Czym jest Proof of Work?

Proof-of-Work lub PoW to oryginalny algorytm konsensusu w sieci Blockchain.

W Blockchain ten algorytm służy do potwierdzania transakcji i tworzenia nowych bloków w łańcuchu. Dzięki PoW górnicy konkurują ze sobą, aby zakończyć transakcje w sieci i uzyskać nagrodę.

W sieci użytkownicy wysyłają sobie wzajemnie tokeny cyfrowe. Zdecentralizowana księga gromadzi wszystkie transakcje w bloki. Należy jednak zachować ostrożność w celu potwierdzenia transakcji i rozmieszczenia bloków.

Ta odpowiedzialność rodzi się na specjalnych węzłach zwanych górnikami, a proces nazywa się wydobyciem.

Główne zasady działania to skomplikowana łamigłówka matematyczna i możliwość łatwego udowodnienia rozwiązania.

Łamigłówka matematyczna

Jest to problem, który wymaga dużej mocy obliczeniowej do rozwiązania.

Jest ich dużo, na przykład:

• funkcja skrótu lub jak znaleźć dane wejściowe znając dane wyjściowe.
• integrację całkowitą, innymi słowy, jak przedstawić liczbę jako mnożenie dwóch innych liczb.
• protokół z przewodnikiem. Jeśli serwer podejrzewa atak DoS, wymaga obliczenia funkcji skrótu dla niektórych węzłów w określonej kolejności. W tym przypadku jest to "jak znaleźć łańcuch wartości funkcji mieszania".

Odpowiedź na problem PoW lub równanie matematyczne nazywa się hash.

Wraz z rozwojem sieci staje przed coraz większymi trudnościami. Algorytmy potrzebują coraz więcej mocy obliczeniowej. Złożoność zadania jest więc delikatną kwestią.

Co jeśli?

Problem nie powinien być zbyt skomplikowany. Jeśli tak, generowanie bloku zajmuje dużo czasu. Transakcje utkną bez wykonania, w wyniku czego przepływ pracy zawiesza się na jakiś czas. Jeśli problemu nie da się rozwiązać w określonym przedziale czasowym, generowanie bloku stanie się cudem.

Jeśli problem jest zbyt łatwy, jest podatny na luki w zabezpieczeniach, ataki DoS i spam.

Rozwiązanie musi być łatwo sprawdzone. W przeciwnym razie nie wszystkie węzły są w stanie analizować, czy obliczenia są prawidłowe.

Wtedy będziesz musiał zaufać innym węzłom i naruszy to jedną z najważniejszych cech Blockchain - przejrzystości.

Jak to wygląda w blockchain?

Górnicy rozwiązują zagadkę, tworzą nowy blok i potwierdzają transakcje.

Jak skomplikowana jest łamigłówka zależy od liczby użytkowników, aktualnej mocy i obciążenia sieci. Hash każdego bloku zawiera hasz poprzedniego bloku, co zwiększa bezpieczeństwo i zapobiega naruszeniom bloku.

Jeśli górnikowi udaje się rozwiązać zagadkę, powstaje nowy blok. Transakcje są umieszczane w tym bloku i uważane za potwierdzone.

Gdzie spotkamy PoW?

Proof-of-Work jest używany w wielu kryptowalutach.

Najbardziej znaną aplikacją PoW jest Bitcoin. To Bitcoin położył fundamenty pod tego rodzaju konsensus. Puzzlem jest Hashcash. Algorytm ten pozwala na zmianę złożoności łamigłówki w oparciu o całkowitą moc sieci. Średni czas tworzenia bloku wynosi 10 minut. Kryptowaluty oparte na bitcoinie, takie jak Litecoin, mają podobny system.

Kolejny duży projekt z PoW to Ethereum. Biorąc pod uwagę fakt, że prawie trzy z czterech projektów są wdrażane na platformie Ethereum, można śmiało powiedzieć, że większość aplikacji Blockchain używa modelu konsensusu PoW.

Dlaczego w ogóle używać PoW?

Głównymi zaletami jest odporność na DoS i niezależność od ilości waluty.

Obrona przed atakami DoS. PoW nakłada pewne ograniczenia na działania w sieci. Potrzeba wiele wysiłku, aby miał miejsce. Efektywny atak wymaga dużej mocy obliczeniowej i dużo czasu na wykonanie obliczeń. Dlatego atak jest możliwy ale bezużyteczny, ponieważ koszty są zbyt wysokie.

Możliwości wydobycia. Nie ma znaczenia, ile masz pieniędzy w portfelu. Liczy się duża moc obliczeniowa do rozwiązania zagadek i tworzenia nowych bloków. Tak więc posiadacze ogromnych sum waluty nie są odpowiedzialni za podejmowanie decyzji dotyczących całej sieci.

Wady PoW

Głównymi wadami są ogromne wydatki, "bezużyteczność" obliczeń i 51-procentowy atak.

Ogromne wydatki. Górnictwo wymaga wysoce wyspecjalizowanego sprzętu komputerowego do obsługi skomplikowanych algorytmów. Koszty są niemożliwe do opanowania. Górnictwo staje się dostępne tylko dla "dużych graczy". Te wyspecjalizowane maszyny zużywają duże ilości energii, aby uruchomić to zwiększenie kosztów. Duże koszty zagrażają centralizacji systemu, ponieważ przynoszą one korzyści. Łatwo to zauważyć w przypadku Bitcoin.

"Bezużyteczność" obliczeń. Górnicy wykonują wiele pracy, aby wygenerować bloki i zużywają dużo energii. Jednak ich obliczenia nie mają zastosowania nigdzie indziej. Gwarantują bezpieczeństwo sieci, ale nie mogą być stosowane w biznesie, nauce lub w jakiejkolwiek innej dziedzinie.

Atak 51% - o co chodzi?

51-procentowy atak lub atak większościowy to przypadek, w którym użytkownik lub grupa użytkowników kontroluje większość mocy wydobywczej.

Atakujący mają wystarczającą moc, aby kontrolować większość zdarzeń w sieci.

Mogą monopolizować generowanie nowych bloków i otrzymywać nagrody, ponieważ są w stanie uniemożliwić innym górnikom ukończenie bloków.

Mogą odwracać transakcje.

Załóżmy, że Alicja wysłała Bobowi pieniądze za pomocą Blockchaina. Alice bierze udział w 51-procentowym ataku, a Bob nie. Ta transakcja jest umieszczona w bloku. Ale napastnicy nie pozwalają na przekazanie pieniędzy. W łańcuchu widnieje widelec.

Co więcej, górnicy dołączają do jednej z gałęzi. A ponieważ mają większość mocy obliczeniowej, ich łańcuch zawiera więcej bloków.

W sieci gałąź krótsza jest odrzucana. Tak więc transakcja między Alice i Bobem nie ma miejsca. Bob nie otrzymuje pieniędzy.

Wykonując te czynności, atakujący mogą odwrócić transakcje.

51 procent ataku nie jest opłacalną opcją. Wymaga ogromnej ilości mocy górniczej. A gdy zostanie ujawniony publicznie, sieć zostaje uznana za naruszoną, co prowadzi do odpływu użytkowników. To nieuchronnie obniży cenę krypto-waluty. W konsekwencji fundusze tracą na wartości.