Proof of Work (PoW)-ը մեխանիզմ է, որի միջոցով դեցենտրալիզացված ցանցը կարող է համաձայնության գալ, թե որ գործարքներն են վավեր՝ առանց կենտրոնական մարմնի։ Bitcoin-ի նման համակարգերում მაინերները մրցում են բարդ մաթեմատիկական հանելուկ լուծելու համար, և առաջինը, ով լուծում է այն, ստանում է իրավունք՝ բլոքչեյնում ավելացնելու նոր բլոկ գործարքներով։ Այս հանելուկի լուծման մրցավազքն է, ինչին սովորաբար ասում են Bitcoin mining (Bitcoin-ի մայնինգ)։ Այն օգտագործում է էլեկտրաէներգիա և մասնագիտացված սարքավորում, բայց դրա դիմաց չափազանց թանկ է դարձնում ցանկացածի համար պատմությունը վերագրելը կամ կեղծ գործարքներ ստեղծելը, քանի որ դրա համար պետք է կրկին կատարել հսկայական քանակի աշխատանք։ Այս ուղեցույցում դու կտեսնես, թե ինչպես է PoW-ը աշխատում քայլ առ քայլ, ինչու է այն համարվում անվտանգ, և որտեղ են դրա իրական թույլ կողմերը։ Կհամեմատես այն նաև այլընտրանքների՝ օրինակ Proof of Stake-ի հետ, որպեսզի կարողանաս ինքնուրույն գնահատել՝ արդյոք PoW-ի վրա հիմնված մետաղադրամները համապատասխանում են քո ռիսկի հանդուրժողականությանը, արժեքներին և ներդրումային հորիզոնին։
Proof of Work-ը՝ կարճ ու հստակ
Ամփոփում
- PoW-ը ստիպում է მაინերներին մրցել՝ բլոկի համար վավեր հեշ գտնելու համար, և հաղթողը ավելացնում է գործարքները ու ստանում նոր թողարկված մետաղադրամներ՝ գումարած վճարներ։
- Անվտանգությունը գալիս է նրանից, որ պատմությունը վերագրելու համար հարձակվողը պետք է կատարի այնքան կամ ավելի շատ աշխատանք, քան արդեն կատարել է ազնիվ մեծամասնությունը։
- Համակարգը դիտավորյալ կապում է անվտանգությունը էներգիայի արժեքի հետ, ինչը զսպում է հարձակվողներին, բայց միաժամանակ ստեղծում է բնապահպանական և քաղաքական քննարկումներ։
- Bitcoin-ը PoW է օգտագործում 2009-ից, ինչը նրան տալիս է կրիպտոաշխարհում ամենաերկար և ամենափորձարկված անվտանգության պատմություններից մեկը։
- Շատ վաղ altcoin-ներ, օրինակ՝ Litecoin-ը և Monero-ն, նույնպես օգտագործում են PoW, մինչդեռ նոր սմարթ կոնտրակտային պլատֆորմները հաճախ ընտրում են Proof of Stake-ը։
- PoW ցանցերը առավել կայուն են, երբ ունեն բարձր ընդհանուր hashpower և անկախ მაინերների կամ mining pool-երի բազմազան հավաքածու։
Proof of Work-ը՝ հասկանալի համեմատությունների միջոցով
Pro Tip:Լոտոների կամ հանելուկների մրցավազքների նման համեմատությունները պարզեցնում են, թե ինչպես է «զգացվում» Proof of Work-ը, բայց թաքցնում են շատ մանրամասներ։ Օգտագործիր դրանք որպես մտավոր հենակետեր, ոչ թե որպես ճշգրիտ նկարագրություններ։ Հաջորդ բաժնում դու քայլ առ քայլ կանցնես այն իրական քայլերով, որոնք կատարում է PoW բլոքչեյնը, որպեսզի կարողանաս կապել գլխումդ պատմությունը ցանցի իրական տվյալների կառուցվածքների, հեշերի և խթանների հետ։
Ինչպես է Proof of Work-ը իրականում աշխատում (քայլ առ քայլ)
- Օգտատերերը գործարքներ են հեռարձակվում ցանցին, իսկ նոդերը դրանք հավաքում են սպասման գոտում, որը հաճախ կոչվում է mempool։
- Մայները mempool-ից ընտրում է վավեր գործարքների հավաքածու, ավելացնում է հատուկ coinbase գործարք, որը իրեն է վճարում պարգևը, և կառուցում է թեկնածու բլոկ։
- Մայները կառուցում է բլոկի վերնագիր, որը, այլ դաշտերի հետ միասին, պարունակում է հղում նախորդ բլոկին, բոլոր գործարքների Merkle root-ը, ժամանակի դրոշմը և nonce արժեքը։
- Մայները բազմիցս հեշավորում է բլոկի վերնագիրը՝ փոխելով nonce-ը (և երբեմն այլ փոքր դաշտեր)՝ որոնելու համար հեշ, որը ցածր է ընթացիկ դժվարության թիրախից։
- Եթե մայները գտնում է վավեր հեշ, որը համապատասխանում է դժվարության թիրախին, նա հեռարձակում է իր նոր բլոկը և դրա proof of work-ը ցանցին։
- Մյուս նոդերը ինքնուրույն ստուգում են բլոկը․ նորից ստուգում են բոլոր գործարքները, վերահաշվում են հեշը և հաստատում, որ այն համապատասխանում է դժվարության թիրախին։
- Եթե բլոկը վավեր է, նոդերը այն ավելացնում են իրենց տեղական շղթային և դրա գործարքները համարում են հաստատված՝ սովորաբար այն բանից հետո, երբ դրանց վրա կառուցվում է ևս մի քանի բլոկ։
- Երբ կան մրցակցող շղթաներ, նոդերը հետևում են այն շղթային, որն ունի ամենաշատ կուտակված աշխատանքը (հաճախ՝ ամենաերկարը), ինչը ժամանակի ընթացքում բոլորին համահունչ է բերում մեկ ընդհանուր պատմության շուրջ։
Ներքին կառուցվածք․ հեշեր, դժվարություն և խթաններ
- Կրիպտոգրաֆիկ հեշ ֆունկցիաները, օրինակ՝ SHA-256-ը, ցանկացած մուտքագրում քարտեզում են ֆիքսված չափի ելքի, որը տեսք ունի պատահական, և նախագծված են միակողմանի և բախումներին դիմացկուն լինելու համար։
- Քանի որ հեշերը կանխատեսելի չեն, դժվարության թիրախից ցածր հեշ գտնելու միակ ձևը կոպիտ ուժով փորձ ու սխալն է, ինչը հենց այն է, ինչ մայներները կատարում են իրենց սարքավորումներով։
- Ցանցը պարբերաբար կարգավորում է դժվարության թիրախը, որպեսզի միջինում բլոկները գան ֆիքսված արագությամբ (Bitcoin-ի դեպքում՝ մոտ յուրաքանչյուր 10 րոպեն մեկ)՝ անկախ նրանից, թե որքան hashpower է առցանց։
- Մայներները վճարվում են բլոկի պարգևով (նոր ստեղծված մետաղադրամներ) գումարած գործարքների վճարներ, որոնք ժամանակի ընթացքում պետք է առնվազն ծածկեն նրանց էլեկտրաէներգիայի և սարքավորումների ծախսերը։
- Քանի որ ազնիվ մայնինգը ապահովում է կանխատեսելի եկամուտ, մինչդեռ հարձակումները ենթադրում են հսկայական ծախսեր և անորոշ շահույթ, ռացիոնալ մայներների համար սովորաբար ավելի շահավետ է հետևել կանոններին։
- Եթե պարգևները չափազանց նվազեն կամ դժվարության կանոնները կտրուկ փոխվեն, մայներները կարող են անջատել սարքավորումները կամ անցնել այլ մետաղադրամների, ինչը կարող է թուլացնել անվտանգությունը և էժանացնել հարձակումները։
Pro Tip:PoW-ի անվտանգությունը միայն մաթեմատիկայի մասին չէ․ այն նաև խթանների մասին է։ Երբ ցանցը փոխում է բլոկի պարգևները, halving-ի գրաֆիկը կամ դժվարության կանոնները, այն միաժամանակ փոխում է մայներների շահութաբերության հաշվարկները։ Եթե մայնինգը դառնում է անշահավետ կամ չափազանց անկանխատեսելի, hashpower-ը կարող է հեռանալ, ինչը հարձակումները դարձնում է ավելի էժան և կենտրոնացումը՝ ավելի հավանական։ Միշտ ուշադրություն դարձրու մետաղադրամի դրամավարկային և դժվարության քաղաքականությանը, ոչ միայն նրա հեշ ալգորիթմի անվանը։
Սպամի դեմ գաղափարից մինչև Bitcoin-ի անվտանգության ողնաշար
Proof of Work-ի գաղափարը գոյություն ուներ Bitcoin-ից առաջ և սկզբում առաջարկվել էր որպես էլ․ փոստի սպամի դեմ պայքարի միջոց։ Hashcash-ի նման համակարգերը ուղարկողներից պահանջում էին յուրաքանչյուր էլ․ նամակի համար կատարել փոքր հաշվարկ, ինչը զանգվածային սպամը դարձնում էր թանկ, մինչդեռ սովորական օգտագործումը մնում էր մատչելի։ Satoshi Nakamoto-ի առաջխաղացումն այն էր, որ այս գաղափարը կիրառեց ոչ թե էլ․ փոստի, այլ դեցենտրալիզացված դրամական համակարգի անվտանգության համար։ Կապելով բլոկների ստեղծումը PoW-ի հետ՝ Bitcoin-ը էլեկտրաէներգիան և հաշվարկային հզորությունը վերածեց կրկնակի ծախսերի և ցենզուրայի դեմ վահանի։
Կ ключевые моменты
- 1990-ականներ–2000-ականներ․ հետազոտողները առաջարկում են Proof of Work սխեմաներ, օրինակ՝ Hashcash, որպեսզի սպամի ուղարկումը կամ ծառայությունից զրկման հարձակումները դառնան ավելի թանկ։
- 2008․ Bitcoin whitepaper-ը նկարագրում է peer-to-peer էլեկտրոնային դրամական համակարգ, որը PoW է օգտագործում՝ գործարքների պատմության շուրջ կոնսենսուսի հասնելու համար՝ առանց կենտրոնական սերվերի։
- 2009․ Bitcoin-ի գենեզիս բլոկը մայնինգ է արվում CPU-ներով, և վաղ օգտատերերը տնային համակարգիչներով «թեթև» մայնինգ են անում՝ ապահովելով ցանցը և վաստակելով մետաղադրամներ։
- 2010-ականներ․ մայնինգը դառնում է արդյունաբերական՝ անցնելով CPU-ներից GPU-ների, ապա մասնագիտացված ASIC-ների, և մեծ mining farm-եր են ձևավորվում էժան էլեկտրաէներգիա ունեցող տարածաշրջաններում։
- Այլ կրիպտոարժույթներ, օրինակ՝ Litecoin-ը և Monero-ն, ընդունում են PoW՝ տարբեր հեշ ֆունկցիաներով կամ նպատակներով, օրինակ՝ ավելի արագ բլոկներ կամ ավելի ուժեղ գաղտնիություն։
- 2022․ Ethereum-ը ավարտում է իր անցումը PoW-ից դեպի Proof of Stake, ցույց տալով, որ մեծ ցանցերը կարող են փոխել կոնսենսուսի մեխանիզմը, սակայն մեծ փոխզիջումների և բարդության գնով։
Որտեղ է Proof of Work-ը օգտագործվում այսօր
Այսօր Proof of Work-ը առավել հայտնի է որպես Bitcoin-ի շարժիչ, որը դրա միջոցով ապահովում է գլոբալ, թույլտվություն չպահանջող դրամական ցանց։ Մի քանի այլ խոշոր մետաղադրամներ նույնպես հիմնվում են PoW-ի վրա՝ հաճախ տարբեր նախագծային նպատակներով, օրինակ՝ ավելի արագ վճարումներ կամ ավելի ուժեղ գաղտնիություն։ Մեծ կապիտալիզացիայից դուրս շատ փոքր altcoin-ներ փորձարկում են այլընտրանքային PoW ալգորիթմներ կամ հիբրիդային մոդելներ։ Կան նաև ոչ դրամական կիրառություններ, որտեղ PoW-ը օգնում է ստեղծել կեղծումից պաշտպանված ժամանակային դրոշմներ կամ պաշտպանում է հանրային տվյալները էժան սպամից և չարաշահումներից։
Կիրառման ոլորտներ
- Bitcoin-ը օգտագործում է PoW՝ իր դրամական հաշվեկշիռը պաշտպանելու, ցենզուրային դիմակայելու և կրկնակի ծախսերը կանխելու համար՝ հազարավոր նոդերի միջև ամբողջ աշխարհում։
- Litecoin-ը և նման մետաղադրամները օգտագործում են PoW՝ տարբեր պարամետրերով (օրինակ՝ ավելի արագ բլոկների ժամանակ)՝ նպատակ ունենալով ապահովել ավելի էժան, արագ առօրյա վճարումներ։
- Monero-ն հիմնվում է PoW-ի վրա՝ գաղտնիության վրա կենտրոնացած դիզայնի շրջանակում՝ փորձելով մայնինգը պահել ավելի հասանելի սովորական սարքավորումների համար և թաքցնել գործարքների մանրամասները։
- Փոքր PoW մետաղադրամները փորձարկում են նոր հեշ ալգորիթմներ կամ հիբրիդ մոդելներ, սակայն դրանց ցածր hashpower-ը կարող է դրանք դարձնել ավելի խոցելի հարձակումների համար։
- Ժամանակային դրոշմման և տվյալների ամրագրման ծառայությունները փաստաթղթերի հեշեր են ներդնում PoW բլոքչեյններում՝ ապացուցելու, որ որոշ տվյալներ գոյություն են ունեցել կոնկրետ պահին։
- Ակադեմիական և հոբբիստական նախագծերը օգտագործում են PoW՝ ուսումնասիրելու խաղի տեսությունը, անվտանգության ենթադրությունները և տարբեր կոնսենսուսային դիզայնների բնապահպանական ազդեցությունները։
- Hashpower-ի շուկաները թույլ են տալիս մարդկանց ժամանակավորապես վարձել մայնինգի հզորություն, որը կարող է օգտագործվել օրինական մայնինգի կամ, որոշ դեպքերում, թույլ PoW շղթաների վրա հարձակվելու համար։
Օրինակ / պատմություն
Proof of Work-ի անվտանգության երաշխիքներն ու ռիսկերը
Հիմնական ռիսկային գործոններ
Proof of Work-ի նպատակը խաբեությունը կանոններին հետևելուց ավելի թանկ դարձնելն է։ Հաստատված գործարքները վերագրելու համար հարձակվողը պետք է վերահսկի հսկայական hashpower և վճարի էլեկտրաէներգիայի ու սարքավորումների համար՝ ազնիվ մեծամասնությունից առաջ անցնելու համար։ Գործնականում այս մոդելը լավ է աշխատել մեծ ցանցերի, օրինակ՝ Bitcoin-ի համար, բայց ունի սահմանափակումներ։ Փոքր PoW մետաղադրամները՝ ցածր ընդհանուր hashpower-ով, ենթարկվել են 51% հարձակումների, և նույնիսկ մեծ ցանցերը բախվում են mining pool-երի կենտրոնացման, էներգետիկ հետքի և կարգավորող մարմինների փոփոխվող վերաբերմունքի հետ կապված մտահոգությունների։
Primary Risk Factors
Անվտանգության լավագույն փորձեր
- PoW-ը այնքան ուժեղ է, որքան դրա հետևում կանգնած hashpower-ը, մայներների բաշխվածությունը և խթանները։ Հայտնի բրենդը կամ ալգորիթմի անունը ինքնին չի երաշխավորում անվտանգություն։ Մինչ PoW մետաղադրամին վստահելը՝ նայիր դրա ընդհանուր hashpower-ին, մայնինգի կենտրոնացման աստիճանին և այն բանին, թե արդյոք դրա տնտեսական դիզայնը մայներներին երկարաժամկետ շահագրգռում է պաշտպանել ցանցը։
Proof of Work-ի առավելություններն ու թերությունները
Առավելություններ
Թերություններ
Proof of Work-ը vs. այլ կոնսենսուսային մեխանիզմներ
Ինչպես անվտանգ աշխատել PoW ցանցերի հետ
- Սկսիր լավ հաստատված PoW մետաղադրամներից, որոնք ունեն բարձր hashpower և լավ փաստաթղթավորում, այլ ոչ թե անհայտ փոքր կապիտալիզացիայով նախագծերից։
- Օգտագործիր վստահելի դրամապանակներ, որոնք թույլ են տալիս վերահսկել քո սեփական բանալիները, և սովորիր անվտանգության հիմնական պրակտիկաներ, օրինակ՝ պահուստային պատճեններ և hardware wallet-ներ։
- Հասկացիր սովորական վճարների մակարդակներն ու հաստատման ժամանակները, որպեսզի չզարմանաս ուշացումների կամ գերծախսերի վրա ծանրաբեռնված ժամանակահատվածներում։
- Եթե փորձես հոբբիստական մայնինգ, սկսիր կրթական նպատակներով և փոքր բյուջեներով, և կասկածանքով վերաբերվիր cloud-mining պայմանագրերին, որոնք խոստանում են երաշխավորված եկամուտ։
- Մեծ փոխանցումներ կատարելուց առաջ ստուգիր ցանցի առողջության հիմնական ցուցանիշները, օրինակ՝ ընդհանուր hash rate-ը, mining pool-երի բաշխվածությունը և վերջին դժվարության փոփոխությունները։
- Խուսափիր միջոցներ ուղարկելուց չստուգված mining pool-երին կամ hashpower շուկաներին, և մանրակրկիտ ուսումնասիրիր ցանկացած ծառայություն՝ մինչև դրամապանակդ կամ սարքավորումն այն միացնելը։
Pro Tip:Մինչ մայնինգի սարքավորումներին գումար ծախսելը՝ սովորիր, թե ինչպես են աշխատում նոդերը, հաստատումները և դրամապանակի անվտանգության հիմնական սկզբունքները։ Նախ ստուգման գործընթացը հասկանալը կօգնի գնահատել՝ արդյոք որևէ մայնինգի հնարավորություն իրատեսական է, թե պարզապես մարքեթինգ։
Proof of Work․ ՀՏՀ
Ամփոփում․ երբ է իմաստ ունի Proof of Work-ը
Կարող է համապատասխան լինել
- Ներդրողներին, ովքեր առաջնահերթություն են տալիս ցենզուրայից պաշտպանված, երկարաժամկետ հաշվարկին՝ արագությունից և ֆունկցիոնալությունից բարձր
- Օգտատերերին, ովքեր գնահատում են թափանցիկ, փորձով ստուգված անվտանգության մոդելներ, օրինակ՝ Bitcoin-ինը
- Տեխնիկապես հետաքրքրասեր մարդկանց, ովքեր պատրաստ են սովորել, թե ինչպես են աշխատում կոնսենսուսն ու խթանները
Կարող է չհամապատասխանել
- Մարդկանց, ովքեր ցանկանում են գերզարգացած արագությամբ, ցածր վճարներով առևտուր և բարդ DeFi հավելվածներ հենց բազային շերտում
- Ներդրողներին, ովքեր ուժեղ առաջնահերթություն են տալիս էներգիայի նվազագույն օգտագործմանը՝ մյուս հատկություններից բարձր
- Օգտատերերին, ովքեր փնտրում են արագ շահույթ մայնինգից՝ առանց ներքին ռիսկերը հասկանալու
Proof of Work-ը էլեկտրաէներգիան և հաշվարկային հզորությունը վերածում է թվային արժեքի հանրային վահանի։ Պատմությունը վերագրելը թանկ դարձնելով՝ այն թույլ է տալիս Bitcoin-ի նման բաց ցանցերին գործել առանց բանկերի կամ կենտրոնական օպերատորների՝ հիմնվելով թափանցիկ կանոնների և խթանների վրա։ Այս անվտանգությունը գալիս է փոխզիջումների գնով․ զգալի էներգիայի օգտագործում, սարքավորումների կենտրոնացման ռիսկեր և ավելի դանդաղ թողունակություն, քան որոշ նոր դիզայնների դեպքում։ Մեծ PoW ցանցերը ունեն ուժեղ անցյալ փորձ, մինչդեռ փոքրերը կարող են լինել փխրուն, եթե hashpower-ը ցածր է կամ հեշտությամբ վարձակալվող։ Երբ գնահատում ես որևէ կրիպտո նախագիծ, նրա կոնսենսուսային մեխանիզմը դիտիր որպես ինքնության հիմնական մաս, ոչ թե տեխնիկական մանրուք։ Հասկանալը, թե ինչպես է աշխատում PoW-ը, օգնում է որոշել, թե երբ են դրա երաշխիքները արժե այն ծախսերը՝ քո խնայողությունների, արժեքների և ժամանակային հորիզոնի համար։