1.22 Czym są kryptowaluty oparte na konsensusie Proof of Work?

 

Istnieje wiele rodzajów kryptowalut stworzonych do różnych celów i korzystających z różnorodnych mechanizmów.

W tej lekcji przyjrzymy się kryptowalutom oparte o algorytm Proof-of-Work (PoW), aby dowiedzieć się, czym one są i jak działają. Przyjrzymy się również głównym przypadkom użycia kryptowalut wykorzystujących mechanizm Proof-of-Work i dowiemy się, które projekty PoW są najpopularniejsze na rynku.

Blockchainy oparte o algorytm Proof-of-Work

Sieć blockchain składa się z liniowego ciągu bloków danych, ustawionych chronologicznie od pierwszego bloku (genezy), do najnowszego. Struktura ta została wprowadzona przez bitcoina, który jest pierwszą kryptowalutą w historii i pierwszym blockchainem wykorzystującym mechanizm Proof-of-Work. Zamiast zamkniętej, scentralizowanej struktury sieci, takiej jak w bankach i innych tradycyjnych instytucjach finansowych, mamy tutaj do czynienia z w pełni zdecentralizowanym mechanizmem operacyjnym.

Zamiast węzłów kontrolowanych przez scentralizowany podmiot, łańcuchy bloków oparte o Proof-of-Work, takie jak bitcoin, bazują na tysiącach zdecentralizowanych węzłów sieci obsługiwanych przez górników kryptowalut. Każdy węzeł kryptograficzny Proof-of-Work jest górnikiem, który wykorzystuje swoją platformę wydobywania (mining) do przetwarzania transakcji kryptowalutowych i przyczynia się do rozwoju sieci, gwarantując ważność każdej transakcji.

 

Rola górników w sieciach blockchain opartych na Proof-of-Work

Górnicy przetwarzają ruch na blockchainie, wyszukując odpowiedni hash dla każdej transakcji. Hash to alfanumeryczny ciąg liter i cyfr. Różne kryptowaluty oparte o konsensus Proof-of-Work używają różnych algorytmów hashowania w celu walidacji każdej transakcji, zanim sieć zatwierdzi transfer i doda go do następnego bloku łańcucha bloków. 

Proces ten jest powszechnie określany jako hashowanie lub wydobywanie, ponieważ platformy górnicze muszą ręcznie wypróbować miliony kombinacji hashów, zanim metodą prób i błędów znajdą właściwą.

Co więcej, trudność wydobycia kryptowalut opartych o Proof-of-Work jest stosunkowo wysoka, a pojedynczy górnik nie jest w stanie samodzielnie znaleźć prawidłowego hasha dla transakcji. Dlatego też górnicy łączą się w grupy wydobywcze online, aby szybciej znaleźć prawidłowe hashe. 

Nagrody za wydobycie są główną zachętą dla górników do walidacji transakcji na blockchainach korzystających z mechanizmu Proof-of-Work. Za każdym razem, gdy znajdują poprawny hash, górnicy przedstawiają go reszcie sieci jako Proof-of-Work (co można luźno przetłumaczyć jako dowód pracy), stąd nazwa tego typu blockchaina. Kilku kolejnych górników przeprowadza następnie szybkie sprawdzenie, aby upewnić się, że hash jest prawidłowy, a po jego zatwierdzeniu górnicy zaangażowani w proces hashowania otrzymują nagrodę w postaci nowych kryptowalut.

Łańcuchy bloków oparte o PoW nie mogą działać bez górników. Ponadto, dzięki górnikom, te blockchainy pozostają zdecentralizowane, ponieważ nie kontroluje ich żaden pojedynczy podmiot, co uniemożliwia zamknięcie całej sieci. Widać to m.in. na przykładzie bitcoina. Każdy górnik przechowuje kopię łańcucha bloków na swojej platformie, a wszystkie kopie są automatycznie aktualizowane, gdy nowe bloki danych są dodawane do sieci.

 

Jak bezpieczne są blockchainy korzystające z mechanizmu PoW?

Jednym z najważniejszych czynników wpływających na bezpieczeństwo blockchaina jest jego mechanizm konsensusu. Wszystkie projekty kryptograficzne oparte o algorytm Proof-of-Work wykorzystują ten sam podstawowy mechanizm, który obejmuje haszowanie transakcji przez górników i wymaganie dowodu pracy przed zatwierdzeniem transakcji. 

Jednak nie wszystkie blockchainy oparte o PoW są równie bezpieczne, ponieważ algorytmy hashujące mogą mieć bardzo różną złożoność, wymagania dotyczące zatwierdzania hashów i inne środki sprawdzania ważności transakcji. 

Algorytm mieszający SHA-256 Bitcoina jest uważany za jeden z najbezpieczniejszych algorytmów mieszających Proof-of-Work w historii kryptowalut. To potwierdzone jest m.in. przez fakt, że blockchain bitcoina nigdy nie został zhakowany.
 
Aby zhakować łańcuch bloków, czy to oparty na PoW, czy jakikolwiek inny, hakerzy musieliby przejąć kontrolę nad co najmniej 51% wszystkich węzłów sieci, aby zmienić zawartość już istniejących bloków danych. Oznacza to, że mogliby kraść kryptowaluty, przenosząc je na własne adresy z portfeli kryptowalutowych innych osób. Na szczęście, im więcej węzłów sieci, tym trudniej jest dokonać takiego włamania. Na przykład bitcoin ma ponad 40 000 węzłów, co sprawia, że włamanie jest niezwykle mało prawdopodobne.

Niektóre blockchainy Proof-of-Work przetwarzają transakcje znacznie szybciej niż inne, kosztem uproszczenia procesu walidacji transakcji. Oszukanie mechanizmu PoW jest jednak niezwykle trudne. Dlatego też jest on uważany za wysoce bezpieczny, chociaż jest znacznie wolniejszy i ma niższą przepustowość w porównaniu do Proof-of-Stake (PoS), które mogą przetwarzać tysiące transakcji na sekundę.

 

Do czego są wykorzystywane kryptowaluty oparte o algorytm Proof of Work?

Kryptowaluty oparte o algorytm Proof-of-Work są używane głównie jako cyfrowa gotówka lub cyfrowy magazyn wartości. Do września 2022 r. blockchain Ethereum, jeden z największych ekosystemów kryptowalutowych do uruchamiania zdecentralizowanych aplikacji (dApps), wykorzystywał również mechanizm Proof-of-Work. Jednak od czasu przejścia na szybszą i bardziej wydajną architekturę sieci PoS, sieci Proof-of-Work koncentrują się głównie na funkcjonalnościach związanych z cyfrową gotówką.

 

Przykłady kryptowalut wykorzystujących mechanizm Proof of Work

 

Bitcoin (BTC)

Bitcoin to niezaprzeczalny lider rynku krypto, który zajmuje czołowe miejsce od momentu jego uruchomienia w 2009 roku jako pierwszej zdecentralizowanej cyfrowej waluty na świecie. Główną ideą bitcoina jest zapewnienie użytkownikom sposobu na dokonywanie transakcji P2P.

Od tego czasu Bitcoin stał się bardziej cyfrowym magazynem wartości niż walutą do codziennych płatności ze względu na jego wysoką wartość i rosnącą popularność. Wielu inwestorów kryptowalutowych woli trzymać BTC długoterminowo niż używać go do płatności.

 

Litecoin (LTC)

Litecoin (LTC) został wprowadzony na rynek w 2011 roku, dwa lata po BTC i miał być lżejszą wersją bitcoina, bardziej nadającą się do codziennych płatności. Podczas gdy bitcoin jest powszechnie nazywany cyfrowym złotem, Litecoin jest cyfrowym srebrem.

Firmy akceptujące płatności kryptowalutowe często włączają Litecoin jako jedną z obsługiwanych opcji płatności, ponieważ łańcuch bloków LTC jest czterokrotnie szybszy w porównaniu do bitcoina. Transakcja LTC trwa około 2,5 minuty, w porównaniu do zwykłego 10-minutowego czasu transferu bitcoina.

 

Dogecoin (DOGE)

Dogecoin (DOGE) to pierwszy i największy memecoin na rynku, ale jest to również jeden z najstarszych blockchainów oparty o algorytm Proof-of-Work, uruchomiony w 2013 roku. W momencie premiery DOGE był żartobliwą kryptowalutą stworzoną w celu oddania szacunku oryginalnemu memowi Doge z początku XXI wieku. 

Z biegiem lat DOGE stał się jedną z największych kryptowalut na rynku, zwłaszcza po poparciu Elona Muska, który często chwali memecoina podczas wydarzeń publicznych i na swoim profilu na Twitterze.