Про Proof-of-Work (PoW)

У цій статті ви дізнаєтеся все про протокол Proof-Of-Work (PoW). Ми докладніше розглянемо, як працює цей механізм безпеки блокчейну.

Про Proof-of-Work (PoW)

Proof-of-Work — це механізм який дозволяє захистити блокчейн, відстежувати й мати доказ того, що всі транзакції у блокчейні є дійсними.

Припустимо, Аліса хоче надіслати Bitcoin своєму другу Борису. Нагадуємо, що коли відбувається переказ BTC, для того, щоб цей переказ відбувся, необхідно виконати кілька умов. Перш за все, необхідно переконатися, що Аліса платоспроможна, а отже, що у неї є необхідна кількість BTC, яку вона хоче надіслати. Потім транзакція повинна бути зареєстрована в реєстрі та записана в так званому «блокчейні». Потім необхідно зареєструвати, що Аліса надіслала BTС Борису у блокчейні — цифровому реєстрі, до якого мають доступ всі учасники мережі Bitcoin. Коли Аліса надсилає Борису, наприклад, 1 BTC відбувається таке: люди з більш-менш потужними обчислювальними машинами, яких називають «майнерами», та які знаходяться по всьому світу, будуть боротися за вирішення складної математичної задачі, та перший, кому вдасться вирішити цю складну математичну задачу, отримає право додати транзакцію, яку Аліса здійснила по відношенню до Бориса, до блокчейну. І дійсно, коли майнер додає транзакцію до блокчейну, він отримує винагороду від блокчейну за допомогою алгоритму та отримує BTC в обмін на свої зусилля.

Як працює Proof-of-Work (PoW)

Це просто процес «доказу роботи» (дослівний переклад «proof-of-work» з англ.). Це процес, який полягає в тому, що коли є транзакція, яка повинна бути здійснена в мережі, що працює за допомогою «Proof-Of-Work», як у випадку з мережею Bitcoin, перша людина, якій вдається вирішити складну математичну задачу за рахунок залучення обчислювальних ресурсів, отримає криптовалюту як винагороду.

«Proof-Of-Work», як випливає з назви, передбачає такий механізм роботи мережі: що більше ви працюєте та витрачаєте комп'ютерних ресурсів та електроенергії, щоб знайти рішення проблеми, то більшу винагороду ви отримуєте.

Аліса надсилає гроші Борису, і між двома сторонами відбувається транзакція на суму, скажімо, 1 BTC. По всьому світу люди будуть боротися за те, щоб підтвердити, що на гаманці Аліси є BTC, а потім за те, щоб знайти так званий «nonce» (одноразовий код транзакції). Цей «nonce» — це число, яке потрібно знайти дещо довільне й знайти його досить просто. Бажано взяти обчислювальні машини, великі компʼютери й найшвидший компʼютер, знайти цей «nonce», тоді саме він буде мати право додати транзакцію в блокчейн і отримає винагороду.

Сподіваємося, вам поки все зрозуміло. Отже, Аліса хоче надіслати Борису 1 BTC. Ця транзакція пропонується майнерам, які намагаються знайти «nonce».

Насправді, коли ми говоримо, що різні компʼютери працюють, щоб знайти «nonce», ми маємо на увазі, що вони запускають програму для пошуку рішення. Сьогодні вони змагаються навіть не за допомогою звичайних компʼютерів, а всередині так званих «ферм» або «пулів», які обʼєднують кілька сотень або тисяч компʼютерів. Вони всі активні одночасно й витрачають свою електричну та компʼютерну енергію на пошук «nonce». Уявімо, що першою його знайшла майнінгова ферма з Франції. Круто! Але що саме відбувається? Той факт, що Аліса хоче надіслати 1 BTC Борису, означає, що французька ферма матиме право зареєструвати цю транзакцію в блокчейні в межах одного блоку. Отже, в нашому прикладі, зареєструвати транзакцію переказу від Аліси до Бориса на суму 1 BTC в межах блоку блокчейну Bitcoin.

​Найкращі проєкти з використанням протоколу Proof-of-Work (PoW)

Bitcoin (BTC): Bitcoin — це консенсусна мережа, завдяки якій вдалося створити нову платіжну систему та повністю цифрові гроші. Це перша децентралізована peer-to-peer платіжна мережа, яка працює за рахунок своїх користувачів без центрального органу управління або посередників. З точки зору користувача, Bitcoin — це майже як готівка для інтернету. Bitcoin також можна розглядати як найвидатнішу з наявних систем потрійного запису. Її розробник (або група), Сатоші Накамото, написав оригінальний White Paper у листопаді 2008 року, а мережа Bitcoin зʼявилася в січні 2009 року. Купуйте BTC на Bitget!

Ethereum (ETH): Ethereum — це глобальна платформа з відкритим вихідним кодом для децентралізованих програм. На Ethereum ви можете писати код, який контролює цифрову вартість, працює точно за програмою та доступний з будь-якої точки світу. Розробив Ethereum Віталік Бутерін. Купуйте ETH на Bitget!

Dogecoin (DOGE): Dogecoin — це peer-to-peer цифрова валюта з відкритим вихідним кодом, яку підтримує Shiba Inu по всьому світу. Купуйте DOGE на Bitget!

Примітки від автора:​

Ми писали цю статтю в червні 2022 року, тоді Ethereum все ще був блокчейном на PoW. Але після оновлення «The Merge» у вересні 2022 року Ethereum перейшов з протоколу Proof-of-Work (PoW) на протокол Proof-of-Stake (PoS).

Більше про це ви можете дізнатися з цих статей:

Що таке Proof-of-Stake (PoS)? Чим він відрізняється від Proof-of-Work (PoW)?

Результат переходу Ethereum з PoW на PoS

Висновок

Тепер ви розумієте, що майнери, використовуючи протокол «Proof-of-Work», працюють через систему, в якій учасники, які витрачають енергію і, отже, докладають зусиль, інвестуючи в обладнання, отримують винагороди. Все це вони роблять з метою знайти «nonce», і цей «nonce» є тим, що робить блокчейн безпечним. Цей «nonce» зʼєднує всі блоки між собою. Чому? У цій статті ми не будемо заглиблюватися в деталі. В основному кожен блок у блокчейні містить інформацію, в основному транзакції, які були здійснені людьми. Кожен блок також містить інформацію, яка повʼязує їх між собою, яку ми називаємо «хеш блоку». Хеш блоку — це свого роду унікальний ідентифікатор для кожного блоку. Ці хеш-блоки отримуються завдяки «nonce». Ось чому ми називаємо це блокчейном. За допомогою «nonce» можна знайти хеш блоку, а хеш блоку знаходиться безпосередньо в самих блоках, що дозволяє звʼязати кожен блок між собою. В результаті, спроба модифікації блоку змінить хеші, й учасники будуть знати, що була спроба його підробки.

Це і є «Proof-of-Work»: витрачати гроші, енергію та шукати матеріали, щоб знайти «nonce», випадкове число, яке дозволяє згенерувати хеш блоку, який повинен бути зареєстрований в початковому блоці та перенесений в наступний блок в заголовку останнього, і це те, що повʼязує кожен блок з іншими.

Отже, «Proof-of-Work» можна коротко описати як механізм витрачання енергії для забезпечення безпеки блокчейну. Це може здаватися складно зрозуміти з технічної точки зору, але ми намагалися подати всю інформацію якомога простіше.