Hva er bevis på arbeid (PoW)? Hvordan Bitcoin bruker bevis på arbeid for konsensus

>

Når man analyserer moderne blockchain-nettverk, møter man ofte ordet ‘Proof of Work’. Faktisk finner vi den første omtale av en PoW-konsensusmekanisme i original Bitcoin-papir skapt av Satoshi Nakamoto. Men hva er PoW og hvorfor er denne konsensusmekanismen avgjørende for blockchain-teknologi?

Proof of Work representerer grunnleggende materiale som veileder transaksjoner, brukere og gruvearbeidere i en offentlig digital hovedbok. Systemet sikrer med suksess rettidig fortsettelse av alle transaksjoner i et nettverk for å unngå ulike typer ondsinnede aktiviteter.

Høres komplisert ut? Ingen bekymringer! Vi har skrevet en forklaring på Proof of Work i en lett fordøyelig form. I de følgende avsnittene vil vi se på hver aktivitet og motivasjon som står bak PoW-nettverk.

Hva er bevis på arbeid?

Bevis på arbeid representerer et system som gjennom ren prosessorkraft hindrer skadelig aktivitet som potensielt kan skade nettverkets stabilitet. Dette konseptet ble først introdusert i 2004 av Hall Finney som skapte ideen om ‘gjenbrukbart bevis på arbeid. ’ På den tiden var PoWs hovedidee å forhindre spam e-post og DDOS-angrep.

Fem år senere implementerte Bitcoins anonyme skaper Satoshi Nakamoto Finneys idé i verdens første blockchain-nettverk. I likhet med forgjengeren, forhindrer blockchain-basert PoW også ondsinnet aktivitet. Men bortsett fra det, er det også drivkraften som gjør transaksjoner funksjonelle i en desentralisert og uforanderlig hovedbok.

PoW er hovedsystemet i blockchain-nettverk som behandler transaksjoner ved å gi dem hashes og bekrefte dem. Selve systemet støttes av gruvearbeidere som deltar i nettverket ved å verifisere nye transaksjoner for en monetær belønning – i dette tilfellet Bitcoin.

Derfor kan vi tenke på PoW som et oppsett som både gruvearbeidere og brukere følger når de kommuniserer med et blockchain-nettverk.

Hva er blockchain?

Blockchain er en form for distribuert hovedboksteknologi, kanskje det enkleste og mest populære eksemplet. DLT i seg selv er et sikkert system med poster som bruker en konsensus av replikerte og synkroniserte data som deles over flere forekomster.

Dobbel utgift

Den spesifikke ondsinnede aktiviteten som Proof of Work forhindrer, kalles dobbeltbruk. På blockchain-nettverk støttes alle transaksjoner av et digitalt token som representerer en viss pengeverdi.

Hvis du skulle sende $ 50 til en venn gjennom Bitcoin-nettverket, må du sende X mengder BTC.

Men hvordan vet vi at denne mynten ikke allerede ble brukt til å betale for en annen tjeneste eller et annet produkt? Uten PoW kan et nettverk ikke nøyaktig verifisere at en bruker ikke dobbeltbrukte tokens. Som sådan gjør det blockchain-teknologi ubrukelig og uforenlig med noen av dets opprinnelige formål.

Kilde – Illustrasjon av dobbeltbruk.

Man kan løse dette problemet enkelt ved å innføre en sentral myndighet som verifiserer transaksjoner og sørger for at mynter ikke blir brukt to ganger. Men selv om det er enkelt å gjøre det, hjelper det ikke å bringe desentralisering. Hvorfor til og med bry seg med å bruke blockchain-nettverk når de fungerer på samme måte som en bank gjør?

Satoshi Nakamoto løste problemet med dobbeltbruk ved å kreve at alle nettverksdeltakere hadde tilgang til reskontroens hele historie med transaksjoner. Ved å kjenne hver eneste transaksjon i historien til et blockchain-nettverk, er det umulig å gå glipp av om visse tokens allerede ble brukt.

Derfor tenkte Nakamoto å få offentliggjort transaksjonene. Med den muligheten kunne alle nettverkets brukere godta en enkelt transaksjonshistorikk basert på rekkefølgen de ble mottatt og sendt i.

Tidsstempling

Siden tiden er lineær, er det det beste verktøyet som kan fortelle oss på hvilken måte transaksjoner bestilles. Ved å stemple tidspunktet for når en betaling ble opprettet til en transaksjon, vet vi dens posisjon i hovedboken. Dermed har vi tidsstempling!

I det opprinnelige Bitcoin-nettverket brukes en tidsstempel-server for å tildele tidspunktet for opprettelsen av en transaksjon. Serveren tar bare hasj av en blokk, som inneholder mange transaksjoner, og tidsstempler den. Deretter blir hasjen til den blokken offentlig kunngjort.

En nøkkelkomponent i denne prosessen er at tidsstempel-serveren inkluderer den forrige tidsstemplet til en blokk i sin nåværende hash. Ved å gjøre dette danner serveren en ubrytelig kjede der hvert tidsstempel forsterker stabiliteten, legitimiteten og gyldigheten til nettverket.

Tidsstempling i blockchain via Proof Of Work

Versjonen av tidsstempel-servere som vi har i blockchain-nettverk, er det vi refererer til som Proof of Work-konsensus-systemer. Det fungerer på samme måte som en vanlig tidsstempel-server, bortsett fra at den er desentralisert og krever ingen sentral autoritet.

PoW bruker den kryptografiske hashing-funksjonen som kalles SHA-256. Selve nettverket bruker en nonce for hver transaksjon for å skape forskjellige hashes hver gang, ellers vil det hele tiden produsere den nøyaktige hasjen.

Alle disse prosessene støttes av gruvedriften, en prosess der blockchain-noder løser komplekse ‘matematiske’ problemer for å verifisere og bekrefte transaksjoner. Etter å ha fullført oppgaven, tildeler nettverket en viss del av en blokkdriftbelønning til noden, basert på hans personlige bidrag til nettverket.

På den kontoen mottar hver node belønninger proporsjonalt med mengden maskinvarekraft investert i nettverket. Jo mer prosessorkraft man bruker for å støtte Bitcoin-nettverket, jo høyere antall mynter han mottar.

Derfor har vi gigantiske gruvebruk over hele verden, fylt med tusenvis av grafikkort hvis prosessorkraft brukes til å verifisere transaksjoner og utvinne BTC..

KOPIERE VERDENS BESTE HANDLERE

Når lederen din handler, handler du. Shrimpy oppdaterer automatisk porteføljen din slik at den alltid samsvarer med lederens. Bla gjennom hundrevis av kryptovalutahandlere for å kopiere.

Rask oppsummering

For å forstå bedre hvordan Proof of Work fungerer, la oss kort oppsummere hele prosessen. Gjentagelse er tross alt moren til dyktighet, og med begrepene som er forklart så langt har vi lært mye informasjon på utrolig kort tid..

Når vi snakker om blockchain-nettverk, tenker vi på en digital hovedbok som er offentlig, desentralisert og distribuert til alle parter. Hvis du sender eller mottar en betaling fra noen, blir transaksjonen registrert evig i nettverket.

Hver enkelt transaksjon er samlet i en blokk som kan føre tusenvis av transaksjoner til enhver tid. Når blokken er klar til å verifisere alle disse transaksjonene, vil gruvearbeidere utføre utrolig arbeidskrevende jobber for å bekrefte blokken. Etter bekreftelse blir den for alltid registrert i nettverket uten noen sjanse for noen å forstyrre eller redigere den innspilte informasjonen.

Bevis for arbeid er avgjørende for denne prosessen, fordi det forhindrer manipulering av informasjon. Dette gjøres ved å tidsstemplere hver transaksjon og blokkere basert på tid og rekkefølge den ble opprettet eller bekreftet. Verifiseringsprosessen gjennomføres gjennom en hash, en lang streng med tall.

Hashes brukes til å bekrefte at de mottatte dataene samsvarer med de opprinnelige dataene. I dette tilfellet refererer de opprinnelige dataene til alle tidligere transaksjoner som er bekreftet i et nettverk. Hvis en blokk ikke er i tråd med de forrige blokkene, og hasjene ikke stemmer overens, kan gruvearbeidere ikke bekrefte transaksjonene.

Gruvedrift

Nå som vi har oppsummert hva hashing og tidsstempel er, la oss se bedre på gruvedriften. Hvis en datamaskin bare genererer og bekrefter hashes, vil vi ende opp med å gjøre en jobb som kan fullføres på få sekunder. For å forhindre at dette skjer, må vi sette arbeidet i Proof of Work.

Alle blockchain-nettverk setter et visst vanskelighetsnivå som gjør gruvedrift arbeidskrevende. Etter at hver blokk er utvunnet, omtrent hvert 10. minutt, justeres vanskeligheten. Vanskeligheten er satt av nettverket selv, som etablerer et slags mål for hasjen. Jo høyere mål, jo vanskeligere er det å utvinne en hel blokk.

Kilde – Å sette vanskeligheter skjer av nettverket.

Som vi tidligere har nevnt, bruker gruvearbeidere nonces når de hasher. Disse nonces representerer et heltall (et tall som brukes en gang) som gjør det mulig for gruvearbeidere å generere en hash som er under målvanskeligheten. Onc miners oppdager en gyldig hash, den deles med hele nettverket, og transaksjonsblokken legges til blockchain-nettverket.

Bevis for arbeid VS Bevis for innsats

Foruten Proof of Work, er det en annen konsensusmekanisme som heter Proof of Stake. Utviklere kjemper for tiden om hvilken mekanisme som er bedre for blockchain-nettverk, da hver modell tilbyr forskjellige fordeler og ulemper.

Hvis du har hørt om Proof of Stake (PoS), har du mest sannsynlig hørt om Ethereum 2.0 også. For å gjøre nettverket sitt mer effektivt, skalerbart og kostnadseffektivt, har utviklere besluttet å opprette et nytt nettverk for Ethereum basert på PoS.

Mens PoS-konseptet dateres tilbake til 2011, implementeres det bare nå. Hvis det lykkes, kan Ethereum bli en av de første større implementeringene av Proof of Stake. Men hva er PoS og hvordan er det annerledes enn PoW?

I hovedsak ligger forskjellen i det faktum at hvem som støtter nettverket. I stedet for gruvearbeidere bruker PoS validatorer. Det nye nettverket er helt forskjellig fra PoW, da det ikke krever gruvedrift og det ikke er behov for å forutsi hash.

Ved bevis på innsats velger nettverket tilfeldig en bruker som må foreslå en blokk. Hvis blokken er gyldig, mottar han belønningen som består av blokkens transaksjonsgebyrer. Med det i tankene kan vi konkludere med at en validator tjener mer når transaksjonsgebyrene øker.

PoS velger brukeren basert på flere faktorer som avgjør om det er han som skal sende inn en blokk. Først må en bruker stake tokens for å bli validator.

Hva er staking? Handlingen med å låse opp nettverkets innfødte tokens. I det vesentlige er innsatsen prosessen med å stille sikkerhet for å være kvalifisert for å bli en nettverksdeltaker. I tilfelle Ethereum 2.0 må en bruker sette inn 32 ETH.

Hvorfor er innsats så viktig, og hvorfor må brukerne ‘betale’ for å validere nettverket? Fordi det er metoden som brukes til å oppmuntre ærlighet og disincentivize juks. Hvis en validator ikke presterer bra eller oppfører seg ondsinnet, tar nettverket validatorens eierandel.

Bør du ta ETH 2.0?

La oss innse det – alle vil ha belønninger. Det kan også være den største takeawayen fra årets DeFi-mani.

Er PoS bedre enn PoW?

Siden Ethereum går fra PoW til PoS, må det absolutt være en motivasjon for hvorfor utviklerne nå migrerer. Betyr det at PoS er bedre enn PoW, og i så fall hvorfor?

Som du kanskje allerede har gjettet, eliminerer PoS maskinvarekraften som kreves for å verifisere transaksjoner. Som et resultat er mekanismen mer miljøvennlig og reduserer kostnadene ved å drive en gruvedrift. Bitcoin-gårder bruker mye strøm, og noen eksperter mener det er en hindring da det bidrar til verdensforurensning.

Når det gjelder Ethereum 2.0, har utviklere også flyttet til PoS av en annen grunn. I følge skaperen Vitalik Buterin vil Proof of Stake gjøre nettverket mer desentralisert og sikrere. Videre vil konsensusmekanismen også bidra til å redusere avgiftene og gjøre Ethereum mer skalerbart for brukerne.

Så langt er Bitcoin med Proof of Work-design det eneste nettverket som har bevist at det kan fungere i massiv skala. Hva Ethereum kan gjøre med et PoS-nettverk er fortsatt å se, da vi ikke har noen bekreftelse på om det nye designet faktisk vil fungere eller forbedre nettverket.

Et annet problem med Proof of Stake er at disse nettverkene er mindre sikre sammenlignet med PoW. Uten sikkerheten som gruvearbeidere medfører, kan det være lettere å manipulere eller til og med angripe PoS blockchain-nettverk.

Med de ovennevnte fakta i tankene, er alt vi kan gjøre å vente og se hvordan Ethereum 2.0 presterer. Hvis det overgår Bitcoin når det gjelder skalerbarhet, kan vi absolutt vurdere PoS som et bedre alternativ. Hvis ikke forblir PoW kongen av blockchain-nettverk.

Konklusjon

Bevis for arbeid er en konsensusmekanisme som brukes til å bekjempe dobbeltbruk, et problem som gjør det mulig for brukere å bruke samme kryptovaluta mer enn en gang. Satoshi Nakamoto implementerte PoW i Bitcoin gjennom mange prosesser, inkludert gruvedrift, hashing og tidsstempling.

Alle disse prosessene kombinert tillater at Bitcoin-hovedboken forblir desentralisert, distribuert og offentlig. Bortsett fra PoW, har vi også en ny konsensusmekanisme kalt Proof of Stake som fullstendig utelukker begrepet gruvedrift.

Er PoS bedre enn PoW? I teorien, ja. Imidlertid må det fortsatt bevises i praksis gjennom et stort blockchain-nettverk som betjener tusenvis av brukere. Ethereum 2.0 er det første seriøse forsøket som utviklere gjør. Hvorvidt prosjektet lykkes med å bruke PoS, er ennå ikke å se. Inntil da er PoW fortsatt den overlegne formen for å organisere blockchain-nettverk.

Reker er en sosial handelsplattform for kryptovaluta. Den er designet for både profesjonelle og nybegynnere forhandlere for å komme og lære om den voksende kryptoindustrien. På Shrimpy kan brukere kopiere porteføljene og handelsstrategiene til andre handelsmenn.

Følg oss på Twitter og Facebook for oppdateringer, og still spørsmål til våre fantastiske, aktive lokalsamfunn på Telegram & Uenighet.

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