Обяснено доказателство за капацитет: Екологичен алгоритъм за добив

Що се отнася до копаенето на криптовалути, в момента има два добре установени протокола и те са Proof-of-Work (PoW) и Proof-of-Stake (PoS).

Има обаче трети алгоритъм за добив, за който много хора може да не са чували: Доказателство за капацитет.

Всъщност не е напълно неразумно да се предполага това. Proof-of-Capacity е наистина нов алгоритъм за добив, който в момента се използва само от една криптовалута, наречена Burstcoin.

Въпреки това обаче има много хора, които смятат, че доказателството за капацитет е жизнеспособна алтернатива на установените в момента методи за добив. И така, какво е Proof-of-Capacity и защо се разглежда като такова чудесно решение за добив?

Преди да разгледаме техническите характеристики на PoC, помага да разгледаме как в момента работят популярните алгоритми за копаене.

Установени протоколи за добив

ASIC за копаене на биткойни

Изображение чрез Fotolia

В момента PoW е ​​един от най-утвърдените протоколи за добив. Това основно изисква миньор да използва компютърни ресурси за решаване на сложни математически хеш функции („Работа“). В случая с биткойн се използва добре позната хешираща функция, наречена функция SHA 256.

Тези хеширащи функции са еднопосочни функции, които могат да имат само едно решение. Те изискват тази сурова изчислителна мощност, за да намерят точния вход на функцията, за да получат правилния изход на функцията. Една от входните променливи във функцията за хеширане е „nonce“.

Nonce е променливата, през която миньорът непрекъснато ще се итерира, докато успеят да генерират правилния хеш. Това е изчисление с груба сила, което изисква много енергия и ресурси за решаване. Тъй като трудността на биткойните се е увеличила, нараства и количеството мощност, необходимо за намиране на правилния nonce.

Proof of Stake mining (PoS) е доста различна концепция от PoW добива. При това миньорите трябва да притежават определен „дял“ във въпросната криптовалута, за да участват в проверките на транзакциите.

Тези залагащи или „валидатори“ ще бъдат възел и ще създават новите блокове въз основа на количеството монети, което те държат в момента в портфейлите си.

Нуждата от алтернативи

Докато алгоритъмът PoW работеше добре, когато биткойнът беше относително зараждаща се технология, растежът на мрежата беше експоненциален. Протоколът за биткойн е създаден с цел да увеличи трудността на добива, за да поддържа блоковите времена постоянни.

Резултатът от това е, че трудността на копаенето е станала толкова сложна, че само най-модерните машини, наречени Application Specific Integrated Circuits (ASIC), могат да добиват монети. Те също така изискват огромно количество енергия, за да разрешат хеш функциите.

За всички миньори, които не са в състояние да разрешат хеш функциите навреме, изразходваната от тях енергия ще бъде загубена. Резултатът от това са избягали енергийни разходи, които мнозина смятат за вредни за околната среда.

Въпреки че PoS добивът може да бъде по-малко енергоемък, има и други външни фактори, с които много защитници на криптовалутите имат проблеми. Това е идеята за централизация в процеса на добив. Залагането на монети означава, че тези с най-много монети могат да имат повече дума в процеса на добив.

Това означава, че по-малките минни операции ще имат много по-малко въздействие върху важни решения, които се вземат от по-големите възли.

Следователно има голяма нужда от алтернативен алгоритъм за добив, който е по-малко енергоемък от PoW и позволява правилна децентрализация на мрежата. Тук идва Proof-of-Capacity.

Какво е доказателство за капацитет?

Proof-of-Capacity е консенсусен алгоритъм, при който майньорите ще „начертаят“ своите твърди дискове, за да участват в проверката на транзакциите. С други думи, миньорите ще изчислят и съхраняват решенията на проблемите с добива, преди изкопаването дори да е започнало.

Ще има някои решения, които ще бъдат постигнати по-бързо от други и те ще бъдат избрани в кръга на консенсуса. Тези миньори ще получат блока и следователно монетите, приложими за това.

Тези решения трябва да бъдат изчислени предварително, тъй като са твърде сложни за решаване в реално време. Освен това блоковите времена са наистина кратки, средно по 1 блок на всеки 4 минути (в сравнение с 10 минути на Биткойн). Ето защо решенията за алгоритъма на хеширане трябва да бъдат запазени предварително.

Начинът, по който един майнер е в състояние да увеличи шансовете си за спечелване на наградата на блока, е като се увери, че те имат най-много решения (парцели), запазени на своите твърди дискове преди ръка. Това ще увеличи шансовете вашето решение да е най-бързо.

Как работи доказателството за капацитет?

Има два компонента, които съставляват доказателството за капацитет, това са Графиране и добива на твърдия диск. Начертаването е първият етап и това включва създаването на вашите уникални файлове със сюжети.

Графирането използва функцията за хеширане, наречена Шабал. Този алгоритъм за хеширане е много по-труден за изчисляване, отколкото вариантът SHA 256, използван в протокола Bitcoin. Следователно, миньорите ще изчислят предварително решенията на алгоритъма Shabal и ще ги съхраняват на твърдия диск.

Начертаване на твърдия диск

Когато планирате твърдия си диск или създавате файлове за графика, вие създавате nonces. Това е малко по-различно от Bitcoin nonce, тъй като се генерира от файла на парцела. Вие непрекъснато ще хеширате вашите данни, включително вашия конкретен идентификационен номер, докато не разрешите този въпрос.

Всеки от нонсовете ще съдържа 8 192 хеша и те се обединяват в няколко двойки, които се наричат ​​„лъжички“. Общо ще има 4095 лъжички, на които всеки ще бъде присвоен този уникален номер. По-долу е даден графичен пример за лъжичките.

Пример за лъжичко доказателство за капацитет

Пример за Nonce и Scoops. Източник на изображението: burtwiki.org

Майнинг на твърдия диск

Един от резултатите от изчислението ще бъде номерът на лъжичката. Това число на лъжичката ще бъде между 0 и 4095. Полученият номер на лъжичка и съответният nonce ще бъдат използвани за изчисляване на единица време, наречена „краен срок“.

Това ще бъде завършено за всички случаи, които са на вашия твърд диск и след това ще изберете най-краткия срок. Този минимален срок е времето, което ще мине от създаването на последния блок, докато можете да създадете нов.

Ако крайният срок, който можете да създадете, е по-кратък от този на останалите майнери, тогава имате право да създадете новия блок и ще имате право на наградата за блока.

Предимства на доказателството за добив на капацитет

Като се имат предвид многото предизвикателства, пред които са изправени по-традиционните алгоритми за добив като PoW и PoS, алгоритмите за консенсус за доказателство за капацитет имат редица предимства.

  • Копаенето с твърд диск е значително по-енергийно ефективно от използването на специализирано оборудване като ASIC или обикновени графични процесори. Това ще успокои притесненията на много природозащитници.
  • Миньорите, които са инвестирали във високоспециализирани майнинг платформи и чипове ASIC, няма да имат предимство при добива на монетите. Това често се разглежда като един от недостатъците на протокола Bitcoin.
  • Съществува по-голяма степен на диверсификация с доказателство за капацитет. Това се дължи на ниските бариери пред навлизането на твърд диск. Те обикновено са доста евтини и позволяват на повече миньори да скочат в битката.
  • Твърдият диск може да бъде използван повторно като нормално оборудване, след като приключите с копаенето. Като се има предвид, че те не са толкова специализирани, можете просто да изтриете данните, след като приключите и те са нови като нови. Това не може да се каже за ASIC.
  • Ползите от оптимизацията на по-новите твърди дискове са много малко (освен размера). Следователно най-новото оборудване не е предпоставка за постигане на предимство в добива на монетите.

Може би това е причината, поради която мнозина в криптовалутната общност търсят алгоритъма за добив като нова панацея за екологична децентрализирана алтернатива. Съществуват обаче редица минуси, които съществуват при добива на доказателство за капацитет. Те включват следното:

  • Данните, които са нанесени на твърдия диск, не са от полза освен добиването на монетите. Това означава, че има много пространство, което остава излишно.
  • Въпреки че има по-ниски бариери за влизане с доказване на капацитет, хората могат да си купят и по-големи твърди дискове. Нищо не пречи на човек да закупи много по-големи твърди дискове и да ги използва за добиване на повечето монети. Това може да повлияе на децентрализацията на мрежата.
  • Ако добивът стане популярен, тогава има вероятност той да бъде използван от хакери. Понастоящем добивът на зловреден софтуер се е разпространил експоненциално до множество компютри по целия свят. Те понякога могат да бъдат идентифицирани, тъй като добивът на PoW забавя компютъра. С доказателство за капацитет обаче е много по-трудно да се каже дали резервното ви хардуерно пространство се използва за незаконни цели.

„Доказателство“ е в пудинга

Доказателството за капацитет несъмнено е един от най-интересните алгоритми за копаене. Той не само преосмисля начина, по който се подхожда към добива през последните няколко години, но е и решение, което мнозина виждат като екологично устойчиво.

Той също така се поддава на панацеята на повечето защитници на криптовалутата: идеално децентрализирана екосистема.

Все още е нова концепция и не е използвана в същия мащаб, какъвто имат другите алгоритми. Остава да се докаже дали доказателството за капацитет може да преодолее редица мащабиращи препятствия, пред които са изправени по-утвърдени блокове като Bitcoin и Ethereum.

Независимо от това, всички иновативни технологии започват като лесен случай на употреба и се усъвършенстват допълнително, когато се появят препятствия. Ще бъде интересно да се види колко доказателство за капацитет може да повлияе на екосистемата на криптовалутата.

Представено изображение чрез Fotolia

Mike Owergreen Administrator
Sorry! The Author has not filled his profile.
follow me