Mitä proof of work tarkoittaa?
Määritelmä · Työntodiste (PoW)
Järjestelmä, jossa oikeus lisätä lohko kuuluu sille, joka löytää ensin lohko-otsakkeen tiivisteen, joka alittaa tavoitearvon. Sen löytäminen vaatii valtavan määrän yrityksiä, mutta tarkistamiseen riittää yksi tiivistys.
Satoshi Nakamoto kuvasi sen Bitcoinin whitepaperissa vuonna 2008. Hän hyödynsi Adam Backin Hashcashia, vanhempaa ideaa sähköpostiroskapostin tekemiseksi kalliiksi. Kelvollinen hash on todiste. Sitä ei voi saada tekemättä työtä, ja kuka tahansa voi nähdä, että työ on tehty.
Tällä sivulla käydään läpi otsakkeen osat, ja yläpuolella olevassa laatikossa voit kokeilla niitä itse. Se käyttää oikeaa Bitcoin-otsakkeen muotoa ja laskee tiivisteen reaaliajassa selaimessasi. Jos haluat ymmärtää louhintaa laajemmin, lue kattava Bitcoin-louhintaoppaamme.
Minkä ongelman työntodiste ratkaisee?
Bitcoinilla ei ole yritystä, pankkia tai palvelinta, joka hallitsisi sitä. Tuhannet tietokoneet ylläpitävät omaa kopiota tilikirjasta, ja niiden on sovittava siitä, mikä lohko tulee seuraavaksi ja missä järjestyksessä maksut tapahtuivat. Muuten joku voisi käyttää saman kolikon kahdesti.
Yksinkertainen äänestys ei toimi verkossa, koska kuka tahansa voi käynnistää tuhat väärennettyä tietokonetta ja äänestää tuhat kertaa. Tätä kutsutaan Sybil-hyökkäykseksi. Proof of work kiertää ongelman: vaikutusvaltasi mitataan tiivistyksinä, ja tiivistykset kuluttavat sähköä ja laitteistoa.
Kuka saa vaikuttaa seuraavaan lohkoon?
Yksi ääni per solmu
Yksi hyökkääjä käynnistää ilmaiseksi 60 vale-solmua ja saa niillä enemmän ääniä kuin 12 rehelliseltä solmulta.
Yksi ääni per hash
rehelliset louhijat 88%hyökkääjä 12%
Samat 60 solmua jakavat hyökkääjän oikean laitteiston, joten niiden yhteenlaskettu osuus on edelleen 12%. Kopioiden tekeminen on ilmaista, tiivisteiden laskeminen ei.
Mitä Bitcoin-lohkon otsake sisältää?
Louhijat eivät tiivistä koko lohkoa. He tiivistävät sen 80 tavun otsakkeen, joka sitoo kaiken muun yhteen. Nämä ovat kuusi kenttää, joita muokkasit yläreunan laatikossa:
| Kenttä | Tavut | Mitä se sisältää | Kuka muuttaa sitä |
|---|---|---|---|
| Versio | 4 | Minkä sääntöjoukon mukaan lohko muodostetaan | Muuttuu harvoin |
| Edellisen lohkon hash | 32 | Edellisen lohkon tiiviste, joka yhdistää lohkot ketjuksi | Uusi jokaisessa lohkossa |
| Merkle-juuri | 32 | Kaikkien lohkon tapahtumien yhteinen tiiviste | Louhija, kun tapahtumat tai ylimääräinen nonce muuttuu |
| Aika | 4 | Milloin louhija ilmoittaa lohkon syntyneen (Unix-aika) | Louhija, rajojen puitteissa |
| Bitit | 4 | Tavoite pakattuna 4 tavuun | Verkko, joka 2 016 lohkon välein |
| Nonce | 4 | Vapaa numero uutta yritystä varten | Louhija, jokaisella arvauksella |
Koska otsakkeessa on edellisen lohkon tiiviste, vanhan lohkon muuttaminen muuttaa myös sen tiivistettä. Tällöin seuraavan lohkon otsake ei enää täsmää, eikä sitä seuraavankaan. Tarkistimme oikean genesis-lohkon, jonka 2009 loi, samalla koodilla, jota sivun pääosassa käytetään. Tarkistus tehtiin palvelimellamme tätä sivua rakennettaessa:
000000000019d6689c085ae165831e934ff763ae46a2a6c172b3f1b60a8ce26f
Miten SHA-256 toimii Bitcoinissa?
SHA-256 muuntaa minkä tahansa syötteen 256-bittiseksi luvuksi, joka esitetään 64 heksamerkillä. Bitcoin laskee sen otsakkeelle kahdesti (tätä kutsutaan SHA-256d:ksi). Louhinnan kannalta tärkeät ominaisuudet ovat yksinkertaiset:
Sama syöte, sama tulos
Deterministinen
Sama otsake tuottaa aina saman tiivisteen millä tahansa tietokoneella. Siksi tarkistaminen toimii.
256 bittiä
Kiinteä koko
Olipa kyseessä lyhyt rivi tai kokonainen kirja, tiivisteessä on aina 64 heksamerkkiä.
Yksisuuntainen
Ei oikotietä takaisin
Et voi laskea syötettä, joka tuottaa haluamasi tiivisteen. Voit vain kokeilla eri syötteitä.
≈ 50%
Avalanche
Muuta yksi merkki, niin noin puolet biteistä vaihtuu. Seuraa ruudukkoa sivun pääosassa.
Tämä viimeinen ominaisuus on proof of workin ydin. Tavoitetta lähellä oleva tiiviste ei kerro mitään seuraavasta arvauksesta, joten kelvollista lohkoa ei voi löytää oikotiellä. Kaikki louhijat osallistuvat samaan arvontaan, ja useampi tiiviste sekunnissa tarkoittaa vain useampia arpoja.
Mikä kohde on, ja miksi alussa on nollia?
Tavoite on 256-bittinen luku. Lohko on kelvollinen, kun sen tiiviste on lukuna ilmaistuna yhtä suuri tai pienempi kuin tavoite. Pienet luvut alkavat nollilla, joten pienempi tavoite näkyy tiivisteessä suurempana määränä etunollia. Jokainen ylimääräinen heksadesimaalinen nolla tarkoittaa keskimäärin 16 kertaa enemmän arvauksia.
Keskimääräinen tiivistysten määrä yhden kelvollisen lohkon löytämiseen
- Esimerkkilohko sivun yläosassa · 4 heksadesimaalista etunollaa65,536
- Bitcoinin helpoin kohde (2009) · 8 johtavaa heksadesimaalista nollaa, bitit 1d00ffff4,294,967,296
- Bitcoin-lohkossa nykyään · noin 20 etunollaa heksadesimaalilukuna (reaaliaikainen arvio)4.3 × 1023
Verkko muuttaa tavoitetta 2 016 lohkon välein, eli noin kahden viikon välein. Näin lohkoja syntyy jatkossakin noin kymmenen minuutin välein riippumatta siitä, kuinka paljon laskentatehoa tulee verkkoon tai poistuu siitä. Tällä hetkellä verkon laskentateho on noin 712 EH/s (reaaliaikainen tieto, päivittyy tunnin välein). Lue lisää vaikeusasteen muutoksesta Bitcoinin louhintavaikeutta käsittelevästä oppaastamme, ja laskentatehoa käsittelevästä oppaastamme löydät lisätietoa yksiköistä.
Mikä nonce on ja mikä on extra nonce?
Nonce (”kerran käytettävä luku”) on 4-tavuinen kenttä, jota louhijat muuttavat jokaisella arvauksella. Se on ainoa kenttä, joka on mukana vain muuttamista varten. Ongelma on, että 4 tavua mahdollistaa vain noin 4,3 miljardia arvoa, ja nykyaikaiset koneet käyvät ne läpi lähes välittömästi.
Louhijan silmukka
- 01
Kokeile kaikkia nonce-arvoja
0, 1, 2 ja aina 4 294 967 295:een asti. Siinä ovat kaikki arvot, jotka 4 tavuun mahtuvat.
- 02
Loppuu nopeasti
Yksi 100 TH/s:n laite käy ne kaikki läpi noin 43 sekunnin miljoonasosassa.
- 03
Muuta ylimääräistä nonce-arvoa
Louhija muokkaa omaan palkkiotapahtumaansa (coinbaseen) kuuluvaa ylimääräistä kenttää.
- 04
Uusi Merkle-juuri
Tapahtuma muuttui, joten Merkle-juuri muuttuu ja jokainen nonce tuottaa taas uusia tiivisteitä.
Siksi louhijat muuttavat myös ylimääräistä noncea: muutamaa varatavuja coinbase-tapahtumassa eli lohkon ensimmäisessä tapahtumassa, jolla maksetaan louhijalle. Uusi coinbase-tapahtuma tarkoittaa uutta merkle-juurta ja siis miljardeja uusia nonceja kokeiltavaksi. Louhintapoolissa pooli antaa jokaiselle louhijalle oman ylimääräisen noncen alueen, jotta kukaan ei tee samaa työtä kuin toinen.
Miksi lohkon löytäminen on kallista mutta tarkistaminen halpaa?
Lohkon löytämiseen
≈ 4.3 × 1023 hashia
Koko verkko, kaikki sen laitteet ja noin kymmenen minuuttia arvailua.
Ajantasainen arvio, päivitetään tunnin välein.
Sen tarkistamiseen
1 hash
Mikä tahansa solmu, halpakin kannettava tietokone, tiivistää 80 tavun otsakkeen kerran ja vertaa sitä tavoitearvoon reilusti alle millisekunnissa.
Louhijan on laskettava tiivisteitä, kunnes yksi alittaa tavoitteen. Kaikkien muiden tarvitsee vain laskea otsakkeen tiiviste kerran ja verrata sitä tavoitteeseen. Tämä kustannusten epäsuhta mahdollistaa sen, että tuhannet tavalliset tietokoneet voivat tarkistaa ketjun luottamatta sen luoneisiin louhijoihin.
Kokeile alla itse, miten haku toimii. Tässä demossa käytetään yksinkertaisempaa lohkomuotoa kuin pääkuvassa, mutta kyseessä on sama kaksinkertainen SHA-256-arvonta, ja jokainen löydetty lohko linkittyy edelliseen.
Interaktiivinen · louhi lohko selaimessasi
Aito SHA-256d-työntodiste, yksinkertaistettu lohko-otsake
Lohkon tiiviste (kaksinkertainen SHA-256)
Muokkaa tapahtumia: hash muuttuu täysin jo yhden kirjaimen muutoksesta.
Yrityksiä: 0
Hashratessi: ei saatavilla
Aika: 0,0 s
Mikä on pisimmän ketjun sääntö ja mikä on 51 prosentin hyökkäys?
Joskus kaksi louhijaa löytää lohkon lähes samaan aikaan, jolloin verkossa on hetken aikaa kaksi versiota. Solmut seuraavat ketjua, jonka takana on eniten kumulatiivista työtä. Sitä kutsutaan pisimmäksi ketjuksi, mutta oikeastaan se on painavin: muutama suuren vaikeustason lohko voi painaa enemmän kuin useampi pienen vaikeustason lohko.
Maksun peruakseen hyökkääjän pitäisi rakentaa muita raskaampi ketju aloittaen ajalta ennen maksua. Jokainen sen päälle lisätty lohko eli vahvistus kasvattaa hyökkääjän takamatkaa. Bitcoinin whitepaper laski hyökkäyksen onnistumisen todennäköisyyden. Siirrä liukusäädintä ja katso:
Interaktiivinen · saako hyökkääjä muut kiinni?
Kaava Bitcoinin whitepaperin kohdasta 11
- 0
- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6
- 7
- 8
- 9
- 10
Lohkot, joilla hyökkääjä on jäljessä (vahvistukset). Pylväissä on logaritminen asteikko: yhdestä miljoonasta varmaan lopputulokseen asti.
Kun louhintatehosta on 10%, maksun uudelleenkirjoittamisen todennäköisyys 6 vahvistuksen jälkeen on 0,024% ja 1 vahvistuksen jälkeen 20,5%.
Kun hyökkääjällä on vähintään 50% louhintatehosta, se voittaa lopulta. Tätä kutsutaan 51 prosentin hyökkäykseksi. Se on vakava uhka, mutta sillä on rajansa:
Kun hyökkääjällä on suurin osa louhintatehosta, se voi
- Korvata viimeaikaiset lohkot omalla ketjullaan
- Kuluttaa itse lähettämänsä kolikot kahdesti
- Jättää osan tapahtumista pois lohkoistaan
Silloinkaan he eivät pysty
- Käytä muiden ihmisten lompakoissa olevia kolikoita
- Luoda kolikoita lohkopalkkion lisäksi
- Muuttaa Bitcoinin sääntöjä kaikkien muiden puolesta
Siksi pörssit odottavat isoilla talletuksilla useita vahvistuksia. Kuusi on yleinen nyrkkisääntö.
Miksi työntodiste kuluttaa niin paljon energiaa?
Koska turvallisuus perustuu energiaan. Kelvollinen lohko todistaa, että sen luomiseen on käytetty oikeasti sähköä. Historiaa muokatakseen hyökkääjän on käytettävä vähintään saman verran energiaa uudelleen ja jatkettava sen käyttöä samalla, kun rehellinen verkko etenee.
Mihin energia kuluu ja mitä sillä saadaan
Lohkopalkkio ja maksut
Jokaisesta lohkosta maksetaan uusia BTC-yksiköitä ja tapahtumamaksuja sille, joka lohkon löytää.
Laitteet ja sähkö
Louhijat käyttävät enintään sen verran kuin palkkio on heidän mielestään arvoinen.
Verkon hashrate
Kaikki tuo kulutus näkyy tiivistyksinä sekunnissa.
Historian uudelleenkirjoittamisen kustannus
Hyökkääjän on käytettävä enemmän rahaa kuin kaikki muut yhteensä, lohko lohkolta.
Se, kuinka paljon sähköä kuluu ja mistä se tulee, on aiheellinen keskustelunaihe. Cambridge-indeksi seuraa arvioita, ja Bitcoinin louhinnan energiaoppaassamme käymme luvut läpi. Jokainen puoliintuminen vähentää palkkion uusista kolikoista koostuvaa osuutta, joten ajan mittaan palkkiot joutuvat kattamaan suuremman osan turvallisuusbudjetista.
Työntodiste vs. proof of stake: mikä ero niillä on?
Proof of stake (PoS) valitsee seuraavan lohkon tuottajan niiden joukosta, jotka lukitsevat kolikoita panokseksi, eikä niiden joukosta, jotka kuluttavat sähköä. Ethereum siirtyi työntodisteesta proof of stakeen vuonna 2022. Tässä reilu vertailu rinnakkain:
| Työntodiste | Proof of stake | |
|---|---|---|
| Kuka lisää seuraavan lohkon | Ensimmäinen louhija, joka löytää tavoitetta pienemmän tiivisteen | Panoksen suuruuden mukaan valittu validaattori |
| Mikä sitä turvaa | Ketjun ulkopuolella käytetty sähkö ja laitteisto | Ketjuun lukitut kolikot, jotka voidaan takavarikoida vilpistä |
| Energiankulutus | Suuri tarkoituksella | Matala |
| Osallistumiseen | Laitteet ja halpa sähkö | Panostettavat kolikot |
| Selvitys | Turvallisuus paranee jokaisen vahvistuksen myötä | Erikseen määritellyt lopullisuustarkistuspisteet |
| Suurin kritiikki | Energiankulutus ja louhinnan keskittyminen | Panosten keskittyminen ja monimutkaisempi rakenne |
| Historia | Bitcoin, vuodesta 2009 | Ethereum vuodesta 2022 |
Bitcoinin kehittäjät ovat pitäneet kiinni työntodistuksesta, koska sen kustannukset syntyvät järjestelmän ulkopuolella. Näin kukaan ei voi ostaa määräysvaltaa jo omistamillaan kolikoilla. Proof of stake -mallin kannattajat nostavat esiin sen pienemmän energiankulutuksen ja nopeamman lopullisuuden.
Can you get mining rewards without running proof of work yourself?
Yes. With CloudMineCrypto you mine bitcoin for free from your phone or browser, with no hardware, noise or power bill. Claim the free 8-hour plan, and add more free plans by watching ads, playing games, completing offers and checking in daily. Your estimated BTC ticks up while your plans run, and you withdraw to your own wallet, Lightning included.
Each plan has a hashrate, and your estimate is that hashrate’s share of the whole network, times 6 blocks an hour, times the block reward. That’s the formula the app uses to estimate your rewards (rules and limits apply). Want more speed? Paid plans are an optional boost for fun. They usually mine less than they cost, and the price is shown before you confirm.
Hyvä tietää: palkkiot ovat arvioita, jotka vaihtelevat verkon mukaan, eikä niitä taata. Suunnitelma ei anna omistusoikeutta mihinkään laitteeseen tai louhintapooliin. Nostoihin voi liittyä rajoituksia tai vahvistusvaatimuksia. Lue lisätiedot palkkiosäännöistä ja maksuttomasta Bitcoin-louhintaoppaasta. Ehtoja sovelletaan.
Usein kysytyt kysymykset
Mitä työn todiste tarkoittaa yksinkertaisesti?
Proof of work tekee lohkon lisäämisestä aidosti työlästä. Louhijat laskevat lohkon otsakkeen hashia yhä uudelleen ja muuttavat nonceksi kutsuttua lukua, kunnes tulos alittaa tavoitearvon. Hashin löytäminen vaatii valtavan määrän arvauksia, mutta kuka tahansa voi tarkistaa sen yhdellä hash-laskennalla.
Mikä nonce on Bitcoinissa?
4 tavun luku lohko-otsakkeessa, jota louhijat vaihtavat jokaisella yrityksellä. Mahdollisia arvoja on noin 4,3 miljardia. Kun ne loppuvat, louhijat vaihtavat ylimääräistä noncea coinbase-tapahtumassa. Tämä tuottaa uuden Merkle-juuren ja uuden joukon tiivisteitä.
Miksi Bitcoin käyttää SHA-256-tiivistettä kahdesti?
Bitcoin laskee 80 tavun otsakkeesta SHA-256-tiivisteen ja tiivistää sitten tuloksen uudelleen. Satoshi ei koskaan selittänyt tätä valintaa. Yleisen tulkinnan mukaan se suojaa pituudenlaajennushyökkäyksiltä ja tuo lisää turvamarginaalia.
Mitä 51 prosentin hyökkäyksellä voi tehdä?
Suurimman osan hashratesta hallussaan pitävä voi rakentaa salassa pidemmän ketjun ja korvata sillä viimeaikaisia lohkoja. Näin hän voi käyttää omat kolikkonsa kahdesti tai estää joidenkin tapahtumien käsittelyn. Hän ei voi käyttää muiden kolikoita, luoda sääntöjen ylittäviä kolikoita eikä muuttaa sääntöjä kaikkien puolesta.
Onko proof of stake parempi kuin proof of work?
Se kuluttaa paljon vähemmän energiaa, ja sen turvallisuus perustuu panokseksi lukittuihin kolikoihin. Proof of work sitoo turvallisuuden ulkoisiin kustannuksiin eli sähköön ja laitteistoon, ja se on turvannut Bitcoinia vuodesta 2009 lähtien. Molemmissa on omat kompromissinsa, joten parempi vaihtoehto riippuu siitä, mitä arvostat.
Can I get bitcoin mining rewards without my own hardware?
Yes. In the CloudMineCrypto app you claim free mining plans (the free plan, ads, games, offers and a daily check-in) and your estimated BTC ticks up while they run, then you withdraw to your own wallet. Rewards are estimates based on your plan’s hashrate and live network data, they aren’t guaranteed, and a plan doesn’t give ownership of any hardware.
Lähteet ja lisälukemista
- Bitcoin: vertaisverkossa toimiva sähköinen rahajärjestelmä (whitepaper) · Satoshi Nakamoto, bitcoin.org
- Lohkoketjuopas: lohko-otsakkeet, proof of work ja coinbase · Bitcoinin kehittäjädokumentaatio
- Louhintaopas: yksin louhiminen, louhintapoolit, getblocktemplate · Bitcoinin kehittäjädokumentaatio
- Vaikeustaso · Bitcoin Wiki
- Vahvistus · Bitcoin Wiki
- Cambridgen Bitcoin-sähkönkulutusindeksi · Cambridge Centre for Alternative Finance
- Louhintanäkymä: hashrate, vaikeustaso, viimeisimmät lohkot · mempool.space
Tämän sivun ajantasaiset luvut tulevat CloudMineCrypto API:sta tai niiden yhteydessä mainituista julkisista lohkoketjudatapalveluista. Luvut päivittyvät aikataulun mukaan, ja niiden lähde ilmoitetaan siinä, missä ne näkyvät. Tämä opas on tarkoitettu tiedoksi, eikä se ole taloudellista neuvontaa. CloudMineCrypto ei ole sijoitustuote. Sovelluksen palkkiot ovat arvioita, eikä niitä taata.
Olet lukenut, miten se toimii. Katso nyt, miten se tapahtuu.
Lunasta CloudMineCrypto-sovelluksessa ilmainen 8 tunnin louhintapaketti ja seuraa, miten arvioitu BTC-määräsi kasvaa reaaliaikaisen verkkodatan perusteella. Et tarvitse laitteita tai maksukorttia.