Proof of Work (PoW): jak funguje a jaké jsou jeho výhody

Proof of work je protokol používaný k vytváření a správě blockchainu. V tomto příspěvku se budeme zabývat tím, co to je, jak funguje a jaké jsou výhody této technologie. Podíváme se také na vztah mezi proof-of-work a obnovitelnou energií, jakož i na Bitcoin a další kryptoměny.

Co je to doklad o práci?

Proof of Work (PoW) je systém, který se používá k vytváření a správě blockchainu. V tomto systému obsahuje každý blok zkratku předchozího bloku, časovou značku a údaje o transakci. Aby mohl být do řetězce přidán nový blok, musí těžaři vyřešit složitý výpočetní problém. Tento problém se nazývá proof-of-work. Jakmile těžař tento početní problém vyřeší, může přidat nový blok do řetězce a získat odměnu.

Výhody a nevýhody

Tento systém má oproti jiným systémům několik výhod.

Výhody služby PoW

Zaprvé je velmi obtížné podvádět nebo manipulovat. Je to proto, že pokud chcete změnit nebo odstranit blok, musí někdo znovu provést všechny pracovní zkoušky pro všechny následující bloky. To by bylo téměř nemožné. Za druhé, je to velmi účinný způsob, jak zabránit útokům Sybil. Útok Sybil spočívá v tom, že někdo vytvoří více identit, aby převzal kontrolu nad sítí. Proof-of-work ztěžuje útočníkům vytvoření více identit, protože každá identita by vyžadovala vlastní PoW. Systém má však také nevýhody.

Nevýhody PoW

Zaprvé může být energeticky velmi náročný. Je to proto, že výpočetní problémy, které je třeba vyřešit pro přidání nového bloku do obvodu, jsou velmi složité a vyžadují velký výpočetní výkon. S tím, jak stále více lidí začíná používat systémy proof-of-work, roste množství potřebné energie a pravděpodobně se bude zvyšovat i nadále. To by se mohlo stát problémem, pokud by systémy nebyly schopny přejít na obnovitelné zdroje energie. Za druhé, proof-of-work může být pomalý. Je to proto, že těžařům může trvat dlouho, než do systému přidají nové bloky. To může ztížit škálování systémů.

Proof-of-work se používá nejen v Bitcoinu a dalších kryptoměnách, ale i v mnoha dalších aplikacích. Používá se například při filtrování spamu a ochraně proti distribuovanému odepření služby. V těchto aplikacích se PoW používá k prokázání, že bylo provedeno určité množství výpočtů. To pomáhá zabránit zneužití, protože útoky jsou pro útočníky levnější.

Model Proof of Work vs. Proof of Stake

Proof of Work a Proof of Stake jsou dva různé modely, které se používají k vytváření a správě blockchainu. PoW je známější, protože se v Bitcoinu používá od jeho vzniku. Na druhou stranu, proof of stake je novější model, který se začíná používat v některých aplikacích.

Jaký je rozdíl mezi důkazem práce a důkazem podílu? Nejprve se podívejme, jak jednotlivé funkce fungují. Při proof of work musí těžaři vyřešit složitý výpočetní problém, aby do řetězce přidali nové bloky. Jakmile těžař problém vyřeší, může do řetězce přidat nový blok a získat odměnu. V případě proof of stake musí naopak jednotlivci zaplatit určitou částku peněz (token), aby si “zajistili” svou pozici v řetězci. Čím více peněz je do systému investováno, tím více peněz lze v případě úspěchu sítě vydělat. Pokud však síť selže, přijdou o celou investovanou částku. Jaké jsou tedy výhody a nevýhody jednotlivých modelů? Podívejme se na ně.

Výhody metody (PoW):

– Obtížné podvody nebo manipulace – prevence potenciálních sibylinných útoků

Nevýhody metody (PoW):

– Energeticky náročné – Mohou být pomalé

Výhody metody proof of stake (PoS):

– Nevyžaduje tolik energie – může být rychlejší

Nevýhody proof of stake (PoS):

– Snadnější manipulace nebo podvody

Který model je lepší?

Proof of work vs. proof of stake: co je lepší? Stručná odpověď zní: záleží na vašem úhlu pohledu. Pokud má zájem o bezpečný systém, který je obtížné zmanipulovat, může být lepší volbou proof of work. Pokud má zájem o efektivnější a rychlejší systém, může být lepší volbou proof of stake. Nakonec je na uživateli, aby se rozhodl, který model nejlépe vyhovuje jeho potřebám.

Proof of Stake a budoucnost ekologické těžby

S rostoucí popularitou systémů proof-of-work rostou obavy z množství energie, které spotřebovávají. Je to proto, že je zapotřebí velký výpočetní výkon, který zase vyžaduje velké množství energie. Naštěstí existují určité náznaky, že se systémy proof-of-work začínají orientovat na obnovitelné zdroje energie.

Například mnoho těžařů bitcoinů začalo využívat solární a větrnou energii. Některé společnosti navíc pracují na vývoji energeticky úspornějších algoritmů. Ačkoli bude ještě nějakou dobu trvat, než systémy proof-of-work zcela přejdou na obnovitelné zdroje energie, je zřejmé, že tento trend se již objevuje.

Systémy prokazování výkonnosti mají určité výhody a nevýhody. Pozitivním signálem je však skutečnost, že se začínají orientovat na obnovitelné zdroje energie. Ukazuje, že proof-of-work může být udržitelným způsobem vytváření a správy blockchainu. S rostoucí energetickou účinností systému navíc získá na popularitě a mohl by se stát standardem pro vytváření a správu blockchainů.

V praxi – těžba bitcoinů pomocí zelené energie

Existuje mnoho společností, které využívají zelenou energii k napájení svých operací proof-of-work. Například Bitfarms je těžební společnost působící v kanadském Quebecu. Společnost Bitfarms využívá k napájení svých těžebních operací vodní energii. Vodní energie je obnovitelný zdroj energie bez emisí uhlíku.

To z něj dělá ekologicky šetrný způsob napájení. Dalším příkladem je společnost Greenidge Generation. Greenidge Generation je elektrárna v New Yorku, která vyrábí elektřinu ze zemního plynu. Společnost začala využívat přebytečnou elektřinu k napájení bitcoinového dolu.

To je možné, protože těžba bitcoinů vyžaduje velký výpočetní výkon, který zase vyžaduje velké množství elektrické energie. Využíváním přebytečné elektřiny z elektráren je společnost Greenidge Generation schopna snížit svou uhlíkovou stopu. Rychlý růst spotřeby energie kryptoměn vyvolává otázky ohledně jejich udržitelnosti.

Podle zprávy Rady pro těžbu bitcoinů za 3. čtvrtletí 2021 pochází v současné době více než 50 % energie používané k těžbě kryptoměn z obnovitelných zdrojů (vodní, větrná, solární, jaderná a geotermální energie a výroba kompenzací uhlíku). Vzhledem k přirozené motivaci těžařů minimalizovat náklady na energii a skutečnosti, že čistá energie je v současnosti v některých státech nejlevnějším zdrojem “dostupné” energie, se však očekává, že podíl zelené energie rychle poroste. To platí zejména ve státech, kde existuje silný politický tlak na dekarbonizaci.

To je sice dobrá zpráva pro životní prostředí, ale představuje to další výzvu pro energetický sektor, který již nyní čelí zvýšené poptávce v důsledku odklonu ostatních odvětví od fosilních paliv. To je jen několik příkladů společností, které využívají zelenou energii k pohonu svých závodů.

S rostoucí popularitou proof-of-work hledá stále více společností efektivní způsoby, jak využívat zelenou energii k napájení svých provozů. To pomůže snížit uhlíkovou stopu systému proof-of-work a učinit jej dlouhodobě udržitelnějším. Celkově se jedná o velmi efektivní systém pro vytváření a správu blockchainu. Je bezpečný a je obtížné ho obelstít nebo s ním manipulovat. Může však být energeticky náročný a pomalý. PoW se kromě kryptoměn používá i v mnoha dalších aplikacích a v budoucnu se může stát efektivnějším, protože se bude více zkoumat, jak zajistit větší škálovatelnost systémů.

Děkujeme za přečtení! Doufáme, že vám tento článek pomohl lépe pochopit systém Proof-of-Work a jeho výhody a nevýhody.