Proof of work là gì? Cách thức tích hợp thuật toán PoW vào Blockchain

Nếu như các bạn đang tìm hiểu về lĩnh vực tiền mã hóa (cryptocurrency) ắt hẳn cũng đang thắc mắc, băn khoăn không biết các cơ chế đồng thuận Blockchain như Leased Proof of Stake, Proof of Important, Delegated Proof of Stake… có gì khác nhau. Đặc biệt, cơ chế đồng thuận Proof of work có ảnh hưởng như thế nào đến khả năng mở rộng và tính an toàn của mỗi nền tảng tiền mã hóa. Để đón đầu được xu hướng đầu tư năm 2021, hãy cùng Tuduyinvest.com khám phá và hiểu thêm về PoW nhé!

1. Proof là gì? Hiểu về Proof of work

Proof of work (Bằng chứng công việc ) | một cơ chế đồng thuận phi tập trung yêu cầu các thành viên phải nỗ lực giải một câu đố toán học tùy ý, điều này giúp ngăn chặn sự gian lận trên hệ thống

Proof of work (Bằng chứng công việc ) được sử dụng rộng rãi trong công đoạn khai thác tiền điện tử, để xác thực các giao dịch tài chính và khai thác các mã thông báo mới

✅ Nhờ có Proof of work (Bằng chứng công việc ), việc giao dịch Bitcoin và các loại tiền điện tử khác có thể được xử lý ngang hàng (giao dịch p2p) một cách an toàn mà không cần qua bên thứ ba

❌ Đào Bitcoin đang dần trở nên phổ biến trong những năm gần đây, với sự tham gia đông đảo của các công ty, tổ chức lớn và cá nhân trên khắp thế giới, dẫn đến Proof of work (Bằng chứng công việc ) tiêu thụ lượng năng lượng khổng lồ, điều này làm gia tăng sự phản đối phát triển loại công nghệ này

Proof of Stake (POS) là một trong những công nghệ, cơ chế đồng thuận mới được tạo ra để thay thế cho Proof of work (Bằng chứng công việc )

Proof là gì? Nghĩa của từ proof trong tiếng việt có nghĩa là bằng chứng, chứng từ hay sự kiểm chứng. Trong lĩnh vực tài chính, “Proof” có nghĩa là sự kiểm chứng, nó đóng vai trò rất quan trọng trong giao dịch tài chính, đồng thời là một trong những công nghệ tiên tiến được áp dụng trong tài chính với độ bảo mật và sự kiểm chứng trong giao dịch được nâng lên tầng cao mới.

Proof of work (Bằng chứng công việc) được kí hiệu là PoW – “Tiên phong” của giao thức đồng thuận. Cơ chế này chủ yếu dựa vào những hệ thống khai thác mỏ và các siêu máy tính. Đòi hỏi thợ đào (miner) phải giải những hàm mật mã, phương trình toán học khó, phức tạp nhằm hợp thức hóa Block và nhận lại phần thưởng phần trăm chi phí trong từng giao dịch dưới dạng coin hay token mới phát hành. Tiêu biểu cho Proof of work là đồng Bitcoin. Đây là cách mà thợ mỏ hay gọi là “đào Bitcoin”.

Hiểu ngắn gọn, Proof of work là dẫn chứng hay chứng từ việc làm đã hoàn thành xong để giúp bạn hoàn toàn có thể triển khai quyền truy vấn cho khối thanh toán giao dịch tiếp theo ( tương tự như một tấm vé cho cánh cửa sắp tới ) .

Proof of work là cơ chế đồng thuận đầu tiên được tạo ra bởi người tiên phong Bitcoin là Satoshi Nakamoto. Ban đầu, PoW chỉ được tạo ra nhằm ngăn chặn những tấn công mạng lưới hay lạm dụng dịch vụ như spam. Cho đến 2009, những nhà sáng lập Bitcoin đã sáng suốt khi sử dụng Proof of work cho thuật toán đồng thuận giúp xác minh giao dịch và khai báo các Block mới trên Blockchain. Từ đó PoW trở thành thuật toán đồng thuận phổ biến rộng rãi trong nhiều loại tiền mã hóa.

“ Bằng chứng việc làm ” được cung ứng khi bạn làm những việc sau đây :

  • Sử dụng hệ thống máy móc cấu hình cao.
  • Tiêu thụ điện, tiêu thụ năng lượng nhiều thì sẽ giải được các thuật toán nhanh hơn và chính xác hơn.
  • Người nào đưa ra block được xác nhận thì sẽ nhận phần thưởng là coin hoặc token.

1.2. Cách thức vận hành Proof of work

Nói một cách dễ hiểu, những thợ mỏ trong mạng lưới sẽ cạnh tranh đối đầu lẫn nhau để giải những bài toán phức tạp, những hàm mật mã khó bằng cách sử dụng sức mạnh của mạng lưới hệ thống. Sau khi tìm được lời giải họ sẽ khai báo block đó lên mạng lưới để những thợ mỏ khác triển khai việc xác định xem giải thuật đó đã đúng mực hay chưa .

Ví dụ:

Bitcoin là một mạng lưới hệ thống nền tảng Blockchain được duy trì bởi một tập hợp những việc làm từ những Node phân tán. Một số Node trong đó là Miner, họ sẽ chịu nghĩa vụ và trách nhiệm bổ trợ những Block mới trên Blockchain. Để triển khai được điều đó, những thợ mỏ phải liên tục suy đoán và thử dãy số giả ngẫu nhiên ( Nonce ). Những số lượng này khi được phối hợp với tài liệu cung ứng từ Block và đi qua hàm Hash. Khi qua hàm Hash, họ bắt buộc phải đưa ra được những hiệu quả tương thích với những điều kiện kèm theo cho trước. Chẳng hạn, hàm Hash phải mở màn bằng 4 số 0 và khi tìm được hiệu quả những node hay thợ mỏ khác sẽ xác định sự đúng chuẩn của tác dụng đó. Nếu hợp lệ, thợ mỏ đưa ra Block sẽ nhận được phần thưởng .

Tuy nhiên có khá nhiều vấn đề bất cập trên Blockchain. Trong trường hợp bài toán quá dễ dàng để giải thì khả năng cao hệ thống sẽ bị tấn công, các giao dịch thường bị giả mạo. Còn trong trường hợp bài toán quá phức tạp thì không tránh khỏi việc hệ thống sẽ bị tắc nghẽn và giao dịch không được thực hiện do Block không được tạo ra. Để tránh gặp những vấn đề như trên, Proof of work sẽ điều chỉnh độ khó phù hợp với tốc độ khai tác của miners.

1.3. Proof of work được áp dụng vào đâu?

Hầu hết những ứng dụng Blockchain hiện nay đều đang tích hợp sử dụng mô hình PoW. Nhiều cryptocurrency (tiền mã hóa) hiện nay đã ứng dụng PoW và nổi tiếng nhất vẫn phải kể đến là Bitcoin – danh xưng đầu tiên đặt nền móng cho cơ chế đồng thuận này. Hashcash là tên gọi của PoW trong Bitcoin. Bên cạnh Bitcoin còn có Litecoin, Ethereum, Dogecoin hay Monero cũng sử dụng bằng chứng công việc – PoW.

2. Cách thức tích hợp thuật toán PoW vào Blockchain

2.1. Hướng dẫn giải bài toán phức tạp PoW được đề ra trên Blockchain

Những bài toán Proof of work đề ra trên Blockchain hầu hết đều được xử lý qua 3 cách như sau :

  • Integer Factorization (phân tích/thừa số nguyên): tìm số mà biết nó là tích của 2 chữ số khác nhau.
  • Hash Function: tìm giá trị băm tương ứng với giá trị đầu vào đã được định trước. Cùng 1 đầu vào chắc chắn sẽ cho ra cùng 1 kết quả.
  • Guided tour puzzle protocol – (giao thức mã hóa): trong trường hợp hệ thống nghi ngờ sắp có cuộc tấn công, giao thức này sẽ tính toán lại Hash Function theo thứ tự nhất định và quy trình này sẽ trở thành tìm chuỗi Hash Function tương ứng.

Hướng dẫn cách triển khai cơ chế đồng thuận Proof of work trong Blockchain như sau:

Các thợ đào sẽ tìm cách giải những phương trình toán học khó, phức tạp để tạo ra những block, sau đó sẽ khởi đầu xác nhận thanh toán giao dịch xem đã đúng chuẩn hay chưa. Để làm được điều đó thợ đào phải biết cách tìm giải pháp trải qua sức mạnh giám sát. Đương nhiên, nếu những node có sức mạnh thống kê giám sát khủng thì năng lực tìm ra đáp án sẽ nhanh nhất. Quá trình xác nhận block sẽ được thêm vào ngay sau khi block mới được công bố. Để bảo vệ được tính bảo mật thông tin và kiến thiết xây dựng một block hợp lệ nên Hash của block này sẽ nằm trong Hash của block kia .

2.2. Mục đích quan trọng của PoW đối với Blockchain

  • Giữ vững mức độ bảo mật mạng lưới: PoW có tác dụng ngăn chặn những mạng lưới khỏi cuộc tấn công Denial of Service (DoS). PoW đa cài đặt những giới hạn cực cao trên mạng lưới để nếu hackers có ý định tấn công thì chắc chắn phải mất nhiều thời gian để đo lường, tính toán. Bên cạnh đó, có thể hackers sẽ phải trả chi phí rất cao cho cuộc tấn công này.
  • Ít tác động đến khả năng khai thác của thợ đào: Trong hệ thống Blockchain, người có tiền chưa chắc đã là người đào giỏi. Bởi vậy bạn chỉ cần có đủ năng lực, kỹ năng máy tính để giải bài toán là có thể tìm ra Block.
  • Đảm bảo không ai được xâm phạm khoản chi tiêu bản thân không sở hữu: Tại Blockchain người dụng có thể theo dõi và cập nhật số tiền của họ.

Ví dụ : Bạn A, B, C có chung cuốn sổ kế toán, sổ thu chi chung. Bất cứ ai khi tiêu tiền đều phải ghi chép không thiếu số tiền đó. Quá trình ghi chép với số lượng ít người tham gia có vẻ như rất đơn thuần nhưng trong trường hợp nhiều người cùng lúc ( khoảng chừng 100.000 người ) liệu như vậy có còn thuận tiện hay không. Trước những yếu tố đó, chính sách đồng thuận PoW được sinh ra .

3. Ưu và nhược điểm khi sử dụng Proof of work

3.1. Ưu điểm

  • Đảm bảo sự an toàn của toàn mạng do các cuộc tấn công DdoS và tránh được những tác động đến tiền kỹ thuật số. 
  • Phát hiện nhanh những spammers
  • Hệ thống mạng Blockchain nhờ có Proof of work có thể vững vàng trước các cuộc tấn công: trong trường hợp muốn tạo khối giả thì hackers phải sử dụng hệ thống tài nguyên máy tính khổng lồ mới có thể đánh sập
  • Thúc đẩy, hỗ trợ đội ngũ đào coin
  • Proof of work giúp nguồn thông tin xuất hiện trên Blockchain bảo đảm tính chính xác, rõ ràng và minh bạch.
  • Proof of work rất có lợi cho những đạp thủy điện và những khu vực sở hữu điện năng thặng dư

3.2. Nhược điểm

  • Tốn thời gian: bởi người khai thác cần kiểm tra nhiều lần giá trị Nonce.
  • Rác thải công nghiệp khó phân hủy gây ra ô nhiễm môi trường: sau quá trình giải những thuật toán vô cùng phức tạp thì máy tính gần như không sử dụng tiếp được nữa, vô hình chung những máy đào như vậy lại trở thành rác thải công nghiệp. 
  • Giao dịch lâu dài: PoW không phải là một giao dịch tức thời bởi phải mất thời gian khá lâu để thực hiện khai thác thành công
  • Chi phí thực hiện thuật toán Proof of work là tương đối cao: để xử lý những bài toán phức tạp, thiết bị máy tính thông thường không thể đảm nhận được vì vậy cần đầu tư thiết bị chuyên dụng
  • Tốn nguồn năng lượng: một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng mức năng lượng mà Bitcoin đã tiêu thụ vào PoW có thể ngang bằng với 1 quốc gia nhỏ. Với mức năng lượng lớn đó rất dễ dẫn đến hiện tượng phát thải khí CO2 và hiệu ứng nhà kính sẽ sớm được tạo ra.

4. Proof of Stake so với Proof of Work?

Trên thực tế, không một ai có thể dám chắc cơ chế nào vượt trội hơn, và có thể hoàn toàn thay thế cái còn lại. Bởi cả hai đều có những ưu và nhược điểm bù trừ lẫn nhau. Thay vì yêu cầu bằng chứng cho một thách thức thì PoS (Proof of Stake) lại yêu cầu sở hữu một số tiền nhất định. Tức là, nếu bạn sở hữu nhiều Bitcoin bạn sẽ có nhiều quyền khai thác.

Tuy nhiên xét về ưu điểm, Proof of Stake được phát minh sáng tạo nhằm mục đích ưu việt năng lực tiêu tốn nguồn năng lượng ít hơn PoW. Lượng khí thải CO2 của PoS thải ra nhỏ hơn rất nhiều lần. Hơn thế Proof of Stake còn tăng được lượng coin trong thời hạn nắm giữ. PoS được cho phép thợ đào sử dụng bất kể chiếc máy tính nào họ có mà không cần nhu yếu thông số kỹ thuật cao. Do đó, ngân sách đào coin giảm đi tương đối nhiều .
Dù có ưu việt hơn PoW về mặt tiền bạc, giá trị nhưng PoS vẫn vướng phải những điểm yếu kém về năng lực bảo mật thông tin. PoS gặp rất nhiều rủi ro đáng tiếc về những phương pháp lừa đảo. Bên cạnh đó, mức lãi không đúng chuẩn tuyệt đối nên hoàn toàn có thể bị lỗ nếu tỉ giá stake thấp hơn tỉ lệ trượt giá .

5. Tổng hợp những câu hỏi về Proof of Work

1. Proof of Work (Bằng chứng công việc) nghĩa là gì?

PoW là những giải thuật, thuật toán, với mục tiêu đạt được sự đồng thuận trên mạng lưới hệ thống phi tập trung chuyên sâu, và để phòng chống gian lận

2. Proof of Work (Bằng chứng công việc) xác thực giao dịch tiền điện tử như thế nào?

Công việc này tùy thuộc vào đặc tính của tiền điện tử. Ví dụ như Bitcoin, đặc tính của nó là các thuật toán SHA-256, và người nhận được công việc (the winner) trong mỗi vòng sẽ có nhiệm vụ ghi chép lại chi tiết thông tin giao dịch từ mempool vào khối (Block) tiếp theo.

3. Tại sao Tiền điện tử cần Proof of Work (Bằng chứng công việc)?

Đặc tính phân cấp ngang hàng của mạng lưới tiền điện tử đòi hỏi sự đồng thuận và tính bảo mật cao. Proof of Work (Bằng chứng công việc) nâng cao tính bảo mật, an toàn của mạng lưới tiền điện tử, giúp dữ liệu lưu trữ trên mạng lưới tiền điện không dễ bị tấn công hoặc bị đánh cắp

4. Điểm khác biệt giữa Proof of WorkProof of Stake ?

Proof of Stake giúp xác thực các mã giao dịch tùy theo số lượng tiền (mã hóa) mà người dùng nắm giữ. Số lượng tiền (mã hóa) trong ví càng nhiều, khả năng khai thác càng hiệu quả. Mặc dù Proof of Stake giúp giảm thiểu chi phí năng lượng, nhưng Proof of Stake không được sử dụng nhiều do nó có nhiều lỗ hổng bao gồm 51% khả năng bị hacker tấn công. Do đó, Proof of Work (Bằng chứng công việc) hiện vẫn được áp dụng nhiều trên mạng lưới tiền điện tử

6. Tạm kết

Đọc đến đây, chắc chắn các bạn đã nắm bắt được tầm quan trọng cũng như thông tin thiết yếu về thuật toán đồng thuận này. Cho dù còn nhiều thiếu sót nhưng Proof of Work vẫn được coi là giao thức đồng thuận thành công nhất hiện nay. Trong tương lai không xa sẽ có rất nhiều giao thức đồng thuận tối ưu hơn và để nắm bắt được sớm nhất đừng quên theo dõi website Tuduyinvest.com nhé! Nếu có bất kỳ câu hỏi hay thắc mắc nào hãy để lại email hoặc comment ở bài viết dưới đây, chúng tôi sẵn sàng giải đáp ngay cho bạn.

 618 total views

Source: https://iseo1.com
Category: Coin

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *