Что такое Proof-of-Work

В мире цифровых денег редко используется центральный орган, который занимается постоянной эмиссией монет, как, например, Банк Россия при выпуске рублей. Это касается только случаев, когда криптовалютная компания разово выпускает альткоины в установленном количестве. Но также существует много проектов, где эмиссию в сети блокчейн производят узлы (ноды). Они получают награду за генерацию блоков или другую деятельность. Новые, заработанные узлами монеты становятся частью криптовалютного рынка. Это и есть эмиссия. Алгоритм консенсуса Proof-of-Work (PoW) лежит в основе выпуска цифровых активов и обеспечивает защиту сети. Ноды в криптовалютных системах с PoW называются майнерами.

Алгоритм Proof-of-Work в блокчейне

Консенсус — согласие по общему вопросу всех участников сети. Основной работой в блокчейне является генерация блоков. Именно при их создании требуется достижение консенсуса между майнерами. Это нужно для синхронизации копий цепочек с настоящей сетью, чтобы избежать расхождений.

Алгоритм консенсуса — схема или путь достижения единогласия. В блокчейне он определяет математические правила и функции, по которым майнеры будут приходить к общему решению. В 2021 году существуют 4 основных алгоритма консенсуса:

  • Proof-of-Work (доказательство выполненной работы).
  • Proof-of-Stake (доказательство доли владения).
  • Proof-of-Importance (доказательство важности).
  • Proof-of-Activity (доказательство активности — симбиоз PoW и PoS).

Конкретно Proof-of-Work позволяет избегать коллизий и ошибок в работе криптовалютной системы (отсутствия или нечестного получения награды за майнинг, рассинхронизации копий цифровой сети и так далее). По правилам PoW все добывающие узлы имеют одну точку зрения на распределенный реестр (блокчейн).

Концепция работы Proof-of-Work простыми словами
Каждый узел имеет доступ к блокчейну и обменивается с ним данными

Сложные криптографические вычисления, которые выполняют майнеры при помощи своих компьютерных мощностей, также нужны для доказательства, что именно та или иная нода подтвердила определенную цифровую транзакцию или добавила новый блок. Остальные узлы благодаря алгоритму Proof-of-Work получают и проверяют информацию, а если решение верно, то синхронизируют свои копии сети.

Отличия от PoS

Proof-of-Stake, в отличие от Proof-of-Work, не требует больших вычислительных мощностей. Добыча конкретных монет по PoS подразумевает использование самой криптовалюты в процессе майнинга. Количество активов, замороженных узлом на своем счету, влияет на его шансы проверить (подтвердить) транзакцию и найти блок в сети. Если нода имеет на кошельке 1% эмитированных монет, то в среднем именно такое число новых звеньев цепочки она сможет создать.

Основные отличия PoW и PoS представлены ниже:

Proof-of-WorkProof-of-Stake
Майнеры по PoW решают криптографические задачи на вычисление хеша нового блока на основе предыдущего. Кто предложит правильный вариант ответа, тот и генерирует звено цепочки.По Proof-of-Stake блоки чаще создаются самыми старыми узлами или нодами, которые имеют наибольший баланс на кошельке. Также криптовалютные активы майнеров замораживаются до достижения согласия. Это происходит автоматически.
Блокчейны с алгоритмом PoW имеют техническую уязвимость. Майнеры с хешрейтом (количеством вычислительных мощностей) больше 50% от общего числа в сети могут полностью контролировать систему. Такой взлом в сообществе пользователей криптовалюты называется «атакой 51%».PoS тоже имеет эту уязвимость. Однако из-за особенностей алгоритма консенсуса «атака 51%» становится невыгодной для злоумышленников. Хакер должен иметь больше 50% выпущенных монет в системе, а это неизбежно спровоцирует рост курса криптовалюты.
По PoW майнеры получают вознаграждение за генерацию новых блоков и часть комиссии, которую платят пользователи за проведение транзакции.Добывающие узлы в системах с PoS зарабатывают криптовалюту за каждую подтвержденную торговую операцию в сети.

Алгоритмы хеширования с PoW

В цифровых валютах используются криптографические механизмы шифрования. Таких алгоритмов хеширования в 2021 году очень много. Часть из них используется в блокчейнах с PoW.

SHA-256 входит в семейство SHA-2, которое оказалось наиболее безопасным и быстрым, по сравнению с предшественником SHA-1. Впервые в криптовалюте этот алгоритм использовал Сатоши Накамото в монете биткоин. SHA-256 легко решил задачу Bitcoin, ведь требовалось создать баланс между высокой безопасностью и скоростью работы системы. Этот механизм шифрования из входной информации создает уникальную 256-битную хеш-функцию фиксированного размера для каждого нового блока. Среднестатистическому компьютеру нужны миллионы лет для его взлома.

Scrypt — способ хеширования, который впервые использован в цифровых монетах разработчиком Litecoin в 2011 году. Основная разница от SHA-256 — снижение продуктивности ASIC-оборудования (специальной компьютерной техники, заточенной на выполнение одной задачи) для майнинга по алгоритму Proof-of-Work при помощи внедрения случайных символов в шифр. Однако Scrypt уменьшил количество требуемых вычислений для GPU (видеокарт) и CPU (процессоров). Из-за этого использовать другое оборудование нерентабельно.

Six-Hash был создан для дополнительного противостояния криптосетей асикам и впервые использован в монете Sifcoin. Алгоритм является последовательной цепочкой различных механизмов хеширования. Он вынуждал майнеров покупать 6 видов ASIC-оборудования или использовать другую технику. Добыча с помощью асиков стала невыгодной, поэтому Six-Hash «облегчал» задачу узлам с видеокартами. Также алгоритм шифрования достаточно сильно повышал безопасность блокчейна.

Входящие в Six-Hash механизмы
Составляющие алгоритма

X11 основан на идее Six-Hash. Механизм включил в себя 11 различных алгоритмов хеширования. Впервые его использовал разработчик Darkcoin (в 2021 году монета называется DASH). Первое время X11 позволял узлам эффективно использовать CPU компьютера для добычи. Однако с увеличением сложности майнинга монет ноды перешли на GPU. Для добычи по Proof-of-Work с хешированием по алгоритму X11 видеокарты оказались эффективнее процессоров в 5 раз.

Необходимое оборудование для майнинга с PoW

Для добычи криптовалюты нужна компьютерная техника. Величина ее вычислительной мощности пропорциональна прибыли за майнинг. Однако нужно учитывать и другие технические моменты:

  • Количество требуемой электроэнергии (в кВт/ч).
  • Стоимость 1 кВт/ч.

Учитывая расход на электроэнергию, можно посчитать доход с майнинга. Для этого лучше использовать готовые калькуляторы прибыли вроде BitInfoCharts или CryptoCalc. Они учитывают эффективность работы оборудования и берут нужные данные из блокчейн-сети.

Майнинг на видеокартах — распространенный метод добычи в 2021 году. Больше половины криптовалют с PoW поддерживают такой способ. GPU оказываются эффективны в работе по Proof-of-Work почти со всеми механизмами хеширования. Однако, например, использовать видеокарты для SHA-256 невыгодно.

ASIC — эффективное майнинговое оборудование. Механизмы шифрования вроде Scrypt, X11 разработаны для увеличения противостояния этой вычислительной техники. Но к 2021 году асики для добычи монет по этим алгоритмам все равно были созданы. Однако основная масса ASIC запрограммирована на работу с SHA-256 и Ethash (Ethereum).

Bitmain Antminer S9
ASIC-оборудование для майнинга биткоина

В 2021 году добыча монет на процессоре компьютера потеряла актуальность. Данный способ активно использовался майнерами на заре развития криптовалюты. Даже разработчик биткоина добывал BTC с помощью CPU своего компьютера до блока #36 288. Но в 2021 году осталось мало криптовалют, которые можно эффективно добывать процессором. Однако среди них есть известная цифровая монета Monero (XMR).

Топ-5 пулов для майнинга Proof-of-Work

В 2021 году добывать криптовалюту можно совместно с другими узлами. Такой майнинг популярнее одиночного. В пулах вознаграждение честно разделяется между узлами в зависимости от количества поставляемой вычислительной мощности. При таком майнинге не важно, кто генерирует блок в криптовалютной сети. Если участник вложил 3% хешрейта от общего в пуле, он получит 3% от вознаграждения за создание звена цепочки блокчейн.

Совместный майнинг возможен благодаря специальным криптовалютным сервисам. Они собирают вычислительные мощности участников и эксплуатируют их для добычи цифровых монет в блокчейне.

Пулы для добычи PoW используют различные системы выплаты вознаграждения. После получения блока криптовалюта делится между участниками по их правилам. В 2021 году существуют 2 популярные системы:

  • PPS. По этой схеме участник пула получает вознаграждение вне зависимости от результата: вложил вычислительную мощность — значит имеет право на часть получаемой криптовалюты. Систему PPS считают справедливой по отношению к майнерам. Однако с ней пулы вынуждены создавать резерв для выплаты вознаграждений участникам и могут нести убытки. Так происходит, например, из-за длинных периодов между блоками. Для сглаживания ущерба пулы с PPS повышают комиссию до 7% и забирают сбор с транзакций себе.
  • PPLNS. Для этой системы важны скорость генерации блока или время раунда. По PPLNS пул выплачивает участнику награду за фиксированное количество временных периодов. Если майнеры долго создают новый блок, то количество получаемых монет растет. Когда звенья сети генерируются одно за другим, то вознаграждение за них снижается. Система PPLNS выгодна для пулов и майнеров, которые работают через одну платформу длительное время.

При выборе сервиса важно учитывать его репутацию. Проверить ее можно по отзывам майнеров в интернете. Как минимум хороший пул не должен задерживать выплату вознаграждений.

Binance Mining Pool

Пул был запущен биржей Бинанс в 2020 году. Платформа позволяет майнить по PoW и PoS. Пул поддерживает механизмы SHA-256 и Ethash с комиссиями 2,5% и 0,5% соответственно. Основными монетами для майнинга являются BTC, BCH, BSV, ETH. Благодаря инструменту Smart Pool хешрейт пользователя автоматически перенаправляется между ними в самую выгодную цифровую валюту.

Платформа Binance позиционирует свой пул как хорошее решение для новичков и опытных майнеров, ведь она использует системы FPPS, PPS+ и PPS. Однако площадка предупреждает пользователей, что для добычи требуется мощное оборудование.

EMCD

Платформа была основана в 2018 году. Это один из основных пулов для российских майнеров. Новых пользователей привлекает большое количество возможностей платформы. Компания EMCD Tech разработала для клиентов:

  • Собственный калькулятор доходов.
  • Алгоритм переключения между монетами для увеличения прибыли.
Главная страница EMCD
Интернет-сайт пула для майнинга

Также для повышения дохода EMCD использует способ AsicBoost, ускоряющий добычу Bitcoin на 20%.

Платформа является мультипулом. Она поддерживает добычу монет с хешированием по механизмам SHA-256, Scrypt, Ethash, X11. При работе взимается комиссия в размере 1,5% от вознаграждения.

EMCD исправно переводит оплату майнерам. Вознаграждения цифровым узлам за работу с криптовычислениями приходят ежедневно с 16:00 до 17:00 по МСК. Если возникнут вопросы, пользователь может обратиться в техподдержку. Она работает 24/7.

Miningrigrentals

Облачный майнинг — технология добычи криптографической валюты с помощью арендованной компьютерной техники. Способ подходит пользователям цифровых активов, у которых нет личного оборудования. Например, Miningrigrentals в 2021 году имеет 13 майнинговых центров. Добывающий узел может арендовать в них долю оборудования компании.

Этот пул для облачного майнинга создан в 2014 году. О Miningrigrentals можно найти мало информации. Компания не разглашает данных о расположении главного офиса и учредителе пула. Однако майнеры положительно отзываются о работе в Miningrigrentals.

Главное отличие пула — возможность пользователей арендовать оборудование для добычи криптовалюты на срок от 2 часов до 2 месяцев. Также здесь можно сдавать свою вычислительную мощность другим майнерам.

Выплата вознаграждения производится в монетах Bitcoin и Litecoin. Однако Miningrigrentals предлагает добывать различную криптовалюту с хешированием по:

  • SHA-256.
  • NeoScrypt.
  • Quark.
  • X11.
  • X13 и многим другим (около 100).

Из-за этого пользователям пула доступен майнинг сотен цифровых активов. За добычу различных монет платформа взимает отдельную комиссию.

Minergate

Пользователи созданной в 2014 году платформы считают ее одной из самых крупных и надежных. Пул первым смог предоставить узлам возможность полноценного комбинированного майнинга. Новая система реализовала возможность одновременной работы отдельных нод в нескольких блокчейнах Proof-of-Work.

Сайт Minergate
Информация об условиях

В 2021 году Minergate — пул с технологией майнинга через облако. Однако его участники могут использовать способ традиционной добычи через специальное программное обеспечение от компании. Майнить можно 7 популярных монет:

Чтобы добывать классический Bitcoin, клиенту Minergate нужно купить контракт на облачный майнинг. Сделать это можно на официальном сайте платформы.

Zpool

Платформа создана в 2015 году. За все время работы Zpool криптовалютная компания набрала средний рейтинг 2,9/5. Это обуславливается наличием 3 минусов:

  • Иногда задерживают оплату майнерам.
  • Вывод прибыли доступен только в монетах Bitcoin.
  • Официальный веб-сайт периодически зависает.

Майнинговый пул не требует от пользователя регистрации. Также в 2021 году Zpool предлагает добычу 191 цифровой монеты по 83 различным хеш-алгоритмам. Комиссия за майнинг колеблется в диапазоне 1-1,75%. Некоторые коины поддерживают новую систему FlexFee — чем выше вычислительная мощность оборудования пользователя, тем меньше сбор платформы.

Проблемы и перспективы использования

Каждый алгоритм консенсуса не идеален. Однако, помимо недостатков использования, они имеют и преимущества перед друг другом:

ПроблемыПерспективы
«Доказательство выполненной работы» требует от майнера большого количества электроэнергии. Алгоритм малоэффективен.PoW не позволяет майнерам использовать проблему Nothing-at-Stake (пустой стек), которая есть у механизма PoS. Она подразумевает применение «несуществующих» ресурсов для создания альтернативного блокчейна.
Крупные криптокомпании получают больше прибыли по механизму PoW, по сравнению с одиночными майнерами, поскольку первые могут купить более эффективные асики или другое оборудование.Proof-of-Work хорошо защищает сеть, ведь каждому узлу необходимо подтверждать верность криптографических расчетов.
Блокчейн Биткоин менее децентрализован, чем задумал разработчик. В 2021 году больше 50% хешрейта находится в руках 5 крупных пулов и криптовалютных компаний. Объединившись, они могут провести «атаку 51%».Наличие криптовалюты на балансе не влияет на результат майнинга. PoW требует только высокой мощности компьютерной техники. В свою очередь, это дополнительно защищает блокчейн от DoS-атак.

Часто задаваемые вопросы

✔ В какую криптовалюту впервые внедрили PoW?

Механизм Proof-of-Work использовал еще создатель Bitcoin — первой в истории криптовалюты.

🚹 Кто предложил использовать Proof-of-Work?

PoW был рекомендован для цифровых валют разработчиком Хэлом Финни. В 2009 году энтузиаст стал ключевым лицом в тестировании платежной системы Bitcoin, ведь Сатоши Накамото провел с ним первую криптовалютную транзакцию на 10 BTC.

❓ Зачем монеты стали делать ASIC-устойчивыми?

Основная причина — боязнь разработчиков, что пользователи централизуют их проект. На начальных этапах развития блокчейны разных криптомонет имеют низкий хешрейт, а ASIC-оборудование обладает очень высокой вычислительной мощностью, поэтому проще провести «атаку 51%».

❌ SHA-256 — устаревший механизм шифрования?

Однозначно этот алгоритм уже не новый. Однако и в 2021 году множество разработчиков криптовалютных проектов используют SHA-256 для своих блокчейнов.

❕ Какой майнинговый пул выбрать новичку?

Начинать лучше с платформ, которые платят вознаграждение по схеме PPS. Рекомендуется рассматривать пулы с низкой комиссией и большим выбором криптовалют.

заместитель главного редактора
Комментариев пока нет
Получайте главные новости из мира криптовалюты прямо на почту