Алгоритм Proof-of-Work: достоинства и недостатки программной основы Биткоина

Наивно считать, что Биткоин — это феномен, созданный Сатоши Накамото всего за одну неделю или год. Эволюция расчетных средств, особенно стандартов и разработок, заложенных в криптографических валютах, началась гораздо раньше рождения цифровых активов. Не составляет исключения алгоритм Proof-of-Work (PoW), являющийся программной основой для Биткоина и множества цифровых расчетных средств.

Алгоритм PoW — зарождение

Точкой отсчета истории следует считать 1993 год. Идеи Мони Наор и Синтии Дворк, подразумевающие применение сложных математических расчетов для обеспечения доступа к публичной информационной базе, не нашли последователей в академических кругах. Ученые так и не смогли понять роли арифметических манипуляций в процессе распределения ресурсов общедоступной масштабируемой сети.

Первым сдвигом стало появление Hashcash, разработчиком которого является Адам Бэк. Назначением нововведения стало обеспечение защиты от спам-атак. Для увеличения эффективности защитных механизмов применялся метод хеширования. Обнаружение валидности заголовка каждого письма происходило путем расшифровки названия электронного послания. Сложности возникали уже при отправке спама. В процессе идентификации использовался стандарт вычислений SHA-1.

Понадобилось еще несколько лет, чтобы алгоритм Proof-of-Work (доказательство работы) стал общепринятым термином. В 2009 году разработчик Биткоина интегрировал PoW в первую криптовалютную сеть в качестве стандарта для обеспечения консенсуса, подвергнув его некоторым изменениям. Новая версия SHA-256 содержала функцию автоматического изменения сложности вычислений.

Роль алгоритма PoW в фукционировании системы Биткоина

Стандарт PoW несет важную функциональную нагрузку — подтверждение валидности внутрисистемных транзакций. В частности, он контролирует целесообразность действий майнеров и обеспечивает сохранение конкуренции между ними. Ноды (майнеры) занимаются включением информации о достоверных внутрисистемных трансферах в цепь блокчейна. Функцией полных вычислительных узлов (майнеров) является постоянное осуществление расчетов, что обеспечивает беспрерывность функционирования системы и эффективную работу защитных механизмов.

Задачи, решением которых заняты ноды, сложные, и требуют применения значительных вычислительных мощностей. Параметры сложности меняются периодически с учетом реалий. В случае, когда система распознает риск несанкционированного вмешательства извне, SHA-256 усложняет показатели для окончательного определения нужного значения.

Параметры вычислений, заложенные в алгоритме PoW, не являются статическим показателем и меняются с развитием криптовалюты и одноименной сети платежей Биткоин. Растут показатели вычислительных мощностей и коэффициент сложности, необходимые для поддержания процесса генерации виртуальных монет.

Применение алгоритма PoW

Стандарт PoW применяется в большинстве систем криптоактивов. Причиной популярности следует считать успех, достигнутый первым цифровым расчетным средством, на открытом исходном коде которого разработаны множество форков. Хотя в алгоритмах новых монет были интегрированы видоизменения, обусловившие существование расхождений в продолжительности процесса формирования блоков. Например, в системе одного из первых производных главной криптовалюты Litecoin, время создания нового блока в 4 раза меньше аналогичного параметра Биткоина.

Достоинства алгоритма PoW

Универсальностью алгоритма PoW следует объяснить ряд преимуществ:

  • Защита от несанкционированного доступа (DoS-атаки). Для осуществления успешного хакерского нападения на блокчейн нужно задействовать столь значительные вычислительные мощности, что подобные действия лишены всякого смысла и нерентабельны.
  • Как уже отмечалось выше, PoW определяет беспрерывность процесса генерации виртуальных монет. Активность майнеров оплачивается определенным количеством призовых коинов. При этом только владельцы полных узлов и команда разработчиков решают вопрос целесообразности изменения дальнейших тенденций эволюции системы.

Недостатки алгоритма PoW

В феномене алгоритма Proof-of-Work присутствуют некоторые недостатки:

  • Проблему для эволюции составляют расходы электричества. На фоне увеличения сложности сети растут среднестатистические показатели мощности и стоимости аппаратуры, применяемой для обеспечения рентабельности процесса генерации.
  • Наличие риска атаки 51 процент является самой важной проблемой стандарта PoW и подразумевает монополизацию сегмента майнинга Биткоина. Хотя подобные действия имеют обратную сторону. Если добыча монет станет рентабельной только для монополистов, сеть лишится пользователей, доверием которых обеспечивается внутренняя ценность и рыночная капитализация виртуальных монет, лишенных материального обеспечения.

Алгоритм PoW имеет аналоги, решенные в ином формате, но занимает лидирующую позицию в экосистеме альтернативных валют на сегодняшний день.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter. Спасибо за грамотный Интернет!

Добавить комментарий

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: