Анатомия PoW

HashFlare

ComputerUniverse Введи промокод FW7FRUX при покупке и получи скидку 5 евро

В этой статье обосновано, какую роль играют затраты на электричество при производстве блоков в соответствии с алгоритмом «Доказательство выполнения работы» сети Биткойна. Кроме того, здесь объясняется, что именно обеспечивает свойство неизменности реестра Биткойна, и почему этому процессу свойственна почти 100-процентная эффективность.

Принцип «Доказательство выполнения работы» (Proof-of-work, PoW) был изобретён для борьбы со спамом в электронной почте. Лишь позднее он был адаптирован для использования в системах цифровых денег.

Что алгоритм PoW в действительности делает «под капотом», так это конвертирует кинетическую энергию (электричество) в блоки реестра. Майнинговая машина повторяет операцию хэширования до тех пор, пока не решает криптографическую загадку. Все результаты хэширования затем «выбрасываются» за исключением одного, решившего задачу.

Этот крошечный хеш, для вычисления которого требуется очень мало энергии, является непосредственным выражением огромного «шара» энергии, потребовавшегося для выполнения многочисленной операции хеширования. Или «доказательство» того, что блок был произведён. Чтобы переписать блок, атакующему придется произвести примерно то же количество операций хеширования, что потребовалось для его производства.

Давайте вновь это скажем: возврат потребует то же количество операций хеширования, но не равное количество энергии. Так происходит потому, что хеш — это только выражение использованной энергии, а не энергия сама по себе.

Со временем, это выражение энергии становится всё менее и менее точным, поскольку совершенствуется оборудование для проведения вычислений. Энергия сама по себе не меняется, но «утекают» её старые представления.

Другой способ визуализировать этот процесс — это представить процесс PoW-майнинга как присоединение физической массы к виртуальным блокам. Со временем старые блоки повреждаются и становятся всё легче. Это также снижает общий вес цепи.

Сеть Биткойна борется с этим «истиранием» путём постоянного создания новых блоков со «свежим» весом. Это гарантирует, что свежий конец цепи всегда остаётся тяжелым, сохраняя целостность всей цепи. Тяжелая цепь — безопасная цепь.

(Некоторые полагают, что термин «тяжелейшая цепь» подходит больше, чем выражение Сатоши о «самой длинной цепи». Однако, такое определение вводит в заблуждение, поскольку имеется в виду не длина цепи в буквальном смысле слова).

SHA-256 — это хеш-функция PoW-майнинга в Биткойне. SHA-256 защищает реестр от переписывания. Один хеш вводится (майнится), другой хеш выводится (возвращается). Вот что определяет свойство неизменности реестра Биткойна.

Если подумать, то это удивительно. Целью существования операций хеширования является обеспечение безопасности реестра! Редко что в реальном мире имеет 100% эффективность (например, вспомните сжигание бензина в двигателе).

В действительности речь идёт не о 100%, но о близком значении. Поскольку необратимость происходит из того, что хэшированные результаты одинаково случайны (всё равно, что бросить игральные кости), а алгоритмы не могут воспроизвести случайность реального мира.

К счастью, такие хэш-функции как SHA-256 продемонстрировали эффективность в обеспечении случайности, или «псевдослучайности». SHA-256 в течение многих лет проходил стресс-тесты, об этом алгоритме написано множество исследовательских работ. Так что это не то, о чём следует беспокоиться (пока).

На фундаментальном уровне идея о «присоединении энергии» к блокам правильна, возможно, это единственный способ виртуальной симуляции неизменности.

С помощью энергии, затраченной на создание блока, можно объективно рассмотреть свойство неизменности. В то время, как любой другой метод, не основанный на энергии, требует чьей-то субъективной интерпретации свойства неизменности.

Путём «присоединения» электроэнергии к блоку ему придаётся форма, это позволяет блоку получить реальный вес в реальном мире. Также, можно думать о PoW как о магии, воплощающей в жизнь набор нулей и единиц. Другими словами, PoW — это мост между цифровым и физическим мирами.

Теперь сравните это с какой-нибудь игрой типа Cryptokitties, которую кто-то может создать, модифицировать или удалить по собственному усмотрению. Её уникальность и существование не гарантированы и не надёжны.

Даже если текущая версия PoW потерпит неудачу, можно быть уверенным, что будут придуманы другие способы «прикрепить» энергию к блоку.

В заключение следует отметить, что применение принципа «Доказательства выполнения работы» в блокчейнах может оказаться куда более значимым, нежели чем его изначальное предназначение. PoW даёт свойство неизменности, что, в свою очередь, даёт неподконтрольные деньги, которые потенциально могут изменить форму организации общества (подробнее читайте в эссе Ника Сабо о социальной масштабируемости).

Подписывайтесь на BitNovosti в Telegram!

Делитесь вашим мнением об этой статье в комментариях ниже.

Источник

Анатомия PoW