В отличие от Proof-of-Work, где майнеры тратят электроэнергию на постоянные вычисления, PoC требует лишь однократной подготовки данных (так называемый плоттинг), после чего майнинг превращается в быстрое сканирование диска. Термин «ёмкость» (capacity) подчёркивает, что решающим фактором является именно общий объём жёстких дисков (в гигабайтах или терабайтах), а не вычислительная мощность.

История происхождения

Концепция Proof of Capacity была впервые реализована в криптовалюте Burstcoin в 2014 году. Её создатели искали альтернативу энергозатратному майнингу на ASIC и GPU, чтобы сделать добычу более доступной и экологичной. Burstcoin использовала алгоритм хеширования Shabalи простую структуру Plot-файлов, где данные записывались последовательно. С тех пор PoC стала отправной точкой для развития целого класса «зелёных» алгоритмов, а её идеи легли в основу более современных проектов, таких как Chia.

Технический механизм

Фаза 1: Плоттинг (создание Plot-файлов)

1. Генерация семени: Майнер создаёт уникальный идентификатор (nonce), который связывается с его аккаунтом.
2. Хеширование: С помощью алгоритма (например, Shabal) генерируется огромное количество хешей, которые сортируются и записываются на диск в виде таблиц.
3. Структура файла: Plot-файл состоит из нескольких «слотов» (обычно по 4096 байт), каждый из которых содержит хеш и указатель на следующий слот. Эта структура позволяет быстро находить нужные данные без полного сканирования всего файла.
4. Время и объём: В Burstcoin один Plot-файл мог занимать от нескольких гигабайт до терабайт, а процесс создания занимал часы или дни в зависимости от мощности процессора и скорости диска.

Фаза 2: Майнинг (поиск решения)

1. Сетевой челлендж: Блокчейн генерирует случайное число (целевой хеш) с определённой периодичностью (например, каждые 4 минуты).
2. Сканирование диска: Программа-майнер читает Plot-файлы, сравнивая хранящиеся хеши с целевым значением. Она ищет хеш, который меньше целевого (чем меньше, тем лучше).
3. Нахождение блока: Майнер, чей хеш оказался наименьшим среди всех участников, получает право создать блок. Вероятность выигрыша прямо пропорциональна объёму дискового пространства, которое вы выделили.
4. Вознаграждение: Майнер получает награду за блок (в Burstcoin это было вознаграждение в BURST) плюс комиссии за транзакции.

Ключевая особенность PoC

В чистом виде Proof of Capacity не требует дополнительных временных проверок. Как только Plot-файлы созданы, майнер может участвовать в поиске блоков, просто читая диск. Это делает PoC очень энергоэффективным – в состоянии ожидания ферма потребляет лишь столько же электричества, сколько обычный внешний жёсткий диск (около 5–10 Вт на диск). Однако отсутствие механизма защиты от «перегенерации» плотов делает PoC уязвимой для атак, когда злоумышленник может быстро пересоздать плоты для получения преимущества. Именно поэтому современные реализации (например, Chia) добавляют дополнительный уровень – Proof of Time.

Сравнение с другими алгоритмами

Примеры криптовалют на PoC

• Burstcoin (BURST) – первопроходец, использует алгоритм Shabal. Активен до сих пор, хотя его популярность снизилась.
• Chia (XCH) – хотя официально называется Proof of Space and Time, её корни уходят в PoC, и она часто упоминается в этом контексте.
• SpaceMint – экспериментальный проект, исследующий теоретические аспекты PoC.

Преимущества PoC

• Экологичность: минимальное энергопотребление после создания плотов.
• Доступность: жёсткие диски дешевле и распространённее, чем специализированные майнеры.
• Низкий порог входа: можно начать с одного внешнего диска.
• Возможность повторного использования: диски можно отформатировать и использовать для хранения данных.

Недостатки и риски

• Гонка объёмов: чем больше общая ёмкость сети, тем сложнее конкурировать, и доходность падает.
• Износ дисков: постоянное чтение сокращает срок службы, особенно у SSD (в PoC чаще используют HDD из-за их долговечности при чтении).
• Уязвимость к атакам: без дополнительных механизмов (как Proof of Time) злоумышленник может перегенерировать плоты для получения преимущества.
• Время плоттинга: для больших объёмов требуется мощное оборудование и много времени, что создаёт барьер.

Резюме

Таким образом, Proof of Space – это эволюционный шаг вперёд, который делает алгоритм более безопасным, справедливым и пригодным для масштабного использования, хотя и требующим более мощного оборудования на этапе подготовки, тогда как Proof of Capacity – это более ранняя, простая и энергоэффективная версия. Оба алгоритма представляют собой альтернативу энергозатратному майнингу и продолжают привлекать внимание как экологически чистые решения для поддержки блокчейн-сетей.