Skip to main content

Apakah itu Proof of Work (PoW)

Nota: Dokumen ini adalah terjemahan automatik daripada versi asal bahasa Inggeris.

Apakah itu Proof of Work (PoW)

Proof of Work (PoW) ialah mekanisme konsensus di mana peserta yang dipanggil pelombong bersaing untuk menyelesaikan teka-teki matematik yang sukar secara pengiraan. Pelombong pertama yang menemui penyelesaian sah memperoleh hak untuk menambah blok transaksi seterusnya ke blockchain dan menerima ganjaran dalam mata wang kripto natif rangkaian. Teka-teki itu sendiri tiada makna intrinsik -- tujuan tunggalnya adalah untuk membuktikan bahawa pelombong mengeluarkan usaha pengiraan sebenar (dan oleh itu kos elektrik dan perkakasan sebenar) untuk menghasilkan blok. Perbelanjaan sumber inilah "kerja" dalam Proof of Work, dan inilah yang menjadikan blockchain tahan gangguan.

Proof of Work diperkenalkan oleh Bitcoin pada 2008 dan kekal sebagai salah satu model keselamatan yang paling teruji dalam kewujudan. Selama lebih lima belas tahun, PoW Bitcoin telah melindungi nilai bertrilion dolar tanpa satu pun serangan 51% yang berjaya. Walaupun banyak blockchain yang lebih baharu telah berpindah ke Proof of Stake kerana kecekapan tenaga dan kepantasannya, PoW terus menjadi asas kepada Bitcoin dan beberapa rangkaian lain. Dalam ruang AI kripto, PoW relevan kerana sesetengah rangkaian berfokuskan AI menggunakan mekanisme seakan-PoW untuk memberi insentif kepada pengiraan berguna -- menggantikan teka-teki hash yang tidak bermakna dengan beban kerja AI yang produktif seperti latihan model atau inferens.

Ringkasnya: Proof of Work melindungi blockchain dengan mewajibkan pelombong membelanjakan tenaga dan pengiraan sebenar untuk menghasilkan blok, menjadikannya terlalu mahal bagi penyerang untuk mengganggu lejar.

Bagaimana Proof of Work berfungsi

Proses perlombongan

Perlombongan ialah tindakan bersaing untuk menyelesaikan teka-teki PoW. Proses ini berulang secara berterusan:

  1. Transaksi tiba. Pengguna menyiarkan transaksi ke rangkaian. Pelombong mengumpulkan transaksi ini ke dalam blok calon.
  2. Teka-teki ditetapkan. Pelombong mesti menemui nilai (dipanggil nonce) supaya apabila digabungkan dengan kandungan blok dan dilalukan melalui fungsi hash kriptografi, output memenuhi syarat tertentu -- biasanya, hash mesti bermula dengan bilangan sifar tertentu. Oleh kerana fungsi hash bersifat sehala (anda tidak boleh menjurutera balik input daripada output), satu-satunya cara untuk menemui nonce yang sah ialah cuba jaya.
  3. Pelombong bersaing. Setiap pelombong di rangkaian mencuba nonce yang berbeza sepantas yang dibenarkan perkakasan mereka. Kadar pelombong boleh menguji nonce dipanggil kadar hash. Pelombong dengan kadar hash yang lebih tinggi mempunyai peluang yang lebih tinggi secara berkadar untuk menemui penyelesaian terlebih dahulu.
  4. Penyelesaian ditemui. Pelombong pertama yang menemui nonce sah menyiarkan blok yang lengkap ke rangkaian. Nod lain mengesahkan penyelesaian tersebut (yang hanya mengambil sepersekian saat, walaupun menemuinya mengambil masa beberapa minit), memastikan semua transaksi dalam blok adalah sah, dan menambahkan blok tersebut ke salinan rantaian mereka.
  5. Pemenang diberi ganjaran. Pelombong yang berjaya menerima ganjaran blok (token yang baru dicetak) serta yuran transaksi daripada blok tersebut. Proses kemudian dimulakan semula untuk blok seterusnya.

Pelarasan kesukaran

Jika lebih banyak pelombong menyertai rangkaian dan jumlah kadar hash meningkat, blok akan ditemui lebih pantas daripada yang dimaksudkan. Untuk mengekalkan selang blok yang konsisten, rangkaian PoW melaraskan kesukaran secara berkala -- syarat khusus yang mesti dipenuhi oleh hash. Apabila kadar hash meningkat, kesukaran meningkat, memerlukan lebih banyak sifar di awal hash. Apabila kadar hash menurun, kesukaran berkurang. Bitcoin melaraskan kesukaran setiap 2,016 blok (kira-kira setiap dua minggu) untuk mengekalkan purata masa blok sepuluh minit.

Tenaga dan perkakasan

PoW sengaja dibuat mahal. Model keselamatannya bergantung pada hakikat bahawa menghasilkan blok yang sah memerlukan sumber dunia sebenar -- elektrik dan perkakasan khusus. Kebanyakan perlombongan PoW hari ini menggunakan ASIC (Application-Specific Integrated Circuits), cip tersuai yang direka semata-mata untuk hashing. Pelombong ASIC beribu-ribu kali lebih cekap dalam hashing berbanding CPU atau GPU tujuan umum, yang bermakna perlombongan PoW pada rangkaian utama adalah operasi industri yang berintensifkan modal.

Kos tenaga ialah aspek PoW yang paling kerap dikritik. Bitcoin sahaja mempunyai penggunaan tenaga yang setanding dengan sesetengah negara bersaiz sederhana. Penyokong berhujah bahawa perbelanjaan tenaga ini ialah harga untuk melindungi rangkaian monetari tanpa keizinan dan tahan penapisan tanpa pihak berkuasa pusat. Pengkritik berhujah bahawa keselamatan yang sama boleh dicapai dengan lebih cekap melalui Proof of Stake.

Aspek Butiran
Perkakasan ASIC untuk rantaian PoW utama; GPU untuk sesetengah rantaian yang lebih kecil
Elektrik Kos operasi dominan; menentukan keuntungan perlombongan
Penyejukan Perkakasan perlombongan menjana haba yang ketara; penyejukan industri diperlukan pada skala
Pengagihan geografi Pelombong cenderung berkumpul di mana elektrik paling murah (hidroelektrik, gas terkandas, solar)

Kemuktamadan dalam PoW

PoW menyediakan kemuktamadan berkebarangkalian. Sesuatu blok tidak pernah benar-benar tidak boleh diundur, tetapi kos untuk mengundurkannya meningkat secara eksponen dengan setiap blok berikutnya yang ditambah di atasnya. Selepas enam pengesahan (kira-kira satu jam di Bitcoin), mengundurkan transaksi memerlukan penyerang mengatasi keseluruhan rangkaian jujur sepanjang tempoh tersebut -- prospek yang tidak berdaya maju secara ekonomi pada rantaian PoW yang matang. Model berkebarangkalian ini berbeza daripada kemuktamadan deterministik yang ditawarkan oleh banyak sistem PoS, di mana blok dianggap tidak boleh diundur selepas satu pusingan pengesahan.

Mengapa ia penting untuk projek AI kripto

Walaupun kebanyakan projek AI kripto digunakan pada rantaian PoS, PoW kekal relevan dalam konteks AI atas beberapa sebab:

Mekanisme seakan-PoW untuk pengiraan berguna

Persilangan PoW dan AI yang paling menarik ialah konsep Proof of Work berguna -- menggantikan teka-teki hash yang sewenang-wenang dengan tugas pengiraan yang produktif. Beberapa rangkaian telah meneroka idea ini:

  • Bittensor menggunakan mekanisme yang dipanggil Yuma Consensus di mana "pelombong" menghasilkan output AI (inferens model, embedding, atau hasil ML lain) dan "validator" menskorkan output ini untuk kualiti. Kerja pengiraan tidak dibazirkan pada teka-teki hash; ia menghasilkan artifak pembelajaran mesin yang berguna. Pelombong diberi ganjaran berdasarkan kualiti kerja AI mereka seperti yang dinilai oleh validator.
  • Rangkaian yang berfokuskan pengiraan AI kadangkala memerlukan peserta menunjukkan kerja GPU sebenar (seperti melatih segmen model atau menyelesaikan kelompok inferens) sebagai bukti penyertaan, meminjam falsafah PoW sambil menggantikan teka-teki yang tidak bermakna dengan kerja yang bermakna.

Reka bentuk hibrid ini mengekalkan prinsip PoW -- "buktikan anda melakukan kerja sebenar untuk memperoleh ganjaran" -- sambil mengalihkan kerja tersebut kepada tugas AI yang produktif. Walau bagaimanapun, ia juga memperkenalkan cabaran baharu: menilai kualiti kerja AI adalah subjektif dan kompleks berbanding mengesahkan hash mudah, yang mewujudkan permukaan serangan baharu di sekitar penskoran validator.

Bitcoin sebagai konteks infrastruktur

Banyak projek AI kripto tidak berjalan di Bitcoin tetapi merujuknya sebagai konteks. Rangkaian PoW Bitcoin ialah blockchain yang paling terdesentralisasi dan paling lama beroperasi, dan sesetengah projek AI membina perkhidmatan bersebelahan: penyelesaian layer-2 di Bitcoin, analitik dikuasakan AI untuk transaksi Bitcoin, atau alat pengoptimuman perlombongan. Memahami PoW membantu mengkontekstualisasikan projek-projek ini.

Pertimbangan tenaga

Latihan dan inferens AI sendiri merupakan operasi berintensifkan tenaga. Projek AI kripto yang berjalan di rantaian PoW menggandakan kos tenaga: beban kerja AI menggunakan GPU, dan mekanisme konsensus secara berasingan menggunakan perkakasan perlombongan. Ini adalah salah satu sebab kebanyakan rantaian berfokuskan AI memilih PoS -- ia mengelakkan penggandaan jejak tenaga. Semasa mengkaji projek di rantaian PoW, pertukaran tenaga ini patut diberi perhatian.

Di mana ini muncul dalam kad projek DecAIHub

Apabila kad projek DecAIHub menunjukkan Consensus: PoW, ini menandakan rangkaian blockchain utama projek menggunakan Proof of Work untuk konsensus. Ini ialah penerangan fakta tentang seni bina rangkaian.

Dalam praktiknya, PoW muncul kurang kerap daripada PoS dalam kad projek DecAIHub kerana kebanyakan rantaian berfokuskan AI menggunakan Proof of Stake. Apabila PoW muncul, ia biasanya berkaitan dengan:

  • Projek yang dibina di atas atau bersebelahan Bitcoin.
  • Rangkaian yang menggunakan mekanisme seakan-PoW untuk pengiraan AI (di mana "kerja" ialah tugas berguna dan bukannya teka-teki hash).
  • Rangkaian lebih lama yang belum beralih ke PoS.

Medan Consensus merekodkan mekanisme, bukan penilaian. Projek yang menggunakan PoW tidak secara semula jadinya lebih baik atau lebih buruk daripada yang menggunakan PoS -- medan tersebut wujud untuk menerangkan infrastruktur.

Apa yang Proof of Work sahaja tidak buktikan

  • PoW tidak membuktikan desentralisasi. Perlombongan boleh menjadi tertumpu di tangan beberapa operasi besar, terutamanya apabila perkakasan khusus dan elektrik murah diperlukan. Rangkaian PoW di mana tiga kolam perlombongan mengawal 60% kadar hash adalah terpusat dalam praktik.
  • PoW tidak membuktikan AI projek itu benar. Berjalan di blockchain PoW tidak menyatakan apa-apa tentang sama ada projek mempunyai komponen AI yang tulen. Mekanisme konsensus melindungi lejar; ia tidak mengesahkan dakwaan AI.
  • PoW tidak membuktikan tanggungjawab alam sekitar. Walaupun sesetengah pelombong menggunakan tenaga boleh diperbaharui, mekanisme itu sendiri berintensifkan tenaga secara reka bentuknya. Kesan alam sekitar bergantung pada sumber tenaga yang digunakan, bukan label mekanisme.
  • PoW tidak menjamin keselamatan tinggi untuk rantaian kecil. Keselamatan PoW berkadar dengan jumlah kadar hash. Rantaian PoW kecil dengan kadar hash rendah boleh diserang 51% dengan menyewa perkakasan perlombongan untuk beberapa jam. Jaminan keselamatan PoW bergantung pada kos mutlak untuk menyerang rangkaian, yang terikat secara langsung dengan saiz rangkaian dan pelaburan pelombong.
  • PoW tidak bermakna kerja itu berguna. Teka-teki PoW tradisional (hashing) tidak menghasilkan output berguna melangkaui melindungi rantaian. Tenaga digunakan semata-mata untuk keselamatan. Varian PoW berguna cuba mengubah ini, tetapi ia lebih baharu dan kurang teruji.

Jangan kelirukan dengan

  • Proof of Stake (PoS) -- PoS mencapai konsensus melalui kepentingan ekonomi dan bukannya kerja pengiraan. Kedua-duanya ialah mekanisme konsensus, tetapi ia menggunakan model keselamatan yang berbeza secara asas.
  • Konsensus -- konsensus ialah konsep umum persetujuan rangkaian. PoW ialah satu cara khusus untuk mencapainya.
  • Perlombongan dan pengesahan -- dalam PoW, penghasil blok dipanggil pelombong. Dalam PoS, mereka dipanggil validator. Peranannya beranalogi (kedua-duanya menghasilkan blok) tetapi kaedahnya berbeza sepenuhnya.
  • Kadar hash dan kuasa pengkomputeran -- kadar hash mengukur kelajuan perlombongan PoW (hash sesaat). Ia bukan ukuran kuasa pengkomputeran umum. Pelombong dengan kadar hash tinggi mungkin tiada kapasiti GPU untuk beban kerja AI.
  • Proof of Work berguna dan Proof of Work -- PoW berguna menggantikan teka-teki sewenang-wenang dengan pengiraan produktif (seperti tugas AI). PoW tradisional menggunakan teka-teki sewenang-wenang. Ini ialah reka bentuk berbeza dengan sifat keselamatan yang berbeza, walaupun ia berkongsi label "proof of work".

Soalan lazim

Mengapa Proof of Work dicipta?

PoW dicadangkan untuk menyelesaikan masalah perbelanjaan berganda dalam mata wang digital terdesentralisasi. Sebelum Bitcoin, wang digital memerlukan perantara yang dipercayai untuk menghalang pengguna daripada membelanjakan syiling yang sama dua kali. Pandangan Satoshi Nakamoto ialah mewajibkan kerja pengiraan sebenar untuk menghasilkan blok menjadikannya tidak rasional secara ekonomi bagi mana-mana pelaku tunggal untuk memalsukan transaksi, kerana berbuat demikian akan menelan kos lebih daripada yang boleh diperolehnya.

Adakah Bitcoin masih menggunakan Proof of Work?

Ya. Bitcoin menggunakan PoW dan tiada rancangan untuk mengubahnya. Komuniti Bitcoin menganggap PoW penting kepada model keselamatan rangkaian, ketahanan penapisan, dan sifat tanpa keizinannya. Ethereum berpindah daripada PoW pada 2022, tetapi falsafah reka bentuk Bitcoin memperlakukan PoW sebagai ciri teras dan bukannya batasan.

Bolehkah Proof of Work mampan dari segi alam sekitar?

Ia bergantung pada sumber tenaga. Operasi perlombongan PoW yang dikuasakan oleh hidroelektrik, solar, angin, atau gas asli terkandas mempunyai jejak alam sekitar yang lebih kecil daripada yang dikuasakan oleh arang batu atau elektrik grid. Sesetengah kajian menganggarkan bahawa sebahagian besar perlombongan Bitcoin menggunakan tenaga boleh diperbaharui atau tenaga terkandas. Walau bagaimanapun, penggunaan tenaga mutlak PoW kekal berkali ganda lebih tinggi daripada PoS, tanpa mengira sumbernya.

Apakah itu serangan 51% pada rangkaian PoW?

Serangan 51% berlaku apabila satu entiti atau kumpulan terselaras mengawal lebih separuh daripada jumlah kadar hash rangkaian. Dengan kuasa hash majoriti, penyerang boleh mengatasi rantaian jujur, membolehkan perbelanjaan berganda dan penapisan transaksi. Pada rangkaian PoW besar seperti Bitcoin, kos untuk memperoleh 51% kadar hash mencecah berbilion dolar, menjadikan serangan sedemikian tidak rasional secara ekonomi. Pada rantaian PoW yang lebih kecil, bagaimanapun, serangan 51% pernah berlaku dalam praktik.

Mengapa sesetengah rangkaian AI menggunakan mekanisme seakan-PoW?

Sesetengah rangkaian berfokuskan AI percaya bahawa falsafah PoW -- "buktikan anda melakukan kerja sebenar untuk memperoleh ganjaran" -- sesuai secara semula jadi dengan pengiraan AI. Daripada menyelesaikan teka-teki hash, peserta melaksanakan tugas AI yang berguna (melatih segmen model, menjalankan inferens, menilai output). Ini mengalihkan perbelanjaan tenaga ke arah pengiraan produktif sambil mengekalkan struktur PoW yang kompetitif dan meritokratik. Bittensor ialah contoh paling menonjol bagi pendekatan ini, menggunakan Yuma Consensus untuk memberi ganjaran kepada pelombong atas output AI berkualiti tinggi.

Rujukan luaran

Lihat juga

No comments to display

Back to top