מהי הוכחת עבודה (PoW)?

מהי הוכחת עבודה?

סאטושי נקמוטו תיאר את זה במסמך הלבן של Bitcoin בשנת 2008, בהמשך לרעיון הוותיק יותר של Adam Back, Hashcash, שנועד לייקר שליחת דואר זבל באימייל. ה-hash התקין הוא ההוכחה. אי אפשר לקבל אותו בלי לבצע את העבודה, וכל אחד יכול לראות שביצעתם אותה.

בהמשך העמוד נעבור על כל חלק, ובתיבה למעלה אפשר להתנסות: זהו פורמט אמיתי של כותרת ביטקוין, שמחושב לה hash בזמן אמת בדפדפן שלך. לתמונה הרחבה יותר של הכרייה, ראו את המדריך המלא שלנו לכריית ביטקוין.

איזו בעיה הוכחת עבודה פותרת?

אין חברה, בנק או שרת שאחראים על Bitcoin. אלפי מחשבים שומרים כל אחד עותק משלו של ספר החשבונות, וצריכים להסכים איזה בלוק יבוא הבא ובאיזה סדר התבצעו התשלומים. אחרת, מישהו יכול היה להשתמש באותו מטבע פעמיים.

הצבעה פשוטה לא עובדת באינטרנט, כי כל אחד יכול להפעיל אלף מחשבים מזויפים ולהצביע אלף פעמים. לזה קוראים מתקפת סיביל. Proof of work עוקף את הבעיה: ההשפעה שלך נמדדת לפי מספר הגיבובים, וגיבובים דורשים חשמל וחומרה.

מה יש בכותרת של בלוק ביטקוין?

כורים לא מחשבים גיבוב לכל הבלוק. הם מחשבים גיבוב לכותרת שלו, בת 80 בייטים, שמקבעת את כל שאר הנתונים. אלה ששת השדות ששינית בתיבה שלמעלה:

מכיוון שהכותרת כוללת את הגיבוב של הבלוק הקודם, שינוי של בלוק ישן משנה את הגיבוב שלו, מה ששובר את הכותרת הבאה ואת זו שאחריה. כשבנינו את הדף, בדקנו בשרת שלנו את בלוק הג׳נסיס האמיתי מ-2009, באמצעות אותו קוד שמוצג בחלק העליון:

איך SHA-256 עובד ב-Bitcoin?

SHA-256 הופך כל קלט למספר בן 256 ביטים, שמוצג באמצעות 64 תווים הקסדצימליים. Bitcoin מחשבת אותו פעמיים על הכותרת (מה שמכונה SHA-256d). התכונות החשובות לכרייה פשוטות:

התכונה האחרונה הזאת היא לב הוכחת העבודה. hash שקרוב ליעד לא אומר לך כלום על הניסיון הבא, ולכן אין דרך מתוחכמת להגיע לבלוק תקף. כל הכורים משתתפים באותה הגרלה, ויותר hashes בשנייה פשוט נותנים יותר כרטיסים.

מהו היעד, ולמה יש אפסים מובילים?

היעד הוא מספר בן 256 ביט. בלוק תקף כשה-hash שלו, כשקוראים אותו כמספר, קטן מהיעד או שווה לו. מספרים קטנים מתחילים באפסים, ולכן יעד נמוך יותר מתבטא ביותר אפסים מובילים. כל אפס הקסדצימלי נוסף פירושו פי 16 יותר ניסיונות בממוצע.

הרשת משנה את היעד כל 2,016 בלוקים, בערך פעם בשבועיים, כדי שהבלוקים ימשיכו להגיע בערך כל עשר דקות, בלי קשר לכמות כוח הגיבוב שמצטרפת לרשת או עוזבת אותה. כרגע כוח הגיבוב של הרשת הוא בערך 876 EH/s (נתון חי, מתעדכן מדי שעה). איך השינוי הזה עובד מוסבר במדריך שלנו לקושי הכרייה של ביטקוין, וההסבר על כוח הגיבוב מפרט את יחידות המדידה.

מהו נונס, ומהו נונס נוסף?

ה-nonce (״מספר שמשתמשים בו פעם אחת״) הוא שדה של 4 בתים שהכורים משנים בכל ניסיון. זה השדה היחיד שקיים רק כדי לשנות אותו. הבעיה היא ש-4 בתים מאפשרים רק כ-4.3 מיליארד ערכים, והמחשבים של היום עוברים עליהם כמעט מיד.

לכן הכורים משנים גם nonce נוסף, כמה בתים פנויים ב-coinbase, העסקה הראשונה בבלוק שמתגמלת את הכורה. coinbase חדש יוצר שורש מרקל חדש, וזה נותן מיליארדי ערכי nonce חדשים לבדיקה. במאגר כרייה, המאגר מקצה לכל כורה טווח nonce נוסף משלו, כדי שאף אחד לא יחזור על העבודה של מישהו אחר.

למה יקר למצוא בלוק, אבל זול לבדוק אותו?

הכורה צריך לנסות hashes עד שאחד מהם קטן מהיעד. כל השאר צריכים רק לחשב hash לכותרת פעם אחת ולהשוות. חוסר האיזון הזה בעלויות מאפשר לאלפי מחשבים רגילים לאמת את השרשרת בלי לבטוח בכורים שבנו אותה.

אפשר לנסות בעצמך את שלב החיפוש למטה. ההדגמה הזאת משתמשת בפורמט בלוק פשוט יותר מזה שבחלק העליון, אבל זו אותה הגרלת SHA-256 כפולה, וכל בלוק שנמצא מקושר לבלוק הקודם.

מהו כלל השרשרת הארוכה ביותר, ומהי מתקפת 51%?

לפעמים שני כורים מוצאים בלוק כמעט באותו רגע, ולרשת יש לזמן קצר שתי גרסאות. הצמתים פועלים לפי השרשרת שהושקעה בה הכי הרבה עבודה בסך הכול. קוראים לה השרשרת הארוכה ביותר, אבל למעשה היא הכבדה ביותר: כמה בלוקים בקושי גבוה יכולים לגבור על מספר גדול יותר של בלוקים בקושי נמוך.

כדי להפוך תשלום, תוקף יצטרך לבנות שרשרת כבדה יותר משל כל השאר, החל מנקודה שלפני התשלום. כל בלוק חדש שמתווסף מעליו (אישור) מגדיל את הפער לטובת השאר. המסמך הלבן חישב את הסיכויים. מזיזים את המחוון כדי לראות אותם:

עם 50% או יותר, התוקף ינצח בסופו של דבר. זו מתקפת 51%. היא חמורה, אבל יש לה מגבלות:

לכן בורסות מחכות לכמה אישורים לפני שהן מקבלות הפקדות גדולות. שש הוא כלל אצבע נפוץ.

למה הוכחת עבודה צורכת כל כך הרבה אנרגיה?

כי האנרגיה היא האבטחה. בלוק תקף מוכיח שהושקעה חשמל אמיתי. כדי לשכתב את ההיסטוריה, תוקף צריך להשקיע לפחות אותה כמות שוב, ולהמשיך להשקיע בזמן שהרשת הכנה ממשיכה הלאה.

כמה חשמל נצרך ומאיפה הוא מגיע הם נושאים לדיון לגיטימי. המדד של קיימברידג׳ עוקב אחר הערכות, והמדריך שלנו לאנרגיה בכריית Bitcoin מפרט את הנתונים. כל חצייה מקטינה את חלקם של המטבעות החדשים בתגמול, ולכן עם הזמן העמלות צריכות לממן חלק גדול יותר מתקציב האבטחה הזה.

הוכחת עבודה לעומת הוכחת החזקה: מה ההבדל?

בהוכחת החזקה (PoS), בוחרים את מי שייצר את הבלוק הבא מתוך מי שנעלו מטבעות כפיקדון, ולא מתוך מי ששורפים חשמל. Ethereum עברה מהוכחת עבודה להוכחת החזקה בשנת 2022. הנה השוואה הוגנת זו לצד זו:

המפתחים של Bitcoin השאירו את מנגנון הוכחת העבודה, כי העלות שלו נמצאת מחוץ למערכת, ולכן אי אפשר לקנות שליטה באמצעות מטבעות שכבר מחזיקים. תומכי הוכחת החזקה מצביעים על החיסכון באנרגיה ועל אישור סופי מהיר יותר.

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.

טוב לדעת: התגמולים הם הערכות שמשתנות בהתאם לרשת ואינם מובטחים, ותוכנית לא מקנה בעלות על מכונה או על מאגר כרייה. ייתכן שיחולו מגבלות על משיכות או שיידרש אימות. הפרטים מופיעים בכללי התגמולים ובמדריך לכריית Bitcoin בחינם. התנאים חלים.

שאלות נפוצות

מקורות וקריאה נוספת

1. ביטקוין: מערכת מזומנים אלקטרונית עמית-לעמית (המסמך הלבן) · סאטושי נקמוטו, bitcoin.org
2. מדריך לבלוקצ'יין: כותרות בלוק, הוכחת עבודה, עסקת coinbase · תיעוד למפתחי Bitcoin
3. מדריך כרייה: כרייה עצמאית, בריכות, getblocktemplate · תיעוד למפתחי Bitcoin
4. קושי הכרייה · Bitcoin Wiki
5. אישור · Bitcoin Wiki
6. מדד צריכת החשמל של ביטקוין בקיימברידג׳ · מרכז קיימברידג׳ למימון חלופי
7. לוח בקרה לכרייה: קצב גיבוב, קושי, בלוקים אחרונים · mempool.space

הנתונים העדכניים בעמוד הזה מגיעים מ־API של CloudMineCrypto או משירותי נתוני בלוקצ'יין ציבוריים שמצוינים לידם. הם מתעדכנים לפי לוח זמנים ומסומנים במקום שבו הם מופיעים. המדריך הזה נועד ללמידה ואינו ייעוץ פיננסי. CloudMineCrypto אינו מוצר השקעה; התגמולים באפליקציה הם הערכות ואינם מובטחים.