Dowód pracy / Proof of Work (PoW): jak działa i jakie są jego zalety

Proof of work to protokół wykorzystywany do tworzenia i zarządzania blockchainem. W tym wpisie omówimy, czym jest proof of work, jak działa i jakie są korzyści z tego modelu. Przyjrzymy się również związkom między proof of work a energią odnawialną, a także Bitcoinowi i innym kryptowalutom.

Co to jest dowód pracy / proof of work?

Proof of Work (PoW) to system, który jest wykorzystywany do tworzenia i zarządzania blockchainem

. W tym systemie każdy blok zawiera skrót poprzedniego bloku, a także znacznik czasu i dane transakcji. Aby nowy blok mógł zostać dodany do łańcucha, górnicy muszą rozwiązać skomplikowany problem obliczeniowy. Problem ten jest znany jako dowód pracy. Gdy górnik rozwiąże dowód pracy, może dodać nowy blok do łańcucha i otrzymać nagrodę za swój wysiłek.

Zalety i wady dowodu pracy

System Proof of Work ma kilka zalet w porównaniu z innymi systemami.

Zalety usługi PoW

Po pierwsze, bardzo trudno jest oszukiwać lub manipulować. Dzieje się tak dlatego, że aby ktoś mógł zmienić lub usunąć blok, musi ponownie wykonać wszystkie dowody pracy dla wszystkich kolejnych bloków. Byłoby to prawie niemożliwe.

Po drugie, dowód pracy jest bardzo skutecznym sposobem zapobiegania atakom typu Sybil. Atak sybilistyczny polega na stworzeniu przez kogoś wielu tożsamości w celu przejęcia kontroli nad siecią. Dowód pracy bardzo utrudnia tworzenie wielu tożsamości, ponieważ każda tożsamość wymagałaby swojego własnego dowodu pracy.

System proof of work ma też pewne wady.

Wady PoW

Po pierwsze, może to być bardzo energochłonne. Dzieje się tak dlatego, że problemy obliczeniowe, które trzeba rozwiązać, aby dodać nowy blok do obwodu, są bardzo złożone i wymagają dużej mocy obliczeniowej. Ponieważ coraz więcej osób zaczyna korzystać z systemów proof-of-work, ilość potrzebnej energii rośnie i prawdopodobnie będzie rosła. Może to w końcu stać się problemem, jeśli systemy proof-of-work nie będą w stanie przestawić się na odnawialne źródła energii.

Po drugie, sprawdzanie pracy może być powolne. Dzieje się tak dlatego, że dodawanie nowych bloków do układu może zająć górnikom dużo czasu.

Może to utrudniać skalowanie systemów proof-of-work. Proof of work jest wykorzystywany nie tylko w Bitcoinie i innych kryptowalutach, ale także w wielu innych zastosowaniach. Przykładowo, proof of work jest stosowany w filtrowaniu spamu i ochronie przed rozproszoną odmową usługi. W tych zastosowaniach dowód pracy służy do udowodnienia, że wykonano pewną ilość obliczeń. Pomaga to zapobiegać nadużyciom, ponieważ ataki są tańsze dla napastników.

Model dowodowy Proof of Work vs. Proof of Stake

Proof of Work i Proof of Stake to dwa różne modele, które są wykorzystywane do tworzenia i zarządzania blockchainem. Proof of Work jest bardziej znanym z tych dwóch modeli, ponieważ jest on stosowany w Bitcoinie od początku jego istnienia. Z drugiej strony, proof of stake jest nowszym modelem, który zaczyna być wykorzystywany w niektórych zastosowaniach.

Jaka jest więc różnica między proof of work a proof of stake? Najpierw przyjrzyjmy się, jak działają poszczególne elementy.

W przypadku proof of work górnicy muszą rozwiązać złożony problem obliczeniowy, aby dodać nowe bloki do łańcucha. Problem ten jest znany jako dowód pracy. Gdy górnik rozwiąże problem, może dodać nowy blok do łańcucha i otrzymać nagrodę za swój wysiłek. Z kolei w przypadku proof of stake osoby fizyczne muszą wyłożyć pewną kwotę pieniędzy (tokeny), aby “zabezpieczyć” swoją pozycję w sieci. Im więcej pieniędzy ktoś włoży w system, tym więcej może zarobić, jeśli sieć odniesie sukces. Jeśli jednak sieć ulegnie awarii, stracą oni całą zainwestowaną kwotę. Jakie są zatem zalety i wady każdego z modeli w porównaniu z innymi? Przyjrzyjmy się temu.

Zalety metody Proof of Work (PoW):

– Trudne do oszukania lub manipulacji – zapobieganie potencjalnym atakom sybilskim

Wady systemu Proof of Work (PoW):

– Energochłonność – Może być powolny

Zalety proof of stake (PoS):

– Nie wymaga tak dużo energii – Może być szybciej

Wady proof of stake (PoS):

– Łatwiejsza manipulacja lub podstęp

Który model jest więc lepszy?

Proof of work vs. proof of stake: co jest lepsze? Krótka odpowiedź brzmi: to zależy od punktu widzenia. Jeśli zależy Ci na systemie, który jest bezpieczny i trudny do manipulowania, to proof of work może być lepszym rozwiązaniem. Jeśli interesuje Cię system, który jest bardziej wydajny i szybszy, lepszym rozwiązaniem może okazać się proof of stake. Ostatecznie to użytkownik decyduje, który model jest najlepszy dla jego potrzeb.

Proof of Stake i przyszłość górnictwa ekologicznego

Wraz ze wzrostem popularności systemów proof-of-work rosną obawy o ilość zużywanej przez nie energii. Dzieje się tak dlatego, że proof of work wymaga dużej mocy obliczeniowej, co z kolei wymaga dużej ilości energii.

Na szczęście pojawiają się pewne oznaki, że systemy proof-of-work zaczynają zmierzać w kierunku odnawialnych źródeł energii. Na przykład wiele operacji wydobywania bitcoinów zaczęło korzystać z energii słonecznej i wiatrowej. Ponadto niektóre firmy pracują nad opracowaniem algorytmów Proof-of-Work, które są bardziej energooszczędne. Chociaż minie jeszcze trochę czasu, zanim systemy proof-of-work w pełni przestawią się na odnawialne źródła energii, widać wyraźnie, że ten trend już się pojawia.

System proof-of-performance ma pewne wady i zalety. Pozytywnym sygnałem jest jednak fakt, że zaczyna się ona skłaniać ku odnawialnym źródłom energii. Pokazuje on, że proof of work może być trwałym sposobem tworzenia i zarządzania blockchainem. Ponadto, w miarę jak system proof-of-work będzie stawał się coraz bardziej energooszczędny, zyska na popularności i może w końcu stać się standardem tworzenia i zarządzania blockchainami.

W praktyce – wydobywanie Bitcoinów z wykorzystaniem zielonej energii

Istnieje wiele firm wykorzystujących zieloną energię do zasilania swoich operacji proof-of-work. Na przykład Bitfarms to firma wydobywająca bitcoiny, która działa w kanadyjskim Quebecu. Bitfarms wykorzystuje energię hydroelektryczną do zasilania swoich działań wydobywczych. Energia wodna jest odnawialnym źródłem energii, które nie powoduje emisji dwutlenku węgla.

To sprawia, że jest to przyjazny dla środowiska sposób na zasilenie działań w celu sprawdzenia. Innym przykładem jest firma Greenidge Generation. Greenidge Generation to elektrownia w Nowym Jorku, która wytwarza energię elektryczną przy użyciu gazu ziemnego. Firma zaczęła wykorzystywać nadwyżki energii elektrycznej do zasilania kopalni bitcoinów. Jest to możliwe, ponieważ wydobycie Bitcoina wymaga dużej mocy obliczeniowej, co z kolei wymaga dużej ilości energii elektrycznej. Wykorzystując nadwyżki energii elektrycznej z elektrowni, Greenidge Generation jest w stanie zmniejszyć swój ślad węglowy.

Szybki wzrost zużycia energii przez kryptowaluty rodzi pytania o ich zrównoważony rozwój. Obecnie ponad 50% energii wykorzystywanej do wydobywania kryptowalut pochodzi ze źródeł odnawialnych (energia wodna, wiatrowa, słoneczna, jądrowa, geotermalna oraz wytwarzana w ramach offsetu węglowego, zgodnie z raportem Rady Górnictwa Bitcoin za III kwartał 2021 r.). Jednak biorąc pod uwagę nieodłączną zachętę dla górników do minimalizowania kosztów energii oraz fakt, że w niektórych stanach czysta energia jest obecnie najtańszym źródłem energii jako energia “dostępna”, oczekuje się, że udział zielonej energii będzie szybko rósł. Dotyczy to w szczególności krajów, w których istnieje silna presja polityczna na obniżenie emisyjności.

Choć jest to dobra wiadomość dla środowiska, stanowi ona dodatkowe wyzwanie dla sektora energetycznego, który już teraz musi stawić czoła zwiększonemu zapotrzebowaniu, ponieważ inne branże odchodzą od paliw kopalnych.

To tylko kilka przykładów firm, które wykorzystują zieloną energię do zasilania swoich zakładów, aby udowodnić swoją działalność. Wraz ze wzrostem popularności systemu proof-of-work coraz więcej firm poszukuje efektywnych sposobów wykorzystania zielonej energii do zasilania swojej działalności. Pomoże to zmniejszyć ślad węglowy systemu proof-of-work i sprawi, że w dłuższej perspektywie będzie on bardziej zrównoważony.

Ogólnie rzecz biorąc, proof of work jest bardzo wydajnym systemem tworzenia i zarządzania blockchainem. Jest bezpieczna i trudna do oszukania lub zmanipulowania. Może być jednak energochłonna i powolna. Proof of work jest również wykorzystywany w wielu innych zastosowaniach poza kryptowalutami. W przyszłości proof of work może stać się bardziej wydajny, ponieważ prowadzi się więcej badań nad tym, jak sprawić, by systemy proof of work były bardziej skalowalne. Dziękujemy za przeczytanie! Mam nadzieję, że ten artykuł pomógł Ci lepiej zrozumieć dowód pracy oraz jego zalety i wady.