Доказательство работы (Proof of Work) является старейшим из протоколов консенсуса blockchain. Его первое приложение относится к анти-спаму, используемому для почтовых ящиков. Доказательство работы использует алгоритм SHA 256, как и протокол Bitcoin уже более 10 лет. Сегодня доказательство работы известно как основной механизм консенсуса блокчейнов, особенно первого поколения. Его функционирование, хотя и безопасно, но связано с некоторыми проблемами управления и потребления энергии.
Особенности Proof of Work
Блокчейн, использующий доказательство работы, использует майнеров для проверки входящих данных в реестре, проверки подлинности транзакций и создания новых блоков. Чтобы вознаградить всех шахтеров за их работу, доказательство работы должно установить правила. Данные правила позволяют выбрать нужного майнера, который будет иметь право выдать следующий блок в цепочке.
Таким образом, правила консенсуса Proof of Work позволяют назначить майнера, которому предоставляется право на запись, чтобы продлить блок-цепочку. Разумеется, она должна сдерживать потенциальных злоумышленников, чтобы защитить целостность канала.
Как работает Proof of Work
Доказательство работы заключается в том, чтобы попросить майнера решить сложную математическую задачу, требующую значительной вычислительной мощности. Первый, кто сможет решить эту проблему, будет следующим, кто создаст блок на блокчейне. Таким образом, майнер применяет алгоритм хеширования к одному и тому же набору данных до тех пор, пока не найдет искомый результат.
В протоколе биткоина майнер выполняет два последовательных хэша SHA256 на заголовке блока. Каждый новый хэш зависит как от значения блока, так и от nonce - случайного числа, выбранного программным обеспечением майнинга. Чтобы блок был действительным, этот хэш должен быть меньше, чем сложность майнинга. Последняя корректируется сетью каждые 2016 блоков.
Преимущества и недостатки Proof of Work
Доказательство работы эффективно защищает сеть, делая попытки взлома очень трудными. Тем не менее Proof of Work в некоторых случаях создает проблемы с энергией и окружающей средой, иногда требуя значительного расхода энергии. Переход к ASIC также создает серьезную проблему централизации, оставляя поле открытым для майнинговых ферм и других крупных игроков, которые могут захватить большую часть вычислительной мощности сети, что чисто теоретически может привести к атаке 51%.
Поэтому некоторые блокчейны, основанные на доказательстве выполнения работы, такие как Monero, выбрали алгоритм, устойчивый к ASIC, чтобы предотвратить эти отклонения. Но часто считается, что консенсус в отношении доказательства доли или делегированного доказательства доли в долгосрочной перспективе останется наиболее жизнеспособным.
