Co je to Proof of Work a jak funguje?
Pokud jste někdy viděli zkratku PoW a nevěděli jste co to znamená tak se nebojte, je to jednoduché. PoW znamená Proof of Work, neboli důkaz práce. Co to ale je a jak vůbec funguje? Všechno se dozvíte v tomto článku.
Co vlastně proof of work je?
Proof of Work (dále PoW) je algoritmus, kterým se dosahuje konsenzu například na Bitcoinovém blockchainu. PoW by měl poskytovat důkaz vykonané práce, v tomto případě se bavíme o výpočetním výkonu, který je potřeba k zabezpečování Bitcoinové sítě. Tento důkaz je velmi těžké vytvořit, ale lehké ověřit.
Vznik PoW
Mnoho lidí si myslí, že PoW byl vytvořen Satoshi Nakamotem (tvůrcem Bitcoinu), ale pravdou je, že Satoshi nebyl objevitelem většiny technologií, které použil v Bitcoinu. Většina z těchto technologií už existovala, ale Satoshi je jako první šikovně poskládal do sebe. Zpátky ale k PoW. Tato technologie byla poprvé použita Adamem Backem jako ochranou před DoS útoky.
Co přináší PoW do Bitcoinu?
PoW v Bitcoinu řeší to, aby nevznikal takzvaný double spending (problém dvojího utrácení). Double spending znamená, že by jeden člověk zaplatil jinému například 1 000 Kč a těchto 1 000 Kč by zároveň zaplatil i někomu jinému. Současný svět tento problém řeší centrální autoritou, což je banka. Banka drží přehled o tom, kdo komu posílá peníze a hlídá, aby nikdo neposlal víc peněz, než mu patří. V Bitcoinu samozřejmě žádnou centrální autoritu nemáme, takže tohle v Bitcoinové síti řešíme systémem uzlů.
Systém uzlů
Na Bitcoinu existují dva hlavní typy uzlů, které je potřeba znát. Je to Full node a Miner node.
Full node
Full node je typ Bitcoinového uzlu, který udržuje celý Bitcoinový blockchain stažený lokálně a v průběhu jej aktualizuje. Provozovatele full nodů si můžeme představit jako lidi, kteří mají tu často zmiňovanou “účetní knihu” a zapisují do ní. Za provozování full node nedostaneme žádnou konkrétní odměnu, ale taky nespotřebovává moc elektřiny. Vlastnění full node Vám ovšem poskytuje značné výhody, které ale ocení spíš zkušenější uživatelé.
Miner node
Miner node je naopak těžařský uzel, pomocí kterého se zabezpečuje síť. Miner node se téměř neliší od full node, ale má za účel propojit blockchain s těžícími komponenty (tzv. Asic minery), které spotřebovávají hodně energie. Za provozování Miner node jsou odměny v podobě Bitcoinu (block reward). Jak tato odměna funguje se dozvíte v dalším odstavci.
Těžba jako zabezpečení sítě
Zhruba každých 10 minut se uzavřou všechny transakce, které v tomto časovém úseku proběhly do bloku. To je práce právě Bitcoinových těžařů, kteří provozují miner node (o kterých jsme si řekli v předchozím odstavci). Těžbu si můžeme představit jako loterii. Všichni těžaři soutěží o to, kdo jako první uzavře blok. Za uzavření bloku těžaři dostanou poplatky za transakce v bloku a také takzvanou block reward. Současná block reward je 6,25 BTC.
Soutěž o uzavření bloku je složitá a vyžaduje velké množství výpočetního výkonu a hashovací funkce (to si ovšem rozebereme v nějakém z dalších článků). Těžaři se v podstatě snaží uhodnou číslo, nonce, které je potřeba k uzavření bloku a je náhodně generované podle předem stanovených parametrů. Kdo jej uhádne jako první, ten dostane odměnu (block reward).
Ostatní těžaři poté vezmou tohle číslo (nonce) a ověří, jestli je opravdu správně. Pokud ano, block je validní. Poté se tento postup aplikuje s dalším blokem.
Tímto systémem se pálí elektřina za výpočetní výkon a proto se tomuto systému říká Proof of Work. Máte důkaz, že jste odvedli práci.
Co se stane, pokud si těžař přidá do bloku falešnou transakci ?
Může se stát, že si těžař připíše transakci, která se nestala a dokonce podaří se mu uzamknout blok? Ano může, ostatní těžaři ale při kontrole hned poznají, že nonce tohoto těžaře je podvodná a uzamknutí mu neuznají. Těžař přijde o svou odměnu a spálí elektřinu. Jediný způsob jak tento mechanismus obejít je takzvaný 51% útok.
Co je 51% útok?
51% útok je to situace, kdy by nějaká centrální entita (například skupina těžařů) získala více než 51% procent Bitcoinové výpočetní síly. Poté by tato centrální autorita mohla říct, že falešná transakce je validní a “přehlasovat” zbytek sítě.
V čem je tedy Proof of Work tak důležitý?
Proof of Work nám poprvé v historii přináší dohodu více stran, při které nemusí nikdo věřit žádnému z dalších účastníků. Tento systém funguje čistě na důkazu (důkazu práce), při kterém jde jakákoliv důvěra stranou. Všichni účastníci si tak mohou být jisti, že ani jeden z nich není podvodník.
Závěr
Proof of Work sice není vynález Satoshiho Nakamota, ale užití, které Satoshi vymyslel se jeví přímo geniální. Vypadá to, že Satoshi našel pro PoW ultimátní využití. Bitcoin byl první kryptoměnou, která vznikla a která PoW použila. V současné době běží na systému PoW i spousta dalších kryptoměn, ale rozhodli jsme se jeho užití demonstrovat na nejvíce viditelném případu. Pokud máte nějaké dotazy o PoW, nebo si chcete jenom popovídat s lidma, kteří přemýšlí stejně jako Vy, navštivte náš Discord server, rádi Vás tam uvidíme!
Zdroje:
https://www.alza.cz/proof-of-work-a-proof-of-stake#proof-of-work
https://www.investopedia.com/terms/p/proof-work.asp
https://www.coindesk.com/what-is-proof-of-work
https://ethereum.org/en/developers/docs/consensus-mechanisms/pow/
https://www.youtube.com/watch?v=KSKY1P9qLk4&list=PLiD1OrtvRy70RQ8k5HH0E3vHQPpEIJJhZ&index=5
