Proof of Work（ 暗号通貨の分野で最も有名なコンセンサスメカニズムの1つであり、ビットコイン。しかし、コンセンサスメカニズムとは何ですか？また、ブロックチェーンでのトランザクションの安全性と完全性を保証することが不可欠なのはなぜですか？Proof of Workの運用、その利点、およびその限界を分析し、その代替案と課題を調査します。
目次
Proof of Workのメカニズムを理解します
コンセンサスメカニズムとは何ですか？
コンセンサスメカニズムは、ブロックチェーンが使用するプロトコルであり、分散型ネットワークのすべての参加者がトランザクションの現在の状態に同意できるすべての取引が正当で正しい方法で検証されていることを保証するのに役立ち、したがって、同じ通貨を数回使用できる二重支出（二重支出）Proof of Workは、これらのコンセンサスメカニズムの1つであり、トランザクションを検証および保護するために使用されます。
定義：仕事の証明とは何ですか？
、新しいブロックチェーントランザクションブロックを追加するために複雑な暗号化パズルを解決する必要がある未成年者間の競争に基づいていますこれらのパズルを解決することにより、未成年者は、彼らがかなりの量の計算を行ったことを証明します。これは、ネットワークへの貢献の正当性を保証します。
Proof of Work ブロックチェーンでどのように機能しますか？
仕事の証明は、未成年者に複雑な数学的問題を解決してトランザクションブロックを検証することを奨励することにより機能します。ブロックにトランザクションのリスト、タイムタイム、およびハッシュで、チェーンの連続性を保証します。このプロセスにより、ブロックチェーンに追加された各トランザクションが合法で検証されます。
取引の検証における未成年者の役割
、トランザクションの検証とブロックチェーンの保護に責任があります彼らはトランザクションをブロックにまとめ、特定の基準（一般にチェーンの開始時に特定の数のゼロ）に従ってハッシュこのタスクには優れたコンピューティングパワー、問題が解決すると、マイナーは検証のためにネットワークの他の参加者にブロックを提出します。
Proof of Workの手順
暗号化パズル解像度
ハッシュ関数と呼ばれるエニグマを解決する必要があります。ヌンチと呼ばれる数を探しています。これは、ブロックデータと組み合わせると、特定の基準を満たすハッシュたとえば、ハッシュは多くのゼロから始めなければなりません。未成年者は、正しい結果が得られるまで、異なる値を試します。
他の未成年者による解決策の検証
未成年者が解決策を見つけると、彼はそれをネットワークに送信します。提案されたヌンシオでハッシュを再計算することにより、このソリューションをチェックします結果が基準に準拠している場合、ブロックは受け入れられ、ブロックチェーンに追加されます。他の未成年者は、何百万もの組み合わせをテストしなければならなかった未成年者とは異なり、他の未成年者が一度計算をしなければならないため、この検証プロセスは迅速です。
ブロックの作成とブロックチェーンへの追加
チェックすると、ブロックがチェーンに追加されます。ブロックにはトランザクションなく、以前のブロック（ハッシュ経由）とのリンクも含まれています。これにより、データの不変性ブロックを偽造しようとすると、ハッシュが変更され、ネットワークが変更をすぐに検出できます。
鉱夫の報酬：ビットコインおよびその他の暗号通貨
暗号通貨賞のおかげでブロックチェーンを確保することをお勧めしますビットコインの場合、未成年者は、ブロックに含まれるトランザクションコストに加えて、検証された各ブロックで新たに作成されたbitcoins Halvingと呼ばれるプロセスで時間とともに減少しますbitcoinsの問題がますます珍しくなります。
Proof of Workの利点
強化されたセキュリティと地方分権
仕事の証明は、高レベルのセキュリティ。各ブロックでは、膨大な量の計算を検証する必要があり、非常に高価な操作攻撃者は、他のすべての参加者のコンピューティングパワーよりもコンピューティングパワーを費やして、トランザクションを偽造する必要があります。これは、ビットコインのような主要なブロックチェーンではほとんど不可能です。
悪意のある攻撃に対する抵抗
Proof of Work攻撃者がネットワークのコンピューティング能力の半分以上を制御する51％の攻撃などの悪意のある攻撃に対する自然な抵抗を提供しますビットコインのような大規模なブロックチェーンにこのような攻撃を行うために必要な天文コストのため、この方法は最も安全なコンセンサスメカニズムの1つです。
具体的な例：ビットコインの場合
ビットコインは、作業証明を使用したブロックチェーンの最も有名な例です。その安全性は、このメカニズムに完全に基づいています。 2009年の作成以来、ビットコインは51％の攻撃の犠牲者ではなかったため、大規模なProof of Work
Proof of Workの欠点
高エネルギー消費
仕事の証明の欠点は、そのエネルギー消費。暗号化パズルを解決するために必要な計算能力はかなりのものであり、電気の大きな需要につながります。これは、このコンセンサスメカニズムに基づいたビットコインやその他の暗号通貨の環境への影響に対する批判につながりました。
需要の高い時期の取引の遅さ
作業証明に基づくブロックチェーンは、需要が高いときに遅くブロックに含まれるトランザクションの数は制限されており、多くのトランザクションが保留されている場合、コストが増加し、確認期限が長くなります。EthereumProof of Stakeを通過した後でも SolanaやSUのような最近のブロックチェーンと比較して、ほとんど散らばっていない理由の1つです。
暗号通貨の採掘プレーヤー：企業と個人
Cryptocurrenciesのマイニングは、ビットコインなどのネットワーク上のトランザクションの検証に参加するためにパーソナルコンピューターを使用するのに十分な最初の日以来、大きく進化してきました。今日、鉱業は大規模な専門企業、この活動のみに専念する大規模なデータセンターマラソンやビットファームなどの企業は計り知れないコンピューティングパワーを生成できる ASICと呼ばれる）で構成されていますこれらの企業は、数百万ドルを大規模なインフラストラクチャに投資し、世界の採掘力の重要な部分を制御できるようにしています。
個人にとって、暗号通貨の採掘ははるかに収益性が低くなっています。これらの業界の巨人に直面して、暗号化パズルを解決するための競争は激しくなり、個々のマイナーがブロックの検証に成功する可能性は非常に低いです。さらに、機器と電気のコストにより、このアクティビティは大多数の個人にとって有益ではありません。大企業は、卸売電力の購入と規模の経済のおかげでコストを最適化しますが、住宅採掘は多くの人々にとってほとんどアクセスできません。このように、この開発は、マラソンやビットファームなどの大企業の周りにますます集中化することにより、暗号通貨の採掘の景観を変えました。
Proof of Workの代替案
Proof of Stake （POS）
Proof of Stake、Proof of Workの最も人気のある代替手段の1つです。複雑なパズルを解くのではなく、バリデーターは、彼らが持っているトークンの数と彼らが演奏した（ステーキング）に従って選択されます。トークンバリデーターの利害関係が多いほど、ブロックを検証するために選択される可能性が高くなります。このメカニズムは、計算の大きな力を必要としないため、はるかに少ないエネルギーを消費します。ただし、その地方分権の程度はしばしばはるかに低くなります。
その他のコンセンサスメカニズム：権威の証明、火傷の証明
Proof of Stakeに加えて、承認されたバリデーターがネットワークを制御する権限の証明火傷の、参加者にトークンを「燃やして」トランザクションを検証するよう求めます。これらのメカニズムは、高レベルのセキュリティを維持しながら、エネルギーの痕跡を減らすことを目指しています。
Kaspa and Ghostdag： Proof of Workに代わる革新的な代替
Kaspaプロジェクトは GhostDagを備えた興味深い代替品を提供します。ブロックがメインチャネルの一部でない場合にブロックが拒否される従来のブロックチェーンとは異なり、GhostDagはブロックを並行して処理することを可能にするため、作業証明の安全性を保持しながらスケーラビリティ。これは、セキュリティを犠牲にすることなく、遅延とエネルギー消費に関連する課題のいくつかを解決します。
Proof of Work
51％の攻撃： Proof of Work に対する脅威？
51％の攻撃は、個人またはグループがネットワークのコンピューティング能力の50％以上を制御し、以前に検証されたブロックを変更できる場合に発生します。この攻撃は、 Proof of Workに基づいたネットワークで理論的に可能ですが、巨大なリソースが必要であるため、ビットコインのような主要なブロックチェーンでは非常に高価です。
Proof of Work 攻撃を困難にする方法
仕事の証明は、 コンピューティングとエネルギー力の点でマイニングのプロセスをコストのかかることにより、攻撃を困難にします。これは、データを偽造しようとする攻撃者は、成功するために不均衡な量のリソースを費やさなければならないことを意味します。この高いコストにより、ほとんどの場合、攻撃は財政的に実行できません。
Proof of Workに基づいたネットワークへの攻撃の例
ビットコインは大規模な攻撃の犠牲者ではありませんでしたが、他の小さなブロックチェーンはEthereum Classicのように51％の攻撃を。これらの攻撃は一般に、計算能力が低いネットワークで発生し、コントロールを取るのが簡単で安価です。
Proof of Workのエネルギー消費
Proof of Work なぜそんなにエネルギーグルメなのですか？
仕事の証明は、膨大な量の計算が。、多くの電力を消費するASICと呼ばれることが多い）によって実行される必要があります競争の各マイナーは、全体的なエネルギー消費の増加に貢献しています。
ビットコインとその世界的なエネルギー消費
ビットコインネットワークは、いくつかの中型国と同じくらいのエネルギーを消費しています。、特に公共空間に排出量の削減がますます存在する状況で、Proof of Workの環境への影響に関する議論を引き起こしました
他のエネルギーを消費する産業との比較
Proof of Workのエネルギー消費はしばしば指摘されていますが従来の銀行データセンターなど、他の産業のエネルギー消費に匹敵します。ただし、暗号通貨のエネルギーコストに対する一般の認識は、最近の使用と環境の議論により、しばしばより否定的です。
ブロックチェーンを超えた Proof of Work
安全な分散システム
Proof of Work、暗号通貨に限定されません。 ITリソースが複数のプレーヤー間で共有される分散システムを保護するために使用できますこれらのシステムでは、Proof of Work、参加者がネットワークに貢献するためにリソースを割り当てたことを確認することが可能になります。
Proof of Work とスパム予防
作業証明は、 通信システムでのスパム攻撃をたとえば、電子メールなどのサービスでは、送信者が小さな計算を実行する必要があります。この計算は、正当な送信者にとって高速で安価ですが、数百万のメッセージを送信しようとするスパマーにとっては高すぎます。
Proof of Workを使用している他のセクター
ブロックチェーンとコンピューターセキュリティに加えて、この作業は分散計算システム。この作業では、参加者は計算能力を提供することで複雑なタスクを解決したことで報われます。
Proof of Workを使用した人気のブロックチェーン
ビットコイン：最も有名な Proof of Work
ビットコインは作業Proof of Workを使用した最も象徴的なネットワークです。彼の安全はこのコンセンサスモデルに完全に基づいており、過去10年間で、Proof of Work信頼性があり、検閲に耐性があることを証明してきました。
Kaspa ： Proof of Work が改善された例
Kaspa GhostDagと呼ばれる革新的なモデルを使用して、作業証明のスケーラビリティを改善するプロジェクトです。従来のブロックチェーンとは異なり、 Kaspa、作業の証明に固有のセキュリティを保持しながら、ブロックを並行して扱うことにより、より大きな効率を可能にします。
Dogecoin とそのユーモラスな起源
Dogecoin冗談として作成されましたが Litecoinと同様に、Proof of Work。 Dogecoin、献身的なコミュニティとその特定の企業による支払い手段としての採用のおかげで人気がありました。
Proof of Workの未来
Ethereum の Proof of Workの将来に対する移行の影響
Ethereum2.0の立ち上げによるProof of WorkからProof of StakeへのEthereumの通過は、コンセンサスメカニズムの将来の転換点を示しています。Ethereumの移行は、ブロックチェーンがより生態学的でスケーラブルなソリューションに向かって進化できることを示しています。
Proof of Work より効率的にするための可能な改善
特にハッシュアルゴリズムを最適化し、特殊な機器の必要性を減らすことにより、Proof of Workするために技術の改善が研究されています目標は、効率を犠牲にすることなくセキュリティを維持することです。
Proof of Work 消えるように捧げられていますか？
Proof of Stakeのような代替メカニズムは人気を集めていますが、Proof of Workまだ消えるように運命づけられていません。その堅牢性、経験のある安全性、攻撃に対する抵抗は、ビットコインのようなブロックチェーンにとって不可欠なモデルになります。ただし、その将来は、エネルギー効率を向上させる努力に依存します。
よくある質問
単純な言葉でProof of Workは何ですかProof of Work
未成年者が暗号化パズルを解決してトランザクションを検証し、ブロックチェーンを確保するコンセンサスメカニズムです。なぜProof of Workそんなに多くのエネルギーを消費するのですか？Proof of Work
は、パズルを解決するための優れたコンピューティング能力が必要です。これは、高い電気消費を意味します。仕事の証明は、取引の安全性をどのように保証しますか？
Proof of Work未成年者に、取引を検証するために重要なリソースを投資し、財政的に非活動を処理しようとすることを要求することにより、攻撃を費用と困難にします。Proof of Workの代替案は何ですか？Proof of Stake
仕事Proof of Workの主な代替手段です。これは、コンピューティングパワーではなく、バリデーターによるトークンのプレイに基づいています。
暗号通貨への投資は危険です。 Crypternon、この記事で提出された不動産またはサービスの使用後に引き起こされた損害または損失について、直接的または間接的に責任を負うことはできませんでした。暗号通貨にリンクされている投資は本質的に危険です。読者は、行動を起こす前に独自の研究を行い、金融能力の範囲内でのみ投資する必要があります。この記事は、投資。
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ヨハン・ウザン
トレーニングエンジニア、私はすぐに金融の分野に興味を持ちました。分散化された金融はそれに先立って明るい未来を持っていると確信し、私は Crypternon開発することでその民主化に参加しています。
