0

Что такое «proof of work» и как это влияет на сокращение биткойнов вдвое?

Ожидается, что сокращение биткойнов вдвое произойдет во вторник, 12 мая, поскольку будет добыт 210-тысячный блок, а вознаграждение майнера биткойнов будет уменьшено с 12,5 BTC до 6,25 BTC.

Первая и все еще самая популярная в мире криптовалюта уже несколько недель покоряет рынок, демонстрируя крайнюю волатильность цен.

Буквально за эти выходные так называемое «цифровое золото» упало на 15% менее чем за час. Но это падение последовало за неделей исторического бычьего роста биткойнов, в результате которого объем рынка увеличился на 35 миллиардов долларов всего за 24 часа.

Биткойн использует механизм консенсуса, называемый «доказательством работы» (PoW), как метод, с помощью которого майнеры (узлы) проверяют информацию и формируют новые блоки в цепочке блоков, чтобы заработать новый биткойн. Это так называемое «вознаграждение майнера» уменьшается до половины после каждых 210 000 добытых блоков, что происходит примерно каждые четыре года. Следующее событие, связанное с уменьшением биткойнов вдвое, должно произойти в ближайшие 24 часа. Таким образом, менее чем через день майнеры биткойнов по всему миру будут вынуждены работать намного усерднее, чтобы «доказать свою работу», чтобы заработать то же количество биткойнов, что и раньше. 

Чтобы полностью понять, насколько майнеры потеют за свои монеты, давайте теперь подробнее рассмотрим, как Биткойн полагается на доказательство работы для проверки транзакций, удаления третьих сторон и стимулирования узлов.

Идея, которая породила Биткойн

Доказательство работы было первым и до сих пор наиболее распространенным механизмом консенсуса, используемым в криптовалютах. Это ДНК биткойна, а также самая ранняя цепочка блоков, и она представлена ​​32-битными данными, которые используются для проверки информации, хранящейся в блоке. Эти 32-битные данные, часто называемые «nonce» (число используется только один раз), являются дорогостоящими и трудоемкими для создания, но их легко проверить.

Эта концепция была впервые представлена ​​в статье, написанной в 1993 году ее изобретателями, профессорами компьютерных наук Синтией Дворк из Гарвардского университета и Мони Наор из Института науки Вейцмана в Израиле. Хотя изначально он был разработан как механизм борьбы со спамом и распределенными атаками типа «отказ в обслуживании» (DDoS), наиболее известным и популярным применением PoW на сегодняшний день является биткойн. 

Как проверяются транзакции?

В криптовалютной сети каждый участник имеет набор ключей: закрытый ключ (sk) и открытый ключ (pk), которые используются для создания и проверки цифровой подписи. Эта подпись используется участниками для подтверждения своего участия в транзакциях. 

В отличие от наших рукописных подписей, цифровые подписи различаются для каждого случая и представлены хешем. Ожидаемая подпись продиктована информацией, из которой состоит транзакция. (Так что не нужно беспокоиться о том, что кто-то другой подделает или скопирует вашу цифровую подпись!)

Цифровая подпись создается с использованием вашего закрытого ключа, доступ к которому есть только у вас, владельца. Открытый ключ может использоваться другими для подтверждения того, что цифровая подпись действительно была создана закрытым ключом, связанным с вашим открытым ключом.

Удаление третьих лиц

Теперь, когда система проверки PoW устранила угрозу подделки, возникает еще одна проблема: «Как мы можем доверять каждому участнику транслировать достоверную информацию?» В традиционных информационных системах или централизованных базах данных этим регистром управляет независимая третья организация. Но в блокчейне здесь на помощь приходит доказательство работы. 

Когда к сообщению, подписанному цифровой подписью, применяется хеш-функция, создается окончательный 256-битный хэш. 

Теперь, чтобы еще больше повлиять на этот окончательный хэш, в конец транзакции добавляется число, называемое nonce. Роль этого числа состоит в том, чтобы влиять на окончательный хэш, чтобы он начинался с определенного количества последовательных нулей. 

Поскольку обратное вычисление невозможно в этой форме криптографической хеш-функции, единственный способ получить этот одноразовый номер – это метод проб и ошибок. 

Но насколько сложно вычислить число?

Для этого примера предположим, что мы пытаемся вычислить одноразовый номер, который диктует, что окончательный хэш должен начинаться с 30 нулей, а также предположим, что наш хеш состоит только из единиц и нулей, или двух возможных вариантов на каждый. немного. 

Это повысит нашу вероятность до ½ 30 , или один шанс на миллиард угадать число. 

Выявление одноразового номера, что потребует значительного времени и вычислительной работы, докажет, что кто-то выполнил работу, необходимую для определения этого числа, следовательно, «доказательство работы». 

После того, как одноразовый номер был идентифицирован, другие участники могут запустить SHA256 для этого номера, чтобы мгновенно подтвердить действительность одноразового номера.

Вся эта информация затем сжимается в блок и добавляется в цепочку. Когда формируется новый блок, он также содержит хэш предыдущего блока, который также является одним из факторов, определяющих хэш нового блока. 

Если бы человек со злым умыслом изменил данные, хранящиеся в блокчейне, потребовалось бы более 50% вычислительной мощности всей сети, чтобы продолжать производить одноразовые номера со скоростью, большей, чем остальная часть сети. 

Если вычислительная мощность сети равна или меньше 50%, остальная часть сети в конечном итоге поставит под сомнение отсутствие у злоумышленника вычислительной мощности и достоверности и отвергнет его попытку изменить данные в цепочке блоков. 

Стимулирование доказательства работы

Этот вычислительный метод создания блока требует много времени и энергии. Так зачем кому-то это делать? 

Ответ – то, что называется наградой майнера . 

Для биткойнов создатели блоков, которые выполняют достаточную криптографическую работу, награждаются BTC, таким образом добавляя ценный ресурс (в форме криптовалюты) в экономику – следовательно, майнинг. 

Протокол Биткойн гарантирует, что блок добывается где-нибудь в мире в среднем каждые 10 минут. Это достигается путем периодического изменения количества начальных нулей в окончательном хеш-коде. 

Технически, чем больше майнеров присоединяется к сети, тем выше скорость майнинга. Но, регулируя количество нулей, также изменится сложность угадывания PoW. Поскольку для майнинга нет ярлыков и требуется только чистая вычислительная мощность, обычно только майнеры, имеющие доступ к бесплатному или недорогому электричеству для питания своего майнингового оборудования, могут «доказать» достаточно, чтобы получить прибыль от своей «работы».

Критика доказательства работы

Самая большая угроза системе доказательства работы – это так называемая атака 51%. Поскольку майнинг стал настолько конкурентоспособным и дорогим, многие майнеры присоединяются к майнинговым пулам или группам майнеров. Вместе у них больше шансов угадать правильный одноразовый номер и получить вознаграждение майнера в этой лотерейной системе распределения вознаграждений. Если некоторые из этих групп решат объединить усилия, они потенциально могут иметь более 51% вычислительной мощности сети. По сути, если группа или субъект достаточно велики и влиятельны, они могут диктовать, что истинно, а что ложно, и вступать во владение. 

В реальном мире иногда случались атаки 51%. В январе 2019 года Coinbase обнаружила 15 реорганизаций блокчейна Ethereum Classic (ETC), из которых 12 были двойными расходами на общую сумму более 219000 ETC или около 1,1 миллиона долларов США на тот момент. К счастью, Coinbase приостановила все сделки ETC после обнаружения необычной активности, и никакие счета Coinbase не пострадали. 

Так называемые атаки 51% также использовались для защиты от атак 51%. В мае прошлого года пулы для майнинга Bitcoin Cash BTC.com и BTC.top организовали атаку 51% сети, чтобы отменить недействительные транзакции от неизвестного майнера. 

Но не всегда вовремя устанавливается достаточная защита. Ранее в этом году злонамеренные майнеры совершили две атаки 51% за два дня на Bitcoin Gold и скрылись с 72000 долларов за счет двойных расходов. Успешные ограбления произошли после печально известной атаки 51% на Bitcoin Gold в 2018 году, в результате которой был нанесен убыток в размере 18 миллионов долларов.

Еще одна критика в адрес механизма PoW – это его огромное энергопотребление. 

По данным Кембриджского центра альтернативных финансов , добыча биткойнов потребляет около 83 тераватт-часов (ТВтч) в год. 

На дату публикации, если бы биткойн был страной, он бы занимал 35-е место по годовому потреблению электроэнергии в мире, больше, чем вся Финляндия и сразу после Пакистана.

Недостатки доказательства работы привели к появлению нескольких альтернативных механизмов консенсуса, таких как делегированное доказательство доли (DPOS) и Федеративное византийское соглашение (FBA). Пожалуй, наиболее популярным является доказательство ставки (PoS). Распределяя полномочия по валидации в зависимости от того, сколько акций у человека в сети, доказательство доли решает некоторые проблемы, с которыми сталкивается доказательство работы. Но доказательство ставки связано с собственным багажом и проблемами. Чтобы узнать больше об этом альтернативном механизме консенсуса, ознакомьтесь с объяснением Forkast о подтверждении доли . 

BizznesMAN

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *