Що таке алгоритм консенсусу PoW у криптовалюті?

Щоб працювати безперебійно та залишатися вірним своїй децентралізованій природі, система блокчейн повинна функціонувати в гармонії, що можливо лише за допомогою механізмів консенсусу. Простими словами, консенсус — це погодження всіх учасників мережі щодо її поточного стану. Тобто це механізм, який дозволяє децентралізованим підключенням досягати взаєморозуміння щодо підтверджених транзакцій і додавати їх до блоку.

У сьогоднішній статті ми розповімо вам про перший механізм консенсусу — Proof-of-Work (PoW): ви дізнаєтеся, як він працює і чому він відіграє таку важливу роль у збереженні децентралізованого світу криптовалют. Ми також покажемо вам приклади монет, які працюють за механізмом PoW.

Як працює алгоритм PoW?

Proof-of-Work — це механізм консенсусу, який дозволяє майнерам (верифікаторам) підтверджувати транзакції і додавати їх до блоку, вирішуючи складні математичні завдання, за що вони отримують винагороду. Першими використали цю технологію Сатоші Накамото, коли він розробив білу книгу для Bitcoin. Проте, коли йдеться про походження PoW, вчені Синтія Дворк і Моні Наор розробили його в 1993 році.

Запровадження Proof-of-Work вирішило проблему подвійного витрачання, коли одні й ті ж гроші витрачаються більше одного разу. PoW використовує нові економічні стимули в алгоритмі, що стало основою для виникнення індустрії майнінгу. Це вимагає від учасників мережі, яких називають майнерами, виконати складне завдання, яке доводить, що вони витратили ресурси (час і енергію) для додавання нового блоку в блокчейн. Ось звідки й виникла назва: це доказ того, що реальна робота була виконана.

Щоб краще зрозуміти технічну сторону того, як працює механізм PoW, варто знати про нонсу — випадкове число, яке майнери намагаються вгадати. Воно відіграє ключову роль у створенні валідного хешу, який відповідає вимогам мережі та дозволяє додавати новий блок до ланцюга.

Процес пошуку відповідної нонси називається майнінгом. Коли один із майнерів знаходить правильну нонсу, він транслює блок іншим учасникам. Якщо блок перевіряється, його додають до ланцюга, а майнер отримує винагороду.

Мета алгоритму Proof-of-Work

Метою алгоритму Proof-of-Work є забезпечення консенсусу серед вузлів, які спочатку не довіряють один одному. Тобто, досягнення єдиного погодження, які транзакції вважаються дійсними, а який блокчейн визнається головним. Для цього ланцюг має бути на найвищій висоті завдяки підтвердженим блокам, після чого інші гілки стають його відгалуженнями.

Такий підхід робить практично неможливим підробку даних або «подвійне витрачання» без контролю більшої частини хешрейт мережі, що забезпечує безпеку мережі. Щоб переписати історію транзакцій і вкрасти гроші, атакуючий повинен контролювати більше ніж 50% загальної потужності обробки мережі, що неможливо через процес майнінгу. Таким чином, ви можете бути впевнені, що ваші кошти в безпеці, оскільки алгоритм PoW забезпечує високий рівень захисту від шахрайства.

PoS проти PoW

Механізми консенсусу Proof-of-Work (PoW) і Proof-of-Stake (PoS) часто порівнюються в світі децентралізації. Ці алгоритми мають різні підходи до підтримки стабільності мережі: PoW вимагає від вузлів мережі надавати докази того, що вони витратили обчислювальну потужність (тобто працювали), щоб досягти консенсусу децентралізованим способом.

З іншого боку, Proof-of-Stake вимагає від учасників вкласти криптовалюту як заставу, щоб стати надійним членом мережі. Це знижує потребу в обчислювальних ресурсах і дозволяє досягати консенсусу швидше. Однак PoS значно поступається PoW за рівнем безпеки.

Також для кращого порівняння ми підготували таблицю з основними характеристиками:

Популярні криптовалюти PoW

Щоб побачити, як алгоритм працює на практиці і як він будує процеси в межах мережі, ознайомтесь зі списком деяких монет, що працюють на механізмі консенсусу Proof-of-Work:

• Bitcoin (BTC): перша криптовалюта на базі Proof-of-Work, алгоритм SHA-256. Як і в будь-якій іншій мережі, PoW забезпечує високу безпеку, але вимагає величезного споживання енергії. Що стосується швидкості, блоки створюються кожні 10 хвилин, а в періоди навантаження — ще довше, що обмежує швидкість транзакцій. Проте Bitcoin залишається орієнтиром для децентралізації та безпеки, здобувши титул «цифрового золота» крипторинку.

• Dogecoin (DOGE): перша мем-коїна, що працює на алгоритмі Scrypt і дозволяє швидко створювати блоки (1 хвилина) в мережі. Енергетичні витрати менші, ніж у BTC, а майнінг також можна здійснювати через пул, що знижує бар'єр для входу. Винагорода для майнерів фіксована і становить 10,000 DOGE.

• Litecoin (LTC): «срібло» відносно «золота» Bitcoin. LTC також працює на PoW і алгоритмі Scrypt, що забезпечує вищу швидкість і дозволяє створювати блоки кожні 2.5 хвилини. Швидші і дешевші транзакції порівняно з BTC — також велика перевага.

• Kaspa (KAS): інноваційна монета PoW з протоколом GHOSTDAG і алгоритмом kHeavyHash. Вона забезпечує високу швидкість (десятки блоків на секунду) при нижчих енергетичних витратах. Завдяки своїй технологічній досконалості та новому підходу, монета характеризується паралельною обробкою блоків та підтримкою GPU-майнінгу.

Ви можете побачити, що алгоритм Proof-of-Work залишається основою безпеки і децентралізації в ряді основних криптовалют, незважаючи на високі енергетичні витрати. Він зарекомендував себе як надійний інструмент і продовжує використовуватись там, де стійкість мережі є пріоритетом. Однак зростаючий інтерес до більш енергоефективних рішень може зробити майбутнє за гібридними або альтернативними моделями консенсусу.

Чи була ця стаття корисною для вас? Напишіть у коментарях і залишайтеся з блогом Cryptomus, щоб розширювати свої знання про криптовалюти!