Vad är bevis på arbete? Hur Bitcoin-nätverket upprätthålls

I korthet

  • Bevis på arbete är konsensusalgoritmen som säkrar det decentraliserade Bitcoin blockchain-nätverket.
  • Bitcoin gruvarbetare försöker lösa komplexa matematiska ekvationer med den energiintensiva processen, allt för att generera nya block och tjäna BTC-belöningar.

De blockchain teknik som driver Bitcoin och många andra kryptovalutor är i huvudsak en databas, men det är mycket annorlunda än någon typisk centraliserad storbok. Det är decentraliserat och drivs av peer-driven noder som distribueras över hela världen, utan tillsynsmyndighet att ringa skott eller sätta reglerna.

Så hur säkrar du ett decentraliserat nätverk och ser till att alla är överens om innehållet i huvudboken? Det är där Bitcoin är bevis på arbete konsensusalgoritmen kommer in.

I kombination med kryptografi med offentlig nyckel säkerställer beviset på en arbetssäkerhetsalgoritm den distribuerade huvudboken och skyddar nätverket från ”dubbla utgifter” -attacker, samtidigt som nya transaktionsblock i kedjan läggs till och genererar BTC-belöningar.

Beviset för arbetsmekanism kräver Bitcoin gruvarbetare att tävla om att lösa komplexa matematiska ekvationer med hjälp av sina datorer – en mycket energiintensiv process. Det är svårt avsiktligt, men de resulterande Bitcoin-belöningarna kan verkligen vara oerhört värdefulla.

Bevis på arbete är avgörande för Bitcoins fortsatta drift, men dess energiförbrukning har fått betydande granskning och vissa andra kryptovalutor har istället tagit ett helt annat bevis på insatsmodell. Så här fungerar bevis på arbete, varför det är nödvändigt för Bitcoin och vad nackdelarna är.

Vad är en konsensusmekanism?

Till skillnad från en traditionell databas som administratören övervakar är en offentlig blockchain ett peer-to-peer-decentraliserat nätverk som alla deltagare potentiellt kan bidra till. Samförstånd är viktigt för att ett sådant distribuerat nätverk ska fungera, med tanke på de potentiellt tusentals nodoperatörerna: de måste alla komma överens om nätverkets tillstånd för att det ska fungera korrekt.

En samförståndsmekanism är den process genom vilken nätverket på ett tillförlitligt och automatiskt sätt bestämmer vilken deltagares inlämnade block – vilket är ett register över senaste transaktioner – som kommer att läggas till kedjan, vilket präglar och belönar dem med nya kryptovaluta i processen.

Vad är bevis på arbete och hur fungerar det?

Bevis på arbete är samförståndsmekanismen som utformats för Bitcoin av dess skapare, Satoshi Nakamoto. En liknande modell har använts av Ethereum, Litecoin, Dogecoin och andra kryptovalutor sedan dess. I proof of work-modellen kör gruvarbetare hashing-programvara på sina datorer, som utnyttjar deras hårdvarukraft för att lösa komplexa matematiska ekvationer.

I slutändan är matematiken godtycklig: gruvarbetare gör arbete för det, för att spendera värdefulla datorresurser i utbyte mot en potentiell belöning. Det är en avsiktligt svår process för att förhindra potentiella attacker på nätverket, men det betyder att kraftfullare datorer har en fördel. Från de första dagarna av Bitcoin-nätverket har det skett ett ”vapenlopp” bland gruvarbetare som ursprungligen använde datorns CPU för att bryta Bitcoin innan de gick vidare till avancerade grafikkort och slutligen dedikerad ASIC-gruvhårdvara.

”Bevis på arbete har den fina egenskapen att det kan vidarebefordras genom opålitliga mellanhänder.”

Satoshi Nakamoto

Bitcoin-användare sänder transaktioner till blockkedjan, och gruvarbetare samlar dem i ett block och tävlar i bevis på arbete för att vara de första som löser ekvationen via en process som kallas hashing. Gruvarbetaren eller gruvpoolen vars block accepteras tjänar Bitcoin som belöning. Belöningen är för närvarande satt till 6,25 BTC; det var ursprungligen 50 BTC och halverades vart fjärde år. Denna process upprepas var tionde minut eller så, eftersom nya block skrivs och nya Bitcoin präglas effektivt och tilldelas.

Visste du?

Bitcoins gruvprocess härrör från Hashcash, ett system för bevis på arbete som Adam Back uppfann 1997 för att bekämpa skräppost via e-post och attacker om denial-of-service. Back, en tidig Bitcoiner, har förnekat att han är kryptovalutans skapare, Satoshi Nakamoto.

Varför är det viktigt?

Bevis på arbete är en viktig del av Bitcoin-nätverket. Utan en sådan energiintensiv process skulle det vara lätt för dåliga aktörer att attackera nätverket och ”dubbla spendera” Bitcoin. Det kallas en 51% -attack, där en gruvgrupp befaller en majoritet av nätverkets totala hashhastighet (datorkraft), vilket gör att den kan manipulera block och dra nytta av systemet.

”Proof-of-work-kedjan är lösningen på synkroniseringsproblemet och att veta vad den globala delade vyn är utan att behöva lita på någon.”

Satoshi Nakamoto

Men eftersom Bitcoins bevis på arbete är så resurskrävande är det nästan omöjligt för någon gruvarbetare eller grupp att beordra så mycket total kraft.

Vilka kryptovalutor använder bevis på arbete?

Bevis på arbete är den dominerande konsensusmodellen bland kryptovalutor, med de två största mynten – Bitcoin och Ethereum – båda använder den, tillsammans med andra mynt som Litecoin, Dogecoin, Bitcoin Cashoch Monero.

Visste du?

Ethereum håller för närvarande på att övergå från bevis på arbete till ett bevis på spelmodell med sin Ethereum 2.0-lansering.

Vilka är nackdelarna med bevis på arbete?

Den största nackdelen med Bitcoins bevis på arbetsmodell är den enorma mängd energi som krävs för gruvdrift. Digiconomist föreslår att hela Bitcoin-nätverket har ett koldioxidavtryck som är jämförbart med landet Marocko, och elbilstillverkaren Tesla citerade gruvans miljöpåverkan när den beslutade att sluta acceptera Bitcoin-betalningar i maj 2021.

Med tanke på värdet av Bitcoin och de belöningar som står på spel är det ingen överraskning att detta är ett starkt omtvistat och kontroversiellt ämne. Bitcoins förespråkare föreslår ofta att sådana uppskattningar av dess energianvändning är vilseledande eller överdrivna, eller motverkar att banker och centraliserade betalningstjänster inte får samma granskning.

Vissa tror att Bitcoin gruvdrift stimulerar användningen av förnybar energi, eller föreslå att Bitcoin-gruvdrift använder genererad energi som annars skulle ha gått till spillo. Debatten är inte så mycket fokuserad på om Bitcoin-gruvdrift expanderar en enorm mängd kollektiv energi – det gör det, och det är av design. Det är också viktigt att behålla Bitcoin eftersom protokollet för närvarande fungerar. Snarare fokuserar mycket av debatten på de typer av energi som används och om det är värt. Bitcoin gruvarbetare och fans tror inte förvånande att det är.

Till stor cham för spelare har gruvdrift för kryptovalutor som Ethereum väckt en enorm efterfrågan på kraftfulla PC-grafikkort (eller GPU), vilket orsakat omfattande brister och prishöjningar. Det ledde till att tillverkare försvagade gruvkapaciteten hos deras grafikkort för att göra dem mindre önskvärda för gruvarbetare.

Medan den enorma skalan av Bitcoins nätverk innebär att en attack på 51% sannolikt är omöjlig, är det inte sant för mindre bevis på blockchain-nätverk. Både Ethereum Classic och Bitcoin Cash mötte sådana attacker till exempel 2020.

Bevis på arbete vs bevis på insats

Mitt i oron kring energiförbrukningen av bevis på arbetsnätverk har en alternativ samförståndsmekanism slagit rot i blockchainindustrin: bevis på insats. Ett bevis på insatssystem är beroende av att validerare har en stor mängd av den inhemska kryptovalutan i nätverket, och dessa användare validerar transaktioner och tjänar belöningar.

Mynt som Cardano, Algorand, Kosmos och Binance Coin alla använder någon form av bevis på insatsmodell. Som tidigare nämnts övergår Ethereum för närvarande till det tillvägagångssättet med sitt Ethereum 2.0 uppgradera; det nya nätverket beräknas konsumera 99,95% mindre energi än det nuvarande.

Bevis på insats kräver inte kraftfulla datorer eller gruvutrustningar, så det totala nätverket använder mycket mindre energi än ett bevis på arbetssystemet. På baksidan hävdar motståndare att bevis på spelmodeller hjälper de ”rika att bli rikare”, eftersom validerare måste sätta en enorm mängd mynt för att delta, och att det uppmuntrar användare att inte spendera sina mynt.





Source link