Thuật toán Proof-of-Work – tính năng và cách sử dụng trong tiền điện tử. Tại sao sự phức tạp lại quan trọng

Rẻ, nhanh và thậm chí thân thiện với môi trường.

Gần đây, ngày càng có nhiều người đam mê tiền điện tử bắt đầu ủng hộ nó.

Nhưng cùng với những triển vọng chưa từng có, nó ẩn chứa những mối đe dọa đáng kể.

Nội dung:

Đối với người dùng bình thường, việc mua hoặc bán tiền điện tử không khó.

Tất cả những gì bạn cần làm là đăng ký trên sàn giao dịch hoặc sử dụng sàn giao dịch.

Nhưng đằng sau quá trình tưởng chừng đơn giản này là một xã hội rộng lớn đang làm việc không mệt mỏi cả ngày lẫn đêm để hỗ trợ cơ sở hạ tầng thanh toán.

Tất nhiên, họ làm điều này không miễn phí và kiếm tiền từ hoa hồng.

Không phải ai cũng có thể có được “miếng bánh” và để tạo điều kiện lựa chọn công bằng hơn, cộng đồng tiền điện tử đã phát triển một số cách tiếp cận.

Một trong số đó là Proof o Stake (bằng chứng về quyền sở hữu).

Phô mai boron là gì?

Thế giới tiền điện tử, giống như bất kỳ hệ thống thanh toán nào khác, có cơ sở hạ tầng, phương pháp bảo vệ và xác minh giao dịch riêng.

Ví dụ: khi thực hiện giao dịch trên mạng Bitcoin, tiền điện tử không đến ngay lập tức. Trước hết, nó phải được ghi vào khối chuỗi.

Các khối được tạo liên tục và chứa thông tin về các tệp .

Cho đến khi quá trình tạo khối hoàn tất, được gọi là “khối chưa đóng”, việc chuyển giao sẽ không được xác nhận.

Đây là lý do tại sao cần có thợ mỏ để khai thác khối.

Thợ mỏ không phải là một tổ chức từ thiện và làm công việc của họ có tính phí. Phí khai thác khác nhau tùy thuộc vào loại tiền điện tử cụ thể và mức độ ưu tiên của giao dịch. Mức độ ưu tiên càng cao thì họ sẽ tính phí càng nhiều.

Tất cả trên cùng một mạng Bitcoin, để khai thác được một khối, người khai thác phải có sức mạnh tính toán lớn.

Rốt cuộc, chỉ người khai thác đầu tiên đóng khối và theo đó, xác nhận giao dịch mới nhận được hoa hồng và phần thưởng.

Thuật toán này được gọi là Bằng chứng công việc (PoW) - xác nhận công việc đã hoàn thành.

PoW cũng bảo vệ toàn bộ chuỗi khỏi các cuộc tấn công DDoS và gửi thư rác. Nó đòi hỏi sức mạnh tính toán rất lớn. Hơn nữa, các thợ mỏ cạnh tranh với nhau, điều này làm tình hình trở nên trầm trọng hơn và khiến giao dịch trở nên đắt đỏ hơn đối với người tiêu dùng cuối.

Bằng chứng cổ phần có liên quan gì đến nó?

Ngày càng có nhiều âm thanh trong thế giới tiền điện tử ý tưởng rời bỏ Proof of Work và hướng tới Proof of Stake.

Theo nguyên tắc này, người khai thác không cần tiêu tốn một lượng lớn năng lượng để trở thành người đầu tiên nhận được phần thưởng.

Tại đây, hệ thống tự động chọn người tạo dựa trên tỷ lệ số dư của người đó trong tổng số lượng của một loại tiền cụ thể.

Số dư càng lớn thì khả năng tạo ra một khối càng cao.

Mỗi chủ sở hữu sẽ nhận được lãi suất lưu trữ (giống như tiền gửi vào ngân hàng, chỉ các khoản phí sẽ phụ thuộc vào số lượng giao dịch được thực hiện).

Những người ủng hộ Poof of Stake lập luận rằng nếu các nhà đầu tư tiền điện tử vô đạo đức muốn tấn công toàn bộ mạng, họ sẽ phải tích lũy một phần đáng kể tiền điện tử trong bảng cân đối kế toán của mình, khiến cho cuộc tấn công trở nên phi thực tế về mặt tài chính.

Hơn nữa, vì bản thân kẻ tấn công đã tích lũy được rất nhiều xu nên bản thân anh ta sẽ phải gánh chịu cuộc tấn công của chính mình, vì nó sẽ làm rung chuyển toàn bộ hệ sinh thái tiền điện tử.

Mọi thứ có thực sự tốt như vậy không?

Cũng có những người hoài nghi về khái niệm Proof of Stake. Một trong những lập luận của họ là mối đe dọa phân cấp tiền điện tử.

Xét cho cùng, nguyên tắc PoS có thể khuyến khích các nhà đầu tư tập trung ngày càng nhiều tiền điện tử vào một tay.

Nếu điều này xảy ra, nhà độc quyền sẽ có thể đưa ra các điều khoản của riêng mình cho tất cả những người tham gia mạng.

Việc phân phối ban đầu của tiền điện tử cũng có vấn đề. Hầu hết các đồng tiền không hoạt động theo nguyên tắc Bằng chứng công việc đều được phân phối theo hai cách - thông qua đấu giá. Trong trường hợp này, toàn bộ tiền điện tử ban đầu chỉ thuộc về một bên, điều này làm phức tạp quá trình phân cấp và tạo ra nhiều cám dỗ cho nhà độc quyền.

Các nhà phát triển tiền điện tử hoạt động theo nguyên tắc PoS đã tìm ra giải pháp thỏa hiệp cho vấn đề này.

PoW được sử dụng để tạo tiền điện tử. Giá trị của nó được xác định bởi chi phí sản xuất.

Sau khi tạo, mạng chuyển sang nguyên tắc hoạt động Proof of Stake Ethereum muốn tạo ra một hệ thống thân thiện với môi trường và giá rẻ mà mọi người đều có thể truy cập được.

Dựa theo Người sáng lập Ethereum Vitalik Buterin, sau đợt fork tiền điện tử, nhu cầu về nó sẽ giảm đáng kể.

Và vì các phép tính phức tạp có thể trở nên không cần thiết, hầu hết các thợ mỏ có thể bị mất hoạt động kinh doanh.

Đồng thời, Buterin tuyên bố rằng bất kỳ ai cũng có thể tham gia dự án và phần thưởng cho người xác thực giao dịch sẽ dao động từ 2 đến 15%.

Bằng chứng làm việc là một trong hai thuật toán đồng thuận phổ biến nhất để xây dựng các dự án tiền điện tử. Trong bài đánh giá này, chúng tôi sẽ cho bạn biết Proof-of-Work là gì, các tính năng của nó là gì và chúng tôi sẽ tiến hành phân tích so sánh với đối thủ cạnh tranh chính của nó – Thuật toán Proof-of-Stake.

Proof-of-Work là gì - từ nguồn gốc đến bản chất

Ý tưởng đầu tiên có thể gán cho thuật ngữ Proof-of-Work xuất hiện vào năm 1993 trong tác phẩm của Cynthia Dwork và Moni Naor, được gọi là “Định giá thông qua xử lý, hoặc chống lại thư rác, những tiến bộ trong mật mã học”. Những người tạo ra tác phẩm này đưa ra ý tưởng rằng để có được quyền truy cập vào các tài nguyên được chia sẻ, người dùng cần thực hiện một số phép tính phức tạp nhất định để bảo vệ tài nguyên này khỏi bị những người tham gia mạng sử dụng quá mức. 4 năm sau, dự án Hashcash được triển khai, dành riêng cho hệ thống chống thư rác. Hệ thống đề xuất băm một phần của việc đảo ngược bằng cách sử dụng tài nguyên email. Để tính toán một tiêu đề cụ thể cần có 252 phép tính cho mỗi lần gửi. Nếu cần gửi thư chuẩn thì không tạo ra trở ngại nào, nhưng đối với việc gửi thư rác thì việc tính toán lại trở thành một việc rất khó khăn. Và việc kiểm tra tính chính xác của mã được tính toán không đòi hỏi nhiều thời gian vì một loại tính toán đặc biệt, SHA-1, được sử dụng với nhãn được chuẩn bị trước.
Trong hai năm thuật ngữ Bằng chứng công việc (PoW)đã được đưa vào sử dụng chính thức và lần đầu tiên được Jacobson và Jewels đề cập chính thức trong bài viết về chủ đề giao thức. Sau một thời gian, nguyên tắc Bằng chứng công việc (PoW) đã được sử dụng để xây dựng mạng Bitcoin– giao thức cho phép đạt được sự đồng thuận. Satoshi Nakamoto, nhà phát triển Bitcoin, đã sửa đổi một chút phiên bản gốc Bằng chứng làm việc, thêm vào đó một cơ chế có độ phức tạp khác nhau, giúp giảm hoặc tăng số lượng số 0 cần thiết so với tổng sức mạnh của người dùng mạng Bitcoin. Chức năng SHA-256 đảm bảo hệ thống hoạt động đầy đủ.

Sự định nghĩa Bằng chứng làm việc Bằng ngôn ngữ rõ ràng, có thể nêu những điều sau: giao thức đảm bảo khả năng xác minh của một nút hoặc nút để thực hiện các phép tính của người khai thác, chính nút đó, đưa các khối mới vào mạng. Trong trường hợp này, các nỗ lực được thực hiện để tìm kiếm hàm băm của tiêu đề khối, bao gồm khối trước đó và tổng giá trị của các hoạt động có trong đó, xác định mức độ phức tạp của việc khai thác Bằng chứng công việc (PoW).

Các tính năng đặc biệt của Proof-of-Work: cách thức hoạt động

Bằng chứng công việc (PoW) là gì? Thứ nhất, đây là một thuật toán hiệu quả giúp bảo vệ hiệu quả hệ thống phân tán khỏi các cuộc tấn công của hacker, các hoạt động gian lận và các truy cập trái phép khác.

Cái đó, Bằng chứng công việc hoạt động như thế nào, có thể kết luận ở những điểm sau:

1. Bắt buộc thực hiện các phép tính tốn nhiều công sức;
2. Kiểm tra kết quả nhanh chóng và dễ dàng.

Tính năng Bằng chứng Công việc là ban đầu công nghệ này được thiết kế cho sức mạnh máy tính chứ không phải cho người dùng trực tiếp. Phương pháp Bằng chứng công việc liên quan đến việc sử dụng các tài nguyên máy tính quan trọng nhưng đảm bảo rằng nhiệm vụ được hoàn thành đúng thời hạn với việc xác minh đơn giản hóa kết quả thu được với chi phí thời gian tối thiểu.

Bằng chứng công việc so với Bằng chứng cổ phần: so sánh các thuật toán

Bằng chứng công việc (PoW), được dịch sang tiếng Anh dưới dạng bằng chứng công việc, góp phần ở một mức độ nào đó vào tính nhạy cảm của tiền điện tử đối với chi tiêu gấp đôi. Đồng thời, Proof-of-Work (PoW) giảm chỉ báo này khi khối lượng giao dịch được xác nhận trong mạng tăng lên, điều này cho thấy sự phụ thuộc vào lượng sức mạnh tính toán mà hacker có thể sử dụng. Việc đảm bảo sử dụng tiền điện tử Proof-of-Work (PoW) là để giảm rủi ro chi tiêu gấp đôi và người dùng mong đợi một số lượng xác nhận giao dịch cụ thể, đồng thời sử dụng hệ thống bảo vệ để giảm các chỉ số rủi ro để thanh toán nhanh chóng.
Có thể khó hiểu ngay rằng đây là Proof-of-Work, nhưng nói một cách đơn giản, nếu chúng ta so sánh sự tương đồng giữa PoS đối thủ cạnh tranh chính của nó, cần lưu ý rằng các thuật toán này có thể bị tấn công tương tự, nhưng kết quả có thể là khác biệt. Mối nguy hiểm chính đối với chúng được thể hiện bằng DoS, hoặc từ chối dịch vụ, và tấn công Sybill, hoặc tấn công Sybil. Cuộc tấn công đầu tiên nhằm mục đích làm gián đoạn hoạt động bình thường của hệ thống, điều này đạt được bằng cách làm quá tải các nút mạng. Ví dụ: một hacker có thể làm tràn ngập mạng với số lượng giao dịch chi phí thấp khổng lồ - hãy nhớ đến vụ tấn công tràn vào mạng Bitcoin 2 năm trước. Khi sử dụng cuộc tấn công Sybil, mạng sẽ bị suy yếu do tạo ra một số lượng lớn các nút hoạt động không chính xác.
Mức độ hiển thị thuật toán Bằng chứng làm việc và đối thủ cạnh tranh của nó với các cuộc tấn công này không chỉ phụ thuộc vào kiểu đàm phán được sử dụng trong mạng mà còn phụ thuộc vào chi tiết của giao thức mạng. Đồng thời, ngày nay không có đặc điểm bên trong nào có thể làm cho giao thức này hoặc giao thức kia ít bị tấn công hơn.

Một cuộc tấn công khác có thể khiến người dùng lo lắng về tài sản tiền điện tử của họ là khai thác ích kỷ hoặc khai thác ích kỷ. Tại Khai thác bằng chứng công việc, Cuộc tấn công này xuất bản có chọn lọc các khối, khiến người dùng lãng phí tài nguyên máy tính của họ. Các nhà phát triển Proof-of-Work (PoW) lo ngại về điều này bởi vì, không giống như đối thủ PoS, vốn không phải chịu gánh nặng về tài nguyên đắt tiền, tình hình ở đây lại khác. Tuy nhiên, chưa có nhà phát triển nào xác nhận tính hiệu quả của kiểu tấn công này và một số người tin rằng có những sai sót nghiêm trọng trong giả định.
Định nghĩa Bằng chứng công việc (PoW) liên quan đến khả năng chống lại các cuộc tấn công, dựa trên tổng sức mạnh tính toán của mạng. Nhưng đối với Proof-of-Stake thì không có gì tương đương với “trạng thái sức khỏe”, vì nếu tiền tệ được phân bổ đều trong mạng, cuộc tấn công sẽ dựa trên fork của nó và nếu người dùng có một phần đáng kể thì sẽ có nguy cơ xảy ra sự cố. kiểm duyệt các giao dịch.

Ưu và nhược điểm của Proof-of-Work (PoW)

Nhược điểm chính của Proof-of-Work, nguyên nhân bắt đầu toàn bộ mớ hỗn độn về việc phát triển các thuật toán thay thế, được thể hiện bằng mức tiêu thụ năng lượng khổng lồ trong quá trình hoạt động. Tổng chi phí năng lượng đôi khi vượt quá chi phí của các doanh nghiệp công nghiệp. Tuy nhiên, để bảo vệ sản phẩm này, nhân tiện, là sản phẩm đầu tiên thuộc loại này và đáng được chú ý chỉ vì điều đó, phải nói rằng thuật toán cung cấp bảo vệ chất lượng cao tài nguyên và cơ sở vật chất trong mạng. Nhưng đó là chất lượng bảo vệ phụ thuộc vào khả năng quản lý tiền của người dùng mà không sợ bị trộm.

Điều gì sẽ thay đổi trong công nghệ khai thác nếu cộng đồng Ethereum quyết định thay đổi công nghệ này bằng công nghệ khác?

Đây là một pro-col, mục tiêu chính của thứ gì đó là bảo vệ khỏi các cuộc tấn công mạng, chẳng hạn như cuộc tấn công DDoS, trong đó một kẻ có ác tâm -len-ni-ki re-gru-zha-yut you-numous re -sur-sy-sy-ste-ms, gửi đi nhiều-số-lời nói dối - cho-pro-sy.

Khái niệm tồn tại đã có từ rất lâu trước bit-co-i-na (Bitcoin), nhưng khi Sa-to-si Na-ka-mo-pri-menil (hay chẳng hạn - chúng ta vẫn chưa biết gì về tính cách của người tạo ra tiền điện tử) công nghệ này thành hình ảnh của chính nó, đây là sự khởi đầu của một cuộc cách mạng trong lĩnh vực giao dịch kỹ thuật số.

Nói đúng ra, ý tưởng về PoW đã được Sin-tee Dwork và Moni Naor giới thiệu vào năm 1993, nhưng bản thân thuật ngữ này xuất hiện muộn hơn nhiều, vào năm 1999, trong bài báo của Mar-ku-sa Jay-cob-so-na và Ari Ju-el-sa.

Nhưng chúng ta hãy quay trở lại hiện tại. Sẽ không quá khi nói rằng Proof-of-Work là ý tưởng chính đằng sau cái tên bit-co-i-na: nhưng nó đóng vai trò là cơ sở cho các cuộc đua.

Sổ cái phân tán là gì?

Đây là một hệ thống mà bạn có thể thực hiện chuyển khoản nhẹ nhàng trực tiếp mà không cần nhờ đến dịch vụ của người trung gian.

Với các phương pháp tra-di-tsi-on-nyh của pro-ve-de-niya fi-nan-so-vyh-ra-tions, bạn thực sự làm-ve-rya-e- chuyển tiền của mình cho bên thứ ba (đối với ví dụ: Visa, Mastercard, PayPal hoặc ngân hàng), thực hiện giao dịch. Bên thứ ba duy trì sổ đăng ký giao dịch kín của riêng mình, bao gồm hồ sơ về lịch sử giao dịch và dữ liệu về ba-lan-se mỗi ak-ka-un-ta.

Tuy nhiên, trong trường hợp bit-ko-i-na và một số loại tiền điện tử khác, một bản sao của re-est-ra Fact-ti-che-ski Mỗi người tham gia đều có một hệ thống - chỉ cần một sổ đăng ký chủng tộc như vậy và nó là gọi tên ai. Mỗi bên trong một giao dịch có thể tự mình kiểm tra tất cả thông tin, nhưng đó là lý do tại sao điều đó là cần thiết - cây cầu nằm ở giữa-pa-da-et.

Ở mức độ sâu hơn, Proof-of-Work là một tập hợp các yêu cầu cho các phép tính phức tạp của máy tính, một số thứ cần thiết để tạo một nhóm giao dịch (khối) được xác minh mới và thêm nó vào cuộc đua -pre-de-len-no- mu lại ăn-ru (chặn-giếng của ai). Quá trình này được gọi là may-ning-gom. Khai thác có hai mục tiêu chính:

1. Xác minh giao dịch, cho phép bạn tránh cái gọi là chi tiêu gấp đôi;
2. Tạo các đơn vị tiền điện tử mới (trên thực tế, những người khai thác nhận được chúng như một phần thưởng cho việc hoàn thành nhiệm vụ trước đó).

Khi giao dịch bằng tiền điện tử, điều sau đây sẽ xảy ra:

• Các giao dịch được nhóm ngẫu nhiên thành các khối;
• Người khai thác xác nhận tính hợp pháp của các giao dịch trong mỗi khối;
• Để làm được điều này, họ phải giải một bài toán phức tạp được gọi là bài toán bằng chứng công việc;
• Người khai thác đầu tiên giải quyết vấn đề liên quan đến một khối cụ thể sẽ nhận được phần thưởng dưới dạng tiền điện tử;
• Các giao dịch đã được xác minh sẽ được thêm vào chuỗi khối, có sẵn cho mọi người tham gia hệ thống.

Tính năng chính của ma-te-ma-ti-che-za-da-chi này là asim-metry: nó có độ phức tạp vừa phải đối với May-nope, nhưng nó khá đơn giản đối với toàn bộ mạng. Điều này có thể đạt được với sự trợ giúp của mật mã. Mọi thợ mỏ trên mạng đều cố gắng tìm giải pháp trước tiên; Đồng thời, bạn thực sự chỉ có thể tìm thấy nó bằng cách đi thẳng về phía trước, vì vậy để có một giải pháp thành công, bạn cần có rất nhiều thứ.

Khi một trong những người không được phép đưa ra quyết định, hệ thống sẽ thông báo cho tất cả những người tham gia mạng về quyết định đó, đồng thời -nhưng theo số lượng người có thể không điều khiển nền văn minh ô tô phù hợp với quy định hiện có về- the-co-lu.

Sự phức tạp của may-ning-ga có thể hỗ trợ nó với tính chất tôn kính: chủng tộc càng cao Sức mạnh số của mạng càng cao thì tham số này càng cao, nói cách khác, số lượng tính toán tăng lên - le-ny, việc này cần được thực hiện để tạo một khối mới.

Phương pháp này cũng làm tăng chi phí xây dựng một khu nhà, khuyến khích thị trưởng tăng hiệu quả của hệ thống để duy trì sự cân bằng sinh thái bền vững.

Sự gia tăng sẽ xảy ra trung bình cứ sau 14 ngày và một khối mới được hình thành cứ sau 10 phút. Proof-of-Work không chỉ được sử dụng trong hệ thống bit-to-i-na mà còn trong Ethereum và nhiều hệ thống khác, OS -but-van-nyh trên blockchain.

Trong mỗi trường hợp, các hệ thống Bằng chứng Công việc cụ thể có thể khác nhau đôi chút, vì chúng được tạo ra đều có in-di-vi-du-al-nhưng cho mỗi khối.

Khi họ đã phát triển Ethereum, họ muốn thay đổi toàn bộ hệ thống, chuyển nó sang một hệ thống mới gọi là Proof-of -Stake.

Bằng chứng cổ phần là gì?

Bằng chứng cổ phần là một cách khác để xác minh các giao dịch và đảm bảo sự đồng thuận phân tán.

Đây là một nhịp điệu ngẫu nhiên, phục vụ các mục đích giống hệt như Proof-of-Work, nhưng cách để đạt được những mục tiêu này hoàn toàn khác.
Ý tưởng về Proof-of-Stake lần đầu tiên được giới thiệu trên diễn đàn Bitcointalk vào năm 2011; một năm sau, các loại tiền điện tử đầu tiên sử dụng phương pháp này đã xuất hiện - Peercoin, ShadowCash, Nxt, BlackCoin, NuShares/NuBits, Qora và Nav Coin.

Không giống như Bằng chứng công việc, nơi nhịp điệu vận hành mang theo công dân mà bạn-số-sản-xuất để thực hiện các giao dịch và tạo ra các giao dịch mới các khối, trong Proof-of-Stake, người đồng tạo ra hệ thống you-bi-ra-et- Xia khối mới sớm dựa trên trạng thái của nó, tức là chia sẻ trong tổng số tiền điện tử.

Không có phần thưởng khối

Ngoài ra, điều này có nghĩa là toàn bộ khối lượng tiền điện tử trong hệ thống đã được tạo ngay từ đầu và không bao giờ thay đổi -xia. Đây là lý do tại sao về nguyên tắc hệ thống PoS không tính phí quyền công dân cho mỗi khối. Thu nhập có thể không phải là chìa khóa cho hoa hồng từ các giao dịch. Đó là lý do tại sao từ May-ning trong hệ thống PoS lại có một thuật ngữ riêng: for-jing.

Tại sao Ethereum muốn chuyển sang PoS?

Cộng đồng Ethereum và người tạo ra crypto-va-lu-you Vi-ta-lik Bu-te-rin pla-ni-ru-yut pro-ve-sti hết sức để không -rei khỏi Proof-of- Hệ thống làm việc với Proof-of-Stake.

Nhưng tại sao? Sổ đăng ký phân tán, dựa trên Proof-of-Work, đòi hỏi các thị trưởng phải chi tiêu nhiều năng lượng. Một giao dịch bit-to-bit cần lượng điện bằng lượng điện mà một nửa gia đình tiêu thụ trong cả ngày.

Và đối với tiền điện, tôi có thể không thể thanh toán theo cách thông thường vào ngày của mình và tình hình là như vậy - nhưng sẽ hạn chế sự tăng giá của tiền điện tử. Một nghiên cứu gần đây cho thấy đến năm 2020, các giao dịch trên mạng bit-to-kỹ thuật số sẽ tiêu thụ lượng điện tương đương ba thứ, tương đương với toàn bộ dân số Đan Mạch.

Đây là sự phát triển mạnh mẽ nhưng không thể thực hiện được của tiền điện tử và cộng đồng Ethereum muốn sử dụng Proof-of-Stake như một hình thức hỗ trợ cuộc đua thân thiện với môi trường hơn và rẻ hơn.

Ngoài ra, do cơ chế của quyền công dân: trong hệ thống Proof-of-Work, thị trưởng có thể không có hành vi lén lút để thực hiện các phép tính. Trong trường hợp Bằng chứng cổ phần, tỷ lệ cược luôn sở hữu một phần tiền điện tử.

Làm thế nào để trở thành một kẻ giả mạo?

Nếu giao thức Proof-of-Stake mới có tên Casper được sử dụng, một nhóm giá trị nhất định sẽ xuất hiện trong hệ thống. Người dùng sẽ có thể tham gia nhóm để có cơ hội trở thành một trong những người tham gia.

Bản thân Bu-te-rin tuyên bố:

“Hệ thống sẽ không có bất kỳ sự tôn trọng nào trước đối với bất kỳ ai có thể vào bể va-li-da-to-mương. Bất kỳ ai cũng có thể tham gia ở bất kỳ giai đoạn nào, bất kể số lượng người tham gia khác.”

Bu-te-rin cho biết phí va-li-da-to-r so-sta-vit “từ 2% đến 15% số tiền giao dịch,” - tuy nhiên, về điểm này ông vẫn chưa chắc chắn.

Ngoài ra, Bu-te-rin tuyên bố rằng, mặc dù số lượng va-li-da-to-rov (for-je-rov) sẽ không bị giới hạn bởi chương trình, nhưng nó sẽ có thể điều chỉnh chế độ sinh thái không- mi-che-ski, giảm quy mô hoa hồng, nếu có quá nhiều hoặc tăng nó nếu không có đủ.

Hệ thống đáng tin cậy hơn?

Bất kỳ hệ thống máy tính nào cũng cần được bảo vệ khỏi các cuộc tấn công của hacker, đặc biệt nếu nó được kết nối bằng cách nào đó với -ga-mi. Do đó, câu hỏi chính tập trung vào những vấn đề sau: Liệu Proof-of-Stake có an toàn hơn Proof-of-Work không?

Anh ta không chỉ tức giận về người cũ mà còn có sự hoài nghi trong chính cộng đồng. Trong trường hợp Proof-of-Work, những kẻ độc hại khó có thể truy cập vào hệ thống vì công nghệ của bạn -gi-che-sko-go và eco-no-mi-che-sko-go po-ro- ha nhập-de-niya.

Các cuộc tấn công trong hệ thống PoW rất tốn kém - hầu hết chúng thường khiến bạn tốn nhiều tiền hơn mức cuối cùng bạn có thể đánh cắp.

Ngược lại, hệ thống PoS là các phương tiện bảo vệ hoàn thiện nhất hiện nay - nếu không có cuộc tấn công này thì mọi việc sẽ dễ dàng hơn gấp nhiều lần.

Để giải quyết vấn đề này, Bu-terin đã tạo ra Casper pro-col, một nhịp điệu có khả năng xác định tình huống -stva, theo đó một va-li-da-tor không thuận lợi có thể mất tiền đặt cọc của mình. Anh ấy giải thích: “Casper yêu cầu bạn phải đóng góp để tham gia. Người tham gia sẽ mất số tiền đặt cọc nếu xác định rằng mình đã vi phạm một bộ quy tắc nhất định.”

Phần kết luận

Rất may, PoS không cần sử dụng sức mạnh tính toán của mình - yếu tố duy nhất ảnh hưởng đến thành công là tổng số coin của chính họ và độ phức tạp hiện tại của -ste-we.

Do đó, việc chuyển đổi từ PoW sang PoS có thể mang lại những lợi ích sau:

• Tiết kiệm năng lượng;
• Mạng an toàn hơn vì các cuộc tấn công sẽ trở nên tốn kém hơn: nếu hacker muốn mua 51% tổng số tiền, thị trường sẽ phản ứng bằng cách tăng giá nhanh chóng.

Các nút mạng (hoặc va-li-da-to-ry) phải trả tiền đặt cọc để trở thành một phần của cuộc đua lại race-pre-de-len-no-go. Casper xác định số tiền phí cụ thể đối với công dân đến từ bên ngoài - số tiền của họ.

Nếu một va-li-da-tor nào đó tạo ra một khối “không đủ”, cam kết của anh ta sẽ bị xóa và anh ta sẽ bị tước cơ hội tham gia vào hệ thống -ste-me.

Nói cách khác, si-ste-ma không nguy hiểm Casper dựa trên một thứ gì đó giống như sta-vok. Trong hệ thống PoS, va-li-da-tor đặt cược vào một giao dịch và nhận giải thưởng tiền mặt, theo tỷ lệ đóng góp cuối cùng.

Under-go-vi-la Taya Arya-no-va

Trong hầu hết các loại tiền điện tử, tiền mới được phát hành như một phần thưởng cho người tham gia mạng (nút), người đã kiểm tra tính hợp lệ của một số lượng giao dịch nhất định trên mạng, thu thập các giao dịch này vào một khối được gọi là và thêm khối này vào chuỗi khối - một cơ sở dữ liệu phân tán. Tạo ra một cơ chế để bảo vệ chống lại việc tạo khối và phát hành tiền xu không được kiểm soát, cũng như các hành vi lạm dụng khác, là một yếu tố cần thiết trong quá trình phát triển tiền điện tử. Cơ chế phổ biến nhất là thuật toán Proof-of-Work, yêu cầu bằng chứng rằng các tính toán cần thiết đã thực sự được thực hiện để tạo khối.

Để làm được điều này, nút tạo cần giải một bài toán. Nhiệm vụ phải phức tạp nhưng khả thi và có thể giải quyết được, đồng thời việc kiểm tra kết quả phải đơn giản và nhanh chóng nhất có thể.

Lịch sử hình thành thuật toán Proof-of-Work

Ý tưởng về cơ chế PoW xuất hiện trong tài liệu vào năm 1993. Sau đó, người ta đề xuất sử dụng nó để bảo vệ email khỏi thư rác. Mặc dù cụm từ Proof-of-Work vẫn chưa được nhắc đến - thuật ngữ này chỉ xuất hiện vào năm 1999.

Việc triển khai thực tế đầu tiên diễn ra 4 năm sau đó, vào năm 1997, và cũng gắn liền với cuộc chiến chống thư rác. Dự án được gọi là HashCash.

Để tạo ra chuỗi khối Bitcoin, Satoshi Nakamoto đã sử dụng thuật toán bảo mật HashCash (đã được chứng minh tính hiệu quả vào thời điểm đó) và sử dụng SHA-256, thuật toán phổ biến nhất năm 2008, làm hàm băm được tính toán.

Bằng chứng công việc là gì?

Khi sử dụng PoW để thêm một khối vào chuỗi, nút cần giải một bài toán phức tạp.

Trong trường hợp Bitcoin và hầu hết các chuỗi khối tiền điện tử khác dựa trên thuật toán của nó, cần phải tìm hàm băm của tiêu đề khối. Nó bao gồm hàm băm của khối trước đó và một khối giao dịch sẽ bắt đầu bằng một số số 0 nhất định.

Vì hàm băm mạnh, không thể đảo ngược được sử dụng cho việc này nên vấn đề chỉ có thể được giải quyết bằng vũ lực đơn giản. Đồng thời, một khi giải pháp được tìm ra có thể được xác minh rất nhanh chóng.

Tính năng Bằng chứng Công việc

Một trong những tính năng quan trọng nhất của thuật toán PoW được sử dụng trong tiền điện tử (chẳng hạn như cơ chế chống thư rác) là cơ chế thay đổi linh hoạt mức độ phức tạp của vấn đề đang được giải quyết. Nếu không có nó, việc phát hành cùng một bitcoin sẽ nhanh chóng trở nên không thể kiểm soát được, vì với sự gia tăng tổng sức mạnh tính toán của mạng, tốc độ phát hành các khối sẽ tăng lên và theo đó, tốc độ phát hành tiền mới.

Tuy nhiên, độ khó của việc tìm ra bằng chứng về một khối mới trong Bitcoin liên tục thay đổi nên thời gian trung bình để tìm ra giải pháp là khoảng 10 phút. Điều này đạt được bằng cách thay đổi số lượng số 0 bắt buộc ở đầu hàm băm mong muốn.

Do sức mạnh tính toán của mạng không ngừng tăng lên nên độ phức tạp của bài toán cũng không ngừng tăng lên. Điều này dẫn đến chi phí khai thác tăng lên, đó là lý do tại sao công việc nghiên cứu các thuật toán thay thế đã bắt đầu. Thành công nhất trong số đó là Proof-of-Stake, trong đó không cần thiết phải chứng minh thực tế tính toán mà là thực tế về quyền sở hữu tiền điện tử được khai thác.

Ưu điểm của Bằng chứng công việc

Proof-of-Work cung cấp mức độ bảo mật blockchain khá cao, mức độ bảo mật này tăng lên nhanh chóng khi số lượng nút trong mạng và tổng sức mạnh tính toán của chúng tăng lên.

Điều này là do thực tế là hầu hết các cuộc tấn công vào blockchain sử dụng PoW đều yêu cầu kẻ tấn công kiểm soát phần lớn sức mạnh tính toán của mạng.

Về lý thuyết, kẻ tấn công có khả năng chỉ xác nhận các khối của riêng mình, bỏ qua các khối khác, thu thập 100% tiền mới và chặn các giao dịch. Tuy nhiên, để làm được điều này, anh ta cần kiểm soát hơn một nửa sức mạnh tính toán (do đó có tên là “tấn công 51%”). Điều này nhìn chung làm mất đi ý nghĩa kinh tế của cuộc tấn công.

Ví dụ, các cuộc tấn công khác, được thiết kế để đảm bảo chi tiêu gấp đôi số tiền bằng cách sử dụng fork, không nhất thiết yêu cầu kiểm soát phần lớn sức mạnh, tuy nhiên, chúng vẫn “háu ăn” - kẻ tấn công cần duy trì fork trong thời gian dài.

Nhược điểm của PoW

Vấn đề chính với Proof-of-Work là độ phức tạp ngày càng tăng của các phép tính. Các yêu cầu về thiết bị và mức tiêu thụ năng lượng khổng lồ khiến việc tìm kiếm các khối mới trở thành một quá trình cực kỳ tốn kém và không hiệu quả về năng lượng.

Các dự án đang cố gắng tìm kiếm những cách sử dụng hữu ích cho những nguồn tài nguyên “đi vào khoảng trống” này xuất hiện thường xuyên (chẳng hạn như dự án trang trại Bitcoin sưởi ấm một ngôi nhà), nhưng vẫn chưa đạt được nhiều thành công.

Vấn đề PoW “háu ăn” càng trầm trọng hơn bởi nguy cơ lãng phí tài nguyên “chẳng đi đến đâu”. Không thể dự đoán nút nào sẽ tìm thấy khối mới và chỉ “người chiến thắng” mới nhận được phần thưởng. Tất cả các nút khác đều đốt điện một cách vô ích.

Yêu cầu phần cứng cao cũng dẫn đến vị trí thống trị trong hoạt động khai thác thuộc về các nhóm và công ty có trung tâm dữ liệu lớn. Và “những người khai thác tại nhà” thực sự đã bỏ quy trình khai thác Bitcoin vài năm trước.

Sự tập trung tài nguyên máy tính dưới sự kiểm soát của một số công ty mâu thuẫn với chính ý tưởng phân quyền vốn có trong tiền điện tử. Công việc trên các thuật toán PoW “được bảo vệ bởi ASIC” đang được tiến hành, tuy nhiên, còn quá sớm để nói về thành công hoàn toàn của chúng. Về cơ bản, chúng chỉ khiến việc sử dụng các thiết bị đặc biệt trở nên đắt đỏ hơn.

Sử dụng Bằng chứng công việc trong tiền điện tử

Bằng chứng công việc được sử dụng trong phần lớn các loại tiền điện tử trên thị trường hiện nay. Ngoại lệ là những loại tiền tệ mà việc phát hành mã thông báo mới không được cung cấp (tất cả các đồng tiền đều có trên mạng ngay từ đầu) hoặc được thực hiện tập trung (như trong Ripple).

Ngay cả những loại tiền tệ mà các nhà phát triển đã tuyên bố ý định sử dụng các thuật toán thay thế để bảo vệ các giao dịch cũng sử dụng PoW để phân phối mã thông báo ban đầu.

Khai thác tiền điện tử bằng Proof-of-Work

Ngày nay, tất cả các loại tiền kỹ thuật số “đào” đều sử dụng thuật toán PoW. Tuy nhiên, việc khai thác các loại tiền điện tử lớn nhất thực tế là không thể đối với những cá nhân sử dụng thiết bị không chuyên dụng và không thuộc nhóm lớn. Thị trường ngách của họ đã trở thành một số loại tiền mã hóa hoặc tiền xu được bảo vệ bởi ASIC “từ dưới lên”, điều mà không một người chơi lớn nào cần đến.

Các loại tiền điện tử phổ biến dựa trên thuật toán Proof-of-Work

Tất nhiên, loại tiền điện tử PoW chính trên thế giới là Bitcoin. Lịch sử của tiền điện tử bắt đầu từ đó và cho đến nay không có đồng tiền nào có thể thay thế Bitcoin từ đầu và tước đi danh hiệu “vàng kỹ thuật số” khỏi nó.

Hầu hết tài liệu của chúng tôi được dành cho hoạt động của thuật toán PoW dưới dạng nó được triển khai bằng Bitcoin. Điều này là do hầu hết các loại tiền tệ đều sử dụng cùng một thuật toán. Và không chỉ những thứ là những cái nĩa của bi cái: hầu hết các nhà phát triển khá tự nhiên thích “không phát minh lại bánh xe” và sử dụng một giải pháp đã được chứng minh và hiệu quả.

Tiền điện tử thứ hai theo cách viết hoa, Ethereum, hiện cũng sử dụng thuật toán PoW có tên Ethash để bảo vệ mạng. Trong tương lai, các nhà phát triển dự định chuyển sang sơ đồ PoW+PoS lai trước tiên, sau đó từ bỏ hoàn toàn thuật toán Proof-of-Work.

Cách tiếp cận này là do người tạo ra Ethereum, Vitalik Buterin, ban đầu có ý định sử dụng khái niệm Proof-of-Stake, tuy nhiên, những vấn đề chưa được giải quyết của thuật toán này đã buộc ông phải chuyển sang các lựa chọn đã được chứng minh hơn. Giờ đây, các nhà phát triển hy vọng rằng giao thức PoS mà họ đang tạo, được gọi là Casper, sẽ giải quyết các vấn đề về bằng chứng cổ phần và bảo vệ chuỗi khối khỏi các nhánh, điều này sẽ cho phép PoW bị loại bỏ.

Monero là một ví dụ hiếm hoi về loại tiền tệ thành công sử dụng thuật toán PoW được bảo đảm bằng ASIC. Giao thức có tên CryptoNight, sử dụng các lệnh CPU nhúng rất tốn kém để thực thi trên các thiết bị có xung nhịp thấp với bộ nhớ nhanh hoặc phần cứng chuyên dụng. Tuy nhiên, sự thành công của Monero được đảm bảo không phải bởi những đổi mới trong thuật toán đồng thuận mà bởi tính ẩn danh cao duy nhất của nó - không giống như Bitcoin, các giao dịch trong chuỗi khối Monero về nguyên tắc không được theo dõi.

Tương lai của thuật toán Proof-of-Work sẽ ra sao?

Proof-of-Work vẫn là thuật toán đồng thuận đáng tin cậy nhất (phần lớn là do nó là thuật toán đồng thuận lâu đời nhất và được thử nghiệm nhiều nhất). Về vấn đề này, ngay cả những nhà phát triển tiền điện tử tuyên bố cam kết của họ đối với các thuật toán thay thế cũng buộc phải sử dụng PoW ở mức tối thiểu để phân phối mã thông báo.

Và, mặc dù những thiếu sót của Proof-of-Work dẫn đến sự chuyển đổi dần dần từ thuật toán PoW “thuần túy” sang thuật toán lai, việc sử dụng khái niệm này sẽ không bị bỏ rơi trong tương lai gần. Hơn nữa, điều này sẽ không xảy ra miễn là chuỗi khối Bitcoin tiếp tục hoạt động.

Thợ mỏ làm việc 24/7 không chỉ để khai thác tiền. Nhiệm vụ chính của họ là ghi lại các giao dịch hiện tại giữa các ví trong các khối mới. Đây chính xác là mục đích của “Bằng chứng công việc” và “Bằng chứng cổ phần” - thuật toán xác thực giao dịch.

Bằng chứng làm việc

(PoW) Thuật toán nổi tiếng nhất trong cộng đồng tiền điện tử, được sử dụng để xác thực các giao dịch của thợ mỏ. Nói một cách đơn giản, đây là một số lượng lớn máy tính nằm rải rác trên khắp thế giới, giải quyết vấn đề mật mã để tìm một khối.

Bất kỳ ai có đủ khả năng tính toán đều có thể kết nối chúng với mạng chung và sử dụng chúng để khai thác. Khi nhiệm vụ được giải quyết bởi một trong những người tham gia mạng, các giao dịch trong hàng đợi sẽ được ghi lại trong một khối mới đã được tìm thấy. Với sự phức tạp hiện tại, rõ ràng là không thể thực hiện các giao dịch giả mạo trên mạng Bitcoin.

Bằng chứng cổ phần

(PoS) Hoạt động khác nhau. Thay vì giải quyết vấn đề về mật mã, các giao dịch được xác thực bằng cách “đóng băng” một lượng tiền khai thác nhất định làm tài sản thế chấp. Các đồng xu bị đóng băng cho đến khi đạt được “thỏa thuận” về tính hợp lệ của các giao dịch. Sau khi đến điểm cuối của mạng, các giao dịch sẽ được thêm vào chuỗi khối và tiền xu sẽ bị đóng băng trong một thời gian để bảo vệ khỏi các cuộc tấn công trên mạng và tránh “chi tiêu gấp đôi”.

Khi tiền không bị đóng băng, người khai thác sẽ nhận lại tiền của họ cộng với một khoản phí nhỏ để ghi lại các giao dịch trên blockchain. Thuật toán này được thiết kế để ngăn cản những kẻ tấn công xác thực các giao dịch giả mạo do nguy cơ mất “tài sản thế chấp” của chúng.

Một ít lịch sử

Nguyên tắc PoW được mô tả lần đầu tiên vào năm 1993 trong tác phẩm “Định giá thông qua xử lý, hoặc chống thư rác, những tiến bộ trong mật mã học” (tác giả: Cynthia Dwork và Moni Naor). Tác giả đã đề xuất khái niệm sau:
“Để có quyền truy cập vào tài nguyên dùng chung, người dùng phải tính toán một số chức năng: khá phức tạp nhưng khả thi; Bằng cách này, bạn có thể bảo vệ tài nguyên khỏi bị lạm dụng.”

Nguyên tắc này đã được áp dụng trực tiếp trong dự án Hashcash do Adam Back thành lập vào năm 1997. Nhiệm vụ là tìm một giá trị của x sao cho hàm băm SHA(x) chứa N bit 0 có ý nghĩa nhất. Khi gửi thư qua email. thư sử dụng hàm băm đảo ngược một phần và cần khoảng 252 phép tính hàm băm để gửi mỗi chữ cái.

Những tính toán này không tạo ra bất kỳ trở ngại nào cho việc gửi một số bức thư thông thường, nhưng đối với các thư rác thì đây đã là một vấn đề nghiêm trọng. Đây là cách thuật toán băm SHA-1 với nhãn được chuẩn bị trước xuất hiện.

Năm 1999, thuật ngữ Proof-of-Work đã xuất hiện - nó được sử dụng trong bài viết “Proofs of Work và Bread Pudding Protocol” (tác giả Marcus Jacobsson và Ari Juels) trên tạp chí Communications and Multimedia Security.

Khi tạo ra Bitcoin, Satoshi Nakamoto đã lấy nguyên tắc của PoW, dự án Hashcash làm cơ sở, thêm vào đó là khả năng thay đổi độ phức tạp của thuật toán - giảm hoặc tăng N (số 0 cần thiết) tùy thuộc vào tổng sức mạnh của mạng những người tham gia. Hàm được tính toán trở thành SHA-256. Cơ chế PoW được sử dụng như một phương tiện để xác nhận rằng người khai thác đã thực sự thực hiện công việc tìm khối mới và thêm nó vào chuỗi khối.

Những tính toán này chỉ có thể được thực hiện một cách tương tác, vì độ phức tạp của chúng được đặt ở mức mà mạng thực sự có thể hỗ trợ, đồng thời, độ phức tạp này đảm bảo khả năng bảo vệ mạng khỏi bị hack và chi tiêu gấp đôi. Các nút luôn có thể xác minh tính chính xác của giá trị mà người khai thác tìm thấy và để một khối được hệ thống chấp nhận, điều cần thiết là giá trị băm của nó phải nhỏ hơn độ khó hiện tại. Vì vậy, mỗi khối cho thấy rằng một số công việc đã được thực hiện để tìm thấy nó.

Bằng chứng công việc đã tạo ra toàn bộ ngành công nghiệp khai thác và đến năm 2012, tổng sức mạnh của mạng Bitcoin đã vượt quá siêu máy tính mạnh nhất thế giới. Mức tiêu thụ năng lượng của thiết bị khai thác đang tăng theo cấp số nhân mỗi ngày và đây là một phần lý do tại sao vào năm 2012, một giải pháp thay thế cho Proof of Work đã được đề xuất - cái gọi là nguyên tắc Proof of Stake.

PoS lần đầu tiên được sử dụng trong tiền điện tử PeerCoin. Điểm mấu chốt là các đồng tiền mới được tạo ra bằng cách sử dụng “cổ phần” làm tài nguyên. Cơ chế PoS cũng cố gắng băm dữ liệu để tìm kiếm kết quả nhỏ hơn một giá trị nhất định, nhưng trong trường hợp này độ khó được phân bổ tương ứng và theo số dư của từng tài khoản coin.

Đề án này trông hấp dẫn hơn từ quan điểm chi phí tài nguyên thấp hơn. Và tất nhiên, để khai thác PoS bạn chỉ cần giữ một ví trực tuyến có số lượng coin lớn.

Sự khác biệt

Ưu điểm rõ ràng của Proof-of-Stake so với Proof-of-Work là việc thực thi nó không yêu cầu người khai thác tiêu thụ một lượng điện lớn, điều này khiến nó hiệu quả hơn nhiều. Nhưng đây không phải là lợi thế duy nhất của anh ấy. Nó cũng cho phép triển khai các hệ thống quản trị thế hệ tiếp theo, chẳng hạn như bằng cách cho những người tham gia mạng cơ hội tham gia vào việc lựa chọn giữa hard fork và soft fork.

Xét về tính ưu việt của PoS so với PoW, chúng ta có thể nói rằng việc thực hiện một cuộc tấn công vào mạng đòi hỏi một số lượng lớn tiền xu, điều này về cơ bản khiến chủ sở hữu của những đồng tiền đó không phù hợp, vì anh ta (họ) sẽ phải chịu đựng điều này. tấn công ngay từ đầu.

Đồng thời, PoS khuyến khích việc tích lũy tiền trong cùng một tay, điều này có thể ảnh hưởng tiêu cực đến tính phân cấp của mạng. Nếu có một người khai thác hoặc một nhóm người khai thác tập trung hầu hết tài nguyên mạng vào tay mình, thì anh ta (họ) sẽ có thể đưa ra các quy tắc của mình cho những người tham gia mạng còn lại.

PoW và PoS là các cơ chế chính được sử dụng để chứng minh công việc được thực hiện trong các mạng tiền điện tử, nhưng có những cơ chế khác ít được biết đến và phổ biến hơn.

• Bằng chứng hoạt động - sơ đồ kết hợp tiêu chuẩn kết hợp PoW và PoS;
• Bằng chứng cổ phần được ủy quyền là một thuật ngữ chung mô tả sự phát triển của các giao thức đồng thuận cơ bản dựa trên bằng chứng cổ phần. DPoS được sử dụng trong cũng như trong các thuật toán được đề xuất như Slasher và Tendermint;
• Bằng chứng đốt - "đốt" xảy ra bằng cách gửi tiền đến một địa chỉ mà từ đó người ta đảm bảo rằng chúng không thể được chi tiêu. Bằng cách loại bỏ số tiền của mình theo cách này, người dùng sẽ nhận được quyền khai thác suốt đời, quyền này cũng được cấu trúc như một cuộc xổ số giữa tất cả chủ sở hữu số tiền đã đốt;
• Bằng chứng về Năng lực (bằng chứng về tài nguyên) - thực hiện ý tưởng phổ biến về “megabyte là tài nguyên”. Cần phân bổ một lượng không gian đĩa đáng kể để có thể khai thác;
• Bằng chứng lưu trữ – tương tự như khái niệm trước đó, trong đó không gian được phân bổ được tất cả người tham gia sử dụng làm bộ nhớ chung trên đám mây.

Băng hình