Proof of Work (PoW; доказательство выполнения работы) - зачем нужен?

pow

Говорим о PoW (Proof of Work). Коротко о главном.

Что это такое?

Смотри, криптовалюты работают на блокчейнах. Это просто журналы, в которых указываются транзакции в сети. Любой участник может зайти и посмотреть там данные, а также попробовать внести изменения. Это децентрализация. В старых централизованных системах вроде Яндекс Деньги заходить и смотреть данные — и тем более править их — могут только сотрудники системы.

Так вот имеется риск того, что какой-то юзер захочет зайти и добавить некорректные данные, например, указать, что он направил по 100 рублей двум людям, хотя на счете у него всего 100 рублей. Это называется double spending problem (проблема двойной траты).

Что ее предотвратить, в криптовалютах применяют consensus algorithms (алгоритмы консенсуса). PoW (Proof of Work; доказательство выполнения работы) применятся в первой и самой знаменитой криптовалюте — Bitcoin.

И как PoW работает?

А вот как. Все заявки на проведение транзакций от пользователей добавляются в блок. Этот блок отправляется всем нодам (узлам) в сети. У них уже есть журнал, который включает все трансакции с самого запуска Bitcoin.

Затем все ноды (майнеры) начинают пытаться разгадать сложную математическую загадку. Это бессмысленная загадка — она нужна просто для работы системы. Тот нод, который первым ее разгадает, получает право добавить новый блок. Взамен ему дают бонус в 12,5 биткоинов и он получает комиссию за обработку платежей. А все другие ноды могут моментально проверить, правильно ли он разгадал загадку благодаря применению hash (Похоже на кодовый замок. Если долго сидеть и подбирать наобум, то постепенно можно подобрать. Все другие люди смогут быстро проверить, правильно ли ты подобрал код.)

Так вот, ты можешь попробовать сговориться с каким-то нодом, чтобы он одобрил твои фейковые транзакции и тогда ты будешь делать деньги из воздуха. Однако в сети Bitcoin сейчас миллионы компьютеров и никто не знает, какой из них первым разгадает загадку. А подкупать все миллионы компьютеров не охота.

Ясно. Система работает хорошо, Все — это самая идеальная система в мире, правильно?

На самом деле, это не так. У этой системы есть как плюсы, так и минусы. Среди самых главных минусов — это огромные объемы компьютерных мощностей, которые требуются для разгадки загадок. Причем, все это абсолютно бессмысленная работа… Сегодня компьютеры жгут электричества на уровне всей Аргентины (3 миллион киловатт-часов).

И дальше будет все больше пользователей, нужно будет все больше электричества. Решением может стать использование системы Lightning Network. Это надстройка, которая позволяет сокращать количество транзакций на самом биткоине и переносить их в дополнительные системы.

И второй минус заключается в централизации майнеров. За последние годы появилось специальное оборудование, которое заточено специально для майнинга Bitcoin. Это ASIC. Они работают очень быстро. И обычные компьютеры с ними бороться уже не могут.

Поэтому говорят о том, что добычу биткоинов уже контролирует группа крупных ферм для майнинга, которые теоретически могут контролировать систему.

В общем, крипто-мир продолжает экспериментировать и с другими алгоритмами вроде Proof of Stake (PoS; доказательство владения доли), гибридного Casper в Ethereum, Delegated PoS (dPoS), Delegated Byzantine Fault Tolerance (dBFT). Есть и дополнительные. Какой из них окажется самым оптимальным, покажет только время.