Proof of Work (PoW) — это преобладающий на сегодня алгоритм достижения консенсуса, который применяется в функционировании блокчейнов таких криптовалют, как Bitcoin, Litecoin, Ethereum, Monero. Его основной задачей выступает проверка транзакций внутри сети и предотвращение вредоносного вмешательства в ее структуру.

Proof of Work: для чего существует алгоритм простыми словами

Proof-of-Work (доказательство работы) — алгоритм, который функционирует для того, чтобы децентрализованная сеть была защищена от тех или иных злоупотреблений. Надежная и бесперебойная работа алгоритма реализуется на основе:

• постоянной работы вычислительной техники майнеров, выполняющей множественные математические задачи;
• простого механизма проверки результатов вычислительной работы.

PoW — это алгоритм, который эффективно выполняется только с помощью самой мощной современной вычислительной техники. При этом его задачи всегда имеют конкретные и предсказуемые сроки выполнения.

История создания алгоритма Proof-of-Work

Для многих это окажется парадоксальным открытием, но основа для алгоритма PoW была заложена задолго до того, как его придумали и применили в блокчейне уже в 21 веке:

1. В 1993 году концепцию, при которой доступ к ресурсу обеспечивался путем вычисления некоторой функции описали Синтия Дворк и Мони Наор.
2. В 1997 году Адамом Бэком был запущен проект Hashcash, который развивал идею защиты от спама через хеширование частичной инверсии в электронной почте.
3. В 1999 году впервые появился и сам термин Proof of Work, который был описан Маркусом Якобссоном и Ари Джуелс в научной статье.

Впервые PoW был реализован на практике и запущен внутри блокчейна легендарным Сатоши Накамото. Proof of Work стал инструментом, который позволяет достичь консенсуса — общего мнения всех участников системы о том, какую из версий блокчейна считать верной.

В разработке анонимный создатель биткоина использовал наработки старого проекта Hashcash, но модернизировал их путем механизма изменяющейся сложности. В экосистеме биткоина сложность зависит от показателя суммарной мощности всех участников блокчейн-сети.

Простыми словами — Proof of Work создает механизм, который обеспечивает возможность одним узлам сети (нодам) проверять те узлы, которые добавляют новые блоки в блокчейн при майнинге. Цель — понять, были ли выполнены фактические расчеты или имеет место махинация. Процесс требует проверки хеша заголовка блока.

Proof of Work: насколько велика сложность обработки данных по алгоритму

В работе с PoW обязательно нужно знать и понимать следующее:

• вычислительные операции, которые производятся майнинг-оборудованием на основе алгоритма Proof of Work, могут осуществляться исключительно в интерактивном онлайн-режиме;
• сложность математических расчетов зависит от количества узлов в системе и всегда остается на таком уровне, чтобы быть действительно значительной, но не “неподъемной”;
• несмотря на высокую сложность вычислений, проверка результатов всегда простая;
• у узлов всегда есть возможность четкой фиксации того, насколько корректное значение было найдено майнером, но сам процесс нахождения нового блока случае и выпадает случайному участнику сети.

В каждом найденном блоке обязательно будет присутствовать хеш его предшественника. Именно таким образом образуется цепь, в честь которой и названа технология блокчейн. Высокая сложность процесса построения цельной цепи защищает всю систему от несанкционированных правок или таких негативных моментов, как “двойные траты”.

Proof of Work — основа индустрии майнинга

Благодаря данному алгоритму появились целая индустрия по добыче криптовалют. Заложенная в блокчейн схема вознаграждения узлов сети привела к разработке специализированного оборудования, которое по мощности в разы превышает показатели среднего ПК.

В 2012 году общая мощность всех устройств сети биткоин обогнала самый мощный суперкомпьютер на планете. Именно тогда возник конкурент и альтернатива, к которой сейчас склоняются новые и новые альткоины — алгоритм Proof of Stake.

Proof of Work против Proof of Stake: в чем разница?

Создание альтернативного механизма достижения консенсуса было логичным буквально с самого возникновения PoW. Учитывая ключевые параметры первичной модели защиты блокчейна, не удивительно, что PoS-алгоритм оказался практически полной ее противоположностью:

• криптовалютная доля на кошельке ноды выступает в роли определяющего ресурса для определения участника, получающего право на добычу нового блока;
• нет зависимости от мощности железа;
• низкая сложность и высокая скорость обработки операций;
• нет повышенного электропотребления;
• есть необходимость быть в онлайне;
• токены, которые находятся на счету и дают возможность быть добытчиком и заниматься пассивным майнингом PoS, выступают в роли залога, который можно потерять при выявлении махинаций;
• чем больше у узла токенов, тем больше у него шанс на то, что он добудет новые.

PoW или PoS — что лучше?

Споры о том, за каким алгоритмом будущее — одна из любимых тем для блокчейн-энтузиастов. Учитывая сложность, медлительность и энергоемкость PoW, алгоритм PoS воспринимается как очевидный путь эволюции, в частности из-за следующих факторов:

1. Алгоритм делает атаки на сеть дорогими и нецелесообразными.
2. Даже в случае успеха атаки, сам потенциальный злоумышленник теряет деньги.

В то же время, Proof-of-Work создает гораздо меньше мотивации для накопления токенов в одних руках или в руках группы лиц.