Этот тип майнинга я уже упоминал в своих постах, например, в «Обзоре типов майнинга» и «Обзоре проекта Chia». Цель этого поста — окончательно разобраться и, наконец, ответить на вопрос: “что такое майнинг Proof of Space-Time (PoST)”. Поехали! 🚀
Proof of Space-Time (PoST) — это относительно новый тип криптографического консенсуса, разработанный для замены Proof of Work (PoW) в качестве механизма добавления блоков. В отличие от своих предшественников, Proof of Work (PoW) и Proof of Stake (PoS), PoST предлагает уникальный подход к достижению согласия в сети, используя доказательства наличия дискового пространства и времени.
История появления PoST
Идея PoST возникла как ответ на острую потребность в более энергоэффективных и доступных механизмах консенсуса. В то время как PoW, используемый в Bitcoin, требует значительных вычислительных мощностей и энергозатрат, PoST позволяет участникам сети использовать доступное дисковое пространство, что делает его более доступным и экологичным. Основываясь на криптографических хеш-функциях, PoST требует от участников предоставления доказательств, что за определенный период они располагали определенным объемом дискового пространства.
Основы PoST
Техническое описание алгоритма
В основе PoST лежит принцип, что участники «запечатывают» часть своего дискового пространства, создавая наборы данных, которые могут быть проверены другими участниками без необходимости передачи больших объемов данных. Эти наборы данных генерируются с использованием криптографических хеш-функций, что обеспечивает их уникальность и невозможность подделки.
Сравнение с PoW и PoS
В отличие от PoW, который требует от майнеров выполнения сложных вычислительных задач, PoST не требует значительных вычислительных ресурсов, что делает его более доступным для широкого круга участников. В сравнении с PoS, где вес голоса зависит от количества держимых токенов, PoST предлагает более демократичный подход, основанный на предоставлении ресурсов дискового пространства.
Простая аналогия с арендой места для хранения вещей, чтобы объяснить концепцию PoST. Представьте, что вы решили арендовать складское помещение для хранения своих коробок. Это помещение — ваше дисковое пространство в мире PoST.
1. Аренда места (Выделение дискового пространства): Выбор и аренда склада соответствует выделению определенного объема дискового пространства на вашем жестком диске. Вы показываете, что готовы использовать это пространство для хранения определенных данных, как вы бы использовали склад для хранения коробок.
2. Размещение вещей (Генерация инициализационных данных): Затем вы заполняете склад коробками, что соответствует генерации инициализационных данных и их сохранению на выделенном дисковом пространстве. Каждая коробка уникально маркируется и располагаются таким образом, чтобы ее было легко идентифицировать и проверить.
3. Регулярные проверки (Временные вызовы и ответы): Представьте, что арендодатель время от времени приходит проверить, находятся ли ваши вещи на месте. Это аналогично временным вызовам в PoST, когда сеть запрашивает доказательство того, что вы все еще располагаете выделенным дисковым пространством (то есть вашими коробками на складе).
4. Предоставление доступа (Предоставление доказательства): Когда арендодатель приходит, вы открываете ему дверь и показываете, что все вещи на месте. В мире PoST это соответствует предоставлению доказательства того, что выделенное дисковое пространство по-прежнему используется как положено.
Инициализация PoST
Инициализация в контексте Proof of Space-Time (PoST) является критически важным этапом, который задает основу для всего последующего процесса майнинга и взаимодействия в сети. Этот процесс включает в себя несколько ключевых шагов, начиная от выделения дискового пространства и заканчивая генерацией инициализационных данных, которые будут использоваться для создания доказательств пространства и времени.
Выделение дискового пространства
Первым шагом в инициализации PoST является выделение определенного объема дискового пространства, которое будет использоваться для хранения данных, необходимых для генерации доказательств. Размер выделенного пространства может варьироваться в зависимости от параметров сети и желаемого уровня участия в майнинге.
Генерация инициализационных данных
После выделения пространства начинается процесс генерации инициализационных данных. Этот процесс включает в себя создание большого количества криптографических «плотов» или «секторов», которые эффективно заполняют выделенное дисковое пространство. Каждый из этих плотов генерируется с использованием криптографических хеш-функций, таких как SHA-256, и содержит уникальные данные, которые невозможно предсказать или воспроизвести без выполнения того же самого процесса генерации.
Верификация и коммитмент
После создания инициализационных данных участник сети выполняет «коммитмент» своего дискового пространства, что фактически является объявлением о том, что определенный объем дискового пространства занят и готов к использованию для майнинга. Этот коммитмент может быть верифицирован другими участниками сети через процесс, который не требует передачи большого объема данных, благодаря использованию криптографических доказательств.
Роль случайных чисел и хеш-функций
Важной частью инициализации PoST является использование случайных чисел и хеш-функций. Случайные числа обеспечивают уникальность каждого плота, в то время как хеш-функции используются для гарантии их неизменности и верифицируемости. Комбинация этих элементов создает надежную и безопасную основу для доказательств пространства и времени.
Защита от мошенничества
Механизмы инициализации PoST разработаны таким образом, чтобы минимизировать риск мошеннических действий, таких как «сыгрызание пространства» (space grinding), где участник может попытаться использовать одно и то же дисковое пространство для генерации нескольких доказательств. Это достигается за счет того, что каждый плот связан с уникальным идентификатором, который делает невозможным его повторное использование в других контекстах без повторного выполнения инициализации.
Инициализация в PoST является сложным, но критически важным процессом, который лежит в основе всей последующей работы алгоритма. Она обеспечивает создание надежной, безопасной и верифицируемой основы для доказательства владения дисковым пространством и временем, что является ключом к обеспечению безопасности и справедливости в сети, использующей механизм PoST.
Доказательство использования ресурса
В механизме Proof of Space-Time (PoST), доказательство использования ресурса является ключевым элементом, подтверждающим, что участник действительно выделил определенный объем дискового пространства на протяжении заданного временного интервала. Этот процесс включает в себя сложные технологические операции, основанные на криптографии и алгоритмах верификации.
Генерация доказательств
Доказательства в PoST генерируются путем создания специфических данных на диске, которые могут быть эффективно проверены без необходимости перемещения больших объемов информации. Участник сети использует свое выделенное дисковое пространство для создания «плотов» или «секторов», которые содержат уникальные криптографические хеши, полученные из исходных данных с применением хеш-функций, таких как SHA-256. Эти плоты затем используются для генерации доказательств, которые участник предоставляет при запросе сети.
Временные вызовы и ответы
Ключевым аспектом PoST является не только доказательство наличия дискового пространства, но и подтверждение его доступности в течение определенного времени. Сеть регулярно отправляет «временные вызовы» (challenges) участникам, на которые те должны ответить, предоставляя доказательство доступности данных. Эти вызовы гарантируют, что дисковое пространство не только было выделено, но и оставалось доступным для сети в течение времени.
Криптографическая верификация
После предоставления доказательства сеть производит его верификацию, используя криптографические методы. Верификация включает в себя проверку того, что предоставленные данные соответствуют плотам, созданным во время инициализации, и что они были доступны в ответ на специфический вызов. Этот процесс обеспечивает безопасность и надежность механизма PoST, предотвращая возможные попытки мошенничества.
Сложность и адаптивность
Сложность временных вызовов и критерии верификации могут адаптироваться в зависимости от условий сети, что позволяет поддерживать баланс между безопасностью и эффективностью. Это обеспечивает, что PoST остается эффективным и доступным для участников с различным объемом выделенного дискового пространства и вычислительными ресурсами.
Преимущества PoST
Экологичность и доступность
Благодаря своей низкой энергоемкости и использованию существующего дискового пространства, PoST является одним из наиболее экологичных и доступных механизмов консенсуса. Это делает его идеальным выбором для создания децентрализованных сетей нового поколения.
Справедливость и демократичность
PoST обеспечивает равные возможности для всех участников сети, независимо от их вычислительных мощностей или владения токенами, что способствует более справедливому и демократичному распределению вознаграждений.
Заключение и будущее PoST
По мере развития технологий и увеличения внимания к экологичности и доступности, PoST имеет все шансы занять ведущее место среди механизмов консенсуса в криптовалютных сетях. Образовательные ресурсы и активное сообщество разработчиков играют ключевую роль в дальнейшем развитии и популяризации PoST, открывая новые возможности для создания децентрализованных и устойчивых цифровых экономик.