Proof-of-Work: что это, как работает механизм — Крипто на vc.ru

Если вы хотите купить либо обменять криптовалюты на фиатные деньги или другие цифровые активы, рекомендуем воспользоваться услугами надежного обменника FloatChange. Он предлагает выгодные курсы обмена и круглосуточную поддержку

1. Что такое Proof of Work

Proof of Work (PoW) - это механизм консенсуса, используемый в блокчейне для обеспечения безопасности и децентрализации сети. Блокчейн представляет собой распределенный реестр, состоящий из последовательно связанных блоков, содержащих информацию о транзакциях. Для функционирования блокчейна необходим протокол, позволяющий участникам сети достигать консенсуса относительно правильности данных и защиты от подделки.

Децентрализованное хранение информации является главной особенностью блокчейна, позволяющей пользователям доверять системе без необходимости доверять друг другу. PoW играет важную роль в этом процессе, обеспечивая механизм достижения консенсуса между участниками сети. Каждый узел в сети имеет полную копию блокчейна, для внесения изменений в данные требуется согласие большинства узлов. PoW является одним из самых популярных алгоритмов консенсуса, наряду с Proof-of-Stake (PoS).

2. Как он работает

Алгоритм консенсуса Proof of Work (PoW) требует от участников сети решения сложных математических задач, требующих значительных вычислительных мощностей, для добавления новых блоков в блокчейн. Этот процесс называется майнингом. Майнеры соревнуются друг с другом, чтобы первыми найти правильное решение и получить вознаграждение в виде монет и комиссий за операции.

Процесс PoW состоит из следующих этапов:

1. Майнеры собирают транзакции в блок и пытаются найти уникальный хеш, удовлетворяющий определенным условиям, используя специальную хеш-функцию.
2. Первый участник, нашедший правильное решение, транслирует новый блок другим участникам сети для проверки.
3. Другие узлы быстро проверяют правильность решения и, если оно верно, добавляют новый блок в свои копии блокчейна.
4. Майнер, нашедший решение, получает вознаграждение в виде криптовалюты и комиссий за включенные в блок транзакции.

Хоть и процесс нахождения решения требует огромных вычислительных ресурсов и времени, проверка правильности решения другими участниками сети происходит достаточно быстро и просто. Чем больше мощностей имеет майнер, тем выше его шансы стать первым, кто решит математическую задачу и создаст новый блок.

Для функционирования сети биткоина, например, в настоящее время задействовано более 15 000 узлов по всему миру, однако основная доля энергопотребления приходится именно на майнинг - создание новых блоков и подтверждение транзакций.

3. Примеры монет на этом алгоритме

Proof-of-Work (PoW) является одним из самых широко используемых алгоритмов консенсуса в мире криптовалют. Многие популярные токены, включая самые первые и известные, работают на основе PoW. Рассмотрим некоторые примеры криптовалют, использующих алгоритм Proof-of-Work.

Bitcoin (BTC)

Bitcoin (BTC) является первой криптовалютой, использующей алгоритм консенсуса Proof-of-Work. Создатель биткоина, Сатоши Накамото, разработал этот механизм с целью обеспечения целостности блокчейна и создания экономических стимулов для участников сети.

Для добавления новых блоков в блокчейн биткоина майнеры должны решать сложные криптографические задачи, что требует значительных вычислительных мощностей. Подробное описание работы PoW в сети биткоина можно найти в оригинальной "Белой книге" Сатоши Накамото. Благодаря использованию PoW биткоин остается самой безопасной и децентрализованной криптовалютой на рынке.

Ethereum (ETH)

Это вторая по величине криптовалюта после биткоина, которая изначально использовала алгоритм Proof-of-Work для обеспечения безопасности и достижения консенсуса в сети. Однако в сентябре 2022 года проект Ethereum успешно перешел на механизм Proof-of-Stake (PoS) в рамках масштабного обновления, известного как "The Merge".

Основной причиной перехода на PoS стала необходимость снижения энергопотребления сети и увеличения ее пропускной способности. PoW требует огромных вычислительных мощностей и затрат электроэнергии, что вызывало критику со стороны экологов и ограничивало масштабируемость сети. Переход на PoS позволил значительно сократить энергопотребление, а также открыл возможности для внедрения новых решений по масштабированию, таких как шардинг.

Несмотря на переход на PoS, Ethereum по-прежнему остается одной из самых популярных и влиятельных криптовалют. Предлагает разработчикам мощную платформу для создания децентрализованных приложений (dApps) и смарт-контрактов.

Dogecoin (DOGE)

Это криптовалюта, которая изначально была создана как шуточный проект, вдохновленный популярным интернет-мемом "Doge". Однако несмотря на свое несерьезное происхождение Dogecoin быстро приобрел популярность и стал одной из самых узнаваемых криптовалют в мире.

Dogecoin применяет алгоритм консенсуса Proof-of-Work, аналогичный тому, что применяется в сети биткоина. Майнеры решают математические задачи для создания новых блоков и подтверждения транзакций. Одним из главных отличий Dogecoin от биткоина является количество крипты, которая может быть добыта. В отличие от биткоина, где максимальное число монет ограничено 21 миллионом, в сети Dogecoin изначально планировалось выпустить 100 миллиардов.

Благодаря своей простоте, низким комиссиям и активному сообществу пользователей Dogecoin стал популярным средством для онлайн-чаевых и благотворительных пожертвований. Несмотря на свой "мемный" характер, Dogecoin остается одной из самых узнаваемых и широко используемых криптовалют, работающих на алгоритме Proof-of-Work.

Litecoin (LTC)

Это одна из старейших криптовалют, созданная вскоре после появления биткоина. Разработчики Litecoin ставили перед собой цель создать более быструю и дешевую альтернативу биткоину, которая могла бы стать "серебром", в то время как биткоин часто называют цифровым золотом.

Litecoin был создан в результате так называемого "жесткого форка" блокчейна биткоина.

Жесткий форк - это изменение программного кода, которое делает новую версию несовместимой с предыдущими блоками в отличие от "мягкого форка", который обратно совместим. В результате этого разделения и появился Litecoin, работающий на собственном блокчейне.

Как и биткоин, Litecoin применяет алгоритм консенсуса Proof-of-Work. Однако имеет ряд отличий, направленных на повышение скорости транзакций и снижение комиссий. Например, Litecoin генерирует новые блоки каждые 2,5 минуты по сравнению с 10 минутами у биткоина, что позволяет быстрее подтверждать транзакции. Кроме того, Litecoin использует другой криптографический алгоритм - Scrypt, который менее ресурсоемок по сравнению с SHA-256, используемым в сети биткоина.

4. Что необходимо для добычи монет

Для добычи криптовалют, использующих алгоритм Proof-of-Work, майнерам необходимо специализированное оборудование - ASIC (Application-Specific Integrated Circuit) или видеокарты (GPU).

ASIC - это устройства, созданные специально для майнинга определенной криптовалюты. Они отличаются высокой производительностью и энергоэффективностью. Важно отметить, что для каждого алгоритма консенсуса используются разные ASIC, поэтому оборудование для добычи биткоина не подойдет для майнинга Litecoin или Dogecoin.

Помимо ASIC, для майнинга некоторых токенов, таких как Ethereum (до перехода на PoS), использовались мощные видеокарты. Однако в связи с постоянным ростом сложности сетей и снижением цен на криптовалюты майнинг на GPU становится все менее выгодным и постепенно теряет свою актуальность.

Кроме оборудования, для успешного майнинга необходимо учитывать ряд других факторов:

• Стоимость электроэнергии. Майнинг требует значительных затрат на электричество, поэтому важно находиться в регионе с доступными тарифами на электроэнергию.
• Стабильное интернет-соединение. Для связи с сетью и получения новых задач майнеру необходимо постоянное подключение к интернету.
• Охлаждение. Мощное оборудование генерирует много тепла, поэтому необходимо обеспечить адекватное охлаждение для предотвращения перегрева и поломок.
• Программное обеспечение. Для управления процессом майнинга и подключения к пулам используются специальные программы-майнеры.

Учитывая высокую конкуренцию и растущую сложность сетей, индивидуальный майнинг становится менее выгодным. Многие майнеры объединяются в пулы, чтобы увеличить свои шансы на получение вознаграждения и обеспечить более стабильный доход.

5. В чем отличия от POS

Proof-of-Work (PoW) и Proof-of-Stake (PoS) - два основных механизма консенсуса, используемых в блокчейн-технологиях для обеспечения безопасности сети и подтверждения транзакций. Хоть и оба алгоритма служат одной цели, между ними существуют различия в подходах к достижению консенсуса и распределению вознаграждений.

Давайте рассмотрим основные отличия между PoW и PoS:

Добыча новых монет

В сетях, использующих метод Proof-of-Work, новые монеты создаются в процессе майнинга. Майнеры соревнуются друг с другом, решая сложные математические задачи с помощью специализированного оборудования (ASIC или GPU). Первый майнер, нашедший правильное решение, получает право добавить новый блок в блокчейн и получить награду в виде новых монет и комиссий за транзакции. Чем больше вычислительных мощностей имеет майнер, тем выше его шансы найти правильное решение первым.

В сетях, использующих Proof of Stake, новые монеты не добываются, а создаются в процессе стейкинга. Валидаторы (аналог майнеров в PoS) блокируют часть своей крипты в качестве залога (стейка) для подтверждения транзакций и создания новых блоков. Валидатора, который будет добавлять следующий блок, выбирают случайным образом, но вероятность выбора пропорциональна количеству крипты на стейке. Таким образом, чем больше монет поставлено на стейк, тем выше шансы валидатора быть выбранным для создания нового блока и получения вознаграждения.

Энергопотребление

Одной из главных проблем алгоритма Proof-of-Work является высокое потребление энергии. Майнеры применяют мощные компьютеры, которые постоянно выполняют сложные вычисления, что требует огромного количества электроэнергии. Это не только влияет на окружающую среду, но и делает майнинг менее прибыльным, особенно в регионах с высокой стоимостью электричества.

Proof-of-Stake в свою очередь потребляет значительно меньше энергии, поскольку валидаторам не нужно выполнять ресурсоемкие вычисления. Это делает PoS более экологичным и экономически эффективным по сравнению с PoW.

Безопасность сети

В сетях PoW безопасность обеспечивается за счет высокой стоимости атаки 51%. Чтобы взять под контроль сеть, атакующему необходимо контролировать более 50% вычислительных мощностей, что требует огромных финансовых затрат на оборудование и электроэнергию.

В сетях PoS безопасность достигается за счет экономических стимулов. Если валидатор попытается подтвердить недействительные транзакции или создать "двойную трату", он потеряет часть или весь свой стейк. Это делает атаки экономически невыгодными из-за того, что потенциальные потери превышают возможную выгоду.

Централизация

Одним из недостатков PoW является тенденция к централизации майнинга. Крупные майнинговые компании и пулы, обладающие значительными вычислительными мощностями, имеют большее влияние на сеть и процесс принятия решений.

В сетях PoS также существует риск централизации, поскольку валидаторы с большим количеством денег на стейке имеют более высокие шансы на создание новых блоков. Однако многие проекты внедряют механизмы, направленные на снижение уровня централизации: ограничение максимального стейка и случайный выбор валидаторов.

Начало добычи монет

Чтобы начать добывать в сетях Proof-of-Work, майнеру необходимо приобрести специализированное оборудование (ASIC или GPU), настроить программное обеспечение для майнинга. После этого можно запустить добычу монет в любой момент, даже если у майнера изначально нет токенов. Процесс майнинга начинается с нуля, вознаграждение является основным источником дохода для майнеров.

В сетях, использующих Proof-of-Stake, для начала стейкинга необходимо уже иметь определенное количество денег, которые будут заблокированы в качестве залога. Это означает, что потенциальному валидатору нужно сначала приобрести криптовалюту, прежде чем начать участвовать в процессе создания новых блоков и получения вознаграждения.

Существует несколько способов приобретения криптовалюты для стейкинга:

• Обменники. Криптовалютные обменники позволяют пользователям обменивать одну крипту на другую или покупать крипту за фиатные деньги. Это еще один вариант приобретения монет для стейкинга, особенно если нужная крипта не представлена на основных биржах. Пример: Floatchange.
  
  
• Покупка на бирже. Многие криптовалютные биржи, такие как Binance, Coinbase или Kraken, позволяют пользователям покупать и продавать различные криптовалюты. Это один из самых популярных и удобных способов приобретения монет для стейкинга.
• Покупка через Telegram ботов. Это может быть удобно для пользователей, которые предпочитают не использовать биржи или ищут более быстрый способ приобретения монет.

После приобретения необходимого количества монет пользователь может отправить их на специальный кошелек или смарт-контракт для стейкинга и начать получать вознаграждение за участие в подтверждении транзакций и создании новых блоков.

Несмотря на различия в механизмах консенсуса, криптовалюты, работающие на PoW и PoS, по сути функционируют одинаково с точки зрения пользователей. Их можно покупать, продавать на биржа и обменниках, хранить в кошельках и использовать для различных целей, таких как инвестиции, платежи и участие в децентрализованных приложениях (dApps). Выбор между PoW и PoS зависит от приоритетов проекта, таких как безопасность, масштабируемость и энергоэффективность.