Proof of Work (PoW) là gì?

82

Bằng chứng công việc (PoW) là gì?

Bằng chứng công việc (PoW) mô tả một hệ thống yêu cầu một lượng nỗ lực không đáng kể nhưng khả thi để ngăn chặn việc sử dụng sức mạnh tính toán một cách phù phiếm hoặc độc hại, chẳng hạn như gửi email spam hoặc thực hiện các cuộc tấn công từ chối dịch vụ. Khái niệm này sau đó đã được Hal Finney điều chỉnh để đảm bảo tiền kỹ thuật số vào năm 2004 thông qua ý tưởng về “bằng chứng công việc có thể tái sử dụng” bằng cách sử dụng thuật toán băm SHA-256.

Sau khi được giới thiệu vào năm 2009, Bitcoin đã trở thành ứng dụng đầu tiên được áp dụng rộng rãi cho ý tưởng PoW của Finney (Finney cũng là người nhận giao dịch bitcoin đầu tiên). Bằng chứng công việc cũng là nền tảng của nhiều loại tiền điện tử khác, cho phép tạo ra sự đồng thuận an toàn, phi tập trung.

Tóm tắt ý kiến chính

  • Bằng chứng công việc (PoW) là một cơ chế đồng thuận phi tập trung yêu cầu các thành viên của mạng phải nỗ lực giải một câu đố toán học tùy ý để ngăn chặn bất kỳ ai chơi trò chơi hệ thống.
  • Bằng chứng công việc được sử dụng rộng rãi trong khai thác tiền điện tử, để xác thực các giao dịch và khai thác các mã thông báo mới.
  • Do bằng chứng về công việc, Bitcoin và các giao dịch tiền điện tử khác có thể được xử lý ngang hàng một cách an toàn mà không cần bên thứ ba đáng tin cậy.
  • Bằng chứng về công việc ở quy mô lớn đòi hỏi lượng năng lượng khổng lồ, điều này chỉ tăng lên khi có nhiều thợ đào tham gia vào mạng lưới.
  • Proof of Stake (POS) là một trong số các cơ chế đồng thuận mới được tạo ra để thay thế cho bằng chứng công việc.

Hiểu bằng chứng công việc

Giải thích này sẽ tập trung vào bằng chứng công việc vì nó hoạt động trong mạng bitcoin. Bitcoin là một loại tiền kỹ thuật số được củng cố bởi một loại sổ cái phân tán được gọi là “blockchain”. Sổ cái này chứa bản ghi của tất cả các giao dịch bitcoin, được sắp xếp thành các “khối” tuần tự, để không người dùng nào được phép chi tiêu bất kỳ khoản tiền nắm giữ nào của họ hai lần. Để ngăn chặn việc giả mạo, sổ cái được công khai, hoặc “được phân phối”; một phiên bản đã thay đổi sẽ nhanh chóng bị những người dùng khác từ chối.

Cách mà người dùng phát hiện giả mạo trong thực tế là thông qua các hàm băm, chuỗi số dài dùng làm bằng chứng công việc. Đặt một tập dữ liệu nhất định thông qua một hàm băm (bitcoin sử dụng SHA-256) và nó sẽ chỉ tạo ra một hàm băm. Tuy nhiên, do “hiệu ứng tuyết lở”, ngay cả một thay đổi nhỏ đối với bất kỳ phần nào của dữ liệu gốc cũng sẽ dẫn đến một hàm băm hoàn toàn không thể nhận dạng được. Bất kể kích thước của tập dữ liệu gốc là gì, hàm băm được tạo bởi một hàm nhất định sẽ có cùng độ dài. Hàm băm là một hàm một chiều: nó không thể được sử dụng để lấy dữ liệu gốc, chỉ để kiểm tra xem dữ liệu tạo ra hàm băm có khớp với dữ liệu gốc hay không.

Chỉ tạo ra bất kỳ hàm băm nào cho một tập hợp các giao dịch bitcoin sẽ là điều tầm thường đối với một máy tính hiện đại, vì vậy để biến quá trình thành “công việc”, mạng bitcoin đặt ra một mức độ “khó khăn” nhất định. Cài đặt này được điều chỉnh để một khối mới được “khai thác” —được thêm vào chuỗi khối bằng cách tạo một hàm băm hợp lệ — khoảng 10 phút một lần. Việc thiết lập độ khó được thực hiện bằng cách thiết lập “mục tiêu” cho hàm băm: mục tiêu càng thấp, tập hợp các hàm băm hợp lệ càng nhỏ và càng khó tạo ra. Trong thực tế, điều này có nghĩa là một hàm băm bắt đầu bằng một chuỗi số 0 rất dài.

Bằng chứng công việc ban đầu được tạo ra như một giải pháp được đề xuất cho vấn đề thư rác ngày càng gia tăng.

Cân nhắc đặc biệt

Vì một tập dữ liệu nhất định chỉ có thể tạo ra một hàm băm, nên làm cách nào để người khai thác đảm bảo rằng họ tạo một hàm băm thấp hơn mục tiêu? Họ thay đổi đầu vào bằng cách thêm một số nguyên, được gọi là nonce (“số được sử dụng một lần”). Khi một băm hợp lệ được tìm thấy, nó sẽ được phát tới mạng và khối được thêm vào chuỗi khối.

Khai thác là một quá trình cạnh tranh, nhưng nó giống như một cuộc xổ số hơn là một cuộc đua. Trung bình, một người nào đó sẽ tạo ra bằng chứng về công việc có thể chấp nhận được sau mỗi mười phút, nhưng ai sẽ là người được phỏng đoán. Những người khai thác gộp lại với nhau để tăng cơ hội khai thác các khối, tạo ra phí giao dịch và trong một thời gian giới hạn, phần thưởng là bitcoin mới được tạo.

Bằng chứng công việc khiến việc thay đổi bất kỳ khía cạnh nào của blockchain trở nên cực kỳ khó khăn, vì một sự thay đổi như vậy sẽ yêu cầu khai thác lại tất cả các khối tiếp theo. Nó cũng gây khó khăn cho người dùng hoặc nhóm người dùng độc quyền sức mạnh tính toán của mạng, vì máy móc và năng lượng cần thiết để hoàn thành các hàm băm rất đắt.

Nếu một phần của mạng khai thác bắt đầu chấp nhận một bằng chứng công việc thay thế, thì nó được gọi là hard fork.

Ví dụ về Bằng chứng Công việc

Bằng chứng công việc yêu cầu một máy tính tham gia một cách ngẫu nhiên vào các hàm băm cho đến khi nó đạt được kết quả đầu ra với số lượng số 0 đứng đầu tối thiểu chính xác. Ví dụ: băm cho khối # 660000, được khai thác vào ngày 4 tháng 12 năm 2020 là 00000000000000000008eddcaf078f12c69a439dde30dbb5aac3d9d94e9c18f6. Phần thưởng khối cho lần băm thành công đó là 6,25 BTC.

Khối đó sẽ luôn chứa 745 giao dịch chỉ liên quan đến hơn 1.666 bitcoin, cũng như tiêu đề của khối trước đó. Nếu ai đó cố gắng thay đổi số lượng giao dịch thậm chí là 0,000001 bitcoin, hàm băm kết quả sẽ không thể nhận dạng được và mạng lưới sẽ từ chối nỗ lực gian lận.

Câu hỏi thường gặp về Proof of Work

Bằng Chứng Công Việc Có Ý Nghĩa Gì?

PoW yêu cầu các nút trên mạng cung cấp bằng chứng cho thấy chúng đã sử dụng sức mạnh tính toán (tức là công việc) để đạt được sự đồng thuận theo cách phi tập trung và ngăn chặn các tác nhân xấu vượt qua mạng.

Bằng chứng công việc xác thực giao dịch tiền điện tử như thế nào?

Công việc tự nó là tùy ý. Đối với Bitcoin, nó liên quan đến các lần lặp lại các thuật toán băm SHA-256. Tuy nhiên, “người chiến thắng” của một vòng băm sẽ tổng hợp và ghi lại các giao dịch từ mempool vào khối tiếp theo. Bởi vì “người chiến thắng” được chọn ngẫu nhiên tỷ lệ với công việc đã hoàn thành, nó khuyến khích mọi người trên mạng hành động trung thực và chỉ ghi lại các giao dịch thực sự.

Tại sao tiền điện tử cần bằng chứng công việc?

Bởi vì chúng được phân cấp và ngang hàng theo thiết kế, các blockchain như mạng tiền điện tử yêu cầu một số cách để đạt được cả sự đồng thuận và bảo mật. Bằng chứng công việc là một trong những phương pháp làm cho việc cố gắng vượt qua hệ thống mạng trở nên quá tốn tài nguyên. Các cơ chế bằng chứng khác cũng tồn tại ít tốn tài nguyên hơn, nhưng có các nhược điểm hoặc sai sót khác, chẳng hạn như bằng chứng cổ phần (PoS) và bằng chứng cháy. Nếu không có cơ chế bằng chứng, mạng và dữ liệu được lưu trữ bên trong nó sẽ dễ bị tấn công hoặc đánh cắp.

Bitcoin có sử dụng bằng chứng công việc không?

Đúng. Nó sử dụng thuật toán PoW dựa trên hàm băm SHA-256 để xác thực và xác nhận các giao dịch cũng như phát hành bitcoin mới vào lưu thông.

Bằng chứng cổ phần (PoS) khác với PoW như thế nào?

PoS là một cơ chế đồng thuận chỉ định ngẫu nhiên nút sẽ khai thác hoặc xác thực các giao dịch khối tùy theo số lượng tiền mà nút đó nắm giữ. Càng nhiều mã thông báo được giữ trong ví, thì càng có nhiều sức mạnh khai thác được cấp cho nó một cách hiệu quả. Mặc dù PoS ít tốn tài nguyên hơn nhiều, nhưng nó có một số lỗ hổng khác bao gồm khả năng bị tấn công 51% vào các altcoin nhỏ hơn và khuyến khích tích trữ mã thông báo và không sử dụng chúng.

2:12

Nhấp vào Play để tìm hiểu tất cả về Proof of Stake

Nguồn tham khảo: investmentopedia