PoW là gì? Bằng chứng công việc Proof of Work

• Bằng chứng công việc cho phép các giao dịch Bitcoin được xác nhận và ghi lại mà không cần cơ quan trung ương.
• Nó ngăn chặn các cuộc tấn công vào blockchain của tiền điện tử bằng cách làm cho việc xác minh các giao dịch trở nên đắt đỏ.
• Những người ủng hộ bằng chứng công việc cho rằng nó an toàn hơn các cơ chế khác như bằng chứng cổ phần.

Tính năng đáng chú ý nhất của Bitcoin là tính phi tập trung của nó. Nó hoạt động an toàn mà không có sự tham gia của cơ quan trung ương. Một mạng lưới người dùng phân tán lưu trữ và cập nhật sổ cái kỹ thuật số ghi lại các giao dịch – được gọi là chuỗi khối – trên phần cứng máy tính của riêng họ.

Tuy nhiên, điều này đặt ra một câu hỏi quan trọng: Nếu không có cơ quan trung ương đóng vai trò là trọng tài cuối cùng, thì làm thế nào Bitcoin đảm bảo rằng không ai thao túng blockchain vì mục tiêu của chính họ? Câu trả lời là bằng chứng về công việc.

Bằng chứng công việc là một cơ chế đồng thuận được sử dụng để xác nhận rằng những người tham gia mạng, được gọi là thợ đào, tính toán các mã chữ và số hợp lệ – được gọi là băm – để xác minh các giao dịch Bitcoin và thêm khối tiếp theo vào blockchain. Nó làm như vậy bằng cách yêu cầu những người tham gia khác trong mạng xác minh rằng lượng sức mạnh tính toán cần thiết đã được sử dụng bởi người khai thác được ghi nhận để tính toán băm hợp lệ.

Bằng chứng công việc PoW đóng vai trò gì trong tiền điện tử?

Bằng chứng công việc là tất cả về việc tạo ra một động lực tích cực để mọi người đầu tư vào các nguồn lực cần thiết để thêm các khối hợp lệ vào blockchain của tiền điện tử.

William J. Knottenbelt, giáo sư tại Khoa Máy tính của Đại học Imperial College London, cho biết: “Thách thức trong một blockchain như Bitcoin là duy trì hồ sơ giao dịch đã thỏa thuận mà không cần có cơ quan trung ương. “Vì vậy, câu hỏi quan trọng là làm thế nào một nhóm đồng nghiệp có tình trạng tương tự có thể đồng ý xem họ nên được ủy quyền để thêm vào hồ sơ giao dịch chung”.

Quá trình tính toán một hàm băm được cố ý thực hiện một cách cực kỳ khó khăn về mặt tính toán. Bằng cách buộc những người tham gia đầu tư số tiền đáng kể vào tài nguyên máy tính, cơ chế bằng chứng công việc tạo ra sự không khuyến khích chống lại việc cố gắng làm suy yếu tính toàn vẹn của blockchain. Nó cũng làm giảm khả năng một Bitcoin được chi tiêu đồng thời nhiều lần – được gọi là chi tiêu gấp đôi – điều này sẽ phá hủy niềm tin vào tiền điện tử.

“Bằng chứng công việc là cách các thợ đào (nhà xuất bản khối) chứng minh với thế giới rằng họ đã thực hiện các công việc cần thiết để tạo ra một khối giao dịch được hình thành tốt để thêm vào blockchain.” Knottenbelt nói. “Từ quan điểm của người khai thác, họ đang biến năng lượng họ bỏ ra để tìm kiếm các khối hợp lệ (mà họ thường mua phần cứng hiệu suất cao đặc biệt) thành tiền (dưới dạng phần thưởng họ nhận được từ phần thưởng coinbase và phí giao dịch)”.

Khai thác Bitcoin về cơ bản là một cuộc thi mà tất cả các thợ đào đều chạy đua để trở thành người đầu tiên giải các câu đố mật mã cực kỳ phức tạp, cho phép họ thêm khối tiếp theo vào chuỗi khối và nhận thanh toán dưới dạng Bitcoin mới. Người khai thác chiến thắng chỉ nhận được phần thưởng sau khi các hệ thống khác trong mạng, thông qua giao thức bằng chứng công việc, xác minh rằng giải pháp là đúng và hợp lệ.

Điều này liên quan đến một số lượng nghiêm trọng của việc bẻ khóa số, với thiết bị được sử dụng bởi các thợ đào phải trải qua nhiều thử nghiệm và sai sót trước khi tìm ra hàm băm chính xác.

Knottenbelt giải thích: “Bằng chứng công việc sử dụng cơ chế xổ số – các thợ đào tạo ra các khối giao dịch ứng viên (bao gồm cả phần thưởng cho chính họ). “Sau đó, họ kiểm tra để xem liệu các điều kiện này có được đáp ứng hay không. Hầu hết thời gian chúng không được đáp ứng và người khai thác phải quay lại và thử lại”.

Đó là bởi vì hầu hết các khối ứng cử viên không bao gồm hàm băm chính xác nên có rất nhiều công việc liên quan đến việc xác minh các giao dịch Bitcoin. Và trên thực tế, độ khó của quá trình này có thể tăng hoặc giảm, nhằm đảm bảo các khối mới được sản xuất đều đặn.

Knottenbelt cho biết thêm: “Khó khăn của việc bốc thăm được điều chỉnh định kỳ để nếu các khối được sản xuất quá nhanh thì việc thỏa mãn các điều kiện cần thiết để tạo ra một khối hợp lệ sẽ trở nên khó khăn hơn và nếu các khối được sản xuất quá chậm thì sẽ dễ dàng hơn”.

Lưu ý: Các bên liên quan đến việc cập nhật Bitcoin có động lực mạnh mẽ để thêm vào chuỗi khối của nó vì việc xuất bản một khối hợp lệ sẽ kiếm được phần thưởng là 6,25 bitcoin cũng như các khoản phí liên quan đến bất kỳ giao dịch nào được bao gồm trong khối.

Bằng chứng công việc đến từ đâu?

Mặc dù bằng chứng về công việc có liên quan nhiều nhất đến Bitcoin, nhưng các nguồn của nó lại theo dấu vết của thời gian xa hơn năm 2008, khi Satoshi Nakamoto có biệt danh xuất bản sách trắng về Bitcoin. Khái niệm này đã xuất hiện trong thế giới máy tính ít nhất là từ đầu những năm 1990, và thuật ngữ ‘bằng chứng công việc PoW’ được cho là xuất hiện lần đầu tiên trong một bài báo của các nhà khoa học máy tính Ari Juels và Markus Jakobsson vào năm 1999.

Với Bitcoin, Nakamoto dựa trên cơ chế bằng chứng công việc của tiền điện tử chủ yếu dựa trên Hashcash, một biện pháp đối phó từ chối dịch vụ được đưa ra bởi Adam Back vào năm 1997. Đặc biệt, Nakamoto đã hình dung bằng chứng công việc như một phương tiện đảm bảo rằng nó trở nên khó tấn công theo cấp số nhân Chuỗi khối bitcoin khi nhiều khối hơn được thêm vào nó.

Lưu ý: Khái niệm sử dụng công việc tính toán để ngăn chặn các cuộc tấn công lần đầu tiên được nêu ra trong một bài báo năm 1993 được viết bởi Cynthia Dwork và Moni Naor, người đã tìm cách ngăn chặn việc khai thác thư rác và từ chối dịch vụ.

Những loại tiền điện tử nào sử dụng bằng chứng công việc?

Ngoài Bitcoin, hầu hết tất cả các loại tiền điện tử dựa trên hoặc được phân tách từ nó cũng sử dụng bằng chứng công việc. Bao gồm các:

• Bitcoin Cash
• Bitcoin SV
• Litecoin
• Dogecoin
• Bitcoin Gold

Ngoài ra còn có nhiều loại tiền điện tử khác không dựa trên Bitcoin hiện đang sử dụng bằng chứng công việc (proof of work), bao gồm:

• Ethereum
• Ethereum Classic
• Monero
• Zcash
• Kadena
• Ravencoin
• Siacoin
• Horizen
• DigiByte

Trong khi bằng chứng công việc là phổ biến, một cơ chế đồng thuận khác được gọi là bằng chứng cổ phần cũng được sử dụng rộng rãi. Thay vì xác minh khối lượng công việc tính toán đã thực hiện, bằng chứng về cổ phần PoS (Proof of Stake) sử dụng số tiền mà các nhà xuất bản khối tiền điện tử sẵn sàng ký gửi làm bảo hiểm chống lại các hành vi sai trái của họ.

Knottenbelt cho biết: “Về mặt khái niệm, điều này khá hấp dẫn vì nó giúp rút ngắn bước phải đầu tư vào phần cứng khai thác hiệu suất cao và cả năng lượng liên quan đến việc sử dụng phần cứng đó”.

Tuy nhiên, những người ủng hộ bằng chứng công việc cho rằng bằng chứng cổ phần và các cơ chế đồng thuận khác chắc chắn sẽ cho phép một số hình thức tập trung hóa, chính xác là bằng chứng công việc được thiết kế để tránh.

Jimmy Song, một tác giả, nhà giáo dục và nhà phát triển Bitcoin cho biết: “Bằng chứng về cổ phần về cơ bản là tập trung. “Không có cách nào để biết nên đi với cái nào trong trường hợp có xung đột” .

Ưu điểm và nhược điểm của bằng chứng công việc PoW

Điều này dẫn đến việc cân nhắc những lợi thế và bất lợi tương đối của bằng chứng công việc so với các cơ chế khác, chẳng hạn như bằng chứng cổ phần.

Quan trọng nhất, bằng chứng công việc được cho là cung cấp mức độ bảo mật cao hơn so với các phương tiện đồng thuận khác, với Bitcoin hiện đã hoạt động trong hơn một thập kỷ mà không có sự cố hoặc thỏa hiệp đáng kể nào.

Knottenbelt nói: “Về mặt bảo mật, bằng chứng công việc đã được chứng minh theo kinh nghiệm là hoạt động rất tốt trong hơn 10 năm. “Bồi thẩm đoàn vẫn chưa có bằng chứng xác thực”.

Nhưng trong khi bằng chứng công việc mang lại mức độ bảo mật và phi tập trung tối ưu, nó đặt ra một chi phí đáng kể: Nó tiêu tốn một lượng năng lượng đáng kể.

Theo một số ước tính, bằng chứng công việc dẫn đến việc blockchain Bitcoin sử dụng năng lượng mỗi năm tương đương với mức tiêu thụ của một quốc gia có quy mô như Thái Lan. Nó cũng tạo ra một lượng lớn chất thải điện tử dưới dạng các đơn vị khai thác được loại bỏ cho các mô hình mạnh mẽ hơn bao giờ hết.

Đối với bất kỳ ai coi trọng Bitcoin và tin rằng đó là một đóng góp quan trọng cho sự phát triển của tiền tệ, việc tiêu thụ năng lượng và lãng phí như vậy là một cái giá hợp lý để trả cho cơ chế đồng thuận duy nhất đã thực sự được chứng minh là mạnh mẽ trên quy mô lớn. Ngược lại, đối với bất kỳ ai vẫn còn hoài nghi về tiền điện tử, về cơ bản đó là một vụ bê bối.

Bài học về Bằng chứng công việc PoW

Bằng chứng công việc là một cơ chế đồng thuận đảm bảo rằng các thợ đào thêm một khối mới vào chuỗi khối tiền điện tử chỉ sau khi tạo ra một lượng đáng kể công việc tính toán để chứng minh rằng nó hợp lệ.

Bởi vì bằng chứng công việc đòi hỏi một khoản đầu tư đáng kể vào tài nguyên, nó làm cho việc các thợ đào và những người tham gia mạng ngày càng ít có khả năng tìm cách phá hoại chuỗi khối của tiền điện tử. Điều này đặc biệt xảy ra với Bitcoin, đã hoạt động ở quy mô lớn trong khoảng 12 năm mà không bị tấn công chi tiêu gấp đôi.

Tuy nhiên, chứng minh công việc cũng đòi hỏi chi tiêu một lượng lớn điện năng. Đây là điều mà những người chỉ trích Bitcoin cho rằng tạo ra quá nhiều tác động đến môi trường để biện minh cho sự bảo mật được cải thiện mà nó cung cấp so với các cơ chế như bằng chứng cổ phần.

Theo: businessinsider

Khuyến cáo: Thông tin trên bài viết này chỉ mang tính tham khảo, không có bất kỳ lời khuyên nào về mua bán, đầu tư. Bạn hãy tự nghiên cứu trước khi thực hiện bất kỳ hình thức đầu tư nào.

Nội dung đề xuất