Что такое Proof-of-Work (PoW)?

Давайте поговорим о модели консенсуса Proof-of-Work (PoW).

Это доминирующий алгоритм среди крупнейших криптовалют. Его используют Bitcoin, Ethereum, Litecoin, Dogecoin, Bitcoin Cash и Monero.

Как он работает:

Оборудование майнера решает криптографическую задачу, которую перед ним ставит блокчейн. В частности, так появляются новые блоки в цепи: железо должно «разгадать» задачу, чтобы иметь возможность создать следующий блок. 

Разгадывание — это простейший перебор миллионов комбинаций кода, требующий однако огромных вычислительных мощностей и создающих доказательство «работы». Доказательством «работы» же служит уникальное значение (хэш). 

Как только майнер его находит, он отправляет хэш другим компьютерам сети на проверку. Другие участники могут верифицировать хэш на соответствие поставленной задаче, но не использовать его для создания блока. Ключ разгадки хэша принадлежит майнеру, который его создал  

Особенность хэша в его асимметрии — он достаточно сложен для нахождения майнеру, но прост для проверки остальным участникам сети на соответствие. При этом каждый хэш несет в себе информацию предыдущих блоков сети. Тем самым образуется подтверждение, что все действия были произведены в рамках одного блокчейна. 

Визуализируем:

Допустим, вы знаете номер выигрышного билета в лотерее: 351. Было бы неплохо подойти к кассе и попросить билет с этими номерами. Но вы не можете, поскольку билеты выдаются случайным образом. Все, что вы можете сделать — заплатить за билет и надеяться, что получите счастливое число: 351. Если нет - не повезло. Купите другой билет и попробуйте снова.

Хорошая новость заключается в том, что вы можете пробовать столько раз, сколько хотите. Плохая новость заключается в том, что вам придется платить за каждый новый билет.

В лотерее каждый игрок надеется, что он получит выигрышный номер раньше других. Аналогично, каждый майнер надеется, что он сможет создать «выигрышный» хэш раньше других майнеров.

Если майнер нашёл правильный «ответ» первым — он получает вознаграждение в виде криптовалюты блокчейна.

Какие у PoW минусы:

— Первый недостаток - вред экологии. Майнинг поглощает большое количество электроэнергии. Компьютеры быстро изнашиваются, на замену  им приходят новые, а старые выбрасываются — так возникают свалки деталей.

— Второй недостаток - защита. Proof-of-Work обеспечивает достаточный уровень безопасности только при наличии большой группы майнеров, конкурирующих за вознаграждение за блок. Если сеть небольшая, остается возможность того, что хакер может получить простое большинство вычислительной мощности и реорганизовать блоки по своему усмотрению. Это также называется атакой 51%. 

Существует альтернативный алгоритм консенсуса PoS (Proof-of-Stake). Он лишён этих двух минусов, и выглядит более справедливой моделью.

Про алгоритм PoS (Proof-of-Stake) читайте здесь.

_{Источник: @TON Community RUS}