Что такое алгоритм консенсуса PoW в криптовалюте?

Для нормальной работы и поддержания децентрализованной природы блокчейна его система должна функционировать в гармонии, что возможно только благодаря механизмам консенсуса. Проще говоря, консенсус — это согласие всех участников сети относительно её текущего состояния. Это механизм, который позволяет децентрализованным связям достичь взаимопонимания о подтверждённых транзакциях и добавить их в блок.

В сегодняшней статье мы расскажем вам о самом первом механизме консенсуса — Proof-of-Work (PoW): вы узнаете, как он работает и почему он играет такую важную роль в поддержании децентрализованности криптовалютного мира. Также мы покажем примеры монет, которые используют PoW.

Как работает алгоритм PoW?

Proof-of-Work — это механизм консенсуса, который позволяет майнерам (верификаторам) подтверждать транзакции и добавлять их в блок, решая сложные математические задачи, и получать вознаграждения за свои усилия. Первым, кто использовал эту технологию, был Сатоши Накамото, когда он разработал whitepaper для Bitcoin. Однако, когда речь идёт о происхождении PoW, учёные Синтия Дворк и Мони Наор разработали его в 1993 году.

Введение Proof-of-Work решило проблему двойных расходов, когда те же деньги тратятся несколько раз. PoW использует новые экономические стимулы в алгоритме, которые стали основой для появления майнинговой индустрии. Он требует от участников сети, известных как майнеры, выполнения сложной задачи, которая подтверждает, что они потратили ресурсы (время и энергию) на добавление нового блока в блокчейн. Именно отсюда и происходит название: это доказательство того, что была выполнена настоящая работа.

Чтобы лучше понять техническую сторону работы механизма PoW, стоит знать о "нонсе" — случайном числе, которое майнеры пытаются угадать. Оно играет ключевую роль в генерации действительного хеша, который соответствует требованиям сети и позволяет добавить новый блок в цепочку.

Процесс поиска подходящего нонса называется майнингом. Когда один из майнеров находит действительный нонс, он транслирует блок другим участникам. Если блок подтверждается, он добавляется в цепочку, и майнер получает вознаграждение.

Цель алгоритма Proof-of-Work

Цель алгоритма Proof-of-Work — обеспечить консенсус между узлами, которые изначально не доверяют друг другу. То есть добиться единого согласия о том, какие транзакции считаются действительными, а какой блокчейн признаётся основным. Для этого цепочка должна быть на самой высокой высоте благодаря подтверждённым блокам, после чего другие ветви становятся её форками.

Этот подход делает почти невозможным подделку данных или "двойные расходы" без контроля большинства вычислительной мощности сети, что делает её безопасной. Чтобы переписать историю транзакций и украсть деньги, злоумышленнику нужно контролировать более 50% общей вычислительной мощности сети, что невозможно из-за процесса майнинга. Таким образом, вы можете быть уверены, что ваши средства в безопасности, так как алгоритм PoW обеспечивает высокий уровень защиты от мошенничества.

PoS против PoW

Алгоритмы консенсуса Proof-of-Work (PoW) и Proof-of-Stake (PoS) часто сравниваются в мире децентрализации. Эти алгоритмы предлагают разные подходы к поддержанию стабильности сети: PoW требует от узлов сети предоставления доказательства того, что они потратили вычислительные ресурсы (т.е. выполнили работу), чтобы достичь консенсуса децентрализованным способом.

С другой стороны, Proof-of-Stake требует от участников обязать криптовалюту, чтобы стать доверенным членом сети. Это снижает потребность в вычислительных ресурсах и позволяет достичь консенсуса быстрее. Однако PoS значительно уступает своему сопернику в плане безопасности.

Также для лучшего сравнения мы подготовили для вас таблицу с основными характеристиками:

Популярные криптовалюты с PoW

Чтобы увидеть, как алгоритм работает на практике и как он строит процессы внутри сети, ознакомьтесь с рядом монет, которые используют механизм консенсуса Proof-of-Work:

• Bitcoin (BTC): первая криптовалюта, использующая алгоритм PoW, SHA-256. Как и в любой другой сети, PoW обеспечивает высокую безопасность, но требует огромных затрат энергии. По скорости блоки создаются каждые 10 минут, а в периоды загруженности — ещё дольше, что ограничивает скорость транзакций. Тем не менее, Bitcoin остаётся эталоном децентрализации и безопасности, позволяя ему носить титул "цифрового золота" крипторынка.

• Dogecoin (DOGE): первая мемная монета, работающая на алгоритме Scrypt, что позволяет быстро создавать блоки (каждую минуту) в сети. Энергозатраты ниже, чем у BTC, но майнинг также можно проводить через пулы, что снижает барьер для входа. Награда для майнеров фиксирована и составляет 10,000 DOGE.

• Litecoin (LTC): "серебро" по отношению к "золоту" Bitcoin. LTC также работает на PoW и алгоритме Scrypt, что обеспечивает более высокие скорости и создание блоков каждые 2.5 минуты. Более быстрые и дешёвые транзакции по сравнению с BTC — тоже большое преимущество.

• Kaspa (KAS): инновационная монета PoW с протоколом GHOSTDAG и алгоритмом kHeavyHash. Она обеспечивает высокую скорость (десятки блоков в секунду) при низких энергозатратах. Благодаря своей технологической сложностью и новому подходу, монета характеризуется параллельной обработкой блоков и поддержкой GPU-майнинга.

Вы можете увидеть, что алгоритм Proof-of-Work остаётся основой безопасности и децентрализации в ряде крупных криптовалют, несмотря на высокие энергозатраты. Он доказал свою надёжность с течением времени и продолжает использоваться там, где важна устойчивая работа сети. Однако с ростом интереса к более энергоэффективным решениям будущее может быть за гибридными или альтернативными моделями консенсуса.

Была ли эта статья полезной для вас? Напишите в комментариях и оставайтесь с блогом Cryptomus, чтобы повысить свою криптообразованность!