Kỹ thuật Blockchain: Proof of Work là gì?

Kỹ thuật Blockchain: Proof of Work là gì?

Việc tạo ra giao thức Proof of Work (PoW), tạm dịch là bằng chứng làm việc để đạt được sự đồng thuận giữa các thiết bị trên một mạng phân tán được cho thuộc về công của người sáng lập Bitcoin. Satoshi Nakamoto đã đặt nền tảng cho blockchain bằng việc tạo ra giao thức PoW. Vậy Proof of Work là gì, cùng tìm hiểu trong kỹ thuật Blockchain này nhé.

Proof of Work là gì?

Proof-of-Work (PoW) – Bằng chứng về công việc (viết tắt là PoW) là một giao thức đồng thuận được giới thiệu bởi Bitcoin và được sử dụng rộng rãi bởi nhiều tiền điện tử khác. Quá trình này được biết đến với cách gọi thông thường là “đào” và các nút trên mạng được gọi là “thợ mỏ”.

PoW xuất hiện dưới dạng một câu trả lời cho một vấn đề toán học, một vấn đề đòi hỏi phải có công việc đáng kể để đạt được. Nhưng khi có câu trả lời đúng rồi thì việc xác minh rất dễ dàng và nhanh chóng.

 

Blockchain của PoW

Giải quyết PoW như là quá trình ngẫu nhiên với xác suất thành công thấp trong đó xảy ra một số lượng lớn các lỗi. Bitcoin sử dụng hàm “Hashcash” làm bằng chứng về  thực hiện công việc.

Một ý nghĩa về EZ Flash IV của ý tưởng là sử dụng Hashcash như phương pháp  ngăn chặn thư rác bằng cách yêu cầu nội dung PoW cho bức thư.

Người dùng Email thông thường sẽ có thể dễ dàng giải quyết PoW của họ do thực tế điều này không đòi hỏi nhiều tài nguyên, nhưng người dùng cố gắng gửi spam sẽ phải đối mặt với việc phải gửi PoW cho hàng triệu bức thư.

Nguyên tắc hoạt động của PoW

Hàm Hashcash được sử dụng trong Bitcoin để tạo các khối. Một PoW được giải quyết gắn liền với nội dung của khối là điều cần thiết để mạng chấp nhận khối PoW đó.

Độ khó của nhiệm vụ này là rất chênh lệch trong việc kiểm soát tần số phát hiện khối mới. Hệ thống được lập trình theo cách mà một khối mới được tìm thấy trung bình cứ 10 phút một lần.

Do quá trình tìm kiếm khối mới  tốn khá nhiều tài nguyên và ngẫu nhiên, không thể dự đoán chắc chắn rằng người dùng đào Bitcoin (Miner) nào sẽ giải quyết chính xác vấn đề và tìm một khối mới.

Để hệ thống chấp nhận khối, giá trị băm phải thấp hơn mục tiêu được đặt hiện tại. Bằng cách đó, có thể xác thực rằng một số công việc đã được tiến hành để tìm ra các khối.

Mỗi khối chứa phần băm của khối trước đó tạo thành một chuỗi. Thay đổi một khối là không thể, chỉ khả thi khi tạo một khối mới ở cùng độ cao sẽ chứa giá trị băm của khối trước đó trong chính nó.

Việc thực hiện quy trình đòi hỏi hoàn thành công việc tìm kiếm tất cả các khối trước đó. Khó khăn của công việc này là những rào chắn bảo vệ Blockchain khỏi các truy cập không rõ ràng và các cuộc tấn công lam gia tăng chi phí lên đến gấp 2 lần.

Ưu điểm của PoW

Ưu điểm chính của PoW là bảo vệ khỏi các cuộc tấn công Ddos và ảnh hưởng của các phần tiền điện tử thuộc sở hữu của thợ mỏ trong khả năng giải nén.

PoW áp đặt một số hạn chế nhất định đối với hành động của những người tham gia, bởi vì các chức năng đòi hỏi quyền hạn đáng kể.

Cho dù bạn có bao nhiêu tiền trong ví của mình, quan trọng là phải có khả năng tính toán lớn hơn để giải quyết vấn đề và hình thành các khối mới. Điều đó có nghĩa là những người nắm giữ vốn lớn không thể đưa ra quyết định cho toàn bộ mạng lưới.

Nhược điểm của PoW

Các nhược điểm chính của PoW như: chi phí rất lớn, tính toán không cần thiết và tỷ lệ “tấn công lên đến 51%”.

Đối với các tính toán phức tạp đòi hỏi phần cứng máy tính chuyên dụng và đắt tiền. Chi phí phát triển trở nên không thể quản lý, và khai thác mỏ sẽ chỉ phù hợp cho các nhóm  thợ mỏ lớn.

Ngoài ra, các máy tính chuyên dụng tiêu thụ rất nhiều năng lượng, làm tăng chi phí. Hậu quả của việc này là sự gia tăng dần dần sự tập trung của hệ thống. Đây là những gì xảy ra trong trường hợp với Bitcoin.

Các thợ mỏ thực hiện công việc tạo ra các khối, đồng thời tiêu thụ một lượng lớn năng lượng. Các tính toán mà thợ mỏ thực hiện đối với PoW hoàn toàn vô dụng. Các thợ mỏ muốn đảm bảo an toàn trực tuyến, nhưng kết quả đầu ra không thể sử dụng trong kinh doanh hoặc nghiên cứu.

Kết luận

Mặc dù có một số thành tích, PoW được coi là một giao thức đồng thuận thiếu sót, đặc biệt khi xem xét lượng năng lượng được tiêu thụ khi chạy giao thức. Ví dụ, nó đã được báo cáo rằng một giao dịch Bitcoin duy nhất, bằng cách sử dụng PoW, có thể tiêu thụ nhiều điện năng như một hộ gia đình trung bình của Hà Lan trong hai tuần.

Kết quả là, đã có một sự dịch chuyển đến các giao thức đồng thuận tiến bộ hơn như giao thức đồng thuận Delegated Proof of Stake.

Binance