Түсіндірме: Блокчейндегі жұмыс дәлелі (PoW) дегеніміз не?

Блокчейн әдетте биткоиннің Накамото консенсусының призмасы арқылы қабылданады. Бірақ Proof of Work деген не екенін білу үшін тұрақты PoW енгізуді мұқият қарастыру қажет.

Proof of Work (әдетте PoW деп қысқартылған) - 51% шабуылдың немесе екі есе шығындардың алдын алу үшін қолданылатын консенсус алгоритмі. Биткоин сияқты криптовалюта транзакцияларды растау және тізбекке қосылған жаңа блоктарды шығару үшін PoW консенсусын пайдаланады. PoW көмегімен кеншілер жылдамдық пен дәлдік үшін сыйақы алу үшін желідегі транзакцияларды аяқтау үшін бәсекелеседі.

Негізгі нәтижелер:

• Proof of Work тұжырымдамасын және оның блокчейн желісін қорғау үшін қалай қолданылатынын түсіну.
• Кеншілер шын мәнінде қандай математикалық есептерді шешіп жатқанын және бұл есептеулердің жалпы қоғамға қаншалықты әсер ететінін білу.
• Proof of Work консенсусын пайдалана отырып, өндіру процесіне кім қатысқанын біліңіз.
• Қандай криптовалюталар әлі күнге дейін Жұмыс дәлеліне сүйенетінін және Ethereum неге Ethereum 2.0-ге қатты шанышқыны таңдайтынын білу.
• Proof of Stake консенсусы Proof of Work-қа қарағанда неге қауіпсіз және әділірек екендігі туралы тұтас көзқарас алыңыз.

Жұмысты дәлелдеу блокчейнде қалай қолданылады?

Blockchain Proof-of-Work консенсус алгоритмі ең көне консенсус механизмі және ең танымал алгоритм болып табылады. Әрине, оның танымал болуына көптеген себептер әсер еткен болуы мүмкін. Бірақ оның беделінің негізгі негіздемесі орталықтандырылмаған экожүйеде адалдыққа жәрдемдесу қабілеті болып табылады. Басқа алгоритмдер болуы мүмкін болса да, PoWВизантия ақауларына төзімділік(BFT) мақсатына жету үшін әлі де тұрақты. 

BFT не туралы екенін толық түсіну үшін бұл Византия генералдарының мәселесімен байланысты сәтсіздіктерге төтеп бере алатын жүйе. Бұл желі кейбір түйіндер (немесе кеншілер) консенсусқа қарсы әрекет етуге тырысатын жағдайлардан аулақ бола алады дегенді білдіреді. BFT сипаттамаларының көмегімен PoW алгоритмі түйіндер күрделі математикалық есепті шешу арқылы желідегі блокты тексере алатындай жұмыс істейді.

Математикалық есептің шешімін алған бірінші адам блокчейнге қосу үшін блокты таңдауға консенсус рұқсатын алады. Алмасу ретінде сәтті түйін марапат ретінде белгілерді алады. Мысалы, Bitcoin желісінде сыйақы BTC-де.

Сайып келгенде, PoW консенсусы салыстырмалы түрде сау және ашық жабық экономиканы жасайды. Негізінен пайдаланушыларды экожүйені қолдауды жалғастыруға ынталандыру.

PoW жүйесінде қандай математикалық есептер бар?

Бұл күрделі математикалық есептер сирек кездесетін арифметикалық қиындықтардың алуан түріне жатады. Оның үстіне, бұл мәселелерді шешу үшін көп есептеу күші қажет.

Ол византиялық жалпы мәселелерден күрделі хэштеу функциясына дейін ауытқиды. Мысалы:

• Хэш функциясыкіріс арқылы белгілі бір ұзындықпен рандомизацияланған шығысты жасау процесін қамтиды. Хэш блокты кім дәл қазатынын анықтайтын сандық мән (немесе мақсат) болып табылады.
• Құрама санның кіші бүтін сандарға ыдырауынан тұратынбүтін сандыкөбейткіштерге бөлуді шешу.
• Ол белгілі бір тәртіпті қажет ететін DoS шабуылында желіні қорғау үшінкүтпеген басқатырғыштар протоколыретінде қызмет етеді. Функцияны шешудің орнына, бұл негізгі себепті іздеу.

Осылайша, блокты әрбір сәтті растау үшін күш-жігерді өтеу үшін сыйақы беріледі. Дегенмен, желі өсіп келе жатқанда, ауқымдылық пен қауіпсіздік басты мәселе болып табылады. Ал хэш қуаты басқатырғыштардың күрделілігіне параллель өседі. Нәтижесінде Proof of Work бар кемшіліктерге қарсы тұру үшін Proof of Stake енгізілді.

Жұмыстың дәлелін кім құрды?

PoW консенсусы Bitcoin желісін ойлап тапқанға дейін құрылған. PoW алгоритмі 1993 жылы енгізілді, онда Мони Наор мен Синтия Дворк DoS шабуылдарын болдырмау үшін мақала жариялады. Мақалада негізінен алгоритмнің алаяқтықтың алдын алу мүмкіндігі және оның ұзақ мерзімді перспективада тұрақтылығы талқыланады.

Сатоши Накамото биткоин блокчейніндегі PoW алгоритмі туралы әйгілі түрде айтпас бұрын, компьютер ғалымы және криптографиялық белсенді Хэл Финни (Гарольд Томас Финни II) 2004 жылы RPoW, қайта пайдалануға болатын жұмыс дәлелі деп аталатын басқа жүйені ұсынды. Жүйе айырбасталмайтын немесе ауыстырылмайтын Hashcash негізіндегі Proof of Work таңбалауышын алу арқылы жұмыс істеді. Өз кезегінде, RSA қолтаңбасы бар таңбалауышты жасады, оны кейіннен адамнан адамға беруге болады. 

Proof of Work алгоритмінің тағы бір ерте үлгісі Адам Бэктің HashCash болды. Ол электрондық поштаны жібермес бұрын жіберушілерден аздаған есептеулерді орындауды талап етеді. Нәтижесінде қабылдаушылар спамды азайта алады. 

PoW биткоинның Накамото консенсусымен қалай байланысты?

PoW желіге қосылған келесі блокты шығару үшін түйіндер математикалық басқатырғышты шешетін модельді пайдаланады. Келесі блокты шығаратын блок жетекшілері олардың процеске қосқан есептеу (яғни хэш) қуатына тікелей сәйкес келетін лотерея тәрізді форматта таңдалады. PoW консенсус үлгісінде екі негізгі қатысушы бар:кеншілер және толық түйін операторлары. 

Кеншілер

Есептеуге қатысатын түйіндер кеншілер деп аталады, ал мәселені шешу процесі тау-кен жұмыстары деп аталады. Кеншілер қауымы әрбір кезекті мәселені шешу үшін маңызды жұмыстарды орындауға міндетті. Шешімге әкелген процесті тексеру үшін түйін басқалар үшін блок жасағаннан кейін PoW оны жеңілдетеді.

Түйіндер

Түйіндер қиын есептеулерге уақыт жұмсауы керек. Осылайша, процесс қоршаған ортаға зиян келтіретін орасан зор электр қуатын тұтынады. Желідегі орталықтандырылмаған түйіндер жеке шахтерлердің Proof-of-Work механизмін пайдалана отырып, сыйақы үшін «өндірілген» блокчейннің криптовалютасын тексеруі керек.

Валидаторлар

Криптографиялық дәлелдер мен Bitcoin консенсус ережелеріне негізделген толық түйін операторлары желі күйінің соңғы валидаторлары ретінде әрекет етеді. Толық түйін клиенттері де кеншілер бола алады және желідегі жарамсыз блоктар мен транзакциялардан бас тарта алады. Валидаторларға Proof of Work консенсус механизмі бойынша блокчейн желісіндегі транзакцияларды мақұлдау үшін орта есеппен 40 және 60 минут қажет.

PoW қаншалықты қауіпсіз?

Proof of Work алгоритмі өте қауіпсіз, өйткені ол BFT-ке төтеп бере алады. Оған қоса, оның жұмыс істеу әдісі оны одан да қауіпсіз етеді. Сонымен қатар, әрбір блоктың хэшінде алдыңғысының хэші бар; бұл қауіпсіздікті арттырады және блокчейн жұмысының дәлелі бойынша кез келген блоктың бұзылуын болдырмайды. 

Блокты өзгерту үшін кеншілерге бірдей предшественникпен жаңа блок жасау керек. Бұл жағдайда ол барлық мұрагерлерді қалпына келтіруді және олардың атқаратын жұмысын қайта жасауды талап етеді. Демек, блокчейн қауіпсіздікті бұзудан аулақ бола алады.

PoW-ның артықшылықтары мен кемшіліктері 

Артықшылықтары

• DDoS шабуылдарынан аулақ болыңыз.
• Әділ және ашық.
• Кеншілер шекті деңгейде ұстайтын криптоның төмен бөліктерінің әсері.
• Жұртшылықтың салауатты желіні сақтауға деген қызығушылығын арттырады.

Кемшіліктері

• Кәсіби жабдықтың, перифериялық құрылғылардың және электр қуатының компьютерлік бөліктерін сатып алу қымбатқа түседі.
• Бұл өте күрделі басқатырғыштар, олар білім беруде немесе күнделікті тапсырмаларда қосымша құндылық емес, бірақ блокты тексеру үшін ғана пайдалы.
• Бұл блокчейнді орталықтандырылмағанға қарағанда орталықтандырылған етеді.
• Сыйақылар бұдан былай тартымды болмайтындықтан, тау-кен ісі жойылады.

Қандай монеталар жұмыс дәлелін пайдаланады?

Bitcoin PoW консенсусын пайдалану үшін ең танымал монета болып қала береді. Дегенмен, бұл алгоритмді қолданатын көптеген басқа монеталар бар. Жартылау кезеңіне дейін Bitcoin пайдалы болып қала береді. Бірақ көптеген кеншілер қазір балама іздеуде, өйткені блокты өндіру қымбатырақ және қиынырақ болады.

Әрине, бәріең жақсы криптовалютадегенді сұрай бастайды менікі. Кейбіреулерін атасақ, біздің қорытындыларымыз: 

Litecoin:Bitcoin сияқты, Litecoin де SegWit-ті ұсынады, онда желіден деректерді жою арқылы блок өлшемі шегі артады. Litecoin-ті биткоиннен ерекшелендіретін нәрсе - оның найзағайдай жылдам транзакция уақыты әлдеқайда төмен құны.

DASH:Ол криптовалюта кеңістігінде жылдамырақ және жеке транзакциялармен мақтана алады. Лездік транзакциялар кеншілерге уақыттарын DASH-ке салу үшін плюс нүкте ретінде әрекет етеді.

Монеро:Бұл PoW консенсусын пайдаланатын тағы біртанымал альткоин. Ашық бастапқы криптовалюта ретінде Монеро ашық кітап арқылы жеңілдетуге, құпиялылыққа, ашықтыққа және орталықсыздандыруға назар аударады.

Bitcoin Cash:Bitcoin желісінің қатты шанышқысынан шыққан альткоин. Қауіпсіз консенсус болып көрінетін PoW-ды пайдаланғанымен, Bitcoin cash51% шабуылыныңқатты зақымдалған құрбандарының бірі болып табылады.  

ZCash:Ол кез келген криптовалюталардан айырмашылығы жасырындық арқылы құпиялылықты қамтамасыз етуге бағытталған. Zcash желісі Bitcoin сияқты бірдей Proof-of-Work SHA-256 хэш функцияларын пайдаланады.

Ethereum Classic:Ethereum 2.0PoS жүйесіне ауысқанына қарамастан. Ethereum Classic желісін қорғау үшін әлі де PoW консенсусын пайдалануда. Дегенмен, бұл жай ғана азшылық тізбегі болғандықтан, Ethereum Classic 51% шабуылдарға осал және монеталардың екі есе жұмсалуын тудырады.

Proof of the Work Proof of Proof of Stake қарағанда жақсырақ па? 

Соңғы жылдары криптовалюта кеңістігінде Proof of Stake (PoS) пайдасына пікірталастар артып келеді. PoS және PoWсалыстыру кезінде көптеген сарапшылар PoS PoW-тен жақсырақ деп санайды. Және PoW-ға қарсы негізгі дәлелдердің бірі - бұл өте көп есептеу қуатын қажет етеді, бұл өте энергияны қажет етеді және қоршаған ортаға теріс әсер етеді. Мысал ретінде Bitcoin алыңыз; Биткоин желісін қолдау үшін қажеттіэнергияның орташа мөлшеріШвейцарияның бүкіл халқының тұтынатынынан көп. 

Сонымен қатар, PoW консенсусы орталықтандыру қаупі жоғары. Бұл консенсус оның төмен өнімділігі мен тізбектегі транзакцияны орындауға арналған ауқымдылығы үшін мұқият тексерілді.

Жалпы алғанда, PoS алгоритмі пайдаланушылар үшін жақсы экономикалық пайда (дивидендтер) береді, бұл оларға негізгі түйінді іске қосуға немесе ставкалар мен мастер кодтар платформасына тиын салуға мүмкіндік береді. Бұл ұзақ мерзімді перспективада неғұрлым әділ және тұрақты. 

Қорытынды

Бастапқы консенсус механизмі ретінде PoW ойын теориясы ынталандыруларының, үлестірілген есептеулердің, әлеуметтік консенсустың, нарықтық экономиканың және криптографиялық дәлелдердің қосындысын білдіреді. Ол желілерге қауіпсіз, тұрақты, бөлінген консенсуспен жұмыс істеуге мүмкіндік беретін блокчейн технологиясын жасады.

Болашақта көп блокчейндер PoS-ке өтеді ме, жоқ па – PoW есептеу және ойын теориясын жобалаудағы маңызды жаңалықты білдіреді.