1. Personlig økonomiInvesteringCryptocurrency Minedrift og bevis for arbejdsalgoritmer

Af Peter Kent

Der er meget, man skal overveje, når man først begynder at gruve cryptocurrency. En stor del af minedrift involverer konsensus. Konsensus er processen med at sikre alles kopi af transaktionsdataene matchende - at hver kopi af blockchain indeholder de samme data. Forskellige konsensusmetoder kan bruges til cryptocurrency mining, men i øjeblikket er den primære metode kendt som Proof of Work (PoW).

Imidlertid har denne metode mindre sikre og pålidelige alternativer. Efterhånden som cryptocurrency og blockchain-pladsen vokser (det ekspanderer hurtigt hele tiden), er det muligt, at et andet system kan ende med at blive den ", der styrer dem alle."

Den mest sikre, pålidelige, men alligevel energikrævende af alle konsensussystemer, har Proof of Work unægtelig den bedste track record. Efter at have eksisteret siden Bitcoin fødsel har PoW været medvirkende til at opretholde en ubrudt kæde af transaktioner siden januar 2009!

Proof of Work foregår imidlertid cryptchocks blockchains. Proof of Work blev oprindeligt udviklet som en idé til en proces til at imødegå junk mail.

Det essentielle koncept med Proof of Work er, at man for at bruge en bestemt tjeneste - til at sende en e-mail for eksempel eller tilføje transaktioner til en blockchain - må vise, at der er udført en form for arbejde.

Målet er at påføre den beskedne omkostning (med hensyn til den computerkraft, der kræves for at køre Proof of Work-algoritmen), den person, der ønsker at bruge tjenesten en gang, men at gøre det meget dyrt for nogen at bruge tjenesten tusinder eller millioner af gange. Dette gør det omkostningsfuldt at angribe eller forstyrre Proof of Work-systemer.

Konceptet med at bruge PoW som modforanstaltning går tilbage til omkring 1993, og siden er der kommet en hel del forskellige ideer til måder at bruge PoW på. I forbindelse med cryptocurrencies forhindrer Proof of Work ondsindede minearbejdere i at tilstoppe netværket ved at indsende nye blokke, der aldrig kan verificeres. Hvis der ikke var krævet noget arbejde for at indsende en ny blok, kunne nogen gentagne gange spam falske transaktioner inde i nye blokke og potentielt slippe cryptocurrency netværket til at stoppe.

For øvrig har Proof of Work en parallel i valutaer i den virkelige verden. For at noget skal fungere som penge, skal det være i begrænset omfang, så enten er det noget, der simpelthen ikke er meget af - for eksempel guld - eller det skal oprettes gennem en proces, der kræver betydelig indsats.

Hvad med havskaller, så? Havskaller er blevet brugt af forskellige kulturer som penge. Overvej wampum, skaldyrspenge, der bruges af indianere i det østlige af kontinentet langt ind i 1700-tallet. ”Skaller,” siger du, ”hvor meget arbejde tager det at hente skaller fra kysten?” Ah, men der var mere end det.

Wampum blev lavet af meget specifikke skaller (Channeled whelk og quahog eller poquahock muslingeskaller), der findes i et meget specifikt område (langs Long Island Sound og Narragansett Bay).

Desuden kunne du ikke bare få fat i en kegle og købe middag med den. Du måtte arbejde skaller. Skaller blev skåret ned; for eksempel var det den indre spiral, columella, af den kanaliserede hvælk, der blev brugt. Derefter borede håndværkerne (det var mest kvinder, der lavede wampum) huller gennem skallerne ved hjælp af træbor, og skaller blev derefter poleret på en slibesten, indtil de var glatte. De blev endelig spændt sammen ved hjælp af hjortehud eller forskellige andre materialer. Dette arbejde sikrede, at tid og kræfter blev sat i ”valutaen”, så det kunne opnå værdi.

En anden måde at se på dette koncept er ikke, at pengene "erhverver" værdi, men at de ikke kan oprettes uden et betydeligt input af arbejde, så markedet ikke kan oversvømmes med nye, billige versioner af penge, devaluerer dem.

Selv de tidlige europæiske kolonister brugte wampum. Det var ikke før de begyndte at bruge mere avancerede produktionsteknikker til at skabe wampum, sænke omkostningerne ved oprettelsen af ​​denne valuta og ødelægge knapheden i valutaen, at værdien styrtede ned, og wampum var ikke længere levedygtig som en butik med værdi og betalingsmiddel.

Minearbejdere har ofte problemer med fuldt ud at få ideen om Proof of Work, og hvordan det passer ind, da de først engagerede sig i cryptocurrency. I tilfælde af at læsere stadig prøver at forstå formålet med PoW, så lad os sige det på en anden måde. Hele pointen med det arbejde, som minearbejdere udfører (konkurrerer med hinanden for at vinde Proof of Work-konkurrencen) er at sikre, at det ikke er let at tilføje en blok til blockchain.

Hvis det er for let, er blockchain sårbar. Dårlige skuespillere kunne kontinuerligt angribe blockchain ved at oversvømme systemet med dårlige blokke. Ideen med Proof of Work er at gøre tilføjelse af en blok vanskelig, snarere ligesom hele ideen om møysommeligt håndbearbejdningsskaller til wampum var at sikre, at wampum-økonomien ikke kunne oversvømmes med billig wampum.

Proof of Work-applikationer

En Proof of Work-algoritme tvinger miner til at udføre noget arbejde - at bruge computerkraft - inden han indsender en blok til blockchain. Algoritmen fungerer som sikkerhed for et cryptocurrency ved at gøre uønskede handlinger dyre og sikre det tilsigtede resultat (tilføjelse af kun ægte, gyldige transaktioner til blockchain) forekommer altid.

Så hvilket arbejde skal udføres? I det væsentlige er minearbejderen forpligtet til at løse et matematisk puslespil af en eller anden art. Puslespillet skal være kompliceret nok til at tage en vis computerkraft, men ikke så kompliceret, at det vil tage for lang tid at validere og bremse tilføjelsen af ​​transaktioner.

Arbejdet, der udføres i Bitcoin's Proof of Work, haster bare den forrige blok af transaktionens header (sammen med et tilfældigt tal, nonce) i håb om at finde en ny hash, der opfylder den krævede vanskelighedsgrænse.

Der er en flip side til Proof of Work. Det er vanskeligt at finde svaret på puslespillet, men det skal være let at kontrollere og verificere arbejdet. Det vil sige, at når puslespillet er løst, skal det være let for andre minearbejdere at kontrollere, at puslespillet faktisk er løst korrekt.

Når det gælder bitcoin, når en minearbejder har løst puslespillet, tilføjes den nye hash til overskriften og blokken sendes til andre minearbejdere og noder for at bekræfte. Selvom det oprindeligt er svært at vælge en nonce, der vil give et godt resultat - et hashtal under målniveauet - når først nonce er fundet, er det meget hurtigt og nemt for andre minearbejdere at køre den samme hashberegning for at bekræfte, at puslespil er løst. Arbejdet er udført, og så kan alle hurtigt tjekke den vindende mineres blok og afmelde den.

Bemærk for øvrig, at cryptocurrencies ved hjælp af Proof of Work normalt er de eneste, der kræver mere effektivt, specialiseret minedriftudstyr. I Proof of Stake kan næsten enhver computer fungere som en skaber, verifikator og kæde af nye blokke, så længe den har en betydelig andel i den underliggende valuta.

Proof of Work-eksempler

Brugen af ​​Proof of Work er bredt anvendt i cryptocurrency verden. Den største og mest succesrige cryptocurrency af dem alle, Bitcoin bruger det sammen med en række andre populære cryptocurrencies. Du har muligvis brug for forskellige mineudstyr til disse kryptokurser, da hver har en lidt anden hashingsalgoritme, selvom de alle bruger Proof of Work. Her er et par eksempler på de mere almindelige PoW-kryptokurser:

  • Bitcoin er i øjeblikket kongen af ​​cryptocurrency med hensyn til netværks hashhastighed (det vil sige antallet af hash, der behandles hvert sekund), markedets likviditet og over alt vedtagelse. Bitcoin har aldrig været toppen cryptocurrency. Bitcoin var banebrydende Proof of Work og har været stærk i mere end ti år på bagsiden af ​​dette konsensus-system.

Mange andre cryptocururrency har kopieret koden til Bitcoin som udgangspunkt og derefter ændret den lidt til deres eget brug. De fleste af dem bevarede Proof of Work-komponenten, selvom de muligvis bruger en anden hashing-algoritme, der kræver en anden opsætning af mineriggen end den for Bitcoin. De fleste kapital i cryptocurrency-gruveverdenen er rettet mod Bitcoin, og de brugte minerigge er specialiseret i at forberede Sha256-hashing-algoritmen, der er hjemmehørende i Bitcoin-konsensus. Bitcoin-specifikke ASIC'er (Application Specific Integrated Circuits) er nu en stor procentdel af systemet, og mange er baseret i Kina, hvor De Forenede Stater og Europa er tæt bundet på andenpladsen.

  • Ether (på Ethereum-netværket) er normalt den næst mest populære cryptocurrency, undertiden den tredje, afhængigt af dagen. Ethereum bruger sin egen hashingsalgoritme til Proof of Work kaldet Ethash. Du skal ikke bekymre dig for meget om, hvad Ethash er, da Ethereum-udviklingsholdet har kontroversielle planer om at efterlade Proof of Work og bruge Proof of Stake i fremtiden. Faktisk har de en vanskelighed med at "bombe" bagt i Ethereum-koden. Efterhånden som tiden går, bliver det sværere og sværere at mine Ethereum via Proof of Work, hvilket betyder, at minearbejdere tjener mindre og mindre. (På trods af denne bombe, da prisen på ETH til enhver tid var høj, var minedrift af Ether stadig meget indbringende.) Litecoin betragtes generelt som sølv til Bitcoin's status som "digitalt guld." Litecoin fokuserer på hurtige betalinger (hvilket betyder hurtigere blokeringstider) og lave transaktionsgebyrer. Den bruger en anden hashing-algoritme fra Bitcoin, kaldet scrypt mining, så ingen crossover-mining (ved hjælp af den samme mining-rig til flere cryptocurrencies) er mulig mellem de to. Bortset fra det er dog generelt, hvordan Litecoin fungerer meget sammenlignelig med Bitcoin, da det hovedsagelig var en kopi af koden. Ligesom Bitcoin er ASIC'er designet til specifikt at mine mine Litecoin, hvilket giver den mest rentable tilgang. Monero, en af ​​de mere private (anonyme) kryptokurser, blev bygget til at tillade CPU- eller GPU-minedrift. Det vil sige, du behøver ikke specialiseret udstyr; Monero-samfundet gør et punkt om at holde ASIC'er ude og opdaterer minedealgoritmen lidt med nogle få måneder, så producenter ikke kan producere ASIC'er. Det er altid muligt at opbygge en ASIC designet til at behandle en bestemt algoritme mere effektivt, men det er muligt at overskride ændringerne; det tager tid at designe, producere og sælge et nyt ASIC.

Ved at skifte til en anden PoW-algoritme hver gang så ofte har Monero effektivt outrun-chipproducenter. Dette gør det muligt for CPU'er og GPU'er at forblive effektive på denne blockchain. Monero bruger en meget kompleks kryptografisk mekanisme kaldet ringsignaturer til at skjule transaktionsbeløb, der er forbundet med adresser, hvilket gør det meget svært at analysere transaktionerne. Dette adskiller det fra de andre kryptokurser på denne liste, der let kan søges i offentlige transaktionsregistre på blockchain.

  • ZCash er også en mere privat (anonym) cryptocurrency. Det blev bygget ved hjælp af en betroet opsætningsceremoni, som ZCash kalder det, med offentlige kryptografiske parametre delt mellem forskellige betroede parter. (Dette er komplicerede ting, men hvis du vil læse mere, så tjek ZCash-webstedet). ZCash-blockchain giver mulighed for brug af afskærmede kryptografiske transaktioner (kaldet zk-SNARKs), som næsten er umulige at spore.

Imidlertid er disse afskærmede transaktioner beregningsmæssigt dyre, og mange tilgængelige ZCash-tegnebøger understøtter ikke denne funktion fuldt ud, i stedet for at stole på offentligt reviderede transaktioner, der meget ligner Bitcoin. ZCash-bevisets arbejdsmekanisme omtales imidlertid. I modsætning til Bitcoin, hvor hele blokbelønningen går til den vindende miner, deler ZCash blokbelønningen; der er en minearbejderes belønning, men også en grundlæggers belønning og en udviklerbelønning, for at kompensere det team, der oprettede og vedligeholder ZCash-codebase og blockchain.

Ulemper ved bevis for arbejde

Den største side med Proof of Work er, at det fungerer! Intet andet system til at nå og opretholde konsensus har en så lang og upåklagelig optegnelse som Proof of Work. Spilleteorien bag Proof of Work sikrer, at hvis alle deltagere er rationelle og handler i deres egne økonomiske interesser, vil systemet fungere som tilsigtet, og indtil videre har det været tilfældet.

Proof of Work forhindrer også spamming af netværket fra ondsindede minearbejdere. De energi- og udstyrsudgifter, der kræves for at udføre det specialiserede arbejde, gør angreb omkostningsforbudeligt og uholdbart.

En anden stor fordel for Proof of Work er afbalancering af magt. Strømmen er spredt over en lang række minearbejdere, tusinder i tilfælde af Bitcoin. Mængden af ​​cryptocurrency, der ejes af en bestemt miner, er irrelevant; det er computerkraften, der tæller

Omvendt, med Proof of Stake-systemer, er minearbejdere interesseret i valuta - jo mere de ejer, jo mere magt har de, så magten over systemet kan blive koncentreret i hænderne på et lille antal stakers, især hvad angår mønternes første møntudbud, også kendt som foruddefinerede distributioner.

Dette er en anden fordel, som de fleste Proof of Work-kryptokurser har: fair distribution. For at have fundet en blok og fået den efterfølgende blokbelønning, skal en minearbejder have leveret tilstrækkeligt arbejde og understøttet netværket i henhold til regelsættet. Dette giver ifølge cryptocurrency spilteori et vigtigt incitament. Proof of Work-mekanismer, under denne teori, sikrer, at det er meget mere økonomisk fordelagtigt at arbejde for konsensus end imod den.

Spilteori er en gren af ​​studiet, der involverer matematiske modeller, der beskriver sandsynlige beslutningstagning fra rationelle beslutningstagere i en eller anden form for forhold. Beslutninger truffet af disse beslutningstagere eller aktører påvirker andres beslutninger og handlinger. Således inden for cryptocurrency er målet at stimulere alle aktører til at tage beslutninger, der resulterer i et stabilt, betroet netværk.

Ulemper ved beviset for arbejde

En stor ulempe med Proof of Work er de ressourcer, der kræves for at udføre arbejdet.

Bitcoin-netværket, der har det største antal minearbejdere, bruger mindst den samme mængde elektricitet som landet Slovenien. Nogle grovere skøn sætter det som dobbelt så stort eller sammenligneligt med det beløb, Irland har brugt.

En anden ulempe er, at med tiden kan minedriften under Proof of Work også blive centraliseret. Opsætningsomkostningerne for en minedrift er ikke ubetydelige. De, der allerede har et datacenter og igangværende minedrift, er i en meget bedre position til at tilføje rigge. Med en lavere omkostning pr. Minerig, over tid, udkonkurrerer dem, der først var bevægelige, senere deltagere, og centralisering kan forekomme.

Relateret til denne centralisering er potentialet for angreb på 51 procent, hvilket er en stor bekymring for alle, der mines et bevis på arbejde cryptocurrency. Et angreb på 51 procent kan forekomme, når en enkelt enhed får kontrol over 51 procent (eller mere) af den samlede aktive hasskraft.

I dette scenarie bliver det muligt for denne majoritets hash-controller at ændre en cryptchocks blockchain-post og ødelægge den tillid, der er grundlæggende for dens eksistens. Det er af denne grund, at decentralisering af minearbejdere fremmes og opmuntres i cryptocurrency-verdenen.

En sidste ulempe med Proof of Work er de spildte beregninger, som alt Proof of Work kræver! Selv om muligheden for angreb på Denial of Service, der gør en cryptocurrency ubrugelig, er meget reel, og dermed Proof of Work-mekanismen beskytter blockchain, giver søgningen efter en nonce ingen økonomiske, sociale eller videnskabelige fordele for nogen uden for cryptoskos økosystem.

Med andre ord, når de tusinder af minearbejdere har spillet spillet, og man har løst puslespillet og tilføjet en blok til kæden, er der ingen restværdi for al den computerkraft; man kan hævde, at kraften er spildt på et meningsløst spil.

Den korte historie, der er gjort længe, ​​er, at Proof of Work er den mest beviste måde, som minearbejdere har til at holde et peer-to-peer cryptocurrency-system operationelt. Selvom der faktisk er områder med effektivitetsforbedringer, kan ingen anden løsning give de samme sikkerhedsfordele uden forskellige økonomiske, konsensus- og computertekniske udvekslinger, og på grund af dette vil Proof of Work forblive udbredt brugt.