Proof of work (POW) în lumea criptomonedelor | Ce este?

În sectorul tehnologiei blockchain, unde inovația se întâlnește cu descentralizarea, există un concept care trebuie înțeles – proof of work.

Bitcoin: proof of work

Acest concept de Proof of Work (PoW), se definește în română ca dovada de muncă. Cu Proof of Work putem interpreta două puncte importante:

  • Nevoia de a demonstra puterea de calcul pentru a valida tranzacțiile, asigurând integritatea lanțului de blocuri.
  • Crearea unui ecosistem descentralizat unde încrederea nu rezidă într-o autoritate centrală, ci în colaborarea și competiția unei rețele distribuite de noduri.

Ce este Proof of Work?

Proof of Work (PoW) este un protocol de consens utilizat pentru a valida și confirma tranzacțiile, și pentru a produce noi blocuri în cadrul blockchain sau lanțului de blocuri. A fost introdus pentru prima dată de Bitcoin în 2009 ca parte integrantă a funcționării sale.

În termeni mai colocviali, Proof of Work este ca un „joc de mecanisme” care este folosit pentru a ne asigura că toate tranzacțiile dintr-un blockchain sunt legitime și precise. Este ca și cum ai rezolva un puzzle matematic complicat. Când cineva rezolvă puzzle-ul, un nou „bloc” este adăugat la lanțul de blocuri, care este practic un registru al tuturor tranzacțiilor, un bloc după altul.

👉 Pentru mai multe informații: Cum să cumperi Bitcoin în siguranță din România

Caracteristicile PoW

Înțelegând puțin mai mult definiția, să trecem la caracteristicile și calitățile pe care le are Proof of Work.

Istoric

  • Istoric: Bitcoin a fost prima criptomonedă care a implementat PoW ca mecanism de consens. De atunci, multe proiecte criptografice au adoptat această abordare, deși au apărut și alternative precum Proof of Stake (PoS) și alte protocoale de consens diferite.

Validarea tranzactiilor

  • Validarea tranzacțiilor: PoW este folosit pentru a valida și confirma tranzacțiile într-o rețea blockchain. Blocurile de tranzacții sunt adăugate la lanțul de blocuri după ce dispozitivele numite “mineri”, rezolvă probleme criptografice.

Siguranță

  • Siguranță: Mecanismul Proof of Work oferă un nivel ridicat de securitate rețelei. Datorită naturii problemelor criptografice care trebuie rezolvate, este extrem de dificil pentru un atacator să modifice o tranzacție trecută fără a fi nevoit să recalculeze toate blocurile ulterioare, ceea ce face ca atacurile să fie impracticabile și foarte costisitoare. Până acum, Bitcoin nu a fost compromis de la crearea sa în 2009.

Recompense economice

  • Recompense economice: Minerii sunt recompensați cu noi criptomonede care sunt extrase și taxe de tranzacție pentru forța lor de calcul de lucru în rezolvarea problemelor matematice. Acest lucru oferă un puternic stimulent economic pentru a menține integritatea rețelei și a participa la procesul de minerit.

Descentralizare

  • Descentralizare: Permițând oricărei persoane să participe la procesul de minare cu echipamentul adecvat, PoW promovează o mai mare descentralizare a rețelei. Acest lucru înseamnă că nu există o autoritate centralizată care să controleze rețeaua, ceea ce o face mai puțin vulnerabilă la atacuri sau manipulări.

Consumul de energie

  • Consumul de energie: Una dintre principalele critici aduse PoW este consumul său mare de energie. Procesul intensiv de calcul necesar pentru a rezolva problemele criptografice consumă o cantitate semnificativă de electricitate, ceea ce a generat preocupări cu privire la impactul său asupra mediului. Este adevărat că, din ce în ce mai mult, procentul de energie consumată de aceste noduri provine din surse de energie verde, regenerabile.

Scalabilitate limitată

  • Scalabilitate limitată: PoW se confruntă cu provocări de scalabilitate și viteză datorită naturii sale de construcție. Pe măsură ce numărul de tranzacții și mineri din rețea crește, se poate produce congestie și costuri mai mari de tranzacție. De asemenea, nu există o confirmare rapidă a unei tranzacții în câteva secunde. Necesită câteva minute în cazul Bitcoin.

Cum funcționează PoW?

Proof of Work (PoW) este un mecanism de consens folosit în criptomonede pentru a valida tranzacțiile și a adăuga noi blocuri la lanțul de blocuri. Funcționează în felul următor:

  1. Tranzacții:
    1. Utilizatorii rețelei creează tranzacții, care sunt transferuri de criptomonede între două adrese.
    2. Tranzacțiile includ informații de bază precum adresa expeditorului, adresa destinatarului, cantitatea de criptomonede transferată și o taxă.
    3. Tranzacțiile sunt transmise în rețea și sunt grupate în blocuri.
  2. Crearea blocului: Când se efectuează o tranzacție în rețea, aceasta este grupată cu alte tranzacții în așteptare pentru a forma un bloc.
  3. Selectarea problemei criptografice:
    1. Odată ce s-a format un bloc, se selectează o problemă criptografică pe care minerii trebuie să o rezolve pentru a valida blocul și a-l adăuga la lanțul de blocuri. Această problemă implică de obicei găsirea unei valori specifice, cunoscută sub numele de „nonce„. Aceasta, atunci când este combinată cu conținutul blocului și este trecută printr-o funcție hash, produce un rezultat care îndeplinește anumite criterii, cum ar fi să aibă un anumit număr de zerouri la începutul hash-ului.
    2. În cazul particular al Bitcoin, această funcție de tip hash, este Sha-256.
  4. Rezolvarea problemei:
    1. Minerii concurează între ei pentru a rezolva problema criptografică cât mai repede posibil. Ei folosesc puterea lor de calcul pentru a efectua calcule și a testa diferite valori de nonce până când găsesc una care produce hash-ul necesar.
    2. Minerii folosesc software specializat și hardware puternic pentru a-și crește șansele de a găsi o soluție.
  5. Verificarea soluției:
    1. Odată ce un miner găsește un nonce care îndeplinește cerințele, îl atașează la bloc și îl transmite rețelei.
    2. Restul nodurilor din rețea verifică soluția problemei criptografice pentru a se asigura că munca a fost efectuată corect.
  6. Adăugarea blocului la lanț:
    1. Dacă soluția este validă, blocul este adăugat la lanțul de blocuri și recompensa este acordată minerului care a rezolvat problema.
    2. Dacă soluția nu este validă, blocul este respins.
    3. Recompensa constă de obicei în noi criptomonede proaspăt create, precum și în taxele de tranzacție incluse în bloc.

Exemplu de Proof of Work cu Bitcoin

  • Crearea blocului:
    • Tranzacții: Laura vrea să trimită 1 BTC lui Mihai. Tranzacția este transmisă rețelei.
    • Grupare: Toate tranzacțiile recente, cum ar fi cea a Laurei, sunt grupate într-un bloc în așteptare care este gata să fie adăugat la lanțul de blocuri.
  • Selectarea problemei criptografice:
    • Dificultate: Se selectează o problemă criptografică pentru ca minerii să o rezolve, ținând cont de dificultatea actuală a rețelei. În acest exemplu, problema constă în găsirea unui număr (nonce) care, atunci când este înlănțuit cu conținutul blocului și trecut printr-o funcție hash (bitcoin utilizează SHA-256), produce un rezultat care îndeplinește anumite criterii, cum ar fi începerea cu un număr specific de zerouri.
  • Rezolvarea problemei:
    • Minerit: Minerii din rețea încep să concureze între ei pentru a rezolva această problemă. Ei folosesc puterea lor de calcul pentru a testa diferite valori de nonce și a calcula hash-ul blocului până când găsesc unul care îndeplinește cerințele stabilite de dificultatea rețelei.
  • Verificarea soluției:
    • Validare: Odată ce un miner găsește un nonce care produce un hash valid, îl atașează la bloc și îl transmite rețelei. Celelalte noduri din rețea verifică rapid dacă hash-ul blocului îndeplinește cerințele de dificultate. Dacă este așa, blocul este considerat valid. Dacă nu este valid, este respins din lanț.
  • Adăugarea blocului la lanț:
    • Recompensă: Noul bloc este adăugat la lanțul de blocuri, iar minerul care l-a rezolvat primește o recompensă sub formă de noi bitcoins și taxele de tranzacție incluse în bloc. În cazul Bitcoin, recompensa actuală este de de 3,125 BTC pentru următoarele 210.000 de blocuri minate (aproximativ 4 ani).
  • Repetarea procesului:
    • Continuitate: Procesul se repetă continuu în rețea pe măsură ce minerii concurează pentru a adăuga noi blocuri la blockchain. Dificultatea problemei criptografice se ajustează automat la fiecare 2016 blocuri în Bitcoin pentru a menține un timp mediu constant între crearea blocurilor (aproximativ 10 minute), asigurând securitatea și stabilitatea rețelei.

În acest exemplu:

  • Laura a putut să trimită 1 BTC lui Mihai în mod sigur și de încredere datorită procesului de PoW.
  • Minerii au fost motivați să participe la rețea și să asigure securitatea acesteia prin recompensa BTC.
  • Blockchain-ul Bitcoin s-a extins cu un nou bloc care conține tranzacția Laurei.

De ce Bitcoin folosește Proof of Work?

La 31 octombrie 2008, Satoshi Nakamoto lansează Bitcoin pe piață. Face clar că dovada de muncă va fi un element cheie în rețeaua Bitcoin, lăsând următoarea informație în publicația sa:

“Propunem o soluție la problema dublei cheltuieli utilizând o rețea peer-to-peer. Rețeaua marchează timpul tranzacțiilor prin gruparea lor într-un lanț de dovadă de muncă bazat pe hash, formând o înregistrare care nu poate fi schimbată fără a reface dovada de muncă.”

Astfel, dovezile de muncă, aduc următoarele:

  • Siguranță: Rezistent la falsificare și descurajează actorii rău intenționați datorită calculului intensiv necesar.
  • Descentralizare: Funcționare globală fără entitate centrală, deschisă tuturor, promovând rezistența la cenzură și distribuția puterii.
  • Recompense: Oferă stimulente economice pentru a crește securitatea rețelei, motivând minerii să participe.
  • Stabilitate: Mecanism robust și stabil, cu ajustare a dificultății pentru a menține timpurile de bloc constant.

De ce a apărut Proof of Work în blockchain?

Satoshi Nakamoto, creatorul Bitcoin, a avut viziunea de a dezvolta un sistem de numerar digital peer-to-peer (P2P). Scopul era să elimine necesitatea de a avea încredere într-o terță parte. Introducerea PoW a permis participanților la rețea să ajungă la un consens asupra stării blockchain-ului într-un mod decentralizat și sigur, fără necesitatea unei autorități centrale.

Proof of Work (PoW) a apărut în blockchain ca o soluție la problema cheltuielii duble și necesitatea de a stabili un mecanism de consens descentralizat și sigur.

Probleme întâmpinate

  • Cheltuire dublă: Într-un sistem digital, este ușor să copiezi și să dublezi informația. Acest lucru ar putea permite unui utilizator să cheltuiască aceeași monedă digitală de două ori, ceea ce ar distruge încrederea în monedă și integritatea sistemului.
  • Consens fără încredere: Criptomonedele, în principiu și în general, nu au o autoritate centrală care să gestioneze tranzacțiile și să valideze informațiile. Era necesar un mecanism prin care participanții la rețea să poată ajunge la un acord asupra stării blockchain-ului fără necesitatea unei terțe părți de încredere.

Soluția așteptată

PoW introduce un mecanism de stimulente și dificultate computațională pentru a rezolva aceste probleme:

  • Stimulente: Minerii concurează pentru a rezolva o problemă matematică complexă și sunt recompensați cu criptomonede pentru a face acest lucru.
  • Dificultate computațională: Problema este suficient de dificilă încât este improbabil ca un singur actor să poată controla rețeaua.
AvantajeDezavantaje
Siguranță: Îngreunează falsificarea și crearea de blocuri frauduloase datorită costului computațional ridicat.Consumul de energie: Mineritul consumă multă energie, generând preocupări de mediu, deși utilizarea energiei verzi este în creștere.
Imutabilitate: Blocurile adăugate sunt foarte dificil de modificat sau eliminat, cu confirmări suplimentare care adaugă valoare și veridicitate.Scalabilitate: Limitări în viteza de procesare a tranzacțiilor, cu timpi de aproximativ 10 minute pe bloc minat.
Descentralizare: Permite o rețea globală de operatori fără o autoritate centrală, accesibilă cu energie, internet și un dispozitiv de minare.

Proof Of Work vs Proof of Stake: Evoluția naturală

Ca în orice bună poveste despre tehnologie, întotdeauna există loc pentru inovație. Aici intervine Proof of Stake. Validatorii sunt aleși pentru a crea și valida noi blocuri bazate pe cantitatea de criptomonede pe care le dețin deja și sunt dispuși să „parieze” ca garanție.

PoS este mai eficient din punct de vedere energetic decât PoW. Acest lucru înseamnă că necesită mai puțină energie pentru a funcționa.

În plus, PoS promovează și o participare mai mare în rețea. Acele persoane care dețin deja criptomonede cu acest tip de consens, au oportunitatea de a genera mai multe criptomonede sub formă de dobânzi.

Cu toate acestea, nu totul este roz. Se argumentează că PoS poate duce la o centralizare mai mare a puterii în mâinile celor care dețin cantități mari de criptomonede, ceea ce ar putea submina adevărata descentralizare.

Ambele au avantajele și dezavantajele lor, și este probabil că vom vedea o conviețuire a ambelor în lumea criptomonedelor în viitor.

În concluzie, puterea Proof of Work (PoW) merge dincolo de aplicarea sa practică în tehnologia blockchain. Într-o lume în care instituțiile financiare și guvernamentale au dominat mult timp peisajul economic, PoW oferă o alternativă radicală: un sistem în care încrederea se bazează pe matematică și criptografie, în loc de pe o autoritate centralizată.

FAQ

Ce este Bitcoin?

Bitcoin este o criptomonedă gândită ca o formă de plată în afara controlului unei singure persoane sau entități. Este o monedă virtuală.

Care este cea mai mare valoare atinsă de Bitcoin până acum?

La momentul scrierii acestui articol, Bitcoin a atins cel mai mare preț in luna Martie 2024. S-a tranzacționat la $75,830.

De ce investeste lumea in criptomonede?

Multe persoane consideră criptomonedele ca o alternativă a monedelor fiat, fără a fi influențate de politicile băncilor centrale.

Articole similare