Proof Of Work là gì? Thông tin thuật toán đầu tiên của mạng lưới Blockchain

Proof Of Work là gì? Có thể khái niệm về Proof-Of-Work (Bằng chứng công việc) không còn lạ với nhiều người. Những để hiểu chi tiết thì không phải ai cũng nắm được. Hãy cùng Học Viện Đầu Tư điểm lại một số ý chính về Proof Of Work, cơ chế hoạt động của Proof-Of-Work như thế nào? Hiểu rõ được các khái niệm này cũng làm bạn không bỡ ngỡ khi tham gia thị trường Cryptocurrency.

Proof of Work (POW) – Bằng chứng công việc là gì?

Thuật toán Proof of Work (PoW) hay Bằng chứng công việc. Đây là một giao thức giúp ngăn chặn các cuộc tấn công không gian mạng như cuộc tấn công DDoS (Tấn công từ chối dịch vụ phân tán – Distributed Denial Of Service).

Mục đích của PoW là làm cạn kiệt nguồn của hệ thống máy tính bằng cách gửi nhiều yêu cầu giả mạo, khiến các trang web, dịch vụ trực tuyến, trở nên quá tải, người dùng gặp khó khăn, hay thậm chí không thể truy cập vào các trang web, dịch vụ này.

Khái niệm về Proof of Work

Khái niệm Proof of Work đã tồn tại trước khi Bitcoin xuất hiện. Satoshi Nakamoto đã áp dụng kỹ thuật này cho đồng tiền số của mình, tạo nên một cuộc cách mạng hóa các giao dịch truyền thống được thiết lập trước đó.

Trên thực tế, khái niệm PoW ban đầu được Cynthia Dwork và Moni Naor đưa ra năm 1993, nhưng từ “Proof of Work” đã được Markus Jakobsson và Ari Juels đặt ra trong một tài liệu xuất bản năm 1999.

Nhưng, trở lại ngày hôm nay, Proof of Work có lẽ là ý tưởng lớn nhất đằng sau WhitePaper Bitcoin của Nakamoto – được xuất bản vào năm 2008 – bởi vì nó cho phép sự đồng thuận không tín nhiệm và phân tán.

Blockchain của POW là gì?

Giải quyết Proof of Work giống như quá trình ngẫu nhiên, xác suất thành công thấp. Trong đó, xảy ra một số lượng lỗi lớn. 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 Proof of Work cho bức thư.

Người dùng Email thông thường sẽ có thể dễ dàng giải quyết Proof of Work 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.

Tìm hiểu thêm:

Tại sao Proof-of-work thành công trên blockchain

PoW khá thành công vào lúc này vì các lí do như sau:

Thứ nhất để có được giải pháp cho vấn đề toán học là khá khó khăn. Do đó, các node cần phải dành thời gian trong các tính toán phức tạp. Nguồn cung cấp cho sức mạnh tính toán khá chặt chẽ và điều này có nghĩa là rất ít người có thể truy cập nó.Đây cũng là lý do đằng sau sự bất khả thi của việc các node gian lận trong các giao dịch.
Thứ hai PoW thành công vì khi một node tạo ra một block, các node khác có thể dễ dàng xác minh quá trình dẫn đến giải pháp cho bài toán.

Cơ chế hoạt động Proof Of Work (PoW)

Cơ chế hoạt động của PoW tương đối đơn giản. Được hiểu ở đây là ghi lại các giao dịch vào sổ cái và xác nhận những giao dịch đấy.

Giả sử, tôi gửi cho bạn 1 Bitcoin, ngay lập tức giao dịch này được ghi vào số cái Blockchain. Các máy chủ hay các thợ đào trong mạng lưới sẽ bắt đầu sử dụng thiết bị của mình giải một thuật toán. Đáp án của thuật toán đó sẽ giúp xác thực giao dịch trên có hợp lệ hay không.

Và cứ như thế, từng giao dịch sẽ được ghi vào sổ cái, khi đủ số lượng giao dịch trong sổ sẽ kết thúc một chuối khối. Mỗi giao dịch thành công sẽ được trả một số lượng Bitcoin tương ứng cho các thợ đào.

Quá trình Proof Of Work này, người ta còn gọi là quá trình đào Bitcoin. Càng ngày thì việc giải thuật toán và đào Bitcoin càng lúc càng khó khăn.

Cuộc tấn công 51% là gì

Điều nguy hiểm nhất đối với một thuật toán PoW là cuộc tấn công 51%. Trong PoW, khi một nhóm người khai thác đạt sản lượng trên 51% sẽ có thể quyết định hoạt động của mạng lưới.

Việc khai thác Bitcoin nói riêng và altcoin nói chung ngày càng khó. Vì vậy những thợ đào, tổ chức đào nhỏ lẻ thường tập trung lại với nhau theo nhóm, tổ chức lớn hơn.

Trong thực tế, điều này cũng có thể xảy ra do những nhóm có mục đích xấu hoặc những mỏ đào lớn.

Với cái tên “cuộc tấn công 51%” cũng thay cho lời kêu gọi cộng đồng tiền điện tử phòng chống lại việc đó. Chung tay xây dựng một thị trường tiền điện tử minh bạch.

Các thông tin liên quan Proof of Work

Ưu, nhược điểm của POW là gì?

Ưu điểm:

Ưu điểm chính của Proof of Work là ngăn ngừa các cuộc tấn công Ddos và ảnh hưởng của các phần tiền điện tử thuộc sở hữu của thợ đào 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.
Những người nắm giữ vốn lớn không thể đưa ra quyết định cho toàn bộ mạng lưới. Bởi vì, để hình thành khối mới thì bạn cần phải có khả năng tính toán cao hơn mới giải được thuật toán.

Nhược điểm:

Proof of Work có một số điểm yếu như: chi phí lớn, tính toán không cần thiết và tỷ lệ tấn công lên đến 51%.
Phần cứng máy tính chuyên dụng và đắt tiền. Chi phí lớn dẫn đến mỏ đào sẽ chỉ phù hợp cho các nhóm thợ đào lớn.
Máy đào tiêu thụ rất nhiều năng lượng, chi phí cao.
Các thợ mỏ thực hiện công việc tạo ra các khối, đồng thời tiêu thụ một lượng năng lượng lớn.
Các tính toán mà thợ mỏ thực hiện đối với Proof of Work 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.

Nguyên lý hoạt động của POW

Công việc của các thợ đào là giải quyết bài toán, tạo ra khối mới và cuối cùng là xác nhận giao dịch. Độ khó của thuật toán của block sẽ phụ thuộc vào số người dùng, khả năng khai thác hiện tại và tải trọng của mạng lưới. Hash của mỗi block chứa trong nó hash của các khối trước đó, giúp tăng cường an ninh và tránh vi phạm.

Sau khi miner giải quyết được bài toán thì hệ thống sẽ cho phép tạo thêm một khối mới. Các giao dịch sẽ được chuyển vào khối này và xem như là đã được xác nhận.

Nhận định về thuật toán PoW

Thuật toán PoW là thuật toán đầu tiên của các loại tiền điện tử thế hệ đầu. Có thể nói nguy hiểm lớn nhất về thuật toán là “cuộc tấn công 51%” nói trên.

Bên cạnh đó, PoW còn được đánh giá khuyết điểm về việc hao tốn điện năng và tài nguyên khi khai thác. Theo thống kê, khai thác Bitcoin tiêu tốn khoảng 83 terawatt giờ (TWh) mỗi năm.

Những bất lợi của PoW và sự phát triển của công nghệ, đã mang lại một số cơ chế đồng thuận khác thay thế. Có lẽ phổ biến nhất là Proof-Of-Stake – bằng chứng cổ phần (PoS).

Lời kết

Tóm lại, cơ chế đồng thuận PoW có vai trò xác nhận bằng chứng công việc của các thợ đào (miner) và đảm bảo tính bảo mật tốt cho mạng lưới blockchain thông qua việc tiêu tốn tài nguyên như máy đào, thời gian, năng lượng điện,..

Qua bài viết trên đây hi vọng sẽ cung cấp tới các bạn nhiều thông tin hữu ích về khái niệm, vai trò cũng như mặt hạn chế của cơ chế đồng thuận PoW.

Xem thêm: