Что такое консенсус Накамото? Ценность Proof of Work
Консенсус Накамото — это набор правил, который вместе с Proof of Work (PoW) управляет механизмом консенсуса и обеспечивает доверительный характер этой сети.
Она, как следует из названия, и как говорит Coinmarketrate.com, была создана Сатоши Накамото — псевдонимом, за которым скрывается реальный человек, основавший Bitcoin.
Самое интересное в этой разработке, представленной в whitepaper Bitcoin, то, что ее можно рассматривать как решение проблемы византийских генералов. Проблема, связанная с компьютерными сетями, состоящими из независимых узлов.
До появления творения Накамото византийская отказоустойчивость в одноранговых сетях использовалась для поддержания подлинности информации в проектах, связанных с криптовалютами, включая некоторые ранние попытки создания криптовалют.
Однако такая реализация имела некоторые проблемы, поскольку в подобных системах голосование за консенсус требует постоянной ротации лидеров.
Если один из этих лидеров действовал злонамеренно, он мог быть смещен остальными узлами путем голосования. Проблема для многих сетей, особенно для Биткойна, заключается в том, что в будущем это создаст проблему масштабируемости.
Более того, это не дает этим узлам осуществлять свои атаки, поскольку они хоть и получат определенную прибыль, будут просто удалены из сети, оказав на нее незначительное влияние, но потеряв взамен нечто ценное.
Поэтому Биткойн, чтобы работать как византийская отказоустойчивая сеть, ввел концепцию Proof of Work (PoW), вместе с набором правил, которые регулируют механизм, позволяющий сети оставаться децентрализованной. Это то, что в конечном итоге известно, как консенсус Накамото.
Принцип работы консенсуса
Консенсус Накамото можно разделить на 4 основные части:
- Proof of Work (PoW)
- Выбор блока
- Дефицит
- Структура мотивации
Именно сочетание и совместная работа всех этих частей Биткойна позволяют сети быть распределенной и отправлять, и получать ценности через нее.
Они также позволяют ей работать на основе доверительного консенсуса и оставаться безопасной, поскольку большая часть энергии, вложенной в процесс майнинга, находится в честных руках майнеров.
- ПОДТВЕРЖДЕНИЕ РАБОТЫ
Самое главное, что делает возможным консенсус в Биткойне — это протокол консенсуса под названием Proof of Work.
В частности, в нем майнеры используют своего рода полные узлы, чтобы соревноваться друг с другом в задаче добычи блоков. Взамен они получают вознаграждение за блокчейн, который создается на каждом успешно добытом блоке.
Стоимость этой задачи — электроэнергия, которая имеет реальную стоимость в финансовом мире, и которая придает каждому выпущенному BTC присущую ему ценность.
Подтверждение работы было создано для предотвращения проблемы, известной как двойное расходование средств. Хотя цифровая подпись вместе с моделью UTXO обеспечивает возможность проверки права собственности на результаты транзакций, подлежащих расходованию, это не предотвращает двойное расходование средств.
Блокчейн представляет собой цепочку с блоками, содержащими транзакции и хеш предыдущего блока. Это обеспечивает неизменность данного решения, но мы не можем знать, является ли цепочка, на которой мы сейчас находимся, правильной.
Для помощи в майнинге необходимо использовать вычислительную мощность, чем больше мощность по отношению к сети, тем больше возможность добычи блока.
Однако процесс является стохастическим, что подразумевает, что это лотерея, случайный шанс на выигрыш. Поэтому невозможно узнать, кто будет следующим, кому удастся добыть следующий блок.
Благодаря этой модели, самая длинная цепочка считается действительной, потому что она представила наибольшее количество работы для своего создания. Поэтому до тех пор, пока крупнейший блокчейн состоит из честных узлов, честный блокчейн будет расти быстрее и оставит позади конкурирующие блокчейны.
В результате, после решения криптографической проблемы майнинга, майнер предлагает новый блок в сети, сеть проверяет через свои узлы, не были ли транзакции внутри блока проведены дважды, и блок добавляется в более длинную цепочку.
Из-за большого распространения сети Биткойн, стоимость атаки на нее, а именно 51% атаки, огромна. Стоимость, которая растет с каждым днем по мере того, как сеть становится все больше и мощнее.
- ВЫБОР БЛОКА
Процесс выбора блоков, используемый в консенсусе Накамото, является одним из основных компонентов, отличающих его от других моделей консенсуса.
Поскольку модель основана на доказательстве выполнения работы, выбор блока относится именно к лотерее, в которой майнеры соревнуются, чтобы выиграть вознаграждение за блок в следующем блоке.
В византийском отказоустойчивом алгоритме, где блок выбирается путем голосования и заменяется каждый раунд в формате round robin, майнинг отсутствует. Блок выбирается для добавления лидером и требует одобрения не менее 2/3 других узлов.
В Биткойне не существует системы голосования для определения лидера. Вместо этого используется криптографическая задача, которая заключается в том, чтобы каждый раз пробовать новое значение, называемое nonce, пока не будет найдено правильное значение. Именно оно позволит хешу блока опуститься ниже определенного целевого хеша.
Таким образом, все майнеры соревнуются в решении проблемы и в том, чтобы первыми найти решение, которое даст им выигрышный лотерейный билет.
Затем этот блок распространяется майнером по сети, чтобы другие майнеры и узлы приняли его как действительный, добавив его в длинную цепочку.
Это означает, что нет необходимости в том, чтобы третья сторона выступала в роли лидера, поскольку процесс носит случайный характер. Каждый, кто хочет внести свой вклад, должен использовать хеширующую способность сети и надеяться на удачу. Во время этого процесса он будет потреблять электроэнергию, которая не пропадает зря, а используется для обеспечения безопасности сети.
- ДЕФИЦИТ
До появления фиатных денег драгоценные металлы были предпочтительной формой хранения стоимости и совершения сделок.
Основная причина их использования, и почему они все еще сохраняют свою ценность, заключается в том, что они являются дефицитным товаром. Мало того, добыча и использование их требует усилий (мы можем рассматривать это как доказательство работы).
Дефицит Bitcoin основан на предпосылке, что общее количество Биткойнов, которые можно добыть, составляет 21 миллион. Более того, каждый BTC, который поступает в систему, делает это через процесс майнинга, который происходит по дефляционной схеме, когда вознаграждение уменьшается вдвое каждые 210 000 блоков (примерно 4 года).
- СТРУКТУРА СТИМУЛИРОВАНИЯ
Дефляционная конструкция Биткойна создает долгосрочный механизм стимулирования, в котором интересы владельцев BTC и участников сети направлены на обеспечение безопасности и валидации сети, поддерживая при этом рост стоимости Биткойна.
Эта дефляционная природа также создает модель теории игр, в которой сотрудничество между людьми в сети соответствует интересам долгосрочной дефляции.
У майнеров есть стимул честно подтверждать и защищать сеть, поскольку вознаграждение за свою работу они получают в виде Bitcoin. Если стоимость BTC падает или сеть испытывает проблемы, это влияет на их доход.
Важно отметить, что Биткойн, если использовать консенсус Накамото, является социально масштабируемой сетью. Благодаря стимулам, с которыми он был разработан, доказательству работы и набору правил, регулирующих этот консенсус, Биткойн смог решить проблему человеческой природы и стать неотъемлемым источником законной и надежной ценности.