая часть мощностей сети сосредоточена в нескольких гигантских пулах. С другой стороны, такие пулы меньше всего заинтересованы в том, чтобы скомпрометировать сеть, ведь они вкладываются в неё больше всего.

Инфраструктура на основе PoS более централизована. Участники сети, имеющие больше токенов (или средств на их покупку), получают все больший контроль над сетью с каждым новым полученным токеном.

Это опасно, так как группа участников, получившая 51% токенов, может изменить блокчейн для получения личной выгоды. Разве подобные системы уже не создавали проблем? Откройте глаза — мы живем в подобной системе довольно давно и смотрите, куда это нас привело.

Число известных форков биткоина действительно гораздо ниже, но к концу этого пункта автор, видимо, уже выходит за предмет обсуждения.

Распределение вознаграждений и равенство участников

Согласно модели PoW, майнеры получают дивиденды за решение сложных математических задач — награду за блок и иногда комиссии за транзакции. Это стимулирует участников верным образом, поскольку ноды соревнуются за решение задачи для получения награды.

Получить награду становится все сложнее, поскольку решение каждой следующей задачи требует все больше вычислительной мощности. Это делает сеть более защищенной, а потенциальные атаки на нее — более затратными.

Ценность криптовалюты растет, соответственно, растет и награда участникам сети. Каждый майнер имеет равные шансы получить награду, что обеспечивает безопасность и устойчивость сети. Алгоритм стимулирует правильное поведение и предотвращает форки — альтернативные цепочки, которые могут возникнуть при обновлении протокола.

В модели PoS участники стремятся получить вознаграждение, только чтобы увеличить свой баланс и в будущем иметь еще большие шансы на вознаграждение. Это ведет к централизации сети, когда участники с бо́льшим балансом получают больший контроль над блокчейном. В блокчейнах, которые не мониторятся, это ведет к росту угроз безопасности и уязвимости даже для сравнительно недорогих атак.

Этот довод справедлив и для PoW, где майнеры точно так же вкладывают деньги в увеличение мощностей своего майнинг-пула и тем самым делают всю сеть более централизованной.

Проверка временем

Алгоритм PoW прошел проверку временем, и сеть Bitcoin — наглядное тому доказательство. За 13 лет эта сеть ни разу не была взломана и скомпрометирована. Это самая мощная сеть в мире, сохранившая подлинность данных, надежность и безопасность.

С другой стороны, модели PoS появились позднее и все еще находятся на ранних этапах развития как с технической точки зрения, так и в процессе принятия рынком. Многие сомневаются в моделях консенсуса на основе PoS, поскольку многие из них пока не успели полностью протестировать.

Энергопотребление

Избыточное энергопотребление сетей на консенсусе PoW обсуждают широко. Это негативно влияет на окружающую среду и приводит к дополнительным тратам. Да, это действительно так: сети на основе PoW потребляют гораздо больше энергии, чем на PoS. Это связано с тем, что сеть становится сложнее и требует все больше вычислительных мощностей для решения все более сложных математических задач. Такова цена функционирования хорошо защищенной сети.

Любая финансовая система, которая ставит безопасность во главу угла, потребляет много энергии. Фиатные валюты, к примеру, потребляют гораздо больше энергии, чем системы на основе консенсуса PoW. Привычная экономика опирается на бумажные деньги, их производство требует ресурсы и вносит большой вклад в загрязнение окружающей среды. Если вы посчитаете, сколько энергии потребляют банки, их офисы, хранилища, транспорт и другие элементы инфраструктуры, традиционная банковская система становится куда менее экологичной по сравнению с сетью Bitcoin.

Сеть, основанная на консенсусе PoW, не требует никаких физических ресурсов — лишь вычислительные мощности для поддержания блокчейна. Таким образом, хоть Bitcoin и потребляет много энергии, он гораздо более экологичен по сравнению с традиционными фиатными валютами. Это шаг вперед. Переезд финансовых систем в сеть Bitcoin не только сделает их более эффективными и защищенными, но и позволит эффективнее бороться с глобальным потеплением.

Автор лукавит, пытаясь так просто исключить вопрос вычислительных мощностей. Биткоин, конечно, не требует печати и перевозки бумажных денег, но бесперебойная масштабная цифровая инфраструктура ему необходима. И каждому пользователю такой финансовой системы потребуется свое устройство для переводов, хотя бы смартфон. Производство такого количества техники вполне может оказать сопоставимый вред окружающей среде. Здесь можно провести параллели со сравнением автомобилей на электродвигателях и ДВС. Консенсус PoS, не привязанный к вычислительным мощностям, здесь однозначно выглядит привлекательней.

Как я писал выше, PoW — это отличная система, сама по себе поощряющая инновации в том числе и в сфере энергетики. За последние несколько лет энергопотребление сети было значительно оптимизировано за счет возобновляемой энергии, а также энергии, которая в противном случае все равно была бы потрачена зря.

Согласно отчету Global Bitcoin Mining Data, в первом полугодии 2021 года для майнинга биткоина использовались преимущественно возобновляемые источники энергии. Фактически сеть Bitcoin потребляет только 0.122% мировой энергии. В третьем квартале эффективность майнинга выросла на 23%, а доля возобновляемых источников энергии — на 3%.

Эффективность майнинга в первом полугодии 2021 года и использование в нем возобновляемой энергии

За последние семь лет эффективность майнинга в сети Bitcoin выросла в 7 раз, то есть на 4237%. Согласно отчету, в Bitcoin Mining Council ожидают, что в ближайшие четыре года эффективность майнинга вырастет в три раза, а потом еще в два раза за тот же период. Получается, что сеть Bitcoin не только более энергоэффективна, чем все банковские системы сегодня — ее превосходство только увеличится в ближайшие восемь лет.

Награды за майнинг биткоина высоки, что стимулирует майнеров искать альтернативные источники энергии. В свою очередь, это поощряет развитие возобновляемых источников. Поскольку наибольшие затраты в сети Bitcoin идут на электричество, майнеры постоянно ищут самые дешевые и чистые источники энергии, чтобы максимально увеличить прибыль.

Фактически майнинг биткоина можно признать самой «зеленой» индустрией в мире. Большинство майнинговых ферм сосредоточено в районах с доступной возобновляемой энергией. Такие источники становятся все более популярны, поскольку они чище и дешевле традиционных. Многие эксперты верят в перспективы возобновляемых источников энергии и в то, что они, в конце концов, сместят источники традиционные. Майнинг биткоина — локомотив этих изменений. Энергопотребление сети здесь — лишь небольшая цена за те экономические и социальные преимущества, которые дает система. Bitcoin здесь оправдывает все затраты.

Огромное энергопотребление — это действительно недостаток PoW, неудивительно, что ему посвящен самый большой подраздел. Возможно, благодаря описанным автором перспективам этот недостаток будет постепенно сходить на нет.

Заключение

Если вы сопоставите преимущества и затраты сетей на основе консенсуса PoW, то поймете, что первая чаша весов явно перевешивает. PoW — отличный алгоритм, честный, защищенный и обеспечивающий правильное для развития сети стимулирование. За последние несколько лет энергопотребление Bitcoin значительно снизилось, растет доля возобновляемой энергии и энергии, которая в противном случае была бы утеряна зря.

Сеть биткоина, основанная на консенсусе PoW, прошла проверку временем уже в течение 13 лет. Это исчерпывающее доказательство того, насколько эффективна эта модель. Сеть, основанная на равенстве, безопасности, децентрализации и консенсусе PoW, обречена на успех.

Мнение автора статьи, естественно, может не совпадать с нашим мнением. Специфика Waves Enterprise такова, что наш подход к выбору консенсуса сильно отличается. Сейчас мы готовим пост о том, как сами выбирали консенсус для сети (их, кстати, у нас несколько) — и в итоге пришли к разработке своего варианта на основе CFT.

Как работает майнинг биткоина. Что такое алгоритм PoW простыми словами

Майнинг криптовалюты — это процесс, который заключается в решении сложных математических задач для подтверждения транзакций и создания новых цифровых монет. Одним из наиболее широко используемых алгоритмов майнинга является Proof of Work (PoW), который обеспечивает безопасный и децентрализованный механизм подтверждения транзакций в сети биткоина или другой криптовалюте, работающей на PoW. В статье рассмотрим, как устроен алгоритм PoW, его преимущества и недостатки, а также некоторые популярные альтернативы, включая его различные вариации, используемые в таких монетах, как Raven и Ergo.

Что такое алгоритм Proof of Work (PoW) простыми словами

Алгоритм Proof of Work (PoW) — это механизм консенсуса, применяемый в майнинге криптовалюты. Проще говоря, он требует от майнеров решения сложных математических задач для проверки и записи транзакций в блокчейн. Каждый блок транзакций содержит уникальную задачу, и тот майнер, который решит ее первым, получает возможность добавить блок в общую цепочку и получить вознаграждение в виде новых монет. Сложность задачи возрастает по мере того, как в работе сети участвует все больше майнеров.

Преимущества PoW

Одним из преимуществ алгоритма PoW является то, что он защищает блокчейн от DDoS-атак, которые пытаются перегрузить сеть фальшивым трафиком. Кроме того, размер вознаграждения за майнинг в виде комиссий относительно невелик, что способствует справедливому распределению монет между майнерами. Награда за найденный блок вдвое уменьшается примерно раз в четыре года, этот процесс называется «халвинг» или «уполовинивание».

Минусы и недостатки PoW

Несмотря на то, что PoW — широко используемый и безопасный алгоритм, у него есть ряд недостатков, о которых стоит знать.

• Атака 51%. Один субъект, контролирующий более 50% вычислительной мощности сети, может взять под контроль блокчейн, что делает его уязвимым для атак.
• Ограничения для графических процессоров. Алгоритм PoW неэффективен для майнинга с помощью видеокарт и требует специализированного оборудования, что может ограничить круг желающих присоединиться к добыче криптовалюты.
• Полезность результатов вычислений. Алгоритм PoW использует значительное количество энергии и вычислительной мощности для решения задач, которые не имеют практического применения за пределами майнинга.
• Крупные майнинговые фермы. Крупные майнинговые фермы со значительной вычислительной мощностью имеют непропорционально большое преимущество в майнинге и могут в дальнейшем монополизировать получение доходов.

Майнинг по алгоритму Proof-of-Work (PoW)

Майнеры используют вычислительные мощности для решения математической задачи, относящейся к каждому блоку транзакций. Эта задача может быть решена только путем перебора различных входных данных до тех пор, пока не будет найдено нужное значение. Первый майнер, решивший задачу, передает решение в сеть, а другие майнеры проверяют его, прежде чем добавить блок в цепочку.

Чтобы добавить блок в блокчейн с алгоритмом PoW, майнер должен первым найти достоверный хеш этого блока, применяя для этого вычислительные ресурсы своего устройства. Машины, созданные специально для выполнения этой функции (ASIC), способны вычислять триллионы уникальных хешей каждую секунду.

Шансы добавить блок в качестве одиночного майнера определяются количеством хешей, которые устройство майнера вычисляет в секунду, по отношению к общему количеству хешей, которые каждую секунду вычисляют все машины в сети. Как правило, блоки добываются крупными пулами, объединяющие мощности тысяч устройств участвующих в пуле пользователей. Крупнейшими из них являются Foundry, AntPool и собственный пул биржи Binance.

Альтернативы PoW

Cуществует несколько других алгоритмов работы криптовалют, которые также набрали популярность благодаря своим потенциальным преимуществам перед PoW.

• Proof of Stake (PoS). В этом алгоритме шанс майнера подтвердить блок зависит от количества монет, которыми он владеет. Этот алгоритм устраняет необходимость в мощных вычислительных ресурсах, необходимых для PoW, что делает его более энергоэффективным. Примерами являются Ethereum (ETH), Cardano (ADA) и Binance Coin (BNB).
• Directed Acyclic Graph (DAG). Этот алгоритм используется в IOTA (MIOTA) и позволяет подтверждать транзакции без необходимости майнерам решать сложные математические задачи. Он основан на структуре Tangle, которая представляет собой сеть отдельных транзакций, которые подтверждаются последующими транзакциями.
• Delegated Proof of Stake (DPoS). Это похоже на PoS, но вместо того, чтобы все держатели монет участвовали в подтверждении блока, они избирают делегатов для выполнения этой задачи. Примерами криптовалют, использующих этот алгоритм, являются EOS (EOS) и Tron (TRX).
• Proof of Capacity (PoC). Этот алгоритм требует от майнеров наличия свободного места на жестком диске, которое они используют для решения математических уравнений. Chia (XCH) — криптовалюта, использующая этот алгоритм и стремящаяся быть более экологичной, чем криптовалюты на основе PoW.

Существуют и другие вариации алгоритма PoW, такие как X16R, который использует монета Ravencoin, или Autolykos у монеты Ergo. Они также созданы для устранения ограничений традиционного алгоритма PoW и повышение эффективности майнинга.

Proof of Work — это фундаментальный алгоритм, который широко используется для защиты блокчейна, позволяя майнерам решать сложные математические задачи и зарабатывать вознаграждение в криптовалюте. Несмотря на преимущества, главным из которых является его проверенная годами надежность, у него есть и минусы, включая возможность атак 51% и концентрацию власти в руках крупных майнинговых ферм.

По мере развития технологии можно ожидать появления дальнейших инноваций и альтернатив PoW, которые обладают различными преимуществами и недостатками. В конечном итоге выбор алгоритма будет зависеть от множества факторов, включая конкретные потребности и цели сети и ее пользователей.

Больше новостей о криптовалютах вы найдете в нашем телеграм-канале РБК Крипто