Thuật toán đồng thuận bằng chứng công việc Proof of Work (PoW)

Bằng chứng công việc Proof of Work (PoW) là một cơ chế đồng thuận cho phép các nút của mạng đồng ý về trạng thái của tất cả thông tin được ghi lại trên chuỗi khối và ngăn chặn các cuộc tấn công. 

Thuật toán PoW là gì ?

BẰNG CHỨNG CÔNG VIỆC (POW) LÀ GÌ ?

PoW là thuật toán đồng thuận đầu tiên xuất hiện và được xem là thuật toán thống  trị trên các thị trường tiền mã hoá. Được giới thiệu chính thức ở sách trắng bitcoin vào năm 2008 bởi Satoshi Nakamoto. PoW cho phép mạng phi tập trung đi đến sự đồng thuận hoặc đồng ý về các chỉ số như số dư tài khoản, thứ tự giao dịch,.. Giúp ngăn chặn người dùng gian lận bằng cách chi tiêu gấp đôi số tiền của họ và đảm bảo được rằng chuỗi sẽ khó bị tấn công và thay đổi.

CHI TIÊU GẤP ĐÔI (CHI TIÊU KÉP) LÀ GÌ ?

Chi tiêu kép là cùng một khoản tiền nhưng được chi tiêu nhiều lần. Nhưng bạn có thể gặp một số khó khăn về vấn đề này. Ví dụ, hôm nay bạn trả tiền cà phê, tiền đó sẽ được khoá sổ vào sổ tài chính của quán cà phê đó. Thì bạn không thể đến quán cà phê bên kia đường để trả tiền cho một ly cà phê khác với cùng một hoá đơn.

Nhưng trong cơ chế và thị trường tiền mã hoá, bạn có thể thực hiện được ví dụ ở trên. Chỉ cần nhân bản một tập tin máy tính trước đó bằng cách sao chép và dán, bạn có thể gửi cùng một lúc cho 5, 10 hay thậm chí vô số người khác nhau.

Đồng tiền kỹ thuật số chỉ là dữ liệu nên bạn cần phải ngăn người khác sao chép và chi tiêu cùng một đơn vị tiền tại nhiều địa chỉ khác nhau. Nếu bị phát hiện, đồng tiền của bạn sẽ nhanh chóng bị sụp đổ.

SỰ CẦN THIẾT CỦA PoW

Người dùng là những người phát các giao dịch lên mạng. Thế nhưng các giao dịch đó không được xem là hợp lệ ngay lập tức. Nó chỉ được coi là hợp lệ khi được thêm vào blockchain – một cơ sở dữ liệu lớn mà mọi người đều có thể nhìn thấy và kiểm tra xem tiền đã được sử dụng trước đó chưa. Nhưng khi sử dụng giao dịch, bạn chỉ dẫn đến giao dịch với nguồn gốc của khoản tiền. 

Chúng ta có một cách để theo dõi các đơn vị bằng cách thực hiện một giao dịch khác bằng chính các đơn vị mà chúng ta vừa gửi, giúp mọi người sẽ biết ngay lập tức. Nhóm sẽ không cho phép các giao dịch được thêm vào sổ. Điều này hoạt động rất tốt trong một nhóm nhỏ. Vì trong đó, có thể mọi người đều quen biết nhau nên họ có thể sẽ đồng thuận về việc người nào sẽ thêm giao dịch vào sổ. Nhưng trong một nhóm 10.000 người thì ý tưởng này không được khả thi vi không ai muốn tin tưởng và giao quyền quản lý vào một người xa lạ. 

PoW giúp đảm bảo rằng người dùng sẽ không sử dụng khoản tiền mà họ không có quyền. Bằng cách kết hợp giữa lý thuyết trò chơi và kỹ thuật mã hóa, thuật toán Proof of Work cho phép người dùng có thể cập nhập blockchain theo các quy tắc của hệ thống. 

CƠ CHẾ HOẠT ĐỘNG 

Khi thực hiện một giao dịch trên blockchain, nó sẽ được gom vào một block cùng các giao dịch khác. Thợ đào sẽ sử dụng hệ thống máy đào gồm các máy tính có cấu hình mạnh để xác minh các giao dịch bằng cách đưa ra các câu đố toán học phức tạp. Thợ đào sẽ sử dụng sức mạnh của hệ thống đào để tìm ra các câu trả lời đó. Câu trả lời sẽ được hệ thống báo cho các thợ đào còn lại. Nếu đa số các thành viên đều trả lời chính xác thì block mới sẽ được tạo ra, giao dịch sẽ được xác nhận.

Phần thưởng của các thợ đào đó là phí giao dịch và phần thưởng khối. Nhưng đổi lại, chi phí điện năng và thời gian, tài nguyên của thợ đào phải bỏ ra cũng là một khoản lớn.

Với một block mới, một câu đó quá khó sẽ làm mất rất nhiều thời gian để các thợ đào tìm được câu trả lời. Khiến block mới không được tạo ra, hệ thống bị tắc nghẽn và giao dịch không thể tiến hành. Nhưng câu đố quá dễ thì lại khiến hệ thống dễ bị tấn công, các giao dịch có thể dễ dàng bị làm giả.

PoW giải quyết vấn đề này bằng cách đưa ra một thuật toán điều chỉnh độ khó phù hợp với tốc độ khai thác của các thợ đào. Từ đó, block mới được sinh ra trong một khoản thời gian cố định.

Cơ chế hoạt động

ƯU ĐIỂM CỦA POW

PoW có khả năng ngăn chặn các cuộc tấn công từ DPoS hoặc các tác động của phần mềm điện tử khác. Thuật toán này áp đặt những chính sách nhất định với người tham gia bằng việc áp dụng các chức năng hạn chế quyền hạn. Những người tham gia dù có nắm giữ một lượng tiền lớn cũng không thể ảnh hưởng đến quyết định hoạt động của cả mạng lưới. 

Mở block mới cần một khả năng tính toán để giải các câu đố.

NHƯỢC ĐIỂM CỦA POW

Thuật toán PoW tốn kém rất nhiều chi phí vì các tính toán mà hệ thống đưa ra vô cùng phức tạp. Các thiết bị máy tính thông thường không đủ khả năng để đảm nhận và chúng ta cần đầu tư cho các chi phí chuyên dụng cho máy tính mạnh hơn. Ngoài ra PoW còn phải chịu các chi phí như quản lý, khai thác,… 

Máy tính hệ thống còn tiêu hao năng lượng rất lớn nên cũng chịu chi phí điện năng lớn.

Khi tạo một block mới, các thuật toán không cần thiết xuất hiện là bình thường, có nhiều kết quả đôi khi còn không bao giờ được sử dụng. Tuy nhiên, tỷ lệ tấn công có thể lên tới trên 50%.

Ý NGHĨA CỦA POW

PoW mang đến sự tin cậy cho mạng lưới phi tập trung. Khi các thợ đào đồng ý cạnh tranh để tạo nên các block mới và nhận thưởng thì họ phải tuân thủ theo các quy tắc của hệ thống, không được thao túng nó.

PoW duy trì được nguồn cung và khuyến khích các miner hoạt động thông qua việc mang đến các thuật toán điều chỉnh độ khó ở mỗi block, đảm bảo được việc các khối được tạo ra ở một tốc độ ổn định. Thế nhưng cũng chính vì việc sử dụng chủ yếu là các nguồn lực năng lượng hữu hạn nên thời gian và sức mạnh tính toán đã làm hạn chế khả năng mở rộng của PoW.

PHÂN BIỆT POS VÀ POW

PoS là bằng chứng cổ phần được xuất hiện vào năm 2011, được triển khai trong một số các giao thức nhỏ hơn nhưng vẫn chưa được áp dụng trong các blockchain mới. Trong hệ thống PoS, các thợ đào được thay thế bằng các trình xác nhận. Cũng không có cuộc đua đoán hash ở hệ thống này. Nhưng thay vào đó, những người dùng được chọn ngẫu nhiên và khi được chọn, họ sẽ bắt đầu rèn một khối mới. Nếu khối đó hợp lệ, họ sẽ nhận được phí từ giao dịch của khối như là một phần thưởng.

Thế nhưng không phải ai cũng có thể được chọn vì nó dựa trên rất nhiều yếu tố. Để đủ được điều kiện được chọn, đầu tiên người tham gia phải khóa một số cổ phần để định trước của đồng tiền gốc của blockchain. Cổ phần này hoạt động như bảo lãnh, nhằm để người dùng không được gian lận. Vì nếu gian lận thì cổ phần đó của họ sẽ bị lấy đi mất.

Ngoài ra, PoS đem lại lượng khí thải carbon nhỏ hơn vì nó không cần các thiết bị mạnh với công suất điện cao. Điện năng được sử dụng ở PoS là rất nhỏ và có thể thực hiện ở các máy tính thông thường. 

Có thể nói rằng, mặc dù PoW được xem là lãng phí nhưng nó là thuật toán đồng thuận duy nhất được chứng minh trên quy mô. Trong hơn một thập kỷ, PoW đã đảo bảo cho các giao dịch trị giá chục tỷ đô la đến nghìn tỷ đô la. 

Anh em follow các kênh cộng đồng của Azcoinvest để cập nhật thêm về tin tức, xu hướng của thị trường Crypto nhé:

Azcoinvest Channel https://t.me/azcoinvestnews

Azcoinvest – Solana & BSC Gem https://t.me/azcoinvestgemgroup

Azcoinvest – NFT Gaming & Marketplace https://t.me/azcoinvestnft

Azcoinvest Airdrop & Bounty https://t.me/AirdropAZCoin

Twitter, Fanpage, và Tham gia nhóm Azcoinvest – Tài chính (Crypto & Forex)

 

5 1 vote
Article Rating
Subscribe
Notify of
guest
0 Comments
Inline Feedbacks
View all comments
0
Rất thích suy nghĩ của bạn, hãy bình luận.x
()
x
Portfolio