Ovaj članak će vam dati vodič za početnike o dokazu rada (Dokazu o radu). Naučit ćete za što je potreban, razliku između Dokaza o radu (Dokaza o radu) i Dokaza o udjelu (Dokaza o udjelu) i još mnogo toga.
Za lakšu navigaciju, pogledajte sadržaj:
- Što je dokaz rada?
- Zašto nam je potreban PoW?
- Što je dvostruka potrošnja?
- Kako funkcionira PoW?
- Dokaz rada u odnosu na dokaz udjela
- Zaključak
- Često postavljana pitanja
Što je dokaz rada?
Dokaz rada (skraćeno PoW) je takozvani mehanizam konsenzusa (također poznat kao konsenzusni algoritam) koristi se u kriptovalute. Ono što čini jest sprječavanje dvostruka potrošnja. Dokaz o radu (Dokaz o radu) obično se naziva metodom sigurnosti glavne knjige kriptovalute.
Budući da je prvi ikad stvoren konsenzusni algoritam, Dokaz rada (Proof of Work) se i dalje smatra dominantnim među ostalim konsenzusnim algoritmima. Satoshi Nakamoto, the Bitcoin kreator, predstavio je PoW još 2008. godine. Ali u stvarnosti, tehnologija koja je omogućila PoW bila je poznata prije razdoblja.
Najpoznatiji primjer PoW algoritma iz predkriptovalutnog doba je HashCash Adama Backa. Radio je kao alat za smanjenje broja neželjenih poruka zahtijevajući od pošiljatelja da izvrše određenu količinu računanja prije slanja e-pošte. Količina računalne snage bila je relativno niska za pojedinačnog pošiljatelja e-pošte, ali je dramatično rasla za nekoga tko je slao masovnu e-poštu.
Zašto nam je potreban dokaz o radu?
Da bismo odgovorili na ovo pitanje, prvo ćemo morati pogledati kako blockchain tehnologija djela.
U Bitcoin mreži, korisnicima je potreban sustav za potvrdu transakcija jer kada emitiraju svoje transakcije mreži, potonje ne dobivaju odmah svoj potvrđeni status. Transakcije prvo moraju postati dio blockchain sustava. Budući da je blockchain otvorena baza podataka, svaki korisnik može pratiti povijest svih sredstava unutar mreže. Najlakši način za pregled je notes.
Evo ideje:
- Ti i još troje tvojih prijatelja dijelite istu bilježnicu;
- Vas četvero koristite ovu bilježnicu za praćenje transakcija i vidite koliko je novca svatko od vas potrošio;
- Da bi svaka nova transakcija bila valjana, prilikom njezine izrade pozivate se na prethodnu transakciju kojom su sredstva osigurana;
- Dakle, ako netko od vaših prijatelja pokuša izvršiti transakciju koristeći ista sredstva - takva će se transakcija smatrati nevažećom i bit će blokirana.
Ali evo u čemu je kvaka – takav sustav može funkcionirati samo za malu skupinu ljudi koji se poznaju i mogu postići dogovor o transakcijama i zapisivanju vlastitih podataka u zajedničku bilježnicu kako bi njihove operacije bile potpuno transparentne i sljedive. Ali što ako želite učiniti isto za veliku skupinu online korisnika od, recimo, 10 000 ili više ljudi? U ovom slučaju, pristup s bilježnicom neće funkcionirati jer nitko neće biti voljan dopustiti strancima da upravljaju transakcijama.
I zato mreža digitalnih valuta treba sustav Proof of Work. Ovaj mehanizam služi kao blokada korisniku za trošenje imovine koju nema pravo trošiti. PoW algoritam kombinira teorija igara i kriptografiju, omogućujući tako korisnicima Bitcoin blockchaina ažuriranje podataka o bitcoin transakcijama u strogom skladu sa sustavom.
Kako funkcionira PoW?
Što je rudarenje?
Da bismo razumjeli kako Proof of Work zapravo funkcionira, prvo ćemo morati naučiti što je rudarenje.
Prilikom dodavanja transakcija u blockchain, ne možete ih dodavati zasebno – morate ih okupiti u blokove. Čim se transakcije pojave unutar mreže, koncept je sljedeći: moraju se dodati u određenu vrstu bloka koja se naziva blok kandidata. Zatim ovaj blok kandidat čeka svoju validaciju kako bi postao valjan – drugim riječima, da bi bio dodan u blockchain.
Stvaranje novog bloka nije najjeftiniji proces. Zahtijeva određeni resurs, a to je računalna snaga. Ili snaga rudarenja, budući da se onaj tko stvara blok naziva rudar. Rudar (koristeći moderno računalo s dovoljno CUP-a) rješava tzv. računalnu zagonetku – tj., hashiranje podatke bloka.
Što znači hashiranje podataka bloka? To znači obradu podataka putem hash funkcija koji generira hash bloka. Nakon obrade kroz hash funkcije, novi blok dobiva svoj jedinstveni kod - svojevrsni otisak prsta. Taj "otisak prsta" daje individualni identitet ulaznim podacima vašeg bloka.
Ne možete izvući ulazne podatke iz hash-a bloka. Međutim, ako znate ulaz, možete utvrditi je li blok ispravan. Sve što vam je potrebno za to je obraditi ulaz putem hash funkcije i osigurati da je izlaz isti.
Dokaz rada (Dokaz o radu) zahtijeva da se hash podataka podudara s određenim uvjetima. Kako biste bili sigurni da se hash podataka podudara s uvjetima, morat ćete ga propustiti kroz hash funkciju. Ako se nakon provjere podaci ne podudaraju, morat ćete ih samo malo ispraviti. Važno je znati da će čak i promjena jednog znaka napraviti ogromnu razliku tako da je izlazni rezultat potpuno nepredvidljiv.
Zaključak je da je stvaranje bloka zadatak koji ne možete predvidjeti. Sve se svodi na hashiranje određenog broja transakcija s drugim ključnim podacima. Ono što će vam uvijek trebati je nadopuniti konstantni skup podataka s dijelom varijabilnih podataka. Bez toga, vaš hash izlaz uvijek će biti nepromijenjen.
Dio varijabilnog podatka koji smo spomenuli naziva se jednokratno. To je broj koji se mijenja svaki put dajući vam različite hashove. Sam proces se naziva rudarenje.
Pa što je uopće rudarenje?
- Rudarenje je proces prikupljanja podataka blockchaina i njihovog hashiranja s nonceom s ciljem pronalaženja određenog hash-a. Kada rudar pronađe hash koji odgovara uvjetima dodijeljenim protokolom, dobiva pravo emitiranja novih blokova mreži. Istovremeno, blockchain ažuriraju drugi korisnici mreže koji uključuju nove blokove.
Uvjeti koji se moraju ispuniti tijekom procesa rudarenja razlikuju se među digitalnim valutama. Na primjer, postoje valute s izuzetno zahtjevnim uvjetima. Sve ovisi o brzina hashiranja mreže – što je veća stopa hashiranja, to je teže pronaći valjani hash. Sve je to dio dizajna – ako bi stope hashiranja bile niske, rudari bi prebrzo pronalazili coine, a njihov broj bi brzo rastao.
Međutim, rudarenje nije nemoguće. Ideja je da bi trebalo biti umjereno teško. Inače ne bi imalo smisla da se drugi rudari pridruže. Rudarenje je natjecanje. Svaki dan rudari se međusobno natječu. Rad rudara na kraju bude nagrađen, što potiče njihov entuzijazam za daljnje rudarenje.
Kao što smo već spomenuli, rudarenje (tj. rješavanje matematičke zagonetke) zahtijeva ogromne količine računalne snage. Ali to nije sve. Kao što znate, računalima je za rad potrebna struja. To rudarenje čini teškim zadatkom u pogledu troškova električne energije. Ali postoje dobre vijesti - valjani hashovi se nagrađuju. To znači da će svaki put kada rudar pronađe valjani hash dobiti nagradu u obliku bloka. kriptovaluta.
Što je kriptografija s javnim ključem?
Sa svim gore navedenim informacijama dolazimo do sljedećih zaključaka:
- Rudarenje košta (oprema za rudarenje + značajna količina utrošene električne energije)
- Rudari dobivaju nagrade za blokove za pronalaženje valjanih blokova
- S ulaznim podacima, korisnik blockchaina može se uvjeriti da je blok valjan bez korištenja previše procesorske snage.
Ali stvar je u tome što će uvijek biti onih koji će htjeti ići lakšim putem. U ovom slučaju, oni koji će htjeti pokušati varati. Je li to moguće? Može li osoba stvoriti nekoliko lažnih transakcija, hashirati ih u jedan blok i proći nekažnjeno stvaranjem novog valjanog bloka? Tehnički gledano, odgovor je da. Ali postoji način da se spriječi zlonamjerne aktere da zloupotrijebe javni blockchain za vlastito dobro.
Kako bi se osiguralo da korisnik ima pravo trošiti sredstva, koristi se poseban kriptografski mehanizam – naziva se kriptografija s javnim ključem. Koncept je sljedeći:
- Prilikom kreiranja transakcije, korisnik mora potpiši to;
- Potpis je javan i svaki korisnik ima pristup njemu;
- Drugi korisnici mogu usporediti potpis s javnim ključem – ako se podudaraju, transakcija je valjana;
- Korisnici također mogu provjeriti može li kreator transakcije zapravo potrošiti svoja sredstva i je li izlazni iznos manji od ulaznog iznosa.
Za više detalja, molimo pročitajte ovaj članak.
Mreža briše svaki nevažeći blok transakcije, što rezultira ogromnim novčanim gubitkom. Dakle, varanje unutar blockchain mreže je zaista izuzetno skupo. I to je stvarna ideja iza Proof of Worka (i drugih mehanizama konsenzusa):
- PoW mehanizam konsenzusa čini varanje skupim, ali s druge strane potiče vas da djelujete pošteno, ostvarujući time veliku zaradu.
Što je dvostruka potrošnja?
Kada govorimo o dokazu rada (Dokazu rada), postoji temeljni pojam koji biste trebali znati. Taj pojam je dvostruko trošenje (double spending).
A dvostruko trošenje je u osnovi fond koji korisnik pokušava potrošiti više puta. Ovo je uobičajeni izraz za operacije s digitalnim novcem. Razlog je taj što digitalni fondovi nisu isto što i fiat valuta - tj. novac koji stvarno postoji u fizičkom svijetu. Uostalom, u nekom trenutku, svaka osoba koja se bavi digitalnim valutama morat će priznati da one nemaju nikakvu stvarnu vrijednost. Ali opet, iz više razloga, kriptovalute su postale velike posljednjih nekoliko godina što je rezultiralo kripto bumom i mnoštvom tehnika prijevare. Jedna od tih tehnika je dvostruko trošenje.
Da budemo jasni:
- Ne možete dvaput platiti fizičkom gotovinom, ali MOŽETE (barem pokušati) koristiti isti fond digitalne valute za obavljanje transakcija bitcoinom (što je, naravno, prijevara).
Zamislite sljedeću situaciju: kupili ste šalicu kave i platili je gotovinom. Sada, ako želite još jednu šalicu kave, nećete je moći platiti istom novčanicom od jednog dolara jer ju je blagajnik prihvatio i zaključao u blagajni. Niti ćete moći koristiti tu novčanicu u drugoj trgovini iz prethodno navedenog razloga.
Ali s digitalnim valutama možete izvesti taj trik. Budući da je digitalni novac samo hrpa nula i jedinica (tj. podaci komprimirani u datoteci), možete duplicirati te podatke i poslati ih e-poštom onoliko ljudi koliko želite. Zato je toliko važno imati mehanizme koji sprječavaju ljude da koriste ista sredstva na različitim mjestima. Bez takvih mehanizama, dvostruko trošenje uništit će valutu.
Za više informacija o dvostrukom trošenju, pročitajte ovaj vodič.
Dokaz rada u odnosu na dokaz udjela
Kao što smo gore naveli, Dokaz rada (PoW) nije jedini konsenzusni algoritam. U ovom dijelu našeg vodiča, pogledat ćemo potencijalnog rivala algoritmu Dokaz rada – Dokaz o udjelu.
Što je dokaz udjela?
Dokaz o udjelu (Dokaz o udjelu) je još jedan popularan mehanizam konsenzusa koji omogućuje validaciju transakcija i postizanje konsenzusa. Ali PoS koristi potpuno drugačiji pristup od PoW-a. Za razliku od Dokaza o radu (Dokaz o radu), Dokaz o udjelu (Dokaz o udjelu) funkcionira virtualno.
To znači da, iako PoW zahtijeva ogromnu količinu računalne snage za izvršavanje funkcije troškova CPU-a (ili za rješavanje računalne zagonetke), ključna značajka PoS-a je korištenje validatora. Validatori zaključavaju ulog kako bi spriječili varanje. Nakon toga, validatori moraju odlučiti koji će se sljedeći blok dodati u lanac. Zatim se klade na odabrane blokove. Ako se blok pojavi u lancu, validatori primaju nagradu proporcionalno cijelom ulog.
Je li PoS bolji od PoW-a?
Dokaz o udjelu (Dokaz o udjelu) tek treba biti u potpunosti integriran u kripto blockchaine. Jedna od njih koja će to učiniti prva je Ethereum mreža. Ethereum zajednica se raduje prelasku s Dokaza o radu (Dokaz o radu) na Dokaz o udjelu (Dokaz o udjelu) u bliskoj budućnosti. Razlog je taj što Dokaz o radu previše troši električnu energiju – funkcija određivanja cijena CPU-a zahtijeva više rudarske snage nego validacija transakcija putem PoS-a. Što se više rudara pridružuje rudarskim bazenima, to je potrebna veća snaga.
Mnogi ljudi diljem svijeta zabrinuti su zbog ove količine potrošnje energije. Zato Ethereum blockchain želi koristiti mehanizam Proof of Stake u pokušaju da pronađe zelenije rješenje.
Još jedna točka u natjecanju PoW-vs-PoS je brzina (broj transakcija u sekundi). S Proof of Stakeom, korisnici mogu slati i primati sredstva u samo nekoliko sekundi u usporedbi s Proof of Work procesom koji traje znatno dulje. Usput, potonji faktor također utječe na rast transakcijskih naknada unutar kripto mreža.
I na kraju, tu je i pitanje sigurnosti. Je li Proof of Stake sigurniji od Proof of Worka? Odgovor je da. Zahvaljujući CASPER protokolu, PoS je potencijalno sigurniji od PoWa. Štoviše, hakerski napadi na sustave temeljene na PoS-u postat će skuplji, a time i rjeđi.
Zaključak
Nekada je Dokaz rada (PoW) bio izvorni mehanizam za otkrivanje dvostruka potrošnja unutar Bitcoin blockchain. Kombiniranje kriptografije, hash funkcije, i teoriji igara, PoW omogućuje sigurniji rad unutar decentralizirane mreže stvarajući stabilan distribuirani sustav temeljen na konsenzusu.
Često postavljana pitanja
Što je protokol Proof of Work (Dokaz rada)?
PoW protokol je mehanizam za validaciju transakcija unutar decentraliziranog sustava kriptovaluta. S Proof of Workom (Dokazom o radu) postaje nemoguće sudjelovati u dvostrukom trošenju – tehnici prijevare korištenja jednog te istog fonda za nekoliko transakcija.
Koja je razlika između dokaza o udjelu i dokaza o radu?
Postoje dvije glavne razlike između dva najpopularnija konsenzusna protokola. Prva razlika je u tome što Proof of Stake primjenjuje energetski učinkovitiji pristup, dok Proof of Work zahtijeva velike količine električne energije za rad. Druga razlika je u tome što je Proof of Stake potencijalno sigurniji zahvaljujući CASPER protokolu i rastućim troškovima hakerskih napada.
Što podrazumijevaš pod pojmom "matematička zagonetka"?“
Rješavanje “matematičke zagonetke” je proces rudarenja kriptovaluta. Rudari diljem svijeta koriste skupu računalnu opremu i troše puno električne energije za “rudarenje” bitcoina (i drugih kriptovaluta) obrađujući ogromne količine podataka kako bi stvorili nove jedinice i dodali ih u blockchain.
Što je PoW token?
PoW token je “valuta” koja se koristi kao oblik pseudo-plaćanja unutar brojnih aplikacija poput e-pošte. Ako e-pošta ima priložen PoW token, to znači da je e-pošta bez neželjene pošte. PoW tokeni se također koriste za višekratno upotrebljiv dokaz rada (Proof of Work). Dakle, tehnički gledano, PoW tokeni su elementi sustava protiv neželjene pošte (anti-spam).