Перейти к содержанию
Financial Context Wiki

Доказательство работы

Доказательство работы делает поиск блока затратным, а его проверку дешёвой, требуя определённое протоколом вычислительное доказательство. Анализируйте отдельно валидность, вероятность достижения цели, накопленную работу, сложность, подтверждения, экономику майнинга, концентрацию и энергетические допущения.

Обновлено

Только в образовательных целях; не является инвестиционным советом или инвестиционной рекомендацией. Инвестиции могут привести к убыткам.

Прямой ответ

Доказательство работы (PoW) — семейство механизмов, в которых участник должен предоставить определённое протоколом вычислительное доказательство: найти его затратно, а проверить дёшево. В типичном блокчейне на основе хеширования производитель изменяет данные кандидата, пока полученный хеш не станет численно меньше либо равен цели. Принятое доказательство показывает, что для этих точных входных данных и правил найден подходящий результат; оно не показывает число машин, источники их энергии или фактическое вычисление каждого заявленного промежуточного хеша.

PoW обеспечивает Sybil сопротивление за счёт взвешивания возможностей производства блоков с помощью ограниченных вычислений, а не идентичностей, учётных записей или балансов токенов. Это лишь один компонент развернутой консенсусной системы. Узлы должны независимо проверять заголовок, транзакции, подписи, правила потраченных выходов, выпуск, ограничения и другие правила перехода состояния. Блок с огромной заявленной работой остаётся недействительным, если его транзакции или вознаграждение нарушают консенсус.

Bitcoin сочетает работу заголовка SHA-256d с сетевыми специфичными правилами назначения и переназначения, одноранговым распространением, независимой проверкой блоков и выбором действительной ветви с наибольшей суммарной сложностью цепи. «Самая длинная цепь» — это неформальное сокращение для обозначения наибольшего накопленного валидного труда, а не обязательно ветви с наибольшим числом блоков. Другие системы PoW могут использовать разные головоломки, входные данные, правила корректировки, формулы работы, интервалы блоков, графики вознаграждений и правила выбора форка.

PoW делает переписывание принятой истории возможным только при конкурирующей работе в рамках указанных сетевых и противниковых предположений, но не создает детерминированной финальности. Конкурирующие блоки, задержки распространения, разветвления сети, эгоистичный майнинг, аренда или перенаправленная вычислительная мощность, сбои в программном обеспечении и экономические стимулы влияют на безопасность. Глубина подтверждения снижает некоторый риск реорганизации только в пределах указанной модели; она не может доказать внецепочечную правду, правильность контрагентов, юридическое владение, будущую стоимость актива или постоянную необратимость.

Как анализировать Доказательство работы

  1. Зафиксируйте систему и набор правил. Запишите сеть, генезис, версию клиента, состояние активации, алгоритм работы, входные данные кандидата, кодировку и максимум цели, правило корректировки, правило выбора форка, наблюдателя, пиры и время. Не применяйте параметры основной сети Bitcoin к другой цепи или тестовой сети.
  2. Независимо проверьте блок-кандидат. Воссоздайте заголовок и зафиксированные блоком данные; затем проверьте транзакции, подписи, скрипты или исполнение, правила потраченного состояния, эмиссию, обязательства, ограничения размера или веса и происхождение. PoW проверяется в дополнение к валидности, а не вместо неё.
  3. Воспроизведите рабочий тест. Примените точный алгоритм хеширования или головоломки и сериализацию, декодируйте цель, отклоняйте недопустимые диапазоны или кодировки и тестируйте неравенство протокола, такое как work_hash <= target. Разделяйте отображаемый порядок байтов и сравнение целых чисел, используемое для консенсуса.
  4. Квантовать вероятность поиска. Для равномерного n-битного хеша и включённой цели T одна попытка успешна с p = (T + 1) / 2^n, а ожидаемое количество попыток равно 1 / p. Укажите эффективную совместимую скорость хеширования и время работы; ожидаемое время не является сроком, и прошлые неудачи не делают следующую независимую попытку более вероятной.
  5. Воссоздайте накопленную работу и выбор ветки. Для каждой действительной ветви вычисляйте работу каждого блока из его цели, используя целочисленное правило сети, суммируйте её по предкам и применяйте фактическое поведение по привязке и доступности. Сравнивайте накопленную работу, а не высоту, отображаемую сложность или один заголовок в изоляции.
  6. Оцените подтверждения и проверьте допущения об атаке. Запишите глубину транзакции в активной цепи наблюдателя, распространение, долю устаревших блоков, разделения сети, разнообразие пиров, концентрацию майнеров и пулов, альтернативные рынки хеш-мощности, цензуру, удержание и способность к реорганизации. Не представляйте границу 51% или число подтверждений как универсальные.
  7. Сверьте экономику и внешние эффекты. Разделите субсидию, комиссии, условия пула, дисперсию, цену, сложность, эффективность, мощность, охлаждение, хостинг, простои, амортизацию, финансирование и налоги. Оценивайте электричество по хешрейту только с распределением эффективности оборудования, соответствующим времени наблюдения, и накладными расходами объекта; для выбросов добавьте местоположение, время, энергобаланс, ограничения мощности и методологическую неопределённость.

Полученные доказательства должны сохранять пять различных уровней: допустимый кандидат, действительное доказательство для этого кандидата, накопленная работа ветви, текущий выбор активной цепочки узла и политика расчетов приложения. Сведение этих уровней приводит к большинству ошибок интерпретации PoW.

Рабочие примеры

1. Вероятность цели и асимметрия проверки

Предположим, что упрощённое правило хэширования допускает один результат в 2^20. Вероятность успеха в каждом независимом испытании составляет p = 1 / 1,048,576, поэтому ожидаемое количество попыток равно 1,048,576. При 5,000,000 hashes/second ожидаемое время поиска составляет:

1,048,576 / 5,000,000 = 0.2097152 seconds

Проверка требует одного хэша и одного сравнения с целью после предоставления кандидата. Тем не менее ожидаемое время не является гарантией: после 1,000,000 попыток вероятность отсутствия успеха примерно равна (1 - 1/1,048,576)^1,000,000 = 38.53%. Неудачная попытка не делает следующую попытку «назначенной».

2. Действительно до накопительной работы

Ветвь A содержит шесть допустимых блоков стоимостью по 100 единиц работы каждый, всего 600. Ветвь B содержит пять допустимых блоков стоимостью по 130 каждый, всего 650. По правилу наибольшей накопленной работы выигрывает B, несмотря на меньшее количество блоков.

Теперь предположим, что филиал C заявляет 1,200 рабочих единиц, но создаёт недействительную награду. Его работа не имеет значения для честного узла-проверяющего: C отклоняется до того, как произойдёт сравнение ветвей. PoW ограничивает, кто может дешёво расширять действительную историю; это не покупает исключение из правил допустимости.

3. Доля хэша и вариация блока

Предположим показатель совместимой сети для иллюстрации 500 EH/s и показатель майнера 2 PH/s. Упрощённая доля майнера:

2 PH/s / 500 EH/s = 0.000004 = 0.0004%

При предполагаемых 144 блоках в день, ожидаемые solo-блоки составляют 144 * 0.000004 = 0.000576 per day, что подразумевает среднее время ожидания около 1 / 0.000576 = 1,736.11 days. Аппроксимация Пуассона дает P(0) = exp(-0.000576) = 99.9424% для отсутствия блока в этот день. Это ожидание не является ни обещанием выплаты, ни доказательством того, что пул должен майнеру определенную сумму.

4. От хэшрейта до оценки энергопотребления

Предположим, что аналитик моделирует 500 EH/s, используя среднюю эффективность парка 25 J/TH. Поскольку 500 EH/s = 500,000,000 TH/s, модельная мощность машины составляет:

500,000,000 TH/s * 25 J/TH = 12.5 GW

При предполагаемой эффективности использования электроэнергии объекта 1.10, смоделированный общий спрос составляет 12.5 * 1.10 = 13.75 GW, или 13.75 * 8,760 = 120.45 TWh в годовом выражении, если условия останутся неизменными. Это оценка, а не показания счетчика. Изменение состава оборудования, времени работы, накладных расходов объекта или окна хэшрейта изменяет результат; выбросы требуют дополнительных географических и генерационных допущений.

Риски и ошибки при проверке

Ошибки протокола и достоверности

  • Рассматривая PoW как весь консенсусный протокол: Головоломка не определяет действительность транзакции, распространение, выбор ветви, вознаграждения или расчет приложения. Задокументируйте все сопутствующие правила.
  • Неверная сеть или алгоритм: Действительный свидетель в одной цепочке, форке, тестовой сети или хэш-функции может быть бессмысленным в другой. Привязывайте доказательства к генезису и действующим правилам.
  • Неправильный сериализованный ввод: Пропуск поля, обязательства, правила порядка байтов или разрешённого изменения может проверить другую задачу. Воссоздайте точные байты кандидата.
  • Рассуждения о работе до достижения валидности: Большой объем работы не может легализовать недействительные подписи, двойные траты, выпуск или переходы состояния. Проверяйте весь кандидат перед сравнением веток.
  • Инверсия цели и сложности: Меньшая цель сложнее, в то время как отображаемая сложность обычно является обратной относительной мерой. Проверьте точные целочисленные формулы сети.
  • Высота вместо цепной работы: Большее количество блоков не обязательно означает большекумулятивной работы, если цели на блок различаются. Суммируйте работу, выведенную протоколом, по допустимой родословной.
  • Перенос допущений ретаргетинга между сетями: Период корректировки, входные временные метки, верхние и нижние пределы, аварийные правила и максимальные цели различаются. Не называйте один дизайн универсальным поведением PoW.

Ошибки безопасности и сети

  • Утверждение о детерминированной окончательности: Цепочки PoW могут реорганизовываться. Установите политику подтверждения на основе значения, глубины, наблюдаемой работы, ликвидности, возможностей противника и оперативного ответа.
  • 51% как универсальный порог: Удержание блоков, преимущества распространения, eclipse-атаки, взяточничество, арендованная хеш-мощность и политика приложения могут иметь значение как ниже, так и выше этой номинальной доли. Укажите модель.
  • Претензия о недействительной власти:Большинство вычислительной мощности может цензурировать или изменять порядок и может переписать действительную историю, но оно не может заставить честные узлы принять поддельные подписи или недействительную инфляцию.
  • Хешрейт равен децентрализации: Шаблоны пулов, фактический контроль, прошивки, производители, хостинг, география, поставщики энергии и программное обеспечение могут оставаться концентрированными.
  • Оценочный хешрейт как телеметрия: Хешрейт сети выводится из работы и случайного появления блоков; это не прямой учёт машин, операторов или мощности.
  • Игнорирование разделов и атак солнечным затмением: Узел с ограниченным доступом может следовать за устаревшей или враждебной работой, несмотря на высокий глобальный хешрейт. Проверьте разнообразие узлов и сети.
  • Игнорирование управления пулом и шаблонами: Многие номинальные майнеры могут следовать одному шаблону блока или оператору выплат. Разделяйте физическое владение хэшем, полномочия шаблона и хранение вознаграждений.

Экономика, энергия и внешние эффекты

  • Ожидаемое вознаграждение в виде гарантированного денежного потока: Результаты поиска случайны, в то время как пулами добавляются правила распределения, резервы, сборы, срок погашения, хранение и риск невыполнения обязательств.
  • Валовый выпуск токенов как прибыль: Цена, сборы, сложность, время работы, мощность, охлаждение, труд, хостинг, ремонт, амортизация, финансирование, хеджирование и налоги могут изменить результат.
  • Хешрейт напрямую равен электроэнергии: Конверсия требует учета эффективности оборудования, использования, состава флота, охлаждения и накладных расходов на объект в одно и то же время наблюдения.
  • Электричество напрямую равно выбросам:Влияние углерода зависит от местоположения, предельной и средней генерации, времени, контрактов, ограничений, заявлений о метане и границ учёта.
  • Эффективность гарантирует меньшее общее потребление:Более эффективное оборудование снижает энергозатраты на хэш, но конкуренция в сети, цена, вознаграждения и развертывание могут изменить общий хэшрейт и спрос.
  • Игнорирование местных внешних эффектов и ограничений: Загрузка сети, шум, тепло, вода, земля, оборот оборудования, электронные отходы, субсидии и ограничение производства могут влиять на сообщества и операции.

Распространённые заблуждения

Доказательство работы делает каждую транзакцию в добытом блоке действительной

Нет. Заголовок, удовлетворяющий цели, показывает лишь то, что блок-кандидат выполнил правило работы. Полные узлы независимо отклоняют недействительные транзакции, обязательства, вознаграждения и переходы состояния независимо от затрат майнера.

Работа — это накопленная энергия, которая делает блок физически необратимым

Блок содержит компактное проверяемое доказательство, а не восстанавливаемую электроэнергию. Конкурирующая валидная работа может реорганизовать историю, а социальные или программные сбои всё ещё могут потребовать решений по восстановлению. PoW повышает стоимость перезаписи при определённых допущениях, но не создаёт физической или детерминированной финальности.

Самая длинная цепочка всегда означает цепочку с наибольшим количеством блоков

Не обязательно. Ядро Bitcoin сравнивает накопленную сложность цепочки среди действительных кандидатов. Более короткая ветка может представлять большую работу, если её блоки были созданы при более сложных целях.

Атакующий с большинством вычислительной мощности может украсть любую монету или изменить любое правило

Хэш-мощность может создавать риски реорганизации, цензуры, упорядочивания и отказа в обслуживании, но честные узлы по-прежнему обеспечивают соблюдение подписей, эмиссии и правил консенсуса. Изменение этих правил требует, чтобы пользователи запускали совместимое программное обеспечение; одна лишь работа не создает авторизацию.

График хэшрейта показывает точное потребление электроэнергии и выбросы

Нет. Электричество моделируется на основе неопределенных предположений о оборудовании и объектах, а эмиссии добавляют предположения о местоположении, генерации, времени и учете. Ответственные оценки раскрывают диапазоны и методологию, а не представляют одну точную цифру.

Связанные темы

Источники

Навигация

Поиск по вики...