Proof-of-Work là gì?

Lược sử tóm tắt về Proof-of-Work

Proof-of-Work bắt nguồn từ công nghệ email. Tin nhắn rác phổ biến vào đầu những năm 1990, và một bài báo của hai viện sĩ, Cynthia Dwork và Moni Naor, đã được phát hành trong thời gian này về cách ngăn chặn tin nhắn rác này. Vào năm 1992, mật mã đã được sử dụng cho các chuỗi khối trong tài liệu. Tuy nhiên, chỉ trong năm 2004, công việc chính thức được thực hiện thông qua các mã thông báo được phát triển cho phép người dùng xác nhận nhất quán từng mã thông báo trong một máy chủ hợp pháp.

Bị thúc đẩy bởi sự sụp đổ tài chính năm 2008, Satoshi Nakamoto, người sáng lập Bitcoin ẩn danh, đã sử dụng một số công nghệ để tạo ra cơ chế đồng thuận mà chúng ta hiện biết trong tiền điện tử là Proof-of-Work. Ngày nay, Proof-of-Work đã được triển khai trên các mạng như Bitcoin , Litecoin , Ethereum và Dogecoin . Nó vẫn được coi là thuật toán đồng thuận được kiểm tra thời gian và an toàn nhất hiện nay, mặc dù thực tế là các giao thức mới hơn cho các ứng dụng phi tập trung đang thử nghiệm các cơ chế đồng thuận thay thế như Proof-of-Stake (PoS), Proof-of-Stake ( dPoS) và các thuật toán thử nghiệm khác sử dụng kết hợp cả Proof-of-Work và Proof-of-Stake.

Proof-of-Work là gì?

Bitcoin và các mạng khác hoạt động trên cơ chế được gọi là cơ chế đồng thuận Proof-of-Work (PoW). Cơ chế đồng thuận là những gì cho phép toàn bộ hệ thống đồng ý về trạng thái hiện tại của mạng và yêu cầu sự tham gia của cả những người khai thác đóng vai trò là người xác thực giao dịch, cũng như các nút riêng lẻ thực thi các quy tắc đồng thuận. Điều quan trọng là mỗi nút đơn lẻ phải có cùng một bản sao chính xác của sổ cái và thực thi các quy tắc đồng thuận giống nhau để được ‘đồng thuận’.

Nếu một nút máy tính có một phiên bản giao thức Bitcoin trong khi một nút khác đang chạy một phiên bản Bitcoin hơi khác, thì mạng đó không tương thích. Vì Bitcoin và các giao thức blockchain khác có chức năng ghi lại mọi giao dịch vĩnh viễn trên một sổ cái kỹ thuật số, nên việc có một ‘sự đồng thuận’ khác nhau về cách các chức năng của sổ cái kỹ thuật số sẽ làm cho chức năng trở nên sôi động. Nói một cách đơn giản, mỗi máy tính phải ‘đồng thuận’ để blockchain hợp lệ.

Một trong những yếu tố chính của phân quyền là không chịu sự quản lý của cơ quan trung ương, vì các luật điều chỉnh bất kỳ dự án blockchain nào phải tuân thủ toán học và mã mã học. Giải pháp thay thế là một cơ quan tập trung quyết định cách thức chạy của một giao thức. Tất nhiên, hạn chế là các thực thể có thể lạm dụng quyền lực của họ đối với một hệ thống. Do đó, các thuật toán đồng thuận là một trong những yếu tố quan trọng để đạt được một hệ thống khả thi về mặt chức năng nhưng vẫn giảm thiểu độ tin cậy.

Là một cơ chế bảo mật, PoW cũng sử dụng năng lượng và tính toán để bảo vệ mạng trước các cuộc tấn công. Sử dụng mật mã, băm và các câu đố phức tạp, PoW hoạt động để đảm bảo rằng sổ cái kỹ thuật số vẫn không thể thay đổi được. Để thay đổi chuỗi khối, người ta sẽ phải có sức mạnh tính toán lớn và phần cứng có thể giải quyết các thuật toán khó của thế giới khác. Đây là điều làm cho các mạng blockchain Proof-of-Work trở nên an toàn như vậy.

Khai thác và Bằng chứng công việc (PoW)

Trong ngôn ngữ tiền điện tử, khai thác và Proof-of-Work đã trở thành đồng nghĩa với nhau. Có thể dễ dàng hiểu tại sao: PoW đề cập đến công việc chứng minh được thực hiện thông qua chi tiêu năng lượng. Đổi lại, các thợ đào chia sẻ phần thưởng khối Bitcoin, thường được gọi là “ khai thác bitcoin ”.

Trong những ngày đầu tiên, việc khai thác tiền dễ dàng hơn rất nhiều vì không có nhiều người khai thác Bitcoin, Litecoin, Ethereum, v.v. Nó không có tính cạnh tranh cao vì không có nhiều khối được tạo ra. Các khối là nơi dữ liệu giao dịch được ghi lại vĩnh viễn trên blockchain. Khai thác một khối đề cập đến việc tìm ra giải pháp cho vấn đề toán học và những người khai thác sẽ thu được phần thưởng khối và phí giao dịch để khai thác. Cứ sau 2.016 khối, độ khó khai thác Bitcoin sẽ điều chỉnh theo hướng tăng hoặc giảm, dựa trên số lượng thợ đào hiện có. Như vậy, thời gian trung bình của mỗi khối luôn xấp xỉ 10 phút.

Trước đây, bạn có thể chạy bất kỳ máy tính cũ nào để khai thác Bitcoin. Trong những năm qua, độ khó khai thác đã tăng lên đến mức bạn cần GPU hoặc máy móc chuyên dụng gọi là ASIC để khai thác. Bây giờ bạn có một tình huống trong đó toàn bộ trang trại khai thác được xây dựng chỉ để cạnh tranh trong việc khai thác Bitcoin. Trừ khi bạn có nguồn tài nguyên rộng lớn và năng lượng rẻ, việc khai thác Bitcoin không nhất thiết mang lại lợi nhuận.

Nói tóm lại, hoạt động khai thác như thế này. Giả sử rằng tôi muốn bạn đoán từ 1 đến 20. Dễ dàng, phải không? Tất cả chúng tôi đều chơi trò chơi này khi còn nhỏ. Nhưng giả sử tôi muốn bạn đoán một con số từ 1 đến 1 tỷ. Khó hơn một chút. Bây giờ, tôi muốn bạn đoán một chuỗi 64 chữ số gồm 16 ký hiệu, từ 1-10 và các chữ cái AG. Bạn có thể cần phải có IQ 3000 hoặc một cỗ máy cực kỳ mạnh mẽ để đoán rằng tôi đang nghĩ đến chuỗi dữ liệu 1eF32a0a026bb49… và v.v.

Xin chúc mừng nếu bạn đoán đúng với bộ não siêu giga của mình. Bạn đã ‘chứng minh công việc’. Đây là lý do tại sao Proof-of-Work đáng tin cậy trong thời gian dài và vẫn có bằng chứng hợp lệ để hỗ trợ nó. Bạn sẽ cần sức mạnh tính toán lớn để thậm chí có thể điều khiển hoặc hack mạng từ xa vì tất cả các công việc mật mã được thực hiện trên đó. Nhiệm vụ sẽ cần nỗ lực rất lớn.

Proof-of-Work so với Proof-of-Stake

Mặc dù sản lượng điện cần thiết để tạo Proof-of-Work bị thổi phồng quá mức bởi các phương tiện truyền thông chính thống, nhưng việc khai thác Bitcoin vẫn đòi hỏi một lượng năng lượng đáng kể. Bitcoin sử dụng tới 0,5% sản lượng năng lượng của thế giới, ngang với một siêu đô thị như Las Vegas, mặc dù những người ủng hộ nó tuyên bố rằng phần lớn hashrate đến từ các nguồn năng lượng tái tạo hoặc năng lượng bị mắc kẹt. Một lời chỉ trích phổ biến khác về Proof-of-Work nói rằng thuật toán đồng thuận ủng hộ những người khai thác có nhiều tài nguyên hơn vì những người có nhiều tiền mặt có thể mua toàn bộ các tòa nhà chứa đầy các công cụ khai thác và khai thác tiền điện tử. Ngược lại, Proof-of-Stake, giao thức có cơ hội xác thực các khối tỷ lệ thuận với số tiền bạn nắm giữ. Vì vậy, có một mức tài nguyên cơ bản bạn cần, đó là số tiền điện tử bạn cần ‘đặt cược’ để ‘chứng minh’ hoặc xác thực mạng, cộng với các yêu cầu phần cứng. Thay vì khai thác, các chức năng Proof-of-Stake trên các nút xác thực, được điều hành bởi những người dùng xác thực mạng.

Tuy nhiên, Proof-of-Stake dẫn đến các vấn đề khác như blockchain bị chiếm quyền điều khiển. Trong PoS, nếu đột nhiên một nhóm người tập hợp lại để chiếm 51% mạng hoặc thậm chí một cá nhân quyền lực mua hơn một nửa cổ phần của giao thức, thì mạng đó đã bị xâm phạm. Về lý thuyết, điều này có thể khả thi, nhưng trong thực tế, nó không thực tế để thực hiện. Tuy nhiên, vì vấn đề này và các vấn đề khác, một số giao thức trong tương lai có thể chọn sử dụng kết hợp các ý tưởng Proof-of-Work cùng với Proof-of-Stake.

Kết luận

Proof-of-Work, mặc dù ban đầu có nguồn gốc từ internet sơ khai, nhưng đã trở thành một từ gắn liền với tiền điện tử, có thể là di sản lâu dài nhất, lớn nhất của ý tưởng. Mặc dù gây tranh cãi, tác động môi trường của PoW vẫn còn nhiều nghi vấn, không giống như tính bảo mật vô song mà nó cung cấp cho mạng Bitcoin.