หลักฐานการทำงาน (PoW) คืออะไร? PoW ทำงานอย่างไร? (2022)

หลักฐานการทำงานคืออะไร? หลักฐานการทำงานมีความปลอดภัยเพียงใด? เหตุใด cryptocurrencies จึงจำเป็นต้องมี Proof of Work? เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับ PoW ในบทความนี้!

ในโลกของ crypto ปัจจุบันมีอัลกอริธึมฉันทามติหลักสองประการ: การพิสูจน์การทำงานและหลักฐานการถือหุ้น สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจความแตกต่างที่สำคัญระหว่างแต่ละอัลกอริทึมก่อนที่จะลงทุนในสกุลเงินดิจิทัล

ดังนั้น ในบทความนี้ เราจะมาพูดถึงหลักการพื้นฐานของ Proof of Work รวมถึงข้อดีและข้อเสีย

หลักฐานการทำงาน (PoW) คืออะไร?

Proof of Work (ย่อมาจาก PoW) เป็นอัลกอริธึมฉันทามติ แรกในเครือข่ายบล็อคเชน และถูกใช้ครั้ง แรกโดยBitcoin กลไกนี้ใช้เพื่อตรวจสอบและติดตามการสร้าง cryptocurrencies ใหม่และธุรกรรม blockchain งานกำลังแก้ปัญหาทางคณิตศาสตร์ที่ยากมาก ในขณะที่การพิสูจน์คือวิธีแก้ปัญหา

หลักฐานการทำงานคืออะไร

นักขุดเสมือนแข่งขันกันเพื่อเป็นคนแรกที่ไขปริศนาคณิตศาสตร์ที่ซับซ้อน ซึ่งช่วยรักษาความปลอดภัยและยืนยัน PoW blockchains การขุดเป็นคำที่ใช้อธิบายการแข่งขันกันเอง ผู้ชนะจะได้รับรางวัลในการแลกเปลี่ยนสกุลเงินดิจิทัลสำหรับการอัปเดตบล็อคเชนด้วยธุรกรรมที่ตรวจสอบแล้วล่าสุด

หลักฐานการทำงานทำงานอย่างไร

บล็อกเชนเป็นบันทึกสาธารณะที่อุทิศให้กับ สกุลเงิน ดิจิทัล แต่ละ รายการในเครือข่ายการเข้ารหัสลับ ประกอบด้วยบล็อกของธุรกรรมที่ได้รับการตรวจสอบผ่าน Proof of Work

ขั้นตอนการยืนยันธุรกรรมในบล็อกที่จะเพิ่ม การวางธุรกรรมเหล่านี้ตามลำดับเวลา และการแจ้งเครือข่ายทั้งหมดเกี่ยวกับบล็อกที่ขุดใหม่จะใช้พลังงานและเวลาน้อยมาก ปัญหาทางคณิตศาสตร์ที่ยากในการเชื่อมโยงบล็อกใหม่กับบล็อกที่ถูกต้องสุดท้ายในเครือข่ายบล็อคเชนนั้นใช้พลังงานมากที่สุด

แฮชถูกกำหนดให้กับธุรกรรม crypto แต่ละรายการ เพื่อให้ธุรกรรมถูกต้องตามกฎหมาย ผู้ขุด crypto ต้องสร้างแฮชเป้าหมายที่น้อยกว่าหรือเท่ากับแฮชบล็อกตัวอย่าง

แฮชในหลักฐานการทำงาน

นักขุดใช้เครื่องขุดที่สร้างการคำนวณอย่างรวดเร็วเพื่อสร้างแฮชเป้าหมายประเภทนี้ เมื่อนักขุดพบวิธีแก้ปัญหาที่ถูกต้องในที่สุด และสร้างแฮชเป้าหมายก่อน โหนดจะส่งสัญญาณไปยังเครือข่ายทั้งหมดพร้อมกัน เพื่อรับรางวัลของโปรโตคอล PoW

ด้วยเหตุนี้ การสร้างแฮชที่ต้องการจึงเป็นงานที่ท้าทาย อย่างไรก็ตาม การตรวจสอบความถูกต้องนั้นง่ายมาก ซึ่งอาจเป็นเพราะเหตุใด Proof of Work จึงเป็นที่นิยมใน Bitcoin อย่างไรก็ตาม วิธีการนี้มีประสิทธิภาพเพียงพอที่จะป้องกันไม่ให้มีการจัดการบันทึกธุรกรรม นอกจากนี้ การตรวจสอบความถูกต้องกลายเป็นเรื่องง่ายด้วยการใช้กระบวนการนี้ 

เมื่อมีผู้ขุดมากขึ้น เวลาที่ใช้ในการขุดบล็อกถัดไปจะสั้นลงอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ซึ่งหมายความว่าบล็อกใหม่จะถูกค้นพบเร็วขึ้น ในการค้นหา 1 บล็อกอย่างสม่ำเสมอทุกๆ 10 นาที เครือข่าย Bitcoin จะเปลี่ยนระดับความยากในการขุดบล็อกใหม่เป็นประจำ

กลไกการพิสูจน์การทำงาน

ความสำคัญของ Block n ที่เชื่อมต่อกับ Block n-1 ผ่านหมายเลขแฮชคือ "hash number" นี้เชื่อมโยงบล็อกใหม่กับบล็อกที่ถูกต้องก่อนหน้านี้ในเครือข่าย ในทางกลับกัน หากหมายเลข Block n Hash บน Block n-1 แตกต่างจาก Block n หมายเลขนี้จะไม่ตรงกัน และ Block n-1 จะไม่ได้รับการยืนยัน 

คุณสมบัติของระบบ Proof of Work:

ต่อไปนี้เป็นปัจจัยหลักที่นำไปสู่ความสำเร็จอย่างกว้างขวางของโปรโตคอลฉันทามตินี้:

• ปัญหาทางคณิตศาสตร์ที่แก้ได้ยาก
• ความถูกต้องของโซลูชันนั้นง่ายต่อการตรวจสอบ

Blockchains ใช้ฉันทามติของ Proof of Work

Bitcoin ยังคงเป็นเหรียญที่ได้รับความนิยมมากที่สุดโดยใช้ฉันทามติ PoW อย่างไรก็ตาม เทคนิคนี้ถูกใช้โดยสกุลเงินอื่นๆ จำนวนมาก

ในบรรดา cryptocurrencies ที่ได้รับความนิยมมากที่สุด ได้แก่ :

• Litecoin : Litecoin คล้ายกับ Bitcoin มี SegWit ซึ่งอนุญาตให้เพิ่มขนาดบล็อกได้โดยการลบข้อมูลออกจากเครือข่าย Litecoin แตกต่างจาก Bitcoin โดยเสนอความเร็วการทำธุรกรรมที่รวดเร็วในราคาที่ถูกกว่าอย่างมาก
• DASH : มันอ้างว่าทำธุรกรรม crypto ที่รวดเร็วและเป็นส่วนตัวมากขึ้น ธุรกรรมที่รวดเร็วกระตุ้นให้นักขุดลงทุนความพยายามใน DASH
• Monero : altcoin ที่โดดเด่นอีกตัวหนึ่งที่ใช้ฉันทามติ PoW Monero ซึ่งเป็นสกุลเงินดิจิทัลแบบโอเพ่นซอร์ส เน้นความสามารถในการใช้งาน ความเป็นส่วนตัว ความโปร่งใส และการกระจายอำนาจผ่านบัญชีแยกประเภทสาธารณะ
• Bitcoin Cash : altcoin ที่เกิดจากการ hard fork ของเครือข่าย Bitcoin แม้ว่าจะมีการใช้ PoW ซึ่งดูเหมือนจะเป็นฉันทามติที่มั่นคง แต่ Bitcoin cash เป็นหนึ่งในเหยื่อที่ได้รับอันตรายร้ายแรงจากการโจมตี 51 %
• ZCash : ZCash มุ่งมั่นที่จะให้ความเป็นส่วนตัวผ่านการไม่เปิดเผยตัวตน ต่างจาก cryptocurrencies อื่น ๆ เครือข่าย Zcash ใช้อัลกอริทึมแฮช SHA-256 Proof of Work เดียวกัน
• Classic Ethereum : แม้ว่า Ethereum 2.0 จะย้ายออกจาก PoS เพื่อปกป้องเครือข่าย Ethereum Classic ยังคงใช้ฉันทามติ PoW ต่อไป อย่างไรก็ตาม เนื่องจากเป็นเพียงห่วงโซ่ย่อย Ethereum Classic จึงเสี่ยงต่อการโจมตี 51% และการใช้จ่ายสองเท่าของสกุลเงิน

ข้อดีและข้อเสียของหลักฐานการทำงาน

ข้อดี

มีข้อได้เปรียบที่สำคัญมากมายในการใช้ PoW เหนือเทคโนโลยีบล็อกเชน รูปแบบอื่น ๆ ซึ่งรวมถึง:

• ใช้กันอย่างแพร่หลายโดย cryptocurrencies ที่โดดเด่นที่สุด : สกุลเงินดิจิทัลที่มีชื่อเสียงและใหญ่ที่สุด โดยเฉพาะ Bitcoin และ Ethereum ใช้กลไก Proof of Work
• มี ความปลอดภัยสูง : เนื่องจากการเปลี่ยนแปลง blockchain ของ cryptocurrency นั้นต้องการการควบคุมมากกว่าครึ่งหนึ่งของทรัพยากรคอมพิวเตอร์ของเครือข่าย crypto ทรัพยากรการคำนวณที่สำคัญซึ่งต้องการโดยโปรโตคอล Proof of Work ทำให้เครือข่าย Cryptocurrency มีความปลอดภัย
• นักขุดรางวัลที่เปิดใช้งานธุรกรรมใหม่ : นักขุดที่ตรวจสอบบล็อกใหม่ของธุรกรรม Bitcoin สำเร็จอาจได้รับผลกำไร

ข้อเสีย

กลไกการพิสูจน์การทำงานมีปัญหาดังต่อไปนี้:

• ความเสี่ยงในการโจมตี 51% : หากหน่วยงานควบคุมมีโหนดของเครือข่าย 51% ขึ้นไป เอนทิตีสามารถสร้างความเสียหายให้กับบล็อกเชนโดยเข้าควบคุมเครือข่ายส่วนใหญ่

การโจมตี 51% ทำงานอย่างไร

• ใช้เวลานาน : นักขุดต้องตรวจสอบค่า nonce หลายค่าเพื่อค้นหาคำตอบที่ถูกต้องสำหรับปริศนาที่ต้องทำให้เสร็จเพื่อขุดบล็อก การยืนยันธุรกรรมจะใช้เวลาระหว่าง 10 ถึง 60 นาที ส่งผลให้การดำเนินการใช้เวลานาน
• การใช้ทรัพยากร : นักขุดต้องใช้พลังในการคำนวณจำนวนมากเพื่อไขปริศนาทางคณิตศาสตร์ที่ยาก ส่งผลให้เกิดการสิ้นเปลืองทรัพยากรอันมีค่า (เงิน พลังงาน พื้นที่ ฮาร์ดแวร์) 
• อาจจำเป็นต้องใช้ฮาร์ดแวร์ราคาแพง : การซื้อฮาร์ดแวร์ที่มีราคาแพงและเฉพาะทางอาจจำเป็นต่อการประสบความสำเร็จและสร้างผลกำไร
• นัก ขุดแต่ละคนมีปัญหา : เนื่องจากข้อกำหนดด้านความสามารถในการคำนวณ องค์กรการขุด crypto ขนาดใหญ่และกลุ่มการขุดมักจะประสบความสำเร็จในการขุด crypto และสร้างรายได้จากการขุดมากกว่าคนที่ทำงานคนเดียว

การเปรียบเทียบหลักฐานการมีส่วนได้ส่วนเสียและหลักฐานการทำงาน

เปรียบเทียบ Proof of Stake กับ Proof of Work

Proof of Work และProof of Stakeเป็นสองวิธีที่สามารถใช้เพื่อรักษาความปลอดภัยให้กับบล็อคเชน พวกเขาแตกต่างกันในวิธีที่สำคัญหลายประการ รวมถึงค่าใช้จ่ายที่เกี่ยวข้องและระดับของการควบคุมที่พวกเขามอบให้กับผู้ที่ตรวจสอบความถูกต้องของธุรกรรม

เรามาดูรายละเอียดกันเพื่อทำความเข้าใจวิธีการทำงานและข้อดีและข้อเสียของแต่ละวิธีกันดีกว่า

โครงสร้างต้นทุน

ความแตกต่างหลักประการแรกระหว่าง Proof of Work และ Proof of Stake คือโครงสร้างต้นทุน

ในระบบ Proof of Work ผู้ขุดต้องใช้ทรัพยากรจำนวนมาก ทั้งด้านการเงินและการคำนวณ เพื่อเข้าร่วมในกระบวนการตรวจสอบสำหรับธุรกรรมใหม่ ซึ่งทำให้มีค่าใช้จ่ายสูงสำหรับบุคคลหรือองค์กรในการพยายามโจมตี 51% เนื่องจากความพยายามดังกล่าวทำให้พวกเขาต้องสร้างและดำเนินการศูนย์ข้อมูลที่เต็มไปด้วยฮาร์ดแวร์เฉพาะทางเป็นเวลาหลายปี

ในทางตรงกันข้าม ระบบ Proof of Stake อาจมีราคาแพงสำหรับผู้ที่ต้องการเข้าร่วมเป็นผู้ตรวจสอบความถูกต้องเท่านั้น ซึ่งหมายความว่าใครก็ตามที่มีเงินดิจิทัลมากพอที่จะเดิมพันอาจพยายามเข้าควบคุมเครือข่ายโดย การ ปักหลักสกุลเงินส่วนใหญ่และลงคะแนนคัดค้านข้อเสนออื่น ๆ อย่างไรก็ตาม ไม่น่าจะเป็นไปได้ เพราะจะทำให้พวกเขาต้องเสี่ยงทั้งการลงทุนเพื่อที่จะทำเช่นนั้น

กลไกการตรวจสอบ 

นอกจากนี้ Proof of Work ยังให้การควบคุมเกือบทั้งหมดว่าธุรกรรมใดที่รวมอยู่ในบล็อกใหม่ให้กับผู้ที่มีส่วนร่วมในอำนาจการแฮชหรือความสามารถในการคำนวณมากที่สุด

ในทางกลับกัน Proof of Stake ช่วยให้ผู้เข้าร่วมตรวจสอบการบล็อกโดยล็อคสกุลเงินดิจิทัลจำนวนหนึ่งไว้เป็นหลักประกัน ผู้ตรวจสอบความถูกต้องจึงมีแรงจูงใจให้ดำเนินการเพื่อผลประโยชน์สูงสุดของทุกคนที่ใช้เครือข่าย เนื่องจาก "การลงทุน" ของพวกเขามีความเสี่ยงหากไม่ทำเช่นนั้น

การสูญเสียพลังงานจากฮาร์ดแวร์การขุด

สุดท้าย ระบบ Proof of Work มักอาศัยตลาดที่มีการแข่งขันสูงสำหรับการผลิตและการปรับปรุงฮาร์ดแวร์การทำเหมืองใหม่อย่างต่อเนื่อง สิ่งนี้สามารถนำไปสู่การใช้จ่ายอย่างสิ้นเปลืองกับอุปกรณ์ที่ซ้ำซากหรือเฉพาะทางมากเกินไปเนื่องจากคนงานเหมืองถูกบังคับให้ใช้จ่ายเงินอย่างต่อเนื่องเพียงเพื่อทำธุรกิจ

ไม่พบการแข่งขันทางอาวุธประเภทนี้ในเครือข่าย Proof of Stake ซึ่งหมายความว่าผู้ตรวจสอบความถูกต้องจะไม่สิ้นเปลืองพลังงานหรือทรัพยากรอื่น ๆ ในการรักษาความปลอดภัยในการทำธุรกรรมมากนัก

โดยรวมแล้ว ความแตกต่างเหล่านี้หมายความว่าแต่ละระบบมีข้อดีและข้อเสียของตัวเองเมื่อเปรียบเทียบกับระบบอื่น หลายคนเชื่อว่าในที่สุด Proof of Stake จะเข้ามาแทนที่ Proof of Work เป็นวิธีหลักในการรักษาความปลอดภัยให้กับบล็อคเชน เนื่องจากมีประสิทธิภาพมากกว่าและให้การกระจายอำนาจที่มากขึ้น

อย่างไรก็ตาม ทั้งสองระบบมีจุดแข็งและจุดอ่อนของตัวเอง และยังคงไม่แน่ใจว่าระบบใดจะออกมาเหนือกว่าในท้ายที่สุด

คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับหลักฐานการทำงาน

หลักฐานการทำงานมีความปลอดภัยเพียงใด?

วิธี Proof of Work มีความปลอดภัยอย่างยิ่ง เนื่องจากสามารถทนต่อ Byzantine Fault Tolerance (BFT) ซึ่งเป็นระบบที่สามารถทนต่อความล้มเหลวที่เกิดจากปัญหาของ Byzantine Generals ได้ วิธีการทำงานทำให้มีความปลอดภัยมากขึ้น

นอกจากนี้ แฮชของแต่ละบล็อกยังมีแฮชของบล็อกก่อนหน้า เพิ่มความปลอดภัยและป้องกันการละเมิดบล็อกใดๆ บนบล็อคเชน Proof of Work

นักขุดจะต้องสร้างบล็อกใหม่ที่มีมาก่อนในการเปลี่ยนแปลงบล็อก ในกรณีเช่นนี้ จำเป็นต้องสร้างผู้สืบทอดใหม่ทั้งหมดและทำงานที่พวกเขามีอยู่ใหม่ เป็นผลให้บล็อกเชนสามารถหลีกเลี่ยงการจัดการความปลอดภัย

เหตุใด cryptocurrencies จึงจำเป็นต้องมี Proof of Work?

เนื่องจากบล็อคเชนมีการกระจายอำนาจและเพียร์ทูเพียร์โดยธรรมชาติ พวกเขาต้องการกลไกบางอย่างในการได้รับทั้งฉันทามติและความปลอดภัย หนึ่งในมาตรการดังกล่าวคือ Proof of Work ซึ่งพยายามจะบุกรุกเครือข่ายที่ใช้ทรัพยากรมากเป็นพิเศษ

กระบวนการตรวจสอบอื่นๆ เช่น Proof of Stake (PoS) และ Proof of Burn (PoB) ต้องการทรัพยากรน้อยลง แต่มีข้อเสียหรือข้อบกพร่อง หากไม่มีกลไกการพิสูจน์ เครือข่ายและข้อมูลที่จัดเก็บไว้ในเครือข่ายจะเสี่ยงต่อการถูกโจมตีหรือการโจรกรรม

นอกจากนี้ กลไกการพิสูจน์การทำงานยังป้องกันไม่ให้ผู้ใช้ผลิตเหรียญที่พวกเขาไม่ได้รับหรือใช้จ่ายซ้ำซ้อน หากผู้ใช้สามารถใช้เหรียญได้มากกว่าหนึ่งครั้ง ทรัพย์สินก็จะสูญเสียมูลค่าเป็นหลัก

ใครเป็นผู้คิดค้นหลักฐานการทำงาน?

ในการดึง Bitcoin ออกจากพื้นดิน Satoshi Nakamoto ได้คิดค้น Proof of Work ไม่มีใครรู้ว่าใครคือนากาโมโตะหรือชื่อของเขาคือนามแฝง

ทำไมพลังการขุดที่มากขึ้นหมายถึงความปลอดภัยที่มากขึ้น?

ยิ่งพลังการประมวลผลลงทุนในการรักษาความปลอดภัยของ Bitcoin มากเท่าไร ผู้โจมตีที่มีศักยภาพจะต้องรวบรวมทรัพยากรมากขึ้นเพื่อที่จะโจมตี Bitcoin ได้สำเร็จ

Proof of Work ตรวจสอบการทำธุรกรรมอย่างไร?

ตัวงานเองเป็นพลวัต สำหรับ Bitcoin มันเกี่ยวข้องกับการวนซ้ำของอัลกอริธึมการแฮช SHA-256 ในทางกลับกัน ผู้ชนะในรอบ hashing จะรวมและบันทึกธุรกรรมจาก mempool ลงในบล็อกถัดไป เนื่องจากผู้ชนะจะถูกเลือกแบบสุ่มตามสัดส่วนของความพยายาม มันจึงจูงใจให้ทุกคนในเครือข่ายดำเนินการอย่างตรงไปตรงมาและบันทึกเฉพาะธุรกรรมจริงเท่านั้น

บทสรุป

บทความนี้ได้ให้ภาพรวมที่ครอบคลุมว่า Proof of Work คืออะไร รวมถึงข้อมูลดีๆ บางส่วนสำหรับหัวข้อนี้! หากคุณพบว่ามีประโยชน์ โปรดแบ่งปันกับเพื่อนของคุณ! 

แจ้งให้เราทราบว่าคุณคิดอย่างไรในส่วนความคิดเห็นด้านล่าง!