Bewijs van capaciteit uitgelegd: het milieuvriendelijke mijnbouwalgoritme

Als het gaat om het delven van cryptocurrencies, zijn er momenteel twee gevestigde protocollen en dit zijn Proof-of-Work (PoW) en Proof-of-Stake (PoS).

Er is echter een derde mijnalgoritme waar veel mensen misschien nog nooit van hebben gehoord: Bewijs van capaciteit.

Het is inderdaad niet geheel onredelijk om hiervan te veronderstellen. Proof-of-Capacity is een echt nieuw mining-algoritme dat momenteel alleen wordt gebruikt door één cryptocurrency genaamd Burstcoin.

Desondanks zijn er velen die denken dat het bewijs van capaciteit een haalbaar alternatief is voor de momenteel gevestigde mijnbouwmethoden. Dus wat is Proof-of-Capacity en waarom wordt het gezien als zo’n geweldige mijnbouwoplossing?

Voordat we de technische details van PoC bespreken, helpt het om te kijken hoe de populaire mining-algoritmen momenteel werken.

Gevestigde mijnbouwprotocollen

Bitcoin Mining Farm ASIC's

Afbeelding via Fotolia

PoW is momenteel een van de meest gevestigde mijnbouwprotocollen. Dit vereist in feite dat een miner computerbronnen gebruikt om ingewikkelde wiskundige hashfuncties op te lossen (het “werk”). In het geval van Bitcoin wordt een bekende hashing-functie gebruikt, de SHA 256-functie.

Deze hashing-functies zijn eenrichtingsfuncties die maar één oplossing kunnen hebben. Ze hebben deze ruwe rekenkracht nodig om de exacte functie-invoer te vinden om de juiste functie-uitvoer te krijgen. Een van de invoervariabelen in de hashing-functie is de ‘nonce’.

De nonce is de variabele die de miner continu doorloopt totdat ze in staat zijn om de juiste hash te produceren. Dit is brute force computing die veel energie en middelen vereist om op te lossen. Naarmate de moeilijkheidsgraad van Bitcoin is toegenomen, is ook de hoeveelheid stroom die nodig is om de juiste nonce te vinden.

Proof of Stake mining (PoS) is een heel ander concept dan PoW-mining. Hierin moeten miners een bepaald ‘belang’ hebben in de cryptocurrency in kwestie om deel te nemen aan de transactiecontroles.

Deze stakers of ‘validators’ zullen een knooppunt zijn en de nieuwe blokken maken op basis van het aantal munten dat ze momenteel in hun portemonnee hebben.

De behoefte aan alternatieven

Hoewel het PoW-algoritme goed werkte toen Bitcoin een relatief ontluikende technologie was, is de groei van het netwerk exponentieel geweest. Het Bitcoin-protocol is ontworpen om de mijnbouwproblemen te vergroten om de bloktijden constant te houden.

Het resultaat hiervan is dat de mijnbouwproblematiek zo ingewikkeld is geworden dat alleen de meest geavanceerde machines, Application Specific Integrated Circuits (ASIC’s) genaamd, de munten kunnen minen. Ze hebben ook een enorme hoeveelheid stroom nodig om de hash-functies op te lossen.

Voor alle miners die de hash-functies niet op tijd kunnen oplossen, wordt de energie die ze hebben verbruikt verspild. Het resultaat hiervan zijn op hol geslagen energiekosten die door velen als slecht voor het milieu worden beschouwd.

Hoewel PoS-mijnbouw minder energie-intensief kan zijn, zijn er andere externe factoren waar veel voorstanders van cryptocurrency problemen mee hebben. Dit is de notie van centralisatie in het mijnbouwproces. Munten uitzetten betekent dat degenen met de meeste munten meer te zeggen hebben over het mijnbouwproces.

Dit betekent dat de kleinere mijnactiviteiten veel minder impact zullen hebben op belangrijke beslissingen die worden genomen door de grotere knooppunten.

Daarom is er een grote behoefte aan een alternatief mijnalgoritme dat minder energie-intensief is dan PoW en een goede decentralisatie van het netwerk mogelijk maakt. Dit is waar Proof-of-Capacity om de hoek komt kijken.

Wat is een bewijs van capaciteit?

Proof-of-Capacity is een consensusalgoritme waarbij miners hun harde schijven “plotten” om deel te nemen aan transactieverificatie. Met andere woorden, de mijnwerkers zullen de oplossingen voor de mijnbouwproblemen berekenen en opslaan voordat de mijnbouw zelfs maar is begonnen.

Sommige oplossingen zullen sneller worden bereikt dan andere en deze zullen worden gekozen in de consensusronde. Deze mijnwerkers krijgen het blok en dus de munten die daarop van toepassing zijn.

Deze oplossingen moeten vooraf worden berekend, omdat ze te ingewikkeld zijn om in realtime op te lossen. Bovendien zijn de bloktijden erg kort, gemiddeld 1 blok per 4 minuten (vergeleken met de 10 minuten van Bitcoin). Dit is de reden waarom de oplossingen voor het hash-algoritme eerder moeten worden opgeslagen.

De manier waarop een mijnwerker zijn / haar kansen op het winnen van de blokbeloning kan vergroten, is door ervoor te zorgen dat ze de meeste oplossingen (plots) van tevoren op hun harde schijven hebben opgeslagen. Dit vergroot de kans dat uw oplossing de snelste is.

Hoe werkt het bewijs van capaciteit??

Er zijn twee componenten waaruit het bewijs van capaciteit bestaat, dit zijn Plotten en de mijnbouw op de harde schijf. Plotten is de eerste fase en hierbij moet u uw unieke plotbestanden maken.

Plotting maakt gebruik van een hash-functie genaamd Shabal. Dit hash-algoritme is veel moeilijker te berekenen dan de SHA 256-variant die in het Bitcoin-protocol wordt gebruikt. Daarom berekenen de miners de oplossingen voor het Shabal-algoritme van tevoren en slaan ze op de harde schijf op.

De harde schijf uitzetten

Wanneer u uw harde schijf plot of de plotbestanden maakt, produceert u nonces. Dit verschilt enigszins van de Bitcoin nonce doordat het wordt gegenereerd vanuit het plotbestand. U zult uw gegevens, inclusief uw specifieke ID, continu hashen totdat u het probleem heeft opgelost.

Elk van de nonces bevat 8.192 hashes en deze zijn gebundeld in een aantal paren die “scoops” worden genoemd. In totaal zullen er 4.095 scoops zijn die elk dat unieke nummer krijgen. Hieronder ziet u een grafisch voorbeeld van de scoops.

Voorbeeld van Scoop Proof of Capacity

Voorbeeld van Nonce en Scoops. Afbeeldingsbron: burtwiki.org

Mijnbouw op de harde schijf

Een van de resultaten van de berekening is het scoopnummer. Dit scoopnummer ligt tussen 0 en 4.095. Het resulterende scoopnummer en de bijbehorende nonce worden gebruikt om een ​​tijdseenheid te berekenen die de “deadline” wordt genoemd.

Dit wordt voltooid voor alle nonces die op uw harde schijf staan ​​en u selecteert vervolgens de kortste deadline. Deze minimale deadline is de hoeveelheid tijd die verstrijkt sinds het laatste blok is gemaakt totdat u een nieuw blok kunt maken.

Als de deadline die je kunt produceren korter is dan die van de andere miners, mag je het nieuwe blok maken en heb je recht op de blokbeloning.

Voordelen van Proof of Capacity Mining

Gezien de vele uitdagingen waarmee meer traditionele mining-algoritmen zoals PoW en PoS worden geconfronteerd, hebben consensusalgoritmen voor Proof of Capacity een aantal voordelen.

  • Mijnbouw met een harde schijf is aanzienlijk energiezuiniger dan het gebruik van gespecialiseerde apparatuur zoals een ASIC of gewone GPU’s. Dit zal de zorgen van talrijke milieuactivisten wegnemen.
  • Mijnwerkers die hadden geïnvesteerd in zeer gespecialiseerde mijnbouwinstallaties en ASIC-chips, zouden geen voordeel hebben bij het delven van de munten. Dit wordt vaak gezien als een van de nadelen van het Bitcoin-protocol.
  • Er is een grotere mate van diversificatie met Proof of Capacity. Dit komt door de lage toetredingsdrempels bij het verkrijgen van een harde schijf. Ze zijn meestal vrij goedkoop en zorgen ervoor dat meer mijnwerkers in de strijd kunnen springen.
  • De harde schijf kan worden hergebruikt als normale apparatuur als u klaar bent met mijnen. Aangezien ze niet zo gespecialiseerd zijn, kunt u de gegevens alleen verwijderen als u klaar bent en ze zo goed als nieuw zijn. Dit kan niet gezegd worden voor ASIC’s.
  • Er zijn zeer weinig optimalisatievoordelen van nieuwere harde schijven (afgezien van de grootte). Daarom is de nieuwste apparatuur geen vereiste om een ​​voorsprong te krijgen op het delven van de munten.

Misschien is dit de reden dat velen in de cryptocurrency-gemeenschap naar het mining-algoritme kijken als een nieuw wondermiddel voor een milieuvriendelijk gedecentraliseerd alternatief. Er zijn echter een aantal nadelen verbonden aan Proof of Capacity-mining. Deze omvatten het volgende:

  • De gegevens die op de harde schijf zijn geplot, hebben geen nut buiten het delven van de munten. Dit betekent dat er veel ruimte overblijft.
  • Hoewel er lagere toetredingsdrempels zijn met Proof of Capacity-mining, kunnen mensen ook grotere harde schijven kopen. Er is niets dat iemand ervan weerhoudt veel grotere harde schijven te kopen en deze te gebruiken om de meeste munten te delven. Dit kan gevolgen hebben voor de decentralisatie van het netwerk.
  • Als de mining populair wordt, is er een mogelijkheid dat deze door hackers kan worden uitgebuit. Momenteel heeft mining-malware zich exponentieel verspreid naar talloze computers over de hele wereld. Deze kunnen soms worden geïdentificeerd als PoW-mining de pc vertraagt. Met Proof of Capacity is het echter veel moeilijker om te zeggen of uw vrije hardwareruimte wordt gebruikt voor illegale doeleinden.

“Bewijs” zit in de pudding

Proof of Capacity is ongetwijfeld een van de interessantere mining-algoritmen. Het heroverweegt niet alleen de manier waarop de mijnbouw de afgelopen jaren is benaderd, het is ook een oplossing die velen als ecologisch duurzaam beschouwen.

Het leent zich ook goed voor het wondermiddel van de meeste voorstanders van crytpocurrency: een perfect gedecentraliseerd ecosysteem.

Het is nog steeds een nieuw concept en is niet op dezelfde schaal gebruikt als andere algoritmen. Het moet nog worden bewezen of Proof of Capacity een aantal van de schaalobstakels kan overwinnen waarmee meer gevestigde blockhains zoals Bitcoin en Ethereum worden geconfronteerd..

Niettemin begint alle innovatieve technologie als een eenvoudige use case en wordt deze verder verbeterd naarmate er obstakels worden gepresenteerd. Het zal interessant zijn om te zien hoeveel Proof of Capacity het cryptocurrency-ecosysteem kan beïnvloeden.

Uitgelichte afbeelding via Fotolia

Mike Owergreen Administrator
Sorry! The Author has not filled his profile.
follow me