Ce este Proof-of-Work (PoW) în termeni simpli?
Funcționarea oricărui blockchain este asigurată de participanți care utilizează echipamente informatice. Împreună, aceștia formează o rețea descentralizată. Și pentru a coordona activitatea lor, există algoritmi speciali. Unul dintre aceștia este Proof-of-Work (PoW). În acest material, vom analiza cum funcționează acesta.
Ce este Proof-of-Work?
Proof-of-Work (traducere din engleză „dovada muncii”) este un algoritm de atingere a consensului în blockchain. Principalele sale părți sunt minerii. Cu ajutorul dispozitivelor hardware, aceștia procesează tranzacțiile utilizatorilor și le adaugă în blocuri. Acestea din urmă sunt apoi incluse în blockchain.
În momentul creării unui bloc de tranzacții, informațiile din acesta sunt criptate sub formă de seturi de cifre și simboluri — hash (exemplu). Sarcina minerilor este de a găsi hash-ul corect prin calcule matematice.
Primul miner care reușește să facă acest lucru va putea să includă blocul de tranzacții în blockchain și să primească o recompensă în criptomonedă. După aceasta, se începe lucrul la găsirea hash-ului pentru următorul bloc. De asemenea, dificultatea mineritului poate crește sau scădea în funcție de numărul de mineri conectați la rețea și de puterea dispozitivelor lor.
Acest algoritm asigură un nivel ridicat de securitate al sistemului. De fiecare dată, minerii trebuie să efectueze calcule complexe, concurând între ei. Aceasta este o garanție că datele din blockchain vor fi corecte.
Cine a dezvoltat algoritmul PoW?
Conceptul de Proof-of-Work a fost dezvoltat de programatorii Cynthia Dwork și Moni Naor în 1993. În lucrarea lor „Pricing via Processing or Combatting Junk Mail” nu a fost menționat termenul „Proof-of-Work”, dar a fost exprimată ideea necesității de a determina hash-ul pentru a introduce date în registru (blockchain).
În 1999, Marcos Jakobsson și Ari Juels au publicat o altă lucrare. În aceasta, principiul de funcționare al algoritmului este descris în întregime, iar denumirea „Proof-of-Work” este introdusă.
Cu toate acestea, prima implementare a ideii a avut loc mai devreme — în 1997. Atunci, programatorul Adam Back a creat sistemul Hashcash, care utiliza acest algoritm.
Avantajele și dezavantajele PoW
Ca orice tehnologie, Proof-of-Work are atât avantaje, cât și dezavantaje.
- Nivel ridicat de securitate a tranzacțiilor;
- Posibilitatea ca oricine să participe la funcționarea blockchain-ului, conectând un dispozitiv hardware la rețea.
- Procesare lentă a tranzacțiilor. Necesitatea de a determina hash-ul blocului de fiecare dată reduce viteza de funcționare a blockchain-ului;
- Creșterea costurilor dispozitivelor hardware pentru mining. Datorită competiției dintre jucătorii din industrie, precum și a creșterii dificultății rețelei, minerii sunt nevoiți să cumpere și să întrețină dispozitive din ce în ce mai scumpe. Din acest motiv, utilizatorii care nu dispun de resurse suficiente nu pot obține profit din această activitate;
- Consum ridicat de energie electrică. Încă din 2021, s-a constatat că zilnic, pentru miningul de bitcoin se consumă mai multă electricitate decât consumă Argentina.
Cele mai mari criptomonede bazate pe algoritmul PoW
Proof-of-Work este primul algoritm de consens. Prin urmare, acesta este folosit în principal de blockchain-urile mai vechi:
Bitcoin (BTC)
Blockchain-ul Bitcoin este prima aplicare reușită a algoritmului Proof-of-Work. A fost lansat în 2009 de un utilizator sau un grup de utilizatori sub pseudonimul Satoshi Nakamoto. De la lansare, rămâne cea mai capitalizată criptomonedă.
Ofertă maximă a Bitcoin-ului este limitată la 21 milioane de monede. La momentul redactării, au fost extrase aproximativ 19,5 milioane BTC, iar recompensa pentru generarea unui nou bloc este de 6,25 BTC. Totuși, la fiecare patru ani, recompensa se reduce la jumătate. Următorul halving va avea loc în aproximativ aprilie 2024.
Bitcoin Cash (BCH)
Blockchain-ul Bitcoin Cash este un fork al Bitcoin-ului, care a apărut în 2017. Acesta a avut loc din cauza divergențelor din cadrul comunității referitoare la dezvoltarea ulterioară a proiectului după dispariția lui Satoshi Nakamoto.
Bitcoin Cash are aceeași emisie maximă și recompense pentru mining, precum și același program de halving. Principala diferență constă în viteza mai mare de procesare a tranzacțiilor (116 pe secundă, comparativ cu șapte pentru Bitcoin).
Ethereum Classic (ETC)
Ethereum Classic a apărut după hack-ul organizației autonome descentralizate The DAO pe blockchain-ul Ethereum în 2016. Aplicația a strâns 150 de milioane de dolari de la utilizatori, iar hackerii au scos 70 de milioane de dolari din smart contracte. Din această cauză, dezvoltatorii Ethereum au decis să «revină» blockchain-ul la momentul hack-ului pentru a restitui fondurile utilizatorilor.
O parte a comunității nu a fost de acord cu această decizie, deoarece considera că încalcă principiile funcționării blockchain-ului. Astfel, în același an 2016, rețeaua Ethereum Classic s-a desprins de blockchain-ul Ethereum.
La momentul scrierii, Ethereum Classic continuă să funcționeze pe protocolul Proof-of-Work, în timp ce Ethereum a reușit deja să treacă la Proof-of-Stake (PoS).
Litecoin (LTC)
Criptomoneda LTC funcționează în rețeaua Litecoin utilizând Proof-of-Work. A fost dezvoltată în 2011 de către fostul angajat Google Charlie Lee. Pentru crearea sa a fost folosit un cod sursă îmbunătățit al bitcoinului.
Ideea principală a proiectului este de a avea un blockchain și o criptomonedă care să depășească bitcoinul în toate privințele. De exemplu, în ceea ce privește viteza de procesare a tranzacțiilor (56 pe secundă) și costurile reduse ale comisioanelor.
Dogecoin (DOGE)
Este o criptomonedă de tip meme, creată în 2013 de entuziaștii Billy Markus și Jackson Palmer. În dezvoltarea sa a fost utilizat codul modificat al blockchain-ului Litecoin. La lansare, Dogecoin nu avea un scop final; dezvoltatorilor le-a părut „distractiv” să creeze o criptomonedă bazată pe un meme.
Însă, în 2021, datorită mențiunilor făcute de Elon Musk despre proiect pe X (anterior — Twitter), criptomoneda a câștigat popularitate. În același an, la opt ani după începerea activității, echipa a lansat foaia de parcurs a proiectului.
Criptomoneda are o emisii nelimitată, motiv pentru care valoarea sa este supusă inflației.
Viitorul PoW
Proof-of-Work își îndeplinește în mod eficient funcția. Cu toate acestea, algoritmul are probleme cu scalabilitatea, iar din cauza principiului de funcționare al mineritului, viteza de procesare a tranzacțiilor este foarte limitată.
Există, de asemenea, îngrijorări cu privire la consumul ridicat de energie electrică al minerilor. Din acest motiv, la nivelul Uniunii Europene și în anumite state din SUA, se iau deja decizii privind limitarea și controlul industriei.
De exemplu, conform legii din Kazakhstan, minerii sunt obligați să respecte anumite cote și să raporteze acest lucru autorităților de reglementare.
Din aceste motive, la momentul scrierii, noile blockchain-uri (Sui, Aptos, Sei) preferă să utilizeze Proof-of-Stake (PoS) ca protocol de atingere a consensului. În 2022, Ethereum a trecut, de asemenea, la acest sistem.
Dar asta nu înseamnă că PoW va dispărea complet de pe piață. La fel, Bitcoin rămâne în continuare principala criptomonedă. Dezvoltatorii nu intenționează să schimbe proiectul pe un alt algoritm, și aceasta și din cauza nivelului ridicat de securitate.
Probabil că influența Proof-of-Work va scădea de la an la an, dar acesta va continua să fie utilizat de rețele precum Bitcoin, Litecoin și Bitcoin Cash.
Compararea Proof-of-Work și Proof-of-Stake
Proof-of-Stake, menționat anterior, este unul dintre cele mai populare algoritmi de atingere a consensului. Totuși, acesta se diferențiază semnificativ de PoW.
Consumul de energie și costul echipamentului
În Proof-of-Work, minerii concurează constant în căutarea hash-ului pentru a obține recompense. Acest lucru îi determină să folosească echipamente din ce în ce mai scumpe și să consume mai multă energie electrică, ceea ce crește costurile financiare.
În Proof-of-Stake, validatorii primesc dreptul de a adăuga un bloc de tranzacții și recompense prin staking. Aceasta înseamnă că trebuie să blocheze în rețea o anumită cantitate de criptomonedă pentru a avea șansa de a fi ales pentru munca plătită în blockchain.
Algoritmul alege validatorul în mod aleatoriu. Dar cu cât un validator aduce mai multă criptomonedă în staking, cu atât șansele sale de a primi recompense pentru muncă sunt mai mari.
Acest mecanism elimină competiția tehnologică constantă și reduce consumul de energie electrică.
Decentralizare și siguranța
Proof-of-Work este considerat mai sigur, deoarece minerii sunt obligați să concureze între ei. Potențial, acesta poate avea probleme cu decentralizarea, deoarece jucătorii pot forma pool-uri pentru a colabora. În teorie, controlul asupra blockchain-ului poate fi capturat dacă un grup de persoane deține 51% din hash-rate-ul total al rețelei. Însă probabilitatea ca acest lucru să se întâmple este foarte scăzută, deoarece ceilalți participanți vor continua să-și crească puterea de procesare.
Pe de altă parte, Proof-of-Stake oferă utilizatorilor posibilitatea de a influența funcționarea blockchain-ului nu prin mining, ci prin staking. Teoretic, aceasta elimină dezavantajele PoW. Însă, în realitate, „pachetul de control” al token-urilor poate fi achiziționat de investitori mari. Aceștia vor putea astfel să controleze și să modifice complet funcționarea blockchain-ului. Nu mai vorbim despre faptul că dezvoltatorii înșiși pot deține suficiente monede pentru a controla blockchain-ul. Astfel, PoS prezintă riscuri foarte mari în ceea ce privește decentralizarea și siguranța.
Viteza de procesare a tranzacțiilor
Având în vedere că Proof-of-Stake nu necesită căutarea costisitoare a hash-ului pentru blocurile de tranzacții, acesta este capabil din punct de vedere tehnic să proceseze tranzacțiile mai repede decât Proof-of-Work.
Concluzii
Proof-of-Work este un algoritm de consens care permite funcționarea sigură a blockchain-ului pentru participanții săi. A devenit primul protocol de consens funcțional și deține în continuare cele mai bune indicatori de siguranță.
Cu toate acestea, PoW are dezavantaje din cauza popularității crescute a criptomonedelor. Prin urmare, astăzi este utilizat în majoritatea blockchain-urilor mai vechi, iar în locul său apar noi algoritmi. Unul dintre aceștia este Proof-of-Stake, care este folosit practic în toate noile blockchain-uri.
Proof-of-Work este un algoritm de consens în blockchain. Principalele entități implicate în funcționarea Proof-of-Work sunt minerii.
Minerii, utilizând echipamente hardware, caută un set unic de simboluri și cifre criptate (hash) pentru a introduce un bloc de tranzacții în blockchain. Cel care reușește primul va primi o recompensă în criptomonedă.
Proof-of-Work oferă un nivel ridicat de siguranță și decentralizare, dar necesită costuri continue pentru întreținerea echipamentului și consumul de energie electrică.