Mezi jeden z nejzásadnějších pojmů v kryptosvětě patří bezesporu Proof of Work (PoW). Předtím než Satoshi Nakamoto veřejně představil bitcoin v roce 2009, musel se dlouho zabývat myšlenkou decentralizace. Jak zajistit, aby bitcoin nemohla ovládat jedna autorita. Jeden úřad nebo dokonce osoba, která by vše řídila z jednoho centra. Proof of work je systém (protokol, funkce), na kterém je postavena decentralizace bitcoinu i dalších kryptoměn. Uživatel platebního systému dokazuje hodnotu platebního prostředku pomocí vynaložené práce.
Toto je jednuduché a základní vysvětlení a odpověď na otázku co je to proof of work.
V tomto článku přiblížíme, jak proof of work funguje, proč je tak důležitý a jaké má výhody i nevýhody. Řada kryptoměn totiž nepoužívá systém proof of work, ale jiné, např. proof of stake (např. Ethereum), proof of importance či další. Pojďme ale od začátku krok za krokem.
Dencetralizace vyžaduje spravedlivou distribuci
Problém finančního světa spočívá do jisté míry, že většinu peněz shromažďuje jen několik málo osob a společností. Jedna z prvních otázek pro bitcoin tak směřovala na to, jak bude distribuován do oběhu. A jak zajistit, aby se najednou nedostaly všechny bitcoiny k jedné osobě nebo společnosti? Náš svět distribuuje peníze tak, že je národní banky tisknou.
Satoshi Nakamoto vymyslel spravedlivý systém, kterým se postupně a opravdu decentralizovaně dostanou coiny mezi populaci.
Jak?
Těžbou!
Jinými slovy, vznikl protokol Proof of work.
Proof of Work není ničím novým, tedy relativně řečeno. Tento koncept existoval již od roku 1993. Autorem byly Cynthia Dwork a Moni Naor. Nicméně samotný pojem byl použit až o šest let později v roce 1999 v práci Markuse Jakobsonna. V roce 2009 však představil Satoshi Nakamoto tento koncept pro finanční svět v nové úrovni.
Jak funguje Proof of work
Systém proof of work je protokol, který zajišťuje chod blockchainové sítě u řady kryptoměn. Zcela zjednodušeně tímto protokolem kryptoměna zajišťuje vznik nových peněz. Nové peníze se tzv. vytěží.
Jak probíhá těžba v systému Proof of work?
Těžba kryptoměn jinými slovy znamená, že někdo potvrzuje složitým matematickým výpočtem transakce mezi peněženkami s danou měnou. Tyto transakce se skládají do bloků, tak se postupně tvoří blockchain – největší účetní kniha na světě.
V dnešní době se pro tento proces používají zejména grafické karty napojené na specializovaný software. Pokud se takto zapojím a síti poskytnu svůj výkon, tak pro ni vlastně pracuji. Těžaři si musí pro potřebu těžby pořídit na svoje náklady patřičně vybavení.
Důležitým aspektem, který je potřeba brát v potaz nejen z ekonomického hlediska, je elektrická energie. Provoz zejména těch velkých těžařských center spotřebuje množství elektřiny, které je podle některých studií srovnatelné se spotřebou celých států.
Za svoji provedenou práci musím dostat odměnu. Algoritmus přiděluje odměnu za jeden vytěžený blok. Tyto coiny se dostanou nově do oběhu – tzv. se vytěží. Dalším zdrojem je transakční poplatek. Ten získá také úspěšné těžař. Těžaři tedy získávají odměnu za vytěžený blok (tj. schválené transakce) a odměnu z poplatku, který uživatelé platí (nejčastěji burze za posílání kryptoměn).
Spravedlivá pravděpodobnost
Čím větší výkon síti nabídnu, tím mám lepší šanci být odměněn. Každý blok zpracuje vždy jeden těžař. Zda bude přidělen právě jemu rozhodne pravděpodobnost. Pokud bych ovládl 20 % veškeré techniky v systému, pak každý pátý blok by připadl právě mně. A získal bych obě dvě s ním spojené odměny (za blok jako takový i za transakce).
Výhody Proof of Work
Decentralizace sítě patří k největším výhodám celého konceptu. Po světě jsou rozesety tisíce větších či menších težařů. Každý z nich se nezávisle podílí na existenci blockchainu. Oproti systému Proof of Stake nemusíte žádné coiny vlastnit.
Útok 51 %: Riziko systému Proof of work
51% útok nastává ve chvíli, kdy těžař (anebo mining pool, těžební pool) získá více jak 1/2 výkonu celé sítě. V této chvíli těžař získává 51% šanci, že vytěží další blok. Jinými slovy to znamená, jak velký podíl má na provozu bitcoinového blochchainu. A protože se do blockchainu zapisují veškeré transakce, těžař tak získává kontrolu nad blockchainem.
Čím více výkonu ze svého hardwaru síti poskytujete, tím více vás odmění. Míra odměny je vyčíslena pomocí pravděpodobnosti.
U kryptoměn, které využívají systému Proof of Work, jsou velmi důležitá čísla a hraje se na procentuální pravděpodobnost. Dnes je výpočetní výkon u bitcoinu obrovský (v květnu 2018 to bylo 27 191 117,75 TH/s) a těžaři se běžně sdružují do mining poolů.
V angličtině se tento potenciální útok označuje jako „51% attack“. Za velkých nákladů mohou dočasně ovládat nové transakce k zapsání. Ale nikomu by se s tuto chvíli takový útok nevyplatil.
Jaké má PoW výhody
Těžaři mají v tomto protokolu jasně stanovené, kolik bitcoinu dostanou jako odměnu. Algoritmus určuje odměnu za vytěžený blok.
Další výhodou je pak, oproti protokolu Proof of Stake, že těžař nemusí vlastnit žádné coiny dopředu.
Nevýhody protokolu PoW
Kritici vyčítají systému Proof of Work její relativní neefektivitu. Nevýhodou zde je, že z pohledu ekologie těží stroje (grafické karty) většinu času naprázdno poskytují výkon. Tedy i spotřebovávají proud, elektrickou energii. Pokud mám výpočetní techniku ovládající 10 % veškerého výkonu na blockchainu, pak 90 % času fungují zbytečně.
Krytoměny jako bitcoin jsou postaveny na principu decentralizace. PoW ve svém pokročilém stádiu dopadl tak, že se pro čím dál větší náročnost těžení dávají dohromady tzv. pooly. V praxi to znamená, že těžaři spojí síly a jejich hardware poskytuje výkon společně. Mají tak větší šanci na zisk coinů za svoji práci. Tato praxe poolů však jde proti zakladatelově myšlence, neboť decentralizace je v takovém případě částečně ohrožena.
