Hva er Proof of Work (PoW)

Hva er Proof of Work (PoW)

Hva er Proof of Work (PoW). Proof of Work (PoW) beskriver en konsensusmekanisme som krever betydelig databehandlingsinnsats fra et nettverk av enheter. Hal Finney tilpasset konseptet av digitale token i 2004 gjennom ideen om «gjenbrukbar proof of work». Ved bruk av den 160-bit sikre hashalgoritmen 1 (SHA-1).

Etter introduksjonen i 2009. Ble Bitcoin den første bredt aksepterte anvendelsen av Finneys PoW-idé (Finney var også mottakeren av den første bitcoin-transaksjonen). Proof of work danner grunnlaget for mange andre kryptovalutaer og muliggjør sikker konsensus.

Viktige poeng

• Proof of Work (PoW) er en desentralisert konsensusmekanisme. Som krever at nettverksmedlemmer bruker innsats på å løse en kryptert heksadesimalt tall.
• Proof of Work kalles også mining, referert til som å motta belønning for utført arbeid.
• Proof of Work muliggjør sikker peer-to-peer transaksjonsbehandling uten behov for en betrodd tredjepart.
• Proof of Work i stor skala krever enorme mengder energi, som øker når flere gruvearbeidere blir med i nettverket.

Forståelse av Proof of Work

Denne forklaringen vil fokusere på hvordan proof of work fungerer i Bitcoin-nettverket. Vanligvis omtalt som en kryptovaluta, teknisk sett representerer Bitcoin en token – en fremstilling av eierskap av verdi på Bitcoin-blockchainen. Eierskapet av tokenet kan byttes mot noe av tilsvarende verdi, på samme måte som når du gir noen en dollar for en sjokolade – de har nå dollaren, og du har sjokolade.

Arbeid i Blokkjeder

Bevis på Arbeid i Blokkjeder Blokkjeder fungerer som distribuerte registre og registrerer alle transaksjoner av bitcoins, på en måte som likner inntastingen av transaksjoner i et regneark. Hver blokk i blokkjeden kan sammenlignes med en celle i et regneark. Informasjon som transaksjonsbeløp, lommebokadresser, tidspunkt og dato blir nøye registrert og kryptert i blokkens overskrift – et heksadesimalt tall som dannes gjennom blokkjedens hashfunksjon.

Den hashen fra hver blokk blir brukt i den påfølgende blokken når dens hasj blir generert. Denne prosessen skaper en kjede av blokker som er sammenkoblet, og som ikke kan endres. Dette skjer fordi den nyeste blokkens hasj inneholder all informasjon fra hver blokk.

Verifisere

Vi må verifisere hashverdien før vi kan begynne på en ny blokk når en blokk er fullført.» Dette er der bevis på arbeid kommer inn. Hashen er en 64-sifret, kryptert heksadesimalt tall. Med moderne teknologi kan en hash genereres på millisekunder for store datamengder. Likevel forsøker gruvearbeidere å gjette denne hashen, en prosess som tar betydelig tid i datatermer.

Mining er prosessen med å validere transaksjoner ved å løse hashen og motta en belønning.

Nonce Hashen inkluderer en serie tall kalt nonce, en forkortelse for «number used once» (nummer brukt én gang). Når en gruvearbeider – programmet på en node som arbeider med å løse hashen – starter gruvedrift, genererer det en hash fra offentlig tilgjengelig informasjon ved å bruke en nonce lik null.

Løse Hashen Hvis hashen er lavere enn gjeldende nettverksmål, har gruvearbeideren løst hashen vellykket. Nettverksmålet er et matematisk resultat av en formel konvertert til et heksadesimalt tall som bestemmer gruvedriftens vanskelighetsgrad.

Hvis hashen er større enn målet, legger gruveprogrammet til en verdi på 1 i nonce og genererer en ny hash. Hele nettverket av gruvearbeidere prøver å løse hashen på denne måten. På Bitcoin-blockchainen får gruvearbeideren som løser hashen den gjeldende belønningen for utført arbeid.

«Sammenligning av Proof of Work og Proof of Stake To av de mest utbredte konsensusmekanismene er proof of work (bevis på arbeid) og proof of stake (bevis på eie). Ethereum, som er en betydelig konkurrent til Bitcoin, implementerte proof of work på sin blokkjede inntil september 2022, da den etterlengtede overgangen til proof of stake fant sted. Her presenteres noen av de sentrale forskjellene mellom disse to tilnærmingene.»

Proof of Work Validering utføres av et nettverk av gruvearbeidere

Bitcoin betales som belønning og for transaksjonsgebyrer

Konkurransens karakter bruker mye energi og beregningskraft

Proof of Stake Validering utføres av deltakere som tilbyr ether som sikkerhet

Ether betales kun for transaksjonsgebyrer

Mindre beregningskraft og energi brukes

Spesielle hensyn

Gruvedrift er en konkurransepreget prosess, og det har utviklet seg til en kamp mellom deltakere med mest mulig databehandlingskraft. Som et resultat slutter gruvearbeidere seg sammen i gruvebassenger for å øke sjansene for å motta belønning, da det krever betydelig databehandlingsarbeid for å være konkurransedyktig.

Den 9. februar 2023 utgjorde FoundryUSA, et gruvebasseng, nesten 32% av den tre dagers hashraten til Bitcoin-nettverket – målt i antall hasher et nettverk kan utføre per sekund. FoundryUSA utførte 89,81 eksa-hasjer per sekund (EH/s), og bassenget genererte nesten 90 kvintillioner (90 x 10^18) hasjer per sekund.

Enkeltpersoner eller individuelle PoW-minere kan ikke konkurrere på samme nivå som gruvebassengene når det gjelder belønninger.

Proof of work er også kjent for sitt høye energiforbruk. University of Cambridge sporer energibehovet til Bitcoin-nettverket og bruker en «beste gjetning» for å anslå forbruket. Selv om nettverket bruker like mye energi som noen små land, er det verdt å merke seg at industrielle datanettverk og datasentre forbruker langt mer energi enn Bitcoin-nettverket.

Proof of work er også en betydelig tregere valideringsmetode sammenlignet med andre mekanismer. For eksempel finner det sted flere transaksjoner enn Bitcoin-nettverket kan håndtere. Transaksjoner lagres i en minnetjeneste og venter på validering, og gjennomsnittlige bekreftelsestider mellom 1. januar og 9. februar 2023 varierte fra sju til 91 minutter (bekreftelse refererer til når transaksjonen er bekreftet). Bitcoin opprettholder en gjennomsnittlig blokktid på 10 minutter – sammenlignet med blokktidene på Ethereum PoS-nettverket, som har ligget på gjennomsnittlig 12 sekunder siden september 2022.

Eksempel på Proof of Work

Proof of work krever at en datamaskin tilfeldig engasjerer seg i hash-funksjoner til den kommer fram til en utgang med riktig minimum antall ledende nuller. For eksempel er hasjen for blokk #775,771, utvunnet den 9. februar 2023, som følger:

00000000000000000003aa2696b1b7248db53a5a7f72d1fd98916c761e954354

Belønningen for den vellykkede hashen var 6,25 BTC og 0,1360 BTC i gebyrer.

Nonce var 2 881 347 934, det var 1 519 transaksjoner i blokken, og den totale verdien av blokken var 1 665,9645 BTC. Husk at en hash genereres, og nonce starter på null; denne blokken ble hashet av en gruvearbeider 2,8 milliarder ganger før den nådde et tall mindre enn målet.

Hva betyr Proof of Work

PoW krever at noder i et nettverk gir bevis på at de har brukt beregningskraft (dvs. arbeid) for å oppnå enighet på en desentralisert måte og for å forhindre at uærlige aktører tar over nettverket.

Hvorfor trenger kryptovalutaer Proof of Work

Fordi de er desentraliserte og peer-to-peer i designet, trenger blokkjeder som kryptovalutanettverk en måte å oppnå både enighet og sikkerhet på. Proof of work er en metode som gjør det for ressurskrevende å overta nettverket. Det finnes også andre bevismekanismer som er mindre ressurskrevende. Uten en bevismekanisme ville nettverket og dataene som er lagret i det, være sårbare for angrep eller tyveri.

Er Bitcoin avhengig av Proof of Work

Ja, Bitcoin benytter seg av Proof of Work (bevis på arbeid). Den anvender en PoW-algoritme basert på SHA-256 hash-funksjonen for å verifisere og bekrefte transaksjoner, samtidig som den utsteder nye bitcoins.

Oppsummert

Proof of work er en konsensusmekanisme som mange kryptovalutaer anvender for å validere transaksjoner på deres blokkjeder og belønne deltakere i nettverket med tokens. Proof of work representerer en konkurransedyktig prosess som utnytter offentlig tilgjengelig transaksjonsinformasjon i forsøket på å generere et heksadesimalt tall som er mindre enn nettverkets mål for den gjeldende gruveperioden. Under PoW-konsensus arbeider flere tusen gruveprogrammer med én blokk inntil hash er løst, før de beveger seg videre til neste blokk.