Opis wydobywania (kopania) kryptowalut z wykorzystaniem wolnej powierchnii dysku twardego.

Kopanie Proof-of-Capacity to bardzo nowa metoda kopania, która jest obecnie wykorzystywana przez jedną kryptowalutę, Signum (pierwotnie Burstcoin). Mimo to wiele osób uważa, że ​​Proof of Capacity jest wykonalną alternatywą dla obecnie stosowanych technik kopania. Umożliwia kopanie poprzez wykorzystanie przestrzeni na dysku twardym. Taka strategia oferuje wiele korzyści i jest czymś, nad czym obecnie pracuje wiele projektów. 

Cel dowodu pojemności:
Cel dowodu pojemności jest następujący:

• PoW jest jedną z najbardziej znanych metod kopania kryptowalut w dzisiejszych czasach. Polega ona na tym, że górnik używa zasobów komputerowych do rozwiązywania trudnych matematycznych funkcji skrótu. W przypadku Bitcoina wykorzystywana jest znana metoda skrótu zwana algorytmem SHA-256 . Te funkcje skrótu są funkcjami jednokierunkowymi z możliwym tylko jednym rozwiązaniem. Potrzebują tej surowej mocy obliczeniowej, aby zlokalizować dokładne dane wejściowe funkcji w celu uzyskania pożądanego wyniku funkcji. Funkcja skrótu przyjmuje „ nonce ” jako jedną ze swoich zmiennych wejściowych. Górnik będzie przechodził przez nonce, aż znajdzie właściwy skrót. Jest to obliczenie siłowe, którego ukończenie zajmuje dużo czasu i wysiłku .

• Podczas gdy algorytm PoW działał dobrze, gdy Bitcoin był stosunkowo nową technologią, sieć rozrosła się w tempie wykładniczym. Aby zachować spójność czasów bloków, system Bitcoin ma na celu zwiększenie trudności kopania. W rezultacie kopanie stało się tak trudne, że mogą to zrobić tylko najpotężniejsze komputery, znane jako ASIC.

• Aby rozwiązać funkcje haszujące, potrzebują również dużej mocy obliczeniowej. Energia zainwestowana przez wszystkich górników, którzy nie są w stanie rozwiązać funkcji haszujących w odpowiednim czasie, zostanie zmarnowana.

• W rezultacie mniejsze operacje wydobywcze będą miały znacznie mniejszy wpływ na kluczowe wybory dokonywane przez większe węzły. Istnieje więc pilna potrzeba nowej metody wydobywczej, która będzie mniej energochłonna niż PoW i umożliwi odpowiednią decentralizację sieci. To właśnie tutaj wchodzi w grę koncepcja Proof-of-Capacity.

Cechy:
Cechy Proof-of-Capacity są następujące:

• Konsensus Proof-of-Capacity stanowi udoskonalenie dobrze znanej techniki konsensusu blockchain Proof-of-Work .

• Nawet przed rozpoczęciem wydobycia istnieje potrzeba poświęcenia mocy obliczeniowej i pamięci masowej na dysku twardym. Z tego powodu system jest szybszy niż PoW.

• W przypadku Proof-of-Capacity wygenerowanie bloku zajmuje zaledwie cztery minuty, natomiast w przypadku Proof-of-Work trwa to 10 minut.

• Próbuje rozwiązać problem hashowania systemu PoW. Istnieje większa szansa na wygranie konfliktu górniczego, jeśli na komputerze jest dostępnych więcej rozwiązań lub działek.

Jak działa Proof-of-Capacity?
Proof-of-Capacity składa się z dwóch komponentów. Po pierwsze, jest to wykres dysku twardego, a po drugie, jest to faktyczne wydobywanie bloków. 

Wykresowanie: W zależności od rozmiaru dysku twardego utworzenie plików wykresu może zająć dni, a nawet tygodnie . Wykresowanie odbywa się za pomocą hasha Shabal. Funkcja krypto/hash używana w Burstcoin nazywa się Shabal. Shabal to powolna i ciężka kryptowaluta. W rezultacie jest to doskonała kryptowaluta dla kryptowalut Proof-of-Capacity, takich jak Signum(Burstcoin). Wynika to z faktu, że wstępnie obliczone hashe są przechowywane, a jednocześnie możliwe jest wykonywanie mniejszych weryfikacji na żywo. Burst wykorzystuje Shabal256, 256-bitową odmianę Shabal. Hasze Shabal są wstępnie obliczone i zapisane na dysku twardym, ponieważ trudno je obliczyć. Najpierw dysk twardy jest kreślony. Lista wszystkich potencjalnych wartości nonce jest tworzona poprzez haszowanie danych, w tym konta górnika, raz po raz. Każdy nonce składa się z 8192 haszy, ponumerowanych od 0 do 8191. Wszystkie hasze są łączone w „scoops”, które są grupami dwóch sąsiadujących haszy. 

2. Kopanie: Druga faza to faktyczne kopanie, które obejmuje obliczenie numeru czerpaka przez górnika. Na przykład, jeśli górnik rozpocznie kopanie i utworzy czerpak numer 40, górnik przejdzie do numeru czerpaka 40 nonce 1 i wykorzysta dane z tego czerpaka do obliczenia wartości terminu. Dla każdego nonce przechowywanego na dysku twardym górnika procedura jest powtarzana w celu obliczenia terminu. Górnik wybiera ten z najkrótszym terminem po obliczeniu wszystkich terminów. Zanim górnik zostanie upoważniony do wytworzenia nowego bloku, termin oznacza ilość czasu w sekundach, która upłynęła od wygenerowania ostatniego bloku. Górnik może wytworzyć blok i odebrać nagrodę za blok, jeśli nikt inny tego nie zrobił w tym przedziale czasowym. Na przykład, jeśli górnik A ustawi minimalny termin 40 sekund i żaden inny górnik nie może wykuć bloku w tym czasie, A będzie miał zagwarantowaną możliwość wykucia następnego bloku i otrzymania zapłaty.

Zastosowania:

• Signum (Burstcoin) to kryptowaluta, która działa na zasadzie Proof-of-Capacity. Zespół Signum (Burstcoin) planuje przyjrzeć się różnym przypadkom użycia, w tym rozwiązaniom płatniczym, inteligentnym kontraktom , crowdsourcingowi i losowym wiadomościom. Burstcoin to godna uwagi inicjatywa, która ma na celu przetestowanie możliwości PoC, ponieważ oferuje przekonujący pomysł konsumentom, firmom, deweloperom i górnikom. Pomimo faktu, że obecnie nie ma wielu kryptowalut, które wykorzystują Proof-of-Capacity, kilka projektów zyskuje na popularności w tym obszarze.

• Według BXTB (podwójnego blockchaina , podwójnej platformy tokenów obsługiwanej przez firmę BXTB) Proof-of-Capacity jest atrakcyjny, ponieważ pozwala użytkownikom wydobywać token zarządzający BXTB.

• Permacoin wykorzystuje PoW Bitcoina do bardziej ogólnego celu, tworząc niezawodny, rozproszony system przechowywania. Uczestnicy PermaCoin muszą dodatkowo zapisać fragmenty ogromnego pliku, aby móc wziąć udział w wyborach lidera. Autorytatywny „dealer”, który podpisuje bloki plików, dystrybuuje plik.

• Uczestnicy konstruują i zobowiązują się do przestrzegania unikalnego, trudnego do zbudowania grafu w mechanizmie konsensusu SpaceMint, który opiera się na nieinteraktywnej formie dowodu pojemności (zwanej dowodem przestrzeni).

Zalety:

• Można użyć dowolnego standardowego dysku twardego , co daje przewagę nad innymi górnikami, którzy zainwestowali w specjalistyczny sprzęt, taki jak układy ASIC do wydobywania Bitcoinów.

• Kopanie kryptowalut za pomocą dysków twardych pozwala zaoszczędzić 30 razy więcej energii niż kopanie kryptowalut za pomocą układów ASIC.

• Ponieważ każdy ma dysk twardy, dowód pojemności jest bardziej zdecentralizowany . Możemy nawet kopać z dysku twardego telefonu z Androidem .

• Górnicy nie muszą regularnie ulepszać swojego sprzętu. Starsze dyski twarde są tak samo zdolne do przechowywania danych jak nowsze.

• Po zakończeniu wydobycia można wyczyścić dysk twardy i przywrócić mu pierwotne przeznaczenie.

Być może dlatego wiele osób ze świata bitcoinów postrzega algorytm kopania jako nowe rozwiązanie w postaci zdecentralizowanej, przyjaznej dla środowiska alternatywy. 

Wady:

Z drugiej strony, wydobywanie danych metodą proof-of-capacity ma szereg wad:

• Z technologii tej skorzystała niewielka grupa programistów.

• Oprócz wydobywania monet, dane zapisane na dysku twardym są bezużyteczne. Sugeruje to, że jest dużo miejsca, które nie jest wykorzystywane.

• Chociaż wydobycie Proof-of-Capacity zmniejszyło bariery wejścia, konsumenci mogą również kupować większe dyski twarde. Nic nie stoi na przeszkodzie, aby osoba uzyskała znacznie większe dyski twarde i wykorzystała je do wydobycia większości pieniędzy.

• Jeśli kopanie stanie się popularne, istnieje szansa, że ​​hakerzy spróbują to wykorzystać. Złośliwe oprogramowanie do kopania obecnie infekuje wiele komputerów na całym świecie. Kopanie PoW może być czasami wykrywane jako przyczyna spowolnienia komputera. Z drugiej strony Proof-of-Capacity znacznie utrudnia ustalenie, czy nadmiarowa przestrzeń sprzętowa jest wykorzystywana w nielegalnych celach.

Jedną z najbardziej intrygujących metod wydobywczych jest Proof-of-Capacity. Nie tylko zmienia sposób, w jaki wydobycie było prowadzone w ostatnich latach, ale jest również rozwiązaniem, które wielu uważa za korzystne dla środowiska. Nadaje się również do najpopularniejszego panaceum kryptowalutowego: całkowicie zdecentralizowanego środowiska. To wciąż świeża koncepcja, która nie spotkała się z powszechną adopcją, jak inne algorytmy. Teraz, gdy inicjatywy takie jak BXTB patrzą w stronę rzeczywistych zastosowań dla swoich natywnych monet stworzonych za pomocą Proof-of-Concept, branża wkracza w nową erę. Udostępnienie kryptowalut opinii publicznej jest trudnym zadaniem, ale jeśli każdy może wziąć w nim udział bez konieczności wydawania pieniędzy na dodatkową technologię, sytuacja może się poprawić. Pozostaje pytanie, czy Proof-of-Capacity może przezwyciężyć niektóre problemy ze skalowaniem, których doświadczają bardziej ugruntowane blockchainy, takie jak Bitcoin i Ethereum .

Źródło: https://www.geeksforgeeks.org/proof-of-capacity/