Proof of Capacity (PoC): новый, или хорошо забытый старый, экологичный блокчейн

PoC (доказательство объёма) — инновационный алгоритм консенсуса, используемый в устойчивых блокчейн-сетях для поддержки безопасного децентрализованного согласия между пользователями сети. Proof of Capacity основывается на доступном объёме жёстких дисков или SSD майнеров для создания и проверки блоков.

То есть, в процессе генерации нового блока не начинается перебор случайных чисел сначала - как, например, в Proof of Work, где, каждый новый раунд поиска блока, генерация чисел и решений начинается заново. В PoC происходит поиск уже заранее сгенерированных и записанных рандомов на носитель, смарт-алгоритм, с их помощью, находит наилучшее решение или deadline (срок). Крипто-добытчики отправляют в сеть свой самый короткий deadline, где она автоматически выбирает кротчайший срок из всех, отправленных майнерами, победитель получает право добавить новый блок, получая за это вознаграждение. Всё это невероятно сокращает энергопотребление.

Технические характеристики и основные концепции

1.  Плоттер (Plotter): программное обеспечение, используемое для генерации файла-сюжета (plot file), который представляет собой набор готовых решений, предварительно вычисленных на основе уникального идентификатора участника сети. Этот процесс называется "плотингом".
2.  Файл-сюжет (Plot file): файл, созданный плоттером, который содержит множество нонсов (nonce). В нонсах хранятся числа, которые никогда не повторяются. Каждый plot содержит уникальные характеристики, которые связаны с идентификатором участника и используются для участия в процессе майнинга. Скопировать плот и использовать его дважды не получится, так как нонсы одинаковые и на поиск наименьшего deadlin это не повлияет, соответственно общий объем добытчика останется без изменений.
3.  Майнер (Miner): участник сети, который сохраняет plot файлы на своем жестком диске и участвует в процессе валидации блоков. Майнеры используют свои плоты для поиска решения для каждого нового блока, предлагаемого сетью.
4.  Deadline (срок): Значение, которое майнеры рассчитывают на основе своих Plot file и текущего блока. Deadline представляет собой единицу времени, которою майнер может предложить для решения задачи по поиску блока. Майнер с наименьшим значением срока выигрывает раунд и имеет право добавить блок в блокчейн. 

Важно - майнерам не нужно стремиться увеличивать скоростью чтения носителей, главное успеть просканировать все файлы за время (раунд), которое дается на поиск решения, для создания нового блока. Например: если майнер №1 с 30тб сканирует свои сюжеты за 5 секунд, а майнер №2, с тем же объемом, за 20 секунд - у обоих добытчиков в сети отобразится весь их доступный объём. Но, у майнера №1 диски будут дольше находиться в простое.

Преимущества PoC

1.  Энергоэффективность: PoC является более энергоэффективным, чем алгоритмы, основанные на вычислительных мощностях, такие как PoW. Это связано с тем, что PoC использует доступное пространство на носителях информации вместо ресурсоёмких вычислений. Смарт-алгоритм поиска deadline устроен таким образом, что для полного сканирования всех plot files читается всего 0.025% от их объема. То есть, большую часть времени носители находятся в режиме ожидания.
2.   Децентрализация: PoC обеспечивает высочайший уровень децентрализации, поскольку крипто-добытчики могут участвовать в процессе, имея доступ к относительно недорогому жесткому диску, без специализированного оборудования. Крипто-шахтёр может одновременно с майнингом работать в офисе или играть в игры, даже не замечая процесса майнинга на ПК. Добыча HDD монет не требует ресурсов процессора, оперативной памяти или видеокарты. Майнить может каждый пользователь компьютера, как и мечтал Сатоши Накамото. 
3. Безопасность: PoC обеспечивает безопасность блокчейна, так как атакующий должен контролировать большую часть объема сети, чтобы провести атаку с 51% долей. А в улучшенной версии: PoC+ (Proof of Commitment или Доказательство приверженности) - еще потребуются дополнительные действия, доказывающие приверженность сети, например, аккумуляция гигантского количества одноименных монет на кошельке атакующего. Что делает атаку на сеть PoC+ по типу 51% не осуществимой.
4.   Экологичность: помимо того, что PoC крайне энергоэффективен, важно отметить, что количество электронных отходов на порядок меньше при майнинге на носителях, так как в процессе добычи, происходит только чтение информации, что практически не изнашивает современное оборудование. Правительства большинства стран очень озабоченны экологией, всё громче звучать призывы запретить майнинг PoW криптовалют. Криптовалюты PoC не могут попасть под санкции зелёной повестки, так как энергопотребление их блокчейн-сетей составляют крошечные сотые доли процентов от потребления PoW сетей, что соответствует статистической погрешностью электропотребления Proof of Work блокчейнов.

Примеры криптовалют, использующих PoC

1. Burstcoin (BURST) - первая криптовалюта, использующая алгоритм консенсуса доказательство объёма, запушена в 2014 году. В 2021 году в после успешного хардфорка переименована в Signum, совершила переход на новый, более безопасный и экологичный консенсус-алгоритм Proof of Commitment (PoC+, доказательство приверженности) и повысила STPS до 75тыс. переводов в секунду. Имеет живое русскоязычное интернет-сообщество.
2. Bitcoin HD (BHD) - форк Burstcoin. Успешная рекламная компания принесла высокий курс монете, увы, не надолго. На данный момент разработчики прекратили заниматься проектом. Но, перед уходом, успели перевести BHD на улучшенный Proof of Commitment (PoC+). Являясь точным форком Signum, даёт возможность одинаковыми файл-сюжетами майнить обе эти монеты одновременно.
3.   Chia (XCH) - это децентрализованный блокчейн и криптовалюта, созданные в 2021 году Брэмом Коэном, создателем протокола BitTorrent для обмена файлами. Она была разработана как более экологически чистая альтернатива традиционным криптовалютам, которые используют алгоритм Proof-of-Work. Премайн XCH составляет 21млн. монет, майнерам понадобится 21 год, чтобы добыть количество монет равное премайну. Брэм, вероятно, назвал алгоритм консенсуса XCH - PoSt, чтоб было похоже на PoS, чтобы подчеркнуть зелёность проекта. Тогда еще не было столько вопросов к децентрализации PoS, как после перехода Эфира на 2.0. 
4.   BitTorrent (BTT) - проект, созданный на основе технологии BitTorrent, популярной пиринговой сети для обмена файлами. В 2019 году BitTorrent запустила свою криптовалюту. BTT используется в качестве средства платежа и поощрения для пользователей, которые предоставляют свои ресурсы для хранения и передачи файлов в сети.
5. Chives Coin (XCC) - форк Chia. Chives – позиционирует себя как прогрессивный зелёный проект, имеет активное комьюнити. Есть собственный exchanger, и стейкинг-платформа, позволяющая получать доход. Можно добывать XCC, являясь шахтёром или валидатором. Увы, разработчики чеснока, по неведомым причинам, немного изменили параметры плотов XCC и майнить одновременно Chia и Chives не получиться.

Заключение

Proof of Capacity (PoC), сохраняя все преимущества PoW (децентрализация, безопасность, необратимость, не вызывает вопросов у SEC), является экологичным алгоритмом консенсуса, но, при этом, остаётся самым недооценённым. На данном этапе развития криптовалют, PoC монеты даже не упоминаются в высоких кабинетах, например, таких как, комиссия по торговле товарными фьючерсами (CFTC) или SEC, как будто их не существует. Вероятно, со временем криптовалютное сообщество осознает все положительные моменты майнинга на носителях информации и HDD коины займут место в одном ряду с экологичными PoS системами, оставаясь действительно децентрализованными блокчейнами.