Экспериментальное доказательство наличия эфира
Страница 2 из 4
Для объяснения природы света в семнадцатом веке была введена гипотеза механического эфира как всепроникающей мировой среды, обладающей очень малой плотностью и крайне большой упругостью. Свет представляли как упругие колебания в эфире наподобие звуковых волн в воздухе. Предполагалось, что свойства эфира в пустоте и в объеме, занимаемом телами, различны. Эфир считался неподвижным, но учитывая различие в свойствах эфира в пустоте и в телах при движении тел вследствие «сгущения» эфира, в телах эфир как бы частично увлекается и движется со скоростью, учитывающей коэффициент увлечения. Увлечение эфира должно отразиться на оптических явлениях. В движущихся средах относительно эфира должен существовать «эфирный» ветер. Опытным путем его не удалось обнаружить. После создания Максвеллом электромагнитной теории света гипотеза упругого механического эфира была заменена гипотезой электромагнитного эфира – всепроникающей среды, способной передавать электромагнитные сигналы, являющейся носителем электромагнитного поля и электромагнитных колебаний. В статье «Энергия и поляризация», опубликованной в журнале «Проблемы современной науки и образования», — 2014 № 1 (19), с. 5-6 — отмечается, что скорость света зависит от плотности эфира, в котором он распространяется, и что эфир входит в состав атомов как уплотненное дипольное поле, связывающее атом в единую структуру. При движении тел эфир перемещается вместе с движущимся телом. Но часть его, в зависимости от скорости и направления движения, излучается во внешнюю среду или поглощается из нее. При этом меняется плотность эфира как во внешней среде, так и в движущемся теле. В зависимости от изменения плотности эфира меняется и скорость света в движущемся теле и во внешней среде. «ПерваяПредыдущая1234СледующаяПоследняя» |
Есть вопрос? Задайте его Вашему персональному менеджеру. Служба поддержки призвана помочь пользователям в решении любых проблем, связанных с вопросами публикации своих работ и другими аспектами работы издательства «Проблемы науки».
Интересная статья? Поделись ей с другими:
Добавить комментарий
Эфир ХХI века и оригинальное его доказательство. Cтатьи. Наука и техника
Анатолий Рыков
Случилось это как всегда мистическим образом. С 21 на 22 ноября почти наяву пришло необыкновенно интересное решение проблемы. Многим известно, что эфир был неотъемлемой частью науки до начала ХХ века. Например, великий Максвелл, который определил развитие теории электромагнитных волн, смог построить свои знаменитые уравнения на основе достаточно удачной модели эфира как среды – диэлектрика, в которой он теоретически обосновал токи смещения, достоверно обнаруженные в изоляции электрических конденсаторов.
Что происходит сейчас или с 1915 года, когда была опубликована Специальная Теория Относительности (СТО) А. Эйнштейна? Пользуясь случаем и модой на «битье» Эйнштейна со стороны нетрадиционной физики, скажем, что Природу нельзя познать простым постулированием чего-либо. И теория СТО, и Общая Теория Относительности (ОТО) – каждая основана на 5-ти постулатах, часть которых противоречат друг другу. Постулаты – аксиомы допустимы только в чистой математике. Важно для нас одно – СТО не приемлет эфир, а ОТО практически не может обходиться без эфира. В ОТО победило геометрическое описание «пространства-времени» – победила математика, вытеснив физику из сферы познания природы, образовав теоретическую, то бишь математическую физику. Почему?
Да потому, что математика сама по себе для нас заумная наука, которая может все доказать и доказать самым сложным путем, недоступным для здравого смысла. Объявив здравый смысл вне закона, физики-теоретики получили практически неограниченный простор для своей работы, которая в почете и хорошо оплачивается.
Справедливости ради надо сказать, что в науке много честных и искренне преданных теоретической физике ученых. Это их беда, а не вина. Так вот, теоретическая физика не признает эфир в виде Вселенской среды. Такова его горькая судьба в ХХ веке.Что же может сказать о «современном» эфире человек, который не связан (и в этом его преимущество) путами традиционной физики? Оказалось, что проблема могла быть разрешена еще в первой половине нашего века. Уже тогда были экспериментально проверены все предпосылки для определения строения (структуры) эфира. Но слишком сильным было давление со стороны последователей Эйнштейна, чтобы нашелся человек, который всерьез занялся бы проблемой эфира. Экспериментальные данные есть в любом серьезном справочнике по физике (имеется ввиду явление фотоэффекта в вакууме) [1]. Противники эфира придумали определение – вакуум, иногда – физический вакуум. Это вынужденный шаг, так как многие построения теоретической физики не могут обойтись без обменных частиц, которые живут в вакууме! Надо же такое придумать – вакуум, что-то похожее на пылесос или в лучшем случае – на вакуумный насос.
В статье «Структура вакуума и единство взаимодействий» [2] подробно изложены воззрения автора на проблему вакуума-эфира на основе упомянутого фотоэффекта. Это только подтверждает, что проблема решена на основе достоверно установленных опытных данных. Здесь приведем сводную таблицу значений полученных величин и элементов структуры эфира. На том этапе, когда внимание автора сконцентрировалось на фотоэффектах, он внутренне сам не был уверен, что открывшиеся ему знания о Природе достоверны. Это вполне естественно, так как мистическое существовало отдельно от рационализма мышления, ориентированного на разработку сейсмических приборов.
И вот, в ночь на 22 ноября 2000 г., в состоянии полубодрости, пришла странная мысль. Уже днем, на работе, была то ли найдена, то ли выведена формула рождения вещества из эфира. В ней элементы эфира, уже опубликованные ранее, получили неожиданное и точное подтверждение. Вещество в виде масс электронов, позитронов, разнозарядовых пи-мезонов, протонов, антипротонов рождается из возбужденного состояния эфира. Возбужденное состояние определено предельным растяжением диполей диэлектрика – эфира, при котором они разрушаются и освобождают заряды диполей, которые приобретают массу, т.е. становятся материей. Напомню, что полное растяжение зарядов диполей определено как r + dr, разное для трех уровней эфира, отличающихся дипольными расстояниями и энергией связи: фотонного, мезонного и нуклонного. Предельные деформации
i | e | π | p |
wi = hν, Дж | 1,649459·10–13 | 4,487716·10–11 | 6,013007·10–10 |
2mic2, Дж | 1,637422·10–13 | 4,473438·10–11 | 3,010701·10–10 |
wi – 2mic2, Дж | 1,203700·10–15 | 1,427800·10–13 | 3,010701·10–10 |
ri, м | 1,398688·10–15 | 5,140876·10–18 | 3,836815·10–19 |
Δri, м | 1,020672·10–17 | 1,635613·10–20 | 3,836815·10–19 |
Здесь:
i = e, pi, p – индексы трех упомянутых выше уровней энергии;
wi = hν – энергия фотонов, участвующих в фотоэффекте;
2mic2 – энергия частиц по Эйнштейну;
wi – 2mic2 – энергия связи диполей, Δri = dr.
Формула настолько проста, что на ум приходят формулы тяготения Ньютона и электромагнетизма Кулона. Она столь же проста – всего 3 параметра, причем магнитная проницаемость вакуума выполняет роль коэффициента пропорциональности аналогично коэффициентам у Ньютона или у Кулона. Если формулы переписать в размерности энергии, то в этом случае формула в точности напоминает формулы Ньютона и Кулона:
По формуле достаточно точно, примерно до 4…5 знака рассчитываются массы электрона, пи-мезона и протона. Точность сравнительно не высокая, так как данные фотоэффектов приближенны и не точны в силу специфики экспериментов и влияния на «чистоту» фотоэффекта из-за присутствия вблизи посторонних частиц, деформирующих структуру вакуума, что снижает тем самым уровень требуемой энергии.
Делаем выводы, что:
- Природа устроена чрезвычайно просто – не сложней формул Ньютона, Кулона и… автора.
- Простота полученной 22 ноября 2000 г. формулы свидетельствует о ее истинности и фундаментальности.
- Структура эфира, приведенная в упомянутой статье [2], подтверждена навсегда и бесповоротно.
Расчеты по формуле дали следующие результаты:
me = 9,109876·10–31 кг – несовпадение в 4 знаке на величину на 0,5;
mπ = 2,488710·10–28 кг – несовпадение в 4 знаке на величину на 0,1;
mp = 1,672592·10–27 кг – несовпадение в 5 знаке на величину на 0,1.
Остановимся несколько подробнее на свойствах эфира. Эфир образован диполями из зарядов электронов-позитронов с тремя уровнями дипольных расстояний. В эфире нет масс материи. Массы могут возникать только в условиях возбуждения диполей со стороны световых гамма-квантов, со стороны сил гравитации, со стороны электрических и магнитных «полей». То, что в формулу образования масс частиц входит магнитная проницаемость, указывает на возможность преобразования эфира в облако электронов и позитронов с помощью сильных магнитных полей. Учитывая тот факт, что можно получать очень сильные магнитные поля без больших затрат энергии (например, в сверхпроводниках), станут доступными реакторы электрон-позитронной аннигиляции с выделением энергии, на много порядков превосходящую «грязную» ядерную энергию. Выигрыш огромен, если еще учесть, что энергия аннигиляции пар электрон-позитрон – экологически чистая… Отход единственный – возврат зарядов в структуру эфира. Слово за инженерами и технологами в недалеком будущем.
И еще один урок. Если Вы столкнетесь с невероятно сложной теорией геометрической физики – насторожитесь – перед Вам скорее всего туфта, не соответствующая устройству Природы. Она может соответствовать только математике, в которой есть великие специалисты, которых трудно назвать физиками – исследователями Природы. Однако необходимо помнить, что теоретическая разработка какой-либо технологии производства может быть очень сложной и она будет соответствовать технологическим приемам самой Природы.
Источники информации:
- Карякин Н. И. и др. Краткий справочник по физике. М.: Высшая школа, 1964. – 570 с.
- Рыков А.В. Основы Теории Эфира. М.: ОИФЗ РАН, 2000. – 54 с.
Дата публикации:
29 ноября 2000 года
Электронная версия:
© НиТ. Cтатьи, 1997
Доказательство доли (PoS) | ethereum.org
Последнее редактирование: , Invalid DateTime
Редактировать страницу
Proof-of-stake (PoS) лежит в основе механизма консенсуса Ethereum. Ethereum включил свой механизм проверки доли владения в 2022 году, потому что он более безопасен, менее энергозатратен и лучше подходит для реализации новых решений масштабирования по сравнению с предыдущей архитектурой доказательства работы.
Предварительные условия
Чтобы лучше понять эту страницу, мы рекомендуем вам сначала прочитать о механизмах консенсуса.
Что такое доказательство доли (PoS)?
Proof-of-stake лежит в основе определенных механизмов консенсуса, используемых блокчейнами для достижения распределенного консенсуса. При доказательстве работы майнеры доказывают, что их капитал находится в опасности, затрачивая энергию. Ethereum использует доказательство доли, когда валидаторы явно вкладывают капитал в форме ETH в смарт-контракт на Ethereum. Этот поставленный ETH затем выступает в качестве обеспечения, которое может быть уничтожено, если валидатор будет вести себя нечестно или лениво. Затем валидатор отвечает за проверку того, что новые блоки, распространяемые по сети, являются действительными, а также иногда за создание и распространение новых блоков.
Proof-of-stake включает в себя ряд улучшений устаревшей сейчас системы proof-of-work:
- повышение энергоэффективности — нет необходимости тратить много энергии на вычисления proof-of-work
- более низкие барьеры для входа, сниженные требования к оборудованию — нет необходимости в элитном оборудовании для создания новых блоков
- сниженный риск централизации — доказательство доли должно привести к большему количеству узлов, защищающих сеть
- из-за низкого энергопотребления требование меньше эмиссии ETH требуется для стимулирования участия
- экономические штрафы за ненадлежащее поведение делают атаки в стиле 51% экспоненциально более дорогостоящими для злоумышленника по сравнению с доказательством работы
- сообщество может прибегнуть к социальному восстановлению честной цепочки, если атака 51% должна была преодолеть криптоэкономическую защиту .
Валидаторы
Чтобы участвовать в качестве валидатора, пользователь должен внести 32 ETH в депозитный контракт и запустить три отдельных программного обеспечения: клиент исполнения, клиент консенсуса и валидатор. При внесении своего ETH пользователь присоединяется к очереди активации, которая ограничивает количество новых валидаторов, присоединяющихся к сети. После активации валидаторы получают новые блоки от пиров в сети Ethereum. Транзакции, доставленные в блоке, выполняются повторно, и подпись блока проверяется, чтобы убедиться, что блок действителен. Затем валидатор отправляет голосование (называемое аттестацией) в пользу этого блока по сети.
В то время как при доказательстве работы время блоков определяется сложностью майнинга, при доказательстве доли темп является фиксированным. Время в Proof-of-Stake Ethereum разделено на слоты (12 секунд) и эпохи (32 слота). Один валидатор случайным образом выбирается в качестве предлагающего блоки в каждом слоте. Этот валидатор отвечает за создание нового блока и его отправку другим узлам в сети. Также в каждом слоте случайным образом выбирается комитет валидаторов, чьи голоса используются для определения действительности предлагаемого блока.
Как выполняется транзакция в Ethereum PoS
Ниже приводится подробное объяснение того, как выполняется транзакция в Ethereum PoS.
- Пользователь создает и подписывает транзакцию своим закрытым ключом. Обычно это обрабатывается кошельком или библиотекой, такой как ether.js, web3js, web3py и т. д., но под капотом пользователь делает запрос к узлу, используя API Ethereum JSON-RPC. Пользователь определяет количество газа, которое он готов заплатить в качестве чаевых валидатору, чтобы побудить его включить транзакцию в блок. Чаевые выплачиваются валидатору, а базовая комиссия сгорает.
- Транзакция отправляется исполняющему клиенту Ethereum, который проверяет ее действительность. Это означает, что у отправителя достаточно ETH для выполнения транзакции, и что он подписал ее с помощью правильного ключа.
- Если транзакция действительна, клиент выполнения добавляет ее в свой локальный мемпул (список ожидающих транзакций), а также передает ее другим узлам по сети сплетен уровня выполнения. Когда другие узлы узнают о транзакции, они также добавляют ее в свой локальный мемпул. Опытные пользователи могут воздержаться от трансляции своей транзакции и вместо этого направить ее специализированным сборщикам блоков, таким как Flashbots Auction. Это позволяет им организовывать транзакции в предстоящих блоках для получения максимальной прибыли (MEV).
- Один из узлов в сети предлагает блок для текущего слота, предварительно выбранный псевдослучайным образом с помощью RANDAO. Этот узел отвечает за создание и трансляцию следующего блока, который будет добавлен в блокчейн Ethereum, а также за обновление глобального состояния. Узел состоит из трех частей: клиента исполнения, клиента консенсуса и клиента валидатора. Клиент выполнения объединяет транзакции из локального мемпула в «полезную нагрузку выполнения» и выполняет их локально для генерации изменения состояния. Эта информация передается клиенту консенсуса, где полезная нагрузка выполнения оборачивается как часть «маякового блока», который также содержит информацию о вознаграждениях, штрафах, сокращениях, аттестациях и т. д., что позволяет сети согласовать последовательность блоков в начале цепь. Связь между клиентами исполнения и клиентами консенсуса более подробно описана в разделе Подключение клиентов консенсуса и клиентов выполнения.
- Другие узлы получают новый блок маяка в сети сплетен уровня консенсуса. Они передают его своему исполняющему клиенту, где транзакции повторно выполняются локально, чтобы убедиться, что предложенное изменение состояния допустимо. Затем клиент-валидатор подтверждает, что блок действителен и является логическим следующим блоком в их представлении о цепочке (это означает, что он строится на цепочке с наибольшим весом подтверждений, как определено в правилах выбора форка). Блок добавляется в локальную базу данных в каждом узле, который его подтверждает.
- Транзакция может считаться «завершенной», т. е. не подлежащей возврату, если она стала частью цепочки с «связью квалифицированного большинства» между двумя контрольными точками. Контрольные точки возникают в начале каждой эпохи, и для того, чтобы иметь связь с квалифицированным большинством, они оба должны быть подтверждены 66% от общего количества ETH в сети.
Подробнее об окончательности можно узнать ниже.
Завершенность
Транзакция имеет «окончательность» в распределенных сетях, когда она является частью блока, который не может быть изменен без сжигания значительного количества ETH. В Proof-of-Stake Ethereum это управляется с помощью блоков «контрольных точек». Первый блок в каждой эпохе — контрольная точка. Валидаторы голосуют за пары контрольных точек, которые он считает действительными. Если пара контрольных точек привлекает голоса, составляющие не менее двух третей общего количества поставленных ETH, контрольные точки повышаются. Более поздний из двух (целевой) становится «оправданным». Более раннее из двух уже оправдано, потому что оно было «целью» в предыдущую эпоху. Сейчас его модернизировали до «доработанного». Чтобы вернуть окончательный блок, злоумышленник должен потерять не менее одной трети общего объема поставленных ETH. Точная причина этого объясняется в этом сообщении в блоге Ethereum Foundation. Поскольку для окончательности требуется большинство в две трети, злоумышленник может помешать сети достичь окончательности, проголосовав за одну треть от общей ставки. Есть механизм защиты от этого: утечка бездействия. Это активируется всякий раз, когда цепочка не может быть завершена более четырех эпох. Утечка бездействия лишает поставленный ETH у валидаторов, голосующих против большинства, позволяя большинству восстановить большинство в две трети и завершить цепочку.
Криптоэкономическая безопасность
Запуск валидатора — это обязательство. Ожидается, что валидатор будет поддерживать достаточное оборудование и возможности подключения для участия в проверке и предложении блоков. Взамен валидатору платят в ETH (их баланс застейкинга увеличивается). С другой стороны, участие в качестве валидатора также открывает новые возможности для пользователей, чтобы атаковать сеть для личной выгоды или саботажа. Чтобы предотвратить это, валидаторы упускают вознаграждение в ETH, если они не принимают участия, когда их призывают, и их существующая ставка может быть уничтожена, если они ведут себя нечестно. Есть два основных вида поведения, которые можно считать нечестными: предложение нескольких блоков в одном слоте (двусмысленность) и представление противоречивых подтверждений. Количество урезанного ETH зависит от того, сколько валидаторов также урезается примерно в одно и то же время. Это известно как «штраф за корреляцию», и он может быть незначительным (~ 1% ставки для одного валидатора, урезанного самостоятельно) или может привести к уничтожению 100% ставки валидатора (событие массового сокращения). Он применяется в середине периода принудительного выхода, который начинается с немедленного штрафа (до 0,5 ETH) в 1-й день, штрафа за корреляцию в 18-й день и, наконец, исключения из сети в 36-й день. Они получают небольшие штрафы за аттестацию каждый день. потому что они присутствуют в сети, но не отдают голоса. Все это означает, что скоординированная атака обойдется злоумышленнику очень дорого.
Выбор вилки
Когда сеть работает оптимально и честно, всегда есть только один новый блок во главе цепочки, и все валидаторы подтверждают это. Однако у валидаторов могут быть разные взгляды на голову цепочки из-за задержки в сети или из-за двусмысленности инициатора блока. Следовательно, консенсусным клиентам требуется алгоритм, чтобы решить, какой из них предпочесть. Алгоритм, используемый в Proof-of-Stake Ethereum, называется LMD-GHOST, и он работает, идентифицируя форк, который имеет наибольший вес аттестаций в своей истории.
Доказательство доли и безопасность
Угроза атаки 51% по-прежнему существует для доказательства доли, как и для доказательства работы, но это еще более рискованно для злоумышленников. Злоумышленнику потребуется 51% поставленных ETH. Затем они могли использовать свои собственные аттестации, чтобы убедиться, что их предпочтительный форк был форком с наибольшим количеством аттестаций. «Вес» накопленных аттестаций — это то, что клиенты консенсуса используют для определения правильной цепочки, поэтому злоумышленник сможет сделать свой форк каноническим. Тем не менее, преимущество proof-of-stake по сравнению с proof-of-work заключается в том, что у сообщества есть гибкость в организации контратаки. Например, честные валидаторы могут решить продолжать строить цепочку меньшинства и игнорировать форк злоумышленника, поощряя приложения, биржи и пулы делать то же самое. Они также могут принять решение о принудительном удалении злоумышленника из сети и уничтожении поставленных на карту ETH. Это сильная экономическая защита от атаки 51%.
Атаки 51% — это всего лишь один из видов вредоносной активности. Злоумышленники могут предпринимать дальнобойные атаки (хотя гаджет окончательности нейтрализует этот вектор атаки), «реорганизации» ближнего действия (хотя сроки аттестации и бустинга предлагающего смягчают это), атаки с отскоком и балансировкой (которые также смягчаются бустингом предлагающего, и эти атаки в любом случае было продемонстрировано только в идеализированных сетевых условиях) или лавинных атак (нейтрализованных правилом алгоритмов выбора форка, учитывающим только последнее сообщение).
В целом, Proof-of-Stake в том виде, в каком он реализован в Ethereum, показал себя более экономически безопасным, чем Proof-of-Work.
Плюсы и минусы
Плюсы | Минусы |
---|---|
Ставки облегчают участие отдельных лиц в защите сети, способствуя децентрализации. узел валидатора можно запустить на обычном ноутбуке. Пулы ставок позволяют пользователям делать ставки, не имея 32 ETH. | Proof-of-stake моложе и менее проверена в бою по сравнению с proof-of-work |
Ставки более децентрализованы. Экономия за счет масштаба не применяется так же, как для майнинга PoW. | Доказательство доли сложнее реализовать, чем доказательство работы |
Доказательство доли обеспечивает большую криптоэкономическую безопасность, чем доказательство работы | Пользователям необходимо запустить три части программного обеспечения, чтобы участвовать в проверке Ethereum. |
Для стимулирования участников сети требуется меньше эмиссии новых ETH |
Больше визуалов?
Further reading
- Proof of Stake FAQ Vitalik Buterin
- What is Proof of Stake ConsenSys
- What Proof of Stake Is And Why It Matters Vitalik Buterin
- The Beacon Chain Ethereum 2.0 explainer сначала нужно прочитать Ethos.dev
- Почему Proof of Stake (ноябрь 2020 г.) Виталик Бутерин
- Proof of Stake: как я научился любить слабую субъективность Виталик Бутерин
- Proof-of-stake Атака и защита Ethereum
- Философия дизайна Proof of Stake Виталик Бутерин
Вернуться к началу ↑
Была ли эта статья полезной?
Доказательство работы (PoW) | ethereum.
orgПоследнее редактирование: , Invalid DateTime
Редактировать страницу
Сеть Ethereum начиналась с использования механизма консенсуса, который включал Доказательство работы (PoW) . Это позволило узлам сети Ethereum согласовать состояние всей информации, записанной в блокчейне Ethereum, и предотвратить некоторые виды экономических атак. Однако в 2022 году Ethereum отключил доказательство работы и вместо этого начал использовать доказательство доли.
Proof-of-work устарел. Ethereum больше не использует доказательство работы как часть своего механизма консенсуса. Вместо этого он использует доказательство доли. Узнайте больше о подтверждении доли и стекинге.
Предварительные условия
Чтобы лучше понять эту страницу, мы рекомендуем вам сначала прочитать о транзакциях, блоках и механизмах консенсуса.
Что такое доказательство работы (PoW)?
Консенсус Накамото, который использует доказательство работы, — это механизм, который когда-то позволял децентрализованной сети Ethereum прийти к консенсусу (т. е. все узлы согласны) по таким вещам, как балансы счетов и порядок транзакций. Это не позволяло пользователям «двойно тратить» свои монеты и гарантировало, что сеть Ethereum будет чрезвычайно сложно атаковать или манипулировать. Эти свойства безопасности теперь основаны на доказательстве доли, а не на механизме консенсуса, известном как Gasper.
Proof-of-work и майнинг
Proof-of-work — это лежащий в основе алгоритм, который устанавливает сложность и правила для работы майнеров в блокчейнах Proof-of-Work. Майнинг — это сама «работа». Это действие по добавлению допустимых блоков в цепочку. Это важно, потому что длина цепочки помогает сети следовать правильному ответвлению блокчейна. Чем больше «работы» сделано, чем длиннее цепочка и чем выше номер блока, тем более уверенной в текущем положении дел может быть сеть.
Подробнее о майнинге
Как работает доказательство работы Ethereum?
Транзакции Ethereum обрабатываются в блоки. In the now-deprecated proof-of-work Ethereum, each block contained:
- block difficulty – for example: 3,324,092,183,262,715
- mixHash – for example:
0x44bca881b07a6a09f83b130798072441705d9a665c5ac8bdf2f39a3cdf3bee29
- nonce – for example:
0xd3ee432b4fb3d26b
This данные блока были напрямую связаны с доказательством работы.
Работа с доказательством работы
Протокол подтверждения работы, Ethash, требовал от майнеров пройти интенсивную гонку проб и ошибок, чтобы найти одноразовый номер для блока. В цепочку могут быть добавлены только блоки с действительным одноразовым номером.
В гонке за созданием блока майнер неоднократно вводил набор данных, который можно было получить только путем загрузки и запуска всей цепочки (как это делает майнер) с помощью математической функции. Набор данных использовался для генерации mixHash ниже целевого значения, которое продиктовано сложностью блока. Лучший способ сделать это — методом проб и ошибок.
Сложность определила цель для хеша. Чем ниже цель, тем меньше набор допустимых хэшей. После создания это было невероятно легко проверить другим майнерам и клиентам. Даже если бы одна транзакция изменилась, хэш был бы совершенно другим, что сигнализировало бы о мошенничестве.
Хэширование позволяет легко обнаружить мошенничество. Но доказательство работы как процесс также было большим сдерживающим фактором для атаки на цепочку.
Доказательство работы и безопасность
Майнеры были заинтересованы в выполнении этой работы в основной цепи Ethereum. У части майнеров не было особого стимула запускать собственную сеть — это подрывает систему. Блокчейны полагаются на наличие единого состояния в качестве источника правды.
Целью доказательства работы было расширение цепочки. Самая длинная цепочка была наиболее правдоподобной, потому что для ее создания было проделано больше всего вычислительной работы. В системе Ethereum PoW было почти невозможно создавать новые блоки, которые стирают транзакции, создают поддельные или поддерживают вторую цепочку. Это потому, что злонамеренный майнер должен был бы всегда решать одноразовый номер блока быстрее, чем все остальные.
Чтобы постоянно создавать вредоносные, но действительные блоки, злонамеренному майнеру потребовалось бы более 51% мощности сетевого майнинга, чтобы превзойти всех остальных. Этот объем «работы» требует больших затрат вычислительной мощности, а затраченная энергия могла даже перевесить выигрыш, полученный в результате атаки.
Экономика Proof-of-work
Proof-of-work также отвечал за выпуск новой валюты в систему и стимулирование майнеров к выполнению работы.
После обновления Constantinople майнеры, успешно создавшие блок, получали два только что отчеканенных ETH и часть комиссии за транзакцию. Блоки Ommer также компенсировали 1,75 ETH. Блоки Ommer были действительными блоками, созданными майнером практически в то же время, когда другой майнер создал канонический блок, который в конечном итоге определялся тем, какая цепочка была построена поверх первой. Блокировки Ommer обычно происходили из-за задержки в сети.
Завершенность
Транзакция имеет «окончательность» в Ethereum, когда она является частью блока, который не может измениться.
Поскольку майнеры работали децентрализованно, два действительных блока могли быть добыты одновременно. Это создает временную вилку. В конце концов, одна из этих цепочек стала принятой цепочкой после того, как последующие блоки были добыты и добавлены к ней, что сделало ее длиннее.
Еще больше усложняет ситуацию то, что транзакции, отклоненные на временной вилке, возможно, не были включены в принятую цепочку. Это означает, что он может быть обращен вспять. Таким образом, окончательность относится к времени, которое вы должны подождать, прежде чем считать транзакцию необратимой. При предыдущем доказательстве работы Ethereum, чем больше блоков было добыто поверх определенного блока N
, тем выше уверенность в том, что транзакции в N
прошли успешно и не будут отменены. Теперь, с Proof-of-Stake, финализация является явным, а не вероятностным свойством блока.
Proof-of-work Energy-usage
Серьезным недостатком Proof-of-Work является выходная мощность, необходимая для обеспечения безопасности сети. Для обеспечения безопасности и децентрализации Ethereum при доказательстве работы потреблял большое количество энергии. Незадолго до перехода на Proof-of-Stake майнеры Эфириума в совокупности потребляли около 70 ТВтч в год (примерно столько же, сколько Чехия — по данным digiconomist от 18 июля 2022 года).
Плюсы и минусы
Плюсы | Минусы |
---|---|
Доказательство работы является нейтральным. Вам не нужен ETH, чтобы начать, а награды за блок позволяют перейти от 0ETH к положительному балансу. С Proof-of-Stake для начала вам понадобится ETH. | Proof-of-work потребляет так много энергии, что это вредно для окружающей среды. |
Proof-of-work — это испытанный механизм консенсуса, который на протяжении многих лет обеспечивает безопасность и децентрализованность Биткойн и Эфириума. | Если вы хотите заниматься добычей полезных ископаемых, вам понадобится такое специализированное оборудование, что для начала потребуется много денег. |
По сравнению с proof-of-stake его относительно легко реализовать. | Из-за увеличения потребности в вычислениях пулы для майнинга потенциально могут доминировать в майнинге, что приведет к централизации и угрозам безопасности. |