Key Takeaways
Darba apliecinājums (PoW) ir vienprātības mehānisms, kas izveidots, lai novērstu dubultus tēriņus digitālajās maksājumu sistēmās.
PoW ir galvenā ieguves procesa sastāvdaļa, kas ietver jaunu darījumu bloku pievienošanu blokķēdei un jaunu kriptovalūtas vienību izveidi.
Bitcoin un daudzas citas kriptovalūtas izmanto PoW kā metodi sava blokķēdes tīkla un datu nodrošināšanai.
Ievads
Īsāk sakot, Proof of Work (PoW) ir mehānisms, kas izveidots, lai novērstu dubultus tēriņus digitālajās maksājumu sistēmās. Bitcoin un daudzas citas kriptovalūtas izmanto PoW kā metodi sava blokķēdes tīkla un datu nodrošināšanai. Šādus mehānismus bieži dēvē par konsensa algoritmiem vai konsensa mehānismiem, jo tajos ir iesaistītas vairākas puses, kas panāk konsensu bez nepieciešamības uzticēties viena otrai.
Proof of Work bija pirmais konsensa algoritms, kas parādījās, un tas joprojām ir viens no svarīgākajiem kopā ar Proof of Stake (PoS). PoW ieviesa Satoši Nakamoto 2008. gada Bitcoin dokumentā, taču pati tehnoloģija tika iecerēta ilgi pirms tam.
Adam Back’s HashCash ir agrīns Proof of Work algoritma piemērs laikā pirms kriptovalūtas ieviešanas. Pieprasot sūtītājiem veikt nelielu aprēķinu pirms e-pasta sūtīšanas, saņēmēji varētu mazināt surogātpasta daudzumu. Šis aprēķins likumīgam sūtītājam praktiski neko nemaksātu, bet ātri saskaitītu, ja kāds masveidā sūtītu e-pastus.
Kas ir dubulti izdevumi?
Divkārši tēriņi rodas, ja vieni un tie paši līdzekļi tiek iztērēti vairāk nekā vienu reizi. Šis termins tiek lietots gandrīz tikai digitālās naudas kontekstā — galu galā jums būtu grūti divreiz iztērēt vienu un to pašu fizisko naudu.
Kad jūs šodien maksājat par kafiju, jūs nododat skaidru naudu kasierim, kurš, iespējams, to ieslēdz reģistrā. Jūs nevarat doties uz kafejnīcu pāri ceļam un samaksāt par citu kafiju ar tādu pašu rēķinu. Tomēr digitālajās skaidrās naudas sistēmās pastāv iespēja, ka jūs varētu.
Pirms kopēšanas un ielīmēšanas komandu izmantošanas noteikti esat dublējis datora failu. Varat arī viegli nosūtīt vienu un to pašu failu desmitiem cilvēku. Tā kā digitālā nauda ir tikai dati, jums ir jānovērš cilvēku dubulta tērēšana, t.i., vienas un tās pašas vienības kopēšana un tērēšana dažādās vietās. Digitālā maksājumu sistēma, kas nespēj novērst dubultu tēriņu, sabruks īsā laikā.
Lai iegūtu padziļinātu ieskatu par dubultajiem tēriņiem, skatiet sadaļu Double Spending Explained.
Kāpēc ir nepieciešams darba apliecinājums?
Ja esat izlasījis mūsu rakstu par blokķēdes tehnoloģiju, jūs zināt, ka kriptovalūtas lietotāji nepārtraukti pārraida darījumus tīklā. Tomēr šie darījumi uzreiz netiek uzskatīti par derīgiem. Tas notiek tikai tad, kad tie tiek apstiprināti un pievienoti blokķēdei.
Bitcoin blokķēde, piemēram, darbojas kā publisku darījumu datu bāze (virsgrāmata), ko var redzēt katrs lietotājs. Iedomājieties to šādi: jums un trim draugiem ir piezīmju grāmatiņa, lai izsekotu jūsu bitcoin darījumus. Ikreiz, kad kāds no jums vēlas veikt vērtības pārskaitījumu, pierakstiet to:
Alise maksā Bobam 5 BTC; Bobs maksā Carol 2 BTC utt.
Taču katru reizi, kad veicat darījumu, jūs atsaucaties uz darījumu, no kura tika saņemti līdzekļi. Tātad, ja Bobs maksātu Kerolai ar 2 BTC, ieraksts izskatītos šādi:
Bobs maksā Carol 2 BTC, kas radās no šī iepriekšējā darījuma ar Alisi.
Tagad mums ir veids, kā izsekot BTC vienībām. Ja Bobs mēģinās veikt citu darījumu, izmantojot tos pašus 2 BTC, ko viņš tikko nosūtīja Kerolai, visi to uzreiz uzzinās. Grupa neļaus darījumu pievienot piezīmju grāmatiņai, jo šie 2 BTC jau bija iztērēti.
Tagad tas varētu labi darboties nelielā grupā. Visi viens otru pazīst, tāpēc viņi, iespējams, vienosies par to, kuram no draugiem būtu jāpievieno darījumi piezīmju grāmatiņā. Ko darīt, ja mēs vēlamies 10 000 dalībnieku grupu? Piezīmju bloka ideja nav piemērota, jo neviens nevēlas uzticēties svešiniekam, lai to pārvaldītu.
Šeit tiek izmantots darba apliecinājums. Tas nodrošina, ka lietotāji netērē naudu, kuru viņiem nav tiesību tērēt. Izmantojot spēļu teorijas un kriptogrāfijas kombināciju, PoW algoritms ļauj ikvienam atjaunināt blokķēdi saskaņā ar sistēmas noteikumiem.
Kā PoW darbojas?
Iedomājieties, ka mūsu piezīmju grāmatiņa no iepriekš minētā piemēra ir blokķēde. Bet mēs nepievienojam darījumus pa vienam, bet mēs tos apvienojam blokos. Mēs paziņojam par darījumiem tīklā, un pēc tam lietotāji, kas izveido bloku, iekļaus tos kandidātu blokā. Darījumi tiks uzskatīti par derīgiem tikai tad, kad to kandidātu bloks kļūs par apstiprinātu bloku, kas nozīmē, ka tas ir pievienots blokķēdes datu bāzei.
Darījumu apstiprināšanas un jaunu bloku pievienošanas procesu sauc par ieguvi. Tas ir dārgi un grūti, taču tas var būt arī izdevīgi. Bloka atlīdzību veido lietotāju darījumu maksa un pavisam jauni bitkoini, kas izveidoti, izmantojot protokolu.
Darba pierādījuma mehānismam ir nepieciešams, lai kalnracis (lietotājs, kurš izveido bloku) iegulda resursus, piemēram, elektrību un skaitļošanas jaudu, lai sajauktu sava kandidāta bloka datus, līdz tiek atrasts mīklas risinājums.
Bloka datu jaukšana nozīmē to nodošanu caur jaukšanas funkciju, lai ģenerētu bloka jaucēju. Bloka jaucējkods darbojas kā “pirkstu nospiedums” — tā ir jūsu ievades datu identitāte un ir unikāla katram blokam.
Citiem vārdiem sakot, kalnračiem ir jāpārbauda un jāapkopo neapstiprinātie darījumi, jāsakārto tie kandidātu blokā un jānodod bloka dati, izmantojot jaukšanas funkciju, lai izveidotu derīgu jaucējfunkciju. Ja viņiem izdodas atrast derīgu jaucējkodu savam kandidāta blokam, viņi to pārraida tīklā, pievieno bloku blokķēdei un saņem ieguves atlīdzības.
Kad kalnracis pārraida tīklam savu kandidātu bloku un jaukšanu, citi tīkla dalībnieki atkārtos jaukšanas procesu, lai pārbaudītu, vai izvade patiešām ir derīga.
Lai gan ir nepieciešami neskaitāmi jaukšanas mēģinājumi, lai atrastu derīgu jaucējkodu, ikvienam ir mazsvarīgi apstiprināt, ka ģenerētais jaukums ir pareizs. Viņiem vienkārši jāiesniedz tie paši ievades dati (bloķēšanas dati), izmantojot jaucējfunkciju, un jāpārbauda, vai izvade ir tāda pati.
Darba apliecinājumā ir jānorāda dati, kuru jaukšana atbilst noteiktiem nosacījumiem. Bet jūs nezināt, kā tur nokļūt. Jūsu vienīgā iespēja ir nodot savus datus, izmantojot jaucējfunkciju, un pārbaudīt, vai tie atbilst nosacījumiem. Ja tā nenotiek, jums būs nedaudz jāmaina dati, lai iegūtu citu jaucējfunkciju. Mainot pat vienu rakstzīmi savos datos, rezultāts būs pilnīgi atšķirīgs, tāpēc nav iespējams paredzēt, kāda varētu būt izvade.
Rezultātā, ja vēlaties izveidot bloku, jūs spēlējat minēšanas spēli. Parasti jūs ņemat informāciju par visiem darījumiem, ko vēlaties pievienot, un dažus citus svarīgus datus, pēc tam to visu sajaucat. Taču, tā kā jūsu datu kopa nemainīsies, jums ir jāpievieno mainīga informācija. Pretējā gadījumā jūs vienmēr saņemtu to pašu jaucējkodu kā izvadi. Šos mainīgos datus mēs saucam par nonce. Tas ir skaitlis, kuru jūs mainīsit ar katru mēģinājumu, tāpēc katru reizi saņemat citu jaucējkodu.
Rezumējot, ieguve ir blokķēdes datu apkopošanas un jaukšanas process, līdz tiek atrasts konkrēts hash. Ja atrodat jaucēju, kas atbilst protokola nosacījumiem, jūs saņemat tiesības pārraidīt jauno bloku tīklā. Šajā brīdī pārējie tīkla dalībnieki atjaunina savas blokķēdes, lai iekļautu jauno bloku.
Mūsdienās lielākajām kriptovalūtām nosacījumus ir neticami grūti izpildīt. Jo augstāks ir jaukšanas ātrums tīklā, jo grūtāk ir atrast derīgu jaucējkodu. Tas tiek darīts, lai nodrošinātu, ka bloki netiek atrasti pārāk ātri.
Kā jau varat iedomāties, mēģinājums uzminēt milzīgu jaucēju daudzumu jūsu datorā var izmaksāt dārgi. Jūs tērējat skaitļošanas ciklus un elektrību. Bet protokols atalgos jūs ar kriptovalūtu, ja atradīsit derīgu jaucējkodu.
Apkoposim līdz šim zināmo:
Rakšana ir sarežģīta un dārga, taču nodrošina tīkla drošību.
Kalnrači, kuriem izdodas izveidot derīgu bloku, tiek apbalvoti ar no jauna emitētām kriptovalūtām un transakciju maksām.
Derīga jaukšanas ģenerēšana prasa laiku, taču citi lietotāji var viegli pārbaudīt tā derīgumu, atkārtojot jaukšanas procesu.
Tik tālu, labi. Bet ja jūs mēģināt krāpties? Kas liedz jums blokā ievietot virkni krāpniecisku darījumu un izveidot derīgu jaucējkodu?
Šeit tiek izmantota publiskās atslēgas kriptogrāfija. Šajā rakstā mēs neiedziļināsimies, bet skatiet sadaļu Kas ir publiskās atslēgas kriptogrāfija? lai to visaptveroši apskatītu. Īsāk sakot, ir daži veikli kriptogrāfijas triki, kas ļauj jebkuram lietotājam pārbaudīt, vai kādam ir tiesības pārvietot līdzekļus, ko viņi mēģina tērēt.
Kad izveidojat darījumu, jūs to parakstāt. Ikviens tīklā var salīdzināt jūsu parakstu ar jūsu publisko atslēgu un pārbaudīt, vai tie atbilst. Viņi arī pārbaudīs, vai jūs patiešām varat iztērēt savus līdzekļus un vai jūsu ieguldījumu summa ir lielāka nekā jūsu rezultātu summa (t.i., vai jūs netērējat vairāk, nekā jums ir).
Jebkurš bloks, kas ietver nederīgu darījumu, tiks automātiski noraidīts tīklā. Jums ir dārgi pat mēģināt krāpties. Jūs tērēsit savus resursus bez atlīdzības.
Tajā slēpjas Proof of Work skaistums: tas padara krāpšanos dārgu, bet izdevīgi rīkoties godīgi. Jebkurš racionāls kalnraču ieguvējs meklēs atdevi no ieguldījumiem, tāpēc var sagaidīt, ka viņi rīkosies tā, lai gūtu lielākus ienākumus.
Darba apliecinājums (PoW) pret likmju apliecinājumu (PoS)
Papildus PoW ir daudz konsensa algoritmu, bet viens no populārākajiem ir Proof of Stake (PoS). Koncepcija aizsākās 2011. gadā, un tā ir ieviesta Ethereum un vairākos citos protokolos.
Proof of Stake sistēmās kalnrači tiek aizstāti ar pārbaudītājiem. Nav iesaistīta kalnrūpniecība un nav jācenšas uzminēt jaucējzīmes. Tā vietā lietotāji tiek atlasīti nejauši — ja viņi ir izvēlēti, viņiem ir jāierosina (vai "jāizveido") bloks. Ja bloks ir derīgs, viņi saņems atlīdzību, ko veido maksa par bloka darījumiem.
Tomēr var izvēlēties ne tikai jebkuru lietotāju – protokols tos izvēlas, pamatojoties uz vairākiem faktoriem. Lai dalībnieki būtu tiesīgi, viņiem ir jābloķē likme, kas ir iepriekš noteikta blokķēdes vietējās valūtas summa. Likme darbojas kā drošības nauda: tāpat kā apsūdzētie iegulda lielu naudas summu, lai atturētu viņus no tiesas procesa izlaišanas, vērtētāji bloķē likmi, lai atturētu no krāpšanas. Ja viņi rīkojas negodīgi, viņu likme (vai tās daļa) tiks uzņemta.
Likmes apliecinājumam ir dažas priekšrocības salīdzinājumā ar darba apliecinājumu. Ievērojamākā no tām ir mazākā oglekļa pēda — tā kā PoS nav vajadzīgas jaudīgas kalnrūpniecības fermas, patērētā elektroenerģija ir tikai daļa no tās, ko patērē PoW.
Tas nozīmē, ka PoS nav tādu pašu sasniegumu kā PoW. Lai gan to varētu uzskatīt par izšķērdīgu, ieguve ir vienīgais vienprātības algoritms, kas ir pārbaudīts vairāk nekā desmit gadus. Kopš darbības uzsākšanas Bitcoin's PoW ir nodrošinājis darījumus triljoniem dolāru vērtībā. Lai droši pateiktu, vai PoS var konkurēt ar tās drošību, likmju likšana ir pienācīgi jāpārbauda ilgtermiņā.
Noslēguma domas
Proof of Work bija sākotnējais risinājums dubulto tēriņu problēmai, un tas ir izrādījies uzticams un drošs. Bitcoin pierādīja, ka mums nav vajadzīgas centralizētas vienības, lai novērstu to, ka tie paši līdzekļi tiek iztērēti divreiz. Atjautīgi izmantojot kriptogrāfiju, hash funkcijas un spēļu teoriju, dalībnieki decentralizētā vidē var vienoties par finanšu datu bāzes stāvokli.
Tālāka lasīšana
Kas ir kriptovalūtas ieguve un kā tā darbojas?
Kas ir publiskās atslēgas kriptogrāfija?
Kas ir blokķēdes konsensa algoritms?
Atruna: šis saturs jums tiek piedāvāts “tāds, kāds tas ir” tikai vispārīgai informācijai un izglītojošiem nolūkiem, bez jebkāda veida pārstāvniecības vai garantijas. To nevajadzētu interpretēt kā finansiālu, juridisku vai citu profesionālu padomu, kā arī tas nav paredzēts, lai ieteiktu iegādāties kādu konkrētu produktu vai pakalpojumu. Jums jālūdz savs padoms pie atbilstošiem profesionāliem konsultantiem. Ja rakstu ir pievienojis trešās puses līdzautors, lūdzu, ņemiet vērā, ka šie paustie viedokļi pieder trešās puses līdzautoram un ne vienmēr atspoguļo Binance Academy uzskatus. Lūdzu, izlasiet mūsu pilno atrunu šeit, lai iegūtu sīkāku informāciju. Digitālo aktīvu cenas var būt nepastāvīgas. Jūsu ieguldījuma vērtība var samazināties vai pieaugt, un jūs, iespējams, neatgūsit ieguldīto summu. Jūs esat pilnībā atbildīgs par saviem investīciju lēmumiem, un Binance Academy nav atbildīgs par jebkādiem zaudējumiem, kas jums var rasties. Šo materiālu nevajadzētu uzskatīt par finansiālu, juridisku vai citu profesionālu padomu. Lai iegūtu papildinformāciju, skatiet mūsu lietošanas noteikumus un brīdinājumu par risku.
