Когда часть сети майнинга начинает принимать альтернативное доказательство работы, это называется хардфорком.
Что такое майнинг и стейкинг простыми словами. Какую математическую задачу решают майнеры?
До того как Сатоши Накамото внедрил блокчейн в систему Биткойн, предпринимались многочисленные попытки создать децентрализованную платежную систему. Но все они потерпели неудачу, потому что разработчики не смогли создать условия, которые позволили бы договориться между всеми участниками сети, чтобы она заработала. Это называется консенсусом блокчейна. Это достигается, когда все участники сети согласны с достоверностью транзакций, а все регистры являются точными копиями друг друга.
В этой статье мы даем обзор наиболее распространенных алгоритмов консенсуса, объясняем, как достигается консенсус, подробно рассказываем о майнинге и стейкинге, а также фокусируемся на криптографической проблеме, которую решают участники сети майнинга.
Консенсус, в самом широком смысле этого слова, означает, что соглашение может быть достигнуто. Самое важное в блокчейне то, что участникам не нужно доверять друг другу, как в централизованной системе, а просто договориться о правилах, с которыми могут согласиться все. Об этих правилах мы и поговорим сегодня.
Proof-of-Work (PoW). Что такое майнинг?
Давайте сначала рассмотрим самый известный алгоритм консенсуса — Proof-of-Work, как следует из названия, это механизм для достижения соглашения между пользователями сети с публичной записью проделанной работы. Процесс консенсуса в этом алгоритме тесно связан с майнингом.
Майнинг — это процесс добычи биткоина и других криптовалют, добавления нового блока транзакции в блокчейн и выпуска монет.
Эмиссия или выпуск новых монет — это вознаграждение за труд и энергию, вложенные майнером в процесс добычи.
Чтобы добавить новую транзакцию, сеть должна затратить энергию на решение конкретной криптографической проблемы. Вы не можете просто добавить еще один блок в блокчейн — необходимо потратить много денег, например, на электроэнергию и покупку оборудования, необходимого для решения этих криптографических задач. Кстати, о мошенничестве с блокчейном. Так, как устроена система, это просто невыгодно.
Давайте подробнее рассмотрим цикл добавления вашей транзакции в блокчейн.
Вы переводите свою криптовалюту на другой адрес в блокчейне. Информация о вашей транзакции хранится в общем регистре под названием MemPool. Все старатели в сети имеют к нему доступ. Этот реестр постоянно пополняется новыми транзакциями, и майнеры получают оттуда столько транзакций, сколько могут обработать. Затем они решают сложную криптографическую задачу для каждой транзакции. Если майнеру удается решить задачу, он отправляет решение на устройства d
Скорость решения проблемы зависит от производительности аппаратного обеспечения. Майнер с наибольшей вычислительной мощностью с большей вероятностью решит проблему первым.
Для лучшего понимания мы подготовили для вас небольшую инфографику:
Так какую же задачу решает шахтер? Чтобы понять это, давайте сначала рассмотрим подробнее, что такое хэш-функция.
Хэш-функция.
Криптографическая хэш-функция — это математический алгоритм, который отображает данные любого размера в битовое поле фиксированного размера. Это функция вида F(X+N) = H, где X — любой набор символов неограниченной длины (информация, записанная в блок), H — значение хэш-суммы, а N — свободная переменная, называемая в криптографии nonce, представляющая любое значение от 1 до 4 миллиардов. Результатом шифрования или хеширования является «хеш-сумма», многие называют ее просто хешированием, это набор чисел, в которых зашифрована информация.
Хэш-функция обладает некоторыми очень важными свойствами, которые делают ее полезной для криптографии:
1. детерминированный. (Это означает, что одно и то же сообщение даст одно и то же хэш-значение с ровно одним символом.
2. это означает, что один и тот же символ используется с одним и тем же символом в одном и том же символе. Никакие два разных сообщения не имеют одинакового хэш-значения. Обратите внимание на это свойство, оно является основополагающим и самым важным. Вот пример, который поможет вам понять. Возьмите произведение Теодора Драйзера «Финансист», выполните шифрование, а затем уберите всего одну запятую во всем произведении, и вы получите совершенно другое хэш-значение. Вы можете попробовать сами по этой ссылке.
3) Скорость расчета. Хеширование позволяет сравнительно быстро вычислить правильный хэш для большого количества информации.
4) Необратимость. При использовании хэш-функции исходная информационная таблица не может быть восстановлена из строки. Это можно сделать только путем тестирования всех возможных вариантов, что при наличии бесконечного количества информации стоит много времени и денег.
Кто и когда придумал термин Proof-of-Work
Концепция proof-of-work была впервые описана в 1993 году в книге «Pricing via Processing, Or, Combatting Junk Mail, Advances in Cryptology». Хотя сам термин в работе еще не использовался, авторы предложили следующую концепцию:
«Чтобы получить доступ к общему ресурсу, пользователь должен вычислить функцию: довольно сложную, но выполнимую; таким образом, ресурс можно защитить от неправомерного использования.
В 1997 году криптограф и впоследствии основатель Blockstream Адам Бек начал проект Hashcash, который был посвящен защите от спама. Задача была сформулирована так: «Найти такое значение x, чтобы хэш SHA(x) был равен
Сатоши Накамото использовал концепцию PoW в первой криптовалюте, Bitcoin. Он взял концепцию hashcash и добавил к ней механизм различной сложности — уменьшая или увеличивая N (необходимое количество нулей) в зависимости от общей мощности участников сети. Вычисляемой функцией стала SHA-256.
Блокчейн представляет собой сеть распределенных узлов, каждый из которых поддерживает свою собственную копию реестра. Алгоритм консенсуса гарантирует, что каждый узел способен проверить, что майнер (в роли которого выступает другой узел, добавляющий новый блок в блокчейн) действительно выполнил необходимые вычисления.
Как Proof-of-Work используют в криптовалютах
Этот процесс пытается найти хэш заголовка блока (часть блокчейна, содержащая ссылку на предыдущий блок и совокупную стоимость транзакций, которые в нем содержатся), который соответствует текущему уровню сложности.
Проще говоря, PoW — это процесс, который позволяет всем узлам согласовать единую версию блокчейна и подтвердить данные новой транзакции в новом блоке. Она также отвечает за выпуск новых валют на блокчейне. Майнинг является частью алгоритма PoW.
До появления биткоина было много попыток создать децентрализованную систему, которая позволяла бы осуществлять переводы и верификацию без необходимости в централизованной структуре.
Однако ни один проект не смог решить проблему двойных расходов, т.е. возможность для отправителя перевода потратить одни и те же деньги дважды, прежде чем система подтвердит это.
Главные достижения алгоритма PoW
Только Биткойн решил эту проблему, используя технологию блокчейн и алгоритм консенсуса Proof-of-Work (PoW), который побуждает майнеров проверять каждую транзакцию, прежде чем она будет добавлена в реестр. Таким образом, этот финансовый стимул также поддерживает работу всего блокчейна.
