Proof of work: за что платит майнер и что на эти деньги покупает сеть

Proof of work — это правило, по которому сеть без управляющего центра решает, какая версия истории записей считается настоящей: право дописать очередной блок достаётся тому, кто предъявил результат заведомо дорогого вычисления. Доказывается не личность участника, не его добросовестность и не правильность транзакций — доказывается израсходованный ресурс. Содержимое блока проверяют отдельно, по правилам протокола; работа отвечает только на вопрос «кто говорит» и делает ответ платным.

Какую задачу вообще решает механизм

Распределённая сеть сталкивается с проблемой, которой нет у банка: узлы получают сообщения в разном порядке, часть узлов лжёт, арбитра нет. Если бы право записи давалось по голосу на адрес, атакующий просто создал бы сколько угодно адресов — это атака Сивиллы. Proof of work привязывает голос к тому, что нельзя размножить бесплатно: к затраченным вычислениям. Идея старше биткоина — схема Hashcash предлагалась в 1997 году как плата за отправку письма, чтобы спам стал дороже обычной переписки. В 2008 году её применили к ведению журнала транзакций, в 2009-м сеть заработала.

Механика: перебор, хеш, целевое значение

Заголовок блока содержит ссылку на предыдущий блок, свёртку включённых транзакций, отметку времени и служебное поле nonce. Всё это пропускается через криптографическую хеш-функцию — она даёт результат фиксированной длины, который невозможно предсказать по входу и невозможно развернуть обратно. Майнер меняет nonce и пересчитывает хеш, пока результат не окажется ниже целевого значения, заданного сетью.

Вся суть — в асимметрии. Найти подходящий хеш можно только перебором, то есть сжиганием электричества. Проверить найденный — это единственный пересчёт хеша, мгновенный для любого узла. Работа дорога в производстве и почти бесплатна в проверке; именно поэтому сеть может быть открытой и при этом не тонуть в мусоре.

Сложность и ритм выпуска блоков

Целевое значение не постоянно. Через заданное протоколом количество блоков сеть смотрит, за какое время они были найдены, и пересчитывает сложность так, чтобы средний интервал между блоками оставался прежним. Подключается больше оборудования — задача становится труднее; мощность уходит — мягче. Отсюда важный вывод для понимания экономики: наращивание мощности сетью в целом не ускоряет выпуск монет, оно лишь перераспределяет доли между майнерами и поднимает издержки всех.

Почему переписать историю дорого

Чтобы отменить уже подтверждённую запись, нужно построить альтернативную цепочку и заново выполнить всю работу за отменяемый участок — причём быстрее, чем остальная сеть продолжает честную цепочку. Это требует контроля над большей частью совокупной мощности и удержания его всё время атаки. Защита здесь экономическая, а не математическая: протокол не запрещает переписывание, он делает его убыточным по сравнению с честным майнингом. Отсюда и практическое правило: ценность записи растёт с числом надстроенных над ней блоков, а не в момент попадания в блок.

Платит за эту защиту майнер — оборудованием, электричеством и его ценой, — а получает вознаграждение за блок и комиссии транзакций. Вознаграждение за блок сокращается по расписанию, зашитому в протокол (это и называют халвингом), поэтому со временем доля комиссий в доходе майнера растёт, а запас прочности отрасли зависит от курса и тарифа на энергию.

Чем это отличается от proof of stake

В доказательстве доли владения право подписать блок распределяется между теми, кто заблокировал собственные монеты в залог, а за нарушение правил часть залога изымается. Внешняя издержка заменяется внутренней: не сожжённое электричество, а риск потерять капитал внутри самой системы. Ethereum перешёл на эту модель в 2022 году. Спор о том, какая гарантия крепче, не решается арифметикой: у proof of work издержка реальна и невозвратна, но требует постоянного расхода; у proof of stake расход минимален, но безопасность опирается на внутреннюю же стоимость актива.

Что по этой теме есть в данных площадки

Здесь нужна прямая оговорка: котировок криптоактивов, карточек майнинговых компаний и показателей сложности сети в базе TradeAlmanac нет, поэтому измеримых значений по proof of work этот материал не приводит — выдумывать их вместо директивы нельзя. Площадка покрывает российский рынок: акции, государственные облигации, фонды, отчётность эмитентов и новостной поток. Определения терминов, встречающихся в этом тексте, собраны в словаре.