Απόδειξη εργασίας (PoW)
Τελευταία επεξεργασία: @mr_giorgos(opens in a new tab), 29 Μαρτίου 2024
Το δίκτυο Ethereum ξεκίνησε χρησιμοποιώντας έναν μηχανισμό συναίνεσης που περιλάμβανε την Απόδειξη εργασίας (PoW). Αυτό επέτρεψε στους κόμβους του δικτύου Ethereum να συμφωνήσουν για την κατάσταση όλων των πληροφοριών που καταγράφονται στο Ethereum blockchain και απέτρεψε ορισμένα είδη οικονομικών επιθέσεων. Ωστόσο, το Ethereum απενεργοποίησε την απόδειξη εργασίας το 2022 και άρχισε να χρησιμοποιεί την απόδειξη συμμετοχής.
Προαπαιτούμενα
Για την καλύτερη κατανόηση αυτής της σελίδας, σας συνιστούμε να διαβάσετε πρώτα σχετικά με τις συναλλαγές, τα μπλοκ και το μηχανισμό συναίνεσης.
Τι είναι η απόδειξη εργασίας (PoW);
Η συναίνεση Nakamoto, η οποία χρησιμοποιεί την απόδειξη εργασίας, είναι ο μηχανισμός που επέτρεπε στο αποκεντρωμένο δίκτυο Ethereum να έρθει σε συναίνεση (δηλαδή όλοι οι κόμβοι να συμφωνούν) σε ζητήματα όπως το υπόλοιπο λογαριασμών και τη σειρά των συναλλαγών. Αυτό απέτρεψε τους χρήστες να «ξοδέψουν τα διπλά» από τα νομίσματα τους και εξασφαλίστηκε ότι η αλυσίδα του Ethereum είναι απίστευτα δύσκολο να δεχθεί επίθεση ή να χειραγωγηθεί. Αυτές οι ιδιότητες ασφαλείας προέρχονται πλέον από την απόδειξη συμμετοχής αντί να χρησιμοποιούν τον μηχανισμό συναίνεσης που είναι γνωστός ως Gasper.
Απόδειξη εργασίας και Κρυπτόρυξη
Η απόδειξη εργασίας είναι ο υποκείμενος αλγόριθμος που θέτει τη δυσκολία και τους κανόνες για την εργασία που κάνουν οι κρυπτορύχοι στην κρυπτοαλυσίδα με την απόδειξη εργασίας. Η κρυπτόρυξη είναι η ίδια η «εργασία». Είναι η πράξη όπου προστίθενται έγκυρα μπλοκ στην αλυσίδα. Αυτό είναι σημαντικό γιατί το μήκος της αλυσίδας βοηθά το δίκτυο να ακολουθεί το σωστό fork της κρυπτοαλυσίδας. Όσο περισσότερη «εργασία» γίνετε, τόσο μεγαλύτερη είναι η αλυσίδα και όσο υψηλότερος είναι ο αριθμός των μπλοκ, τόσο πιο βέβαιο είναι ότι το δίκτυο μπορεί να είναι σύμφωνο με την τρέχουσα κατάσταση.
Περισσότερα για την κρυπτόρυξη
Πώς λειτουργεί η απόδειξη εργασίας του Ethereum;
Οι συναλλαγές στο Ethereum καταχωρούνται στα μπλοκ. Στην καταργημένη απόδειξη εργασίας του Ethereum, κάθε μπλοκ περιείχε:
- Δυσκολία μπλοκ, για παράδειγμα: 3,324,092,183,262,715
- MixHash, για παράδειγμα:
0x44bca881b07a6a09f83b130798072441705d9a665c5ac8bdf2f39a3cdf3bee29 - Νonce, για παράδειγμα:
0xd3ee432b4fb3d26b
Αυτά τα δεδομένα μπλοκ σχετίζονταν άμεσα με την απόδειξη εργασίας.
Το έργο της απόδειξης εργασίας
Το πρωτόκολλο της απόδειξης εργασίας, Ethash, απαιτούσε από τους κρυπτορύχους να περάσουν από έντονη διαδικασία δοκιμών και σφαλμάτων για να βρουν το nonce ενός μπλοκ. Μόνο τα μπλοκ με έγκυρο nonce θα μπορούσαν να προστεθούν στην αλυσίδα.
Όταν αγωνίζεται για τη δημιουργία ενός μπλοκ, ένας κρυπτορύχος τοποθετεί επανειλημμένα ένα σύνολο δεδομένων, το οποίο θα μπορούσε να ληφθεί μόνο με λήψη και εκτέλεση της πλήρους αλυσίδας (όπως κάνει ένας κρυπτορύχος), μέσω μιας μαθηματικής συνάρτησης. Το σύνολο δεδομένων χρησιμοποιήθηκε για τη δημιουργία ενός mixHash κάτω από έναν στόχο που υπαγορεύεται από τη δυσκολία μπλοκ. Ο καλύτερος τρόπος για να γίνει αυτό είναι μέσω της δοκιμής και του σφάλματος.
Η δυσκολία καθόρισε τον στόχο για το hash. Όσο χαμηλότερος είναι το στόχος, τόσο μικρότερο είναι το σύνολο των έγκυρων hashes. Μόλις δημιουργηθεί, ήταν απίστευτα εύκολο να το επαληθεύσουν οι άλλοι κρυπτορύχοι και οι πελάτες. Ακόμη και αν μια συναλλαγή πρόκειται να αλλάξει, ο αριθμός μοναδικότητας θα ήταν εντελώς διαφορετικός, σηματοδοτώντας ότι πρόκειται για απάτη.
Το hashing κάνει την απάτη εύκολο να εντοπιστεί. Αλλά η απόδειξη εργασίας ως διαδικασία ήταν επίσης μεγάλος αποτρεπτικός παράγοντας για την επίθεση στην αλυσίδα.
Απόδειξη εργασίας και ασφάλεια
Οι κρυπτορύχοι είχαν κίνητρα να κάνουν αυτή τη δουλειά στην κύρια αλυσίδα του Ethereum. Υπήρχε μικρό κίνητρο για ένα υποσύνολο κρυπτορύχων να ξεκινήσουν τη δική τους αλυσίδα κάτι που υπονομεύει το σύστημα. Τα Blockchains βασίζονται στο να έχουν μία και μόνο δήλωση ως πηγή αλήθειας.
Ο στόχος της απόδειξης εργασίας ήταν η επέκταση της αλυσίδας. Η μακρύτερη αλυσίδα ήταν πιο πιστευτή ως έγκυρη, επειδή είχε γίνει η μεγαλύτερη υπολογιστική εργασία για τη δημιουργία της. Μέσα στο σύστημα PoW του Ethereum, ήταν σχεδόν αδύνατο να δημιουργηθούν νέα μπλοκ που διαγράφουν συναλλαγές, δημιουργούν πλαστές συναλλαγές ή διατηρούν μια δεύτερη αλυσίδα. Αυτό συμβαίνει επειδή ένας κακόβουλος κρυπτορύχος θα έπρεπε να λύνει πάντα το μπλοκ γρηγορότερα από όλους τους άλλους.
Για να δημιουργήσει με συνέπεια κακόβουλα αλλά έγκυρα μπλοκ, ένας κακόβουλος κρυπτορύχος θα χρειαζόταν πάνω από το 51% της ισχύος κρυπτόρυξης του δικτύου για να επικρατήσει έναντι όλων. Αυτός ο όγκος «εργασίας» απαιτεί αρκετή και ακριβή υπολογιστική ισχύ και η ενέργεια που χρησιμοποιήθηκε μπορεί να υπερτερούσε των κερδών που προέκυψαν από μια επίθεση.
Οικονομικά της απόδειξης εργασίας
Η απόδειξη εργασίας ήταν επίσης υπεύθυνη για την έκδοση νέων νομισμάτων στο σύστημα και την παροχή κινήτρων στους κρυπτορύχους να κάνουν τη δουλειά τους.
Από τον καιρό της αναβάθμισης Constantinople, οι κρυπτορύχοι που δημιούργησαν με επιτυχία ένα μπλοκ, ανταμείφθηκαν με δύο πρόσφατα minted ETH και μέρος των τελών συναλλαγής. Τα μπλοκ Ommer αποζημίωσαν επίσης με 1,75 ETH. Τα μπλοκ Ommer ήταν έγκυρα μπλοκ που δημιουργήθηκαν από έναν κρυπτορύχο σχεδόν την ίδια στιγμή που ένας άλλος κρυπτορύχος δημιούργησε το κανονικό μπλοκ, το οποίο τελικά καθοριζόταν από το ποια αλυσίδα δημιουργήθηκε πρώτη. Τα μπλοκ Ommer συνέβαιναν συνήθως λόγω καθυστέρησης δικτύου.
Οριστικότητα
Μια συναλλαγή «οριστικοποιείται» στο Ethereum όταν είναι μέρος ενός μπλοκ που δεν μπορεί να αλλάξει.
Επειδή οι κρυπτορύχοι λειτουργούσαν με αποκεντρωμένο τρόπο, μπορούσαν να κρυπτορυχθούν ταυτόχρονα δύο έγκυρα μπλοκ. Αυτό δημιουργεί μια προσωρινή αναβάθμιση. Τελικά, μία από αυτές τις αλυσίδες έγινε η αποδεκτή αλυσίδα μετά την κρυπτόρυξη και την προσθήκη των επακόλουθων μπλοκ σε αυτήν, καθιστώντας τη μεγαλύτερη σε μήκος.
Τα πράγματα γίνονται πιο περίπλοκα, διότι οι συναλλαγές που απορρίφθηκαν στην προσωρινή διακλάδωση ενδέχεται να μην έχουν συμπεριληφθεί στην αποδεκτή αλυσίδα. Αυτό σημαίνει ότι θα μπορούσε να αντιστραφεί. Επομένως, η οριστικότητα αναφέρεται στο χρονικό διάστημα που θα πρέπει να περιμένετε πριν χαρακτηρίσετε μια συναλλαγή μη αναστρέψιμη. Στην προηγούμενη απόδειξη εργασίας του Ethereum, όσο περισσότερα μπλοκ εξορύσσονταν πάνω από ένα συγκεκριμένο μπλοκ N, τόσο μεγαλύτερη ήταν η εμπιστοσύνη ότι οι συναλλαγές στο N ήταν επιτυχείς και δεν θα αντιστρέφονταν. Τώρα, με την απόδειξη συμμετοχής, η οριστικοποίηση είναι μια ρητή, και όχι πιθανολογική, ιδιότητα ενός μπλοκ.
Κατανάλωση ενέργειας της απόδειξης εργασίας
Μια σημαντική αρνητική κριτική για την απόδειξη εργασίας είναι η ποσότητα ενέργειας που απαιτείται για να διατηρηθεί το δίκτυο ασφαλές. Για να διατηρήσει την ασφάλεια και την αποκέντρωση, το Ethereum κατανάλωνε μεγάλες ποσότητες ενέργειας στην απόδειξη εργασίας. Λίγο πριν από τη μετάβαση στην απόδειξη συμμετοχής, οι εξορύκτες του Ethereum κατανάλωναν συλλογικά περίπου 70 TWh/έτος (περίπου όσο και η Τσεχική Δημοκρατία, σύμφωνα με το digiconomist(opens in a new tab) στις 18 Ιουλίου 2022).
Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα
| Πλεονεκτήματα | Μειονεκτήματα |
|---|---|
| Η απόδειξη εργασίας είναι ουδέτερη. Δεν χρειάζεστε ETH για να ξεκινήσετε και οι ανταμοιβές των μπλοκ σας επιτρέπουν να πάτε από 0ETH σε ένα θετικό υπόλοιπο. Με την απόδειξη συμμετοχής χρειάζεστε ETH για να ξεκινήσετε. | Η απόδειξη εργασίας χρησιμοποιεί τόση πολλή ενέργεια που είναι κακό για το περιβάλλον. |
| Η απόδειξη εργασίας είναι ένας δοκιμασμένος και επιβεβαιωμένος μηχανισμός συναίνεσης που έχει κρατήσει το Bitcoin και το Ethereum ασφαλή και αποκεντρωμένα για πολλά χρόνια. | Αν θέλετε να εξορύξετε κρύπτο, χρειάζεστε τόσο εξειδικευμένο εξοπλισμό που είναι από μόνο του μια μεγάλη επένδυση για να ξεκινήσετε. |
| Σε σύγκριση με την απόδειξη συμμετοχής είναι σχετικά εύκολο να εφαρμοστεί. | Λόγω της αυξανόμενης απαιτούμενης υπολογιστικής δύναμης, οι δεξαμενές κρυπτόρυξης θα μπορούσαν δυνητικά να κυριαρχήσουν στο παιχνίδι της εξόρυξης, κρύπτο, οδηγώντας σε κεντρικοποίηση και κινδύνους ασφαλείας. |
Σύγκριση με την απόδειξη συμμετοχής
Σε υψηλό επίπεδο, η απόδειξη συμμετοχής έχει τον ίδιο τελικό στόχο με την απόδειξη εργασίας: να βοηθήσει το αποκεντρωμένο δίκτυο να επιτύχει συναίνεση με ασφάλεια. Αλλά έχει ορισμένες διαφορές στη διαδικασία και το προσωπικό:
- Η απόδειξη συμμετοχής αφαιρεί την απαίτηση σε υπολογιστική ισχύ για τα αποθηκευμένα ETH.
- Η απόδειξη συμμετοχής αντικαθιστά τους κρυπτορύχους με τους επαληθευτές. Οι επαληθευτές αποθηκεύουν τα ETH τους για να ενεργοποιήσουν τη δυνατότητα δημιουργίας νέων blockμπλοκ.
- Οι επαληθευτές δε συναγωνίζονται μεταξύ τους για τη δημιουργία μπλοκ, αντίθετα επιλέγονται τυχαία από έναν αλγόριθμο.
- Το οριστικό σημείο είναι σαφέστερο: σε ορισμένα σημεία ελέγχου, εάν τα 2/3 των επαληθευτών συμφωνούν για την κατάσταση του μπλοκ τότε αυτό θεωρείται οριστικό. Οι επαληθευτές πρέπει να αποθηκεύουν ολόκληρο το κεφάλαιό τους σε αυτό, οπότε αν προσπαθήσουν να λειτουργήσουν κακόβουλα, στη συνέχεια θα χάσουν ολόκληρο το κεφάλαιό τους.
Περισσότερα για την απόδειξη συμμετοχής
Περισσότερα από έναν εικονικό μαθητή;
Περισσότερες πληροφορίες
- Επίθεση πλειοψηφίας(opens in a new tab)
- Σχετικά με τον διακανονισμό οριστικότητας(opens in a new tab)