Czym jest dowód pracy (PoW)?
Przystępne dla początkujących wyjaśnienie mechanizmu konsensusu dowodu pracy (PoW), w tym tego, jak górnicy rozwiązują zagadki kryptograficzne, aby weryfikować transakcje i zabezpieczać sieć blockchain.
Date published: 22 lutego 2019
Materiał wyjaśniający od Binance Academy omawiający mechanizm konsensusu dowodu pracy (PoW), w tym jego początki, to, jak górnicy rywalizują w rozwiązywaniu zagadek kryptograficznych, oraz jak zabezpiecza on sieć blockchain.
Ten transkrypt jest dostępną kopią oryginalnego transkryptu wideo (opens in a new tab) opublikowanego przez Binance Academy. Został on lekko zredagowany w celu poprawy czytelności.
Początki dowodu pracy (0:00)
Koncepcja dowodu pracy (PoW), sięgająca swoimi początkami 1993 roku, została opracowana w celu zapobiegania atakom typu odmowa usługi (denial-of-service) i innym nadużyciom, takim jak spam w sieci, poprzez wymaganie od użytkownika usługi wykonania pewnej pracy — co zazwyczaj oznacza czas przetwarzania przez komputer.
W 2009 roku Bitcoin wprowadził innowacyjny sposób wykorzystania dowodu pracy jako algorytmu konsensusu do weryfikacji transakcji i rozgłaszania nowych bloków do blockchaina. Od tego czasu stał się on powszechnie używanym algorytmem konsensusu w wielu kryptowalutach.
Jak działa dowód pracy (0:33)
Krótko mówiąc, górnicy w sieci rywalizują ze sobą w rozwiązywaniu złożonych zagadek obliczeniowych. Zagadki te są trudne do rozwiązania, ale łatwe do zweryfikowania, gdy ktoś znajdzie prawidłowe rozwiązanie.
Gdy górnik znajdzie rozwiązanie zagadki, może rozgłosić blok w sieci, gdzie wszyscy inni górnicy zweryfikują, czy rozwiązanie jest poprawne.
Przykład kopania Bitcoina (0:56)
Bitcoin to system oparty na blockchainie, utrzymywany przez zbiorową pracę zdecentralizowanych węzłów. Niektóre z tych węzłów są znane jako górnicy i odpowiadają za dodawanie nowych bloków do blockchaina.
Aby to zrobić, górnicy muszą spróbować odgadnąć pseudolosową liczbę znaną jako nonce. Liczba ta, połączona z danymi zawartymi w bloku i przepuszczona przez funkcję skrótu, musi dać wynik spełniający określone warunki — na przykład hash zaczynający się od czterech zer.
Gdy pasujący wynik zostanie znaleziony, inne węzły weryfikują jego poprawność, a węzeł górnika otrzymuje nagrodę za blok. Dlatego niemożliwe jest dodanie nowego bloku do głównego łańcucha bez uprzedniego znalezienia prawidłowego nonce, co z kolei generuje rozwiązanie dla tego konkretnego bloku — nazywane hashem bloku.
Dlaczego nazywa się to „dowodem pracy” (1:46)
Każdy zweryfikowany blok zawiera hash bloku, który reprezentuje pracę wykonaną przez górnika. Właśnie dlatego nazywa się to dowodem pracy (PoW).
Korzyści z bezpieczeństwa (1:54)
Dowód pracy pomaga chronić sieć przed wieloma różnymi atakami. Udany atak wymagałby ogromnej mocy obliczeniowej i mnóstwa czasu na wykonanie obliczeń. Dlatego byłoby to nieefektywne, ponieważ poniesione koszty byłyby większe niż potencjalne nagrody za zaatakowanie sieci.
Ograniczenia (2:10)
Jednym z problemów z dowodem pracy jest to, że kopanie wymaga drogiego sprzętu komputerowego, który zużywa duże ilości energii. Chociaż skomplikowane obliczenia algorytmiczne gwarantują bezpieczeństwo sieci, nie można ich wykorzystać do niczego innego.
Patrząc w przyszłość (2:25)
Chociaż dowód pracy może nie być najbardziej wydajnym rozwiązaniem, nadal jest jedną z najpopularniejszych metod osiągania konsensusu w blockchainach. Istnieją już alternatywne metody i podejścia próbujące rozwiązać te problemy, ale tylko czas pokaże, jaka metoda zostanie następcą dowodu pracy.