Ce este Proof of Work (PoW)? Noul Ghid Premier 2024

Proof of Work (PoW) este primul mecanism de consens care a apărut pe blockchain și este folosit de multe lanțuri publice, cum ar fi Bitcoin, Litecoin, Ethereum (care a trecut la PoS în 2022) și multe altele.

Ce este Proof of Work (PoW)?

Proof of Work (PoW) descrie un mecanism de consens care necesită ca o rețea de dispozitive să efectueze o cantitate semnificativă de muncă de calcul. Hal Finney a adaptat conceptul de „dovadă de muncă reutilizabilă” folosind un algoritm de hash securizat pe 160 de biți 1 (SHA-1) în 2004 pentru a reimagina conceptul de jetoane digitale.

Bitcoin, lansat în 2009, a devenit prima aplicație adoptată pe scară largă a conceptului PoW al lui Finney (Finney a fost, de asemenea, primul beneficiar al unei tranzacții Bitcoin). Proof of Work stă la baza multor alte criptomonede și permite un consens securizat.

• Proof of Work (PoW) este un mecanism de consens descentralizat care necesită ca participanții la rețea să cheltuiască energie pentru a rezolva numere criptografice hexazecimale.
• Proof of Work, cunoscută și sub numele de minerit, se referă la obținerea de recompense pentru finalizarea lucrărilor.
• Proof of Work permite procesarea securizată a tranzacțiilor peer-to-peer fără a fi nevoie de terțe părți de încredere.
• Proof of Work la scară largă necesită un consum semnificativ de energie, care crește pe măsură ce mai mulți mineri se alătură rețelei.

Puncte cheie

Înțelegerea Proof of Work (PoW)

Această explicație se va concentra pe rolul pe care Proof of Work îl joacă în rețeaua Bitcoin. Bitcoin este denumit în mod obișnuit o criptomonedă; din punct de vedere tehnic, este un token – o reprezentare a proprietății unei valori pe blockchain-ul Bitcoin. Proprietatea de token-uri poate fi schimbată pentru obiecte echivalente, la fel ca atunci când dai cuiva un dolar pentru o bomboană – acum ei dețin dolarul, iar tu deții bomboana.

Lanțul de blocuri Proof of Work (PoW)

Blockchain este un registru distribuit care înregistrează toate tranzacțiile Bitcoin, similar cu introducerea tranzacțiilor într-o foaie de calcul. Fiecare bloc este ca o celulă. Informații precum sumele tranzacțiilor, adresele portofelelor, ora și data sunt înregistrate și criptate în antetul blocului – un număr hexazecimal creat prin intermediul funcției hash a blockchain-ului.

Atunci când se creează o valoare hash, valoarea hash a fiecărui bloc va fi utilizată în blocul următor. Astfel se creează un lanț imuabil de blocuri, deoarece informațiile din fiecare bloc sunt incluse în hash-ul ultimului bloc.

Valoarea HASH

Atunci când un bloc este închis, valoarea hash trebuie verificată înainte de a se putea deschide un nou bloc. Aici intervine Proof of Work. Valoarea hash este un număr hexazecimal criptat pe 64 de biți. Cu ajutorul tehnologiei moderne, o cantitate mare de date poate fi criptată în milisecunde. Cu toate acestea, minerii încearcă să ghicească valoarea hash, ceea ce durează mult timp din punct de vedere computațional.

Mineritul este procesul de validare a tranzacțiilor și de obținere a recompenselor prin rezolvarea valorilor hash.

Număr aleatoriu

Valoarea hash include o serie de numere numite nonce, ceea ce înseamnă „număr folosit o singură dată”. Atunci când un miner (un program de pe un nod utilizat pentru a rezolva valorile hash) începe să extragă bani, acesta utilizează un nonce de zero pentru a genera valoarea hash din informațiile disponibile public.

Rezolvarea problemei hash

Dacă valoarea hash este mai mică decât ținta curentă a rețelei, minerul a rezolvat cu succes valoarea hash. Ținta rețelei este rezultatul matematic convertit într-un număr hexazecimal care determină dificultatea de minerit.

Dacă valoarea hash este mai mare decât valoarea țintă, programul de minerit mărește nonce-ul cu 1 și generează din nou valoarea hash. Minerii din întreaga rețea încearcă să rezolve problema hash în acest mod. Minerii care rezolvă valorile hash pe blockchain-ul Bitcoin primesc recompense pentru munca curentă finalizată.

Proof of Work vs. Proof of Stake

Cele mai populare două mecanisme de consens sunt Proof of Work și Proof of Stake. Principalul concurent al Bitcoin, Ethereum, a folosit Proof of Work pe blockchain-ul său până în septembrie 2022, când a trecut la Proof of Stake. Iată câteva diferențe cheie între cele două:

Proof of Work	Proof of Stake
Verificarea se face de către rețeaua de mineri	Verificarea se face de către participanții care furnizează Ether ca garanție
Bitcoin recompensează minerii atât cu recompense de bloc, cât și cu taxe de tranzacție	Ether este folosit doar pentru plata comisioanelor de tranzacție
Competitiv și necesită o cantitate semnificativă de energie și putere de calcul.	Necesită mai puțină putere de calcul și energie

Considerații

Mineritul este un proces competitiv, ceea ce îl transformă într-o competiție între cei care dispun de cea mai mare putere de calcul. Prin urmare, minerii se alătură pool-urilor miniere pentru a-și crește șansele de a primi recompense, deoarece este necesară o muncă de calcul competitivă.

Proof of Work este, de asemenea, cunoscut pentru consumul său de energie. Universitatea Cambridge urmărește consumul de energie al rețelei Bitcoin și folosește „cele mai bune estimări” pentru a determina utilizarea acestuia. Energia utilizată de rețea este comparabilă cu cea a unor țări mici; cu toate acestea, merită remarcat faptul că energia utilizată de rețelele de date industriale și de centrele de date o depășește cu mult pe cea a rețelei Bitcoin.

Proof of Work este, de asemenea, o metodă de validare mult mai lentă în comparație cu altele. De exemplu, numărul de tranzacții care au loc depășește capacitatea de procesare a rețelei Bitcoin. Tranzacțiile stau în mempool așteptând să fie validate, cu timpi medii de confirmare între 1 ianuarie și 9 februarie 2023, care variază între 7 și 91 de minute (confirmarea se referă la momentul în care tranzacția este confirmată). Timpul mediu de blocaj pentru Bitcoin rămâne la 10 minute, în timp ce timpul mediu de blocaj pentru rețeaua Ethereum PoS este de 12 secunde din septembrie 2022.

Exemplu de dovadă de lucru

Proof of Work necesită ca computerele să execute aleatoriu funcții hash până când produc o ieșire cu numărul minim corect de zerouri înainte. De exemplu, valoarea hash pentru blocul #842.533 extras pe 8 mai 2024 este:

000000000000000000004f0f4988d6dee8c9d60100830d3d7633fffde5fdd986

Răsplata blocului hașurat cu succes este de 3,125 BTC și 0,17220833 BTC în taxe.

Nonce-ul este 3.391.347.343, iar în acest bloc există 1.636 de tranzacții. Nu uitați că valoarea hash este generată, iar nonce-ul începe de la zero, acest bloc fiind hashed de 3,3 miliarde de ori de către mineri până când a fost obținut un număr sub țintă.

Ce înseamnă „Proof of Work” (PoW)?

PoW presupune ca nodurile din rețea să furnizeze dovezi că au cheltuit putere de calcul (adică muncă) într-un mod descentralizat pentru a obține un consens și a împiedica actorii rău intenționați să preia controlul asupra rețelei.

De ce au nevoie criptomonedele de dovada muncii?

Deoarece rețelele precum blockchains de criptomonede sunt concepute pentru a fi descentralizate și de la egal la egal, este nevoie de o metodă pentru a obține consensul și securitatea. Dovada lucrului este o metodă care necesită multe resurse și care asigură securitatea rețelei. Există, de asemenea, și alte mecanisme de demonstrare mai puțin consumatoare de resurse. Fără un mecanism de dovadă, rețeaua și datele stocate în cadrul acesteia ar fi vulnerabile la atacuri sau furturi.

Bitcoin folosește dovada de lucru?

Da. Bitcoin utilizează un algoritm PoW bazat pe funcția hash SHA-256 pentru a valida și confirma tranzacțiile și pentru a emite noi bitcoini.

Concluzie

Proof of Work este un mecanism de consens utilizat de multe criptomonede pentru a valida tranzacțiile pe blockchain și pentru a recompensa jetoanele pentru participarea la rețea. Proof of Work este un proces competitiv care încearcă să genereze un număr hexazecimal sub ținta rețelei, folosind informații despre tranzacții disponibile public.

În cadrul consensului PoW, mii de programe miniere lucrează la un bloc până când valoarea hash este rezolvată, apoi trec la blocul următor.