Что такое доказательство выполнения работы (PoW)?

Объяснение от Бинанс Академи, охватывающее механизм консенсуса доказательства выполнения работы (PoW), включая его происхождение, то, как майнеры соревнуются в решении криптографических головоломок, и как это обеспечивает безопасность сети блокчейна.

Эта стенограмма является доступной копией оригинальной стенограммы видео (opens in a new tab), опубликованной Бинанс Академи. Она была слегка отредактирована для удобства чтения.

Происхождение доказательства выполнения работы (0:00)

Концепция доказательства выполнения работы (PoW), появившаяся в 1993 году, была разработана для предотвращения атак типа «отказ в обслуживании» и других злоупотреблений сервисами, таких как спам в сети, путем требования выполнения некоторой работы от пользователя сервиса — обычно это означает время обработки компьютером.

В 2009 году Биткоин представил инновационный способ использования доказательства выполнения работы (PoW) в качестве алгоритма консенсуса для проверки транзакций и трансляции новых блоков в блокчейн. С тех пор он получил широкое распространение и стал широко используемым алгоритмом консенсуса во многих криптовалютах.

Как работает доказательство выполнения работы (0:33)

Вкратце, майнеры в сети соревнуются друг с другом в решении сложных вычислительных головоломок. Эти головоломки трудно решить, но легко проверить, как только кто-то найдет правильное решение.

Как только майнер находит решение головоломки, он может транслировать блок в сеть, где все остальные майнеры проверят правильность решения.

Пример майнинга Биткоина (0:56)

Биткоин — это система на основе блокчейна, поддерживаемая коллективной работой децентрализованных узлов. Некоторые из этих узлов известны как майнеры и отвечают за добавление новых блоков в блокчейн.

Для этого майнерам нужно попытаться угадать псевдослучайное число, известное как нонс. Это число, будучи объединенным с данными, предоставленными в блоке, и пропущенным через хеш-функцию, должно дать результат, соответствующий заданным условиям — например, хеш, начинающийся с четырех нулей.

Когда подходящий результат найден, другие узлы проверяют правильность исхода, и узел майнера получает вознаграждение за блок. Следовательно, невозможно добавить новый блок в основную цепь без предварительного нахождения действительного нонса, который, в свою очередь, генерирует решение для этого конкретного блока — называемое хешем блока.

Почему это называется «доказательство выполнения работы» (1:46)

Каждый проверенный блок содержит хеш блока, который представляет собой работу, выполненную майнером. Вот почему это называется доказательством выполнения работы (PoW).

Преимущества безопасности (1:54)

Доказательство выполнения работы (PoW) помогает защитить сеть от множества различных атак. Успешная атака потребовала бы огромных вычислительных мощностей и много времени на выполнение вычислений. Следовательно, она была бы неэффективной, поскольку понесенные затраты превысили бы потенциальное вознаграждение за атаку на сеть.

Ограничения (2:10)

Одна из проблем доказательства выполнения работы (PoW) заключается в том, что майнинг требует дорогостоящего компьютерного оборудования, которое потребляет большое количество энергии. Хотя сложные алгоритмические вычисления гарантируют безопасность сети, эти вычисления не могут быть использованы для чего-либо еще.

Заглядывая вперед (2:25)

Хотя доказательство выполнения работы (PoW) может быть не самым эффективным решением, оно по-прежнему остается одним из самых популярных методов достижения консенсуса в блокчейнах. Уже существуют альтернативные методы и подходы, пытающиеся решить эти проблемы, но только время покажет, какой метод станет преемником доказательства выполнения работы (PoW).