Thứ Bảy, Tháng Tư 10, 2021

Proof of Work Là Gì? Kiến Thức Cơ Bản Về PoW

Proof Of Work (PoW) là thuật toán đồng thuận blockchain phi tập trung thành công đầu tiên, được sử dụng trong Bitcoin, Ethereum (Ethereum có kế hoạch chuyển sang Proof-of-Stake), Litecoin, ZCash, Monero và nhiều blockchain khác. Vậy Proof of Work là gì? Nó hoạt động như thế nào? Ưu và nhược điểm của Proof of Work ra sao? Hãy cùng Blog Tiền Số giải đáp những thắc mắc trên qua bài viết dưới đây.

Proof of Work
Proof of Work

Đồng Thuận Là Gì?

Sự đồng thuận trong một chuỗi khối là quá trình mạng lưới các nút không tin cậy lẫn nhau đạt được thỏa thuận về trạng thái toàn cầu của chuỗi khối. Trong blockchain, các giao dịch hoặc dữ liệu được chia sẻ và phân phối trên mạng. Mọi nút đều có cùng một bản sao dữ liệu blockchain. Sự đồng thuận cho phép tất cả các nút mạng tuân theo các quy tắc giống nhau để xác thực các giao dịch và thêm các khối mới vào chuỗi và do đó cho phép nó duy trì tính đồng nhất trong tất cả các bản sao của chuỗi khối.

Proof Of Work Là Gì?

Proof Of Work là thuật toán đồng thuận blockchain phi tập trung thành công đầu tiên được sử dụng trên Bitcoin, Ethereum và nhiều blockchain khác. PoW yêu cầu những người sở hữu các máy tính trong mạng phải giải một bài toán phức tạp để có thể thêm một block (khối) vào chuỗi. Một sổ cái phi tập trung tập hợp tất cả các giao dịch thành các block trong một mạng. Giải quyết vấn đề này được gọi là khai thác/đào (minning) và “miner” (thợ đào) chính là các nonce tham gia cạnh tranh với nhau để xác thực các giao dịch và nhận phần thưởng trong tiền điện tử.

Cách Hoạt Động Của Proof of Work

Nguyên Lý Hoạt Động Của Proof of Work
Nguyên Lý Hoạt Động Của Proof of Work

PoW giống như một cuộc chạy đua giữa các thợ mỏ để giải một câu đố mật mã; khi giải được câu đố, họ giành được cơ hội thêm khối vào chuỗi và nhận phần thưởng. các thợ đào thu thập tất cả các giao dịch đang chờ xử lý từ mạng phi tập trung và cạnh tranh với nhau để giải câu đố. Ai giải được câu đố sẽ tạo ra một khối và đẩy khối đó vào mạng để xác minh từ các nút khác, sau đó, các nút khác có thể thêm khối đó vào bản sao blockchain của chính họ.

Câu đố mật mã mà các thợ mỏ chạy đua để giải là xác định giá trị của nonce. Một nonce là một thuộc tính trong cấu trúc tiêu đề khối. Ban đầu, mỗi người khai thác đoán một số để bắt đầu, kiểm tra xem giá trị băm kết quả có nhỏ hơn mục tiêu cụ thể của blockchain hay không. Bitcoin sử dụng thuật toán SHA-256 cho việc này. SHA-256 xuất ra một số có độ dài cố định. Mọi số từ 0 đến 2 ^ 32 đều có cơ hội giải câu đố như nhau. Quá trình lặp lại từ 0 đến 2 ^ 32 cho đến khi một số có thể đáp ứng tiêu chí, như thể hiện trong sơ đồ sau:

Khi một người khai thác tìm thấy nonce, kết quả bao gồm: giá trị băm của khối trước đó; giao dịch thu tiền; Merkle root của tất cả các giao dịch trong khối và nonce được phát tới mạng để xác minh. Khi được thông báo, các nút khác trong mạng sẽ tự động kiểm tra xem kết quả có hợp lệ hay không. Nếu kết quả hợp lệ, họ thêm khối vào các bản sao của blockchain, dừng công việc khai thác trong tay và chuyển sang khối tiếp theo.

Mục Tiêu Và Độ Khó

Mục tiêu là một số 256-bit dành riêng cho blockchain mà mạng thiết lập cho tất cả các thợ đào. Hàm băm SHA-256 của tiêu đề khối — số nonce cộng với phần còn lại của tiêu đề khối — phải thấp hơn hoặc bằng mục tiêu hiện tại để khối được chấp nhận bởi mạng.

Độ khó của một câu đố mật mã phụ thuộc vào số lượng các số 0 ở đầu mục tiêu. Chỉ tiêu càng thấp, càng khó tạo khối. Việc thêm các số 0 ở đầu số mục tiêu sẽ làm tăng độ khó của việc tìm một số không liên tục như vậy theo cấp số nhân. Như bạn có thể tưởng tượng, cài đặt độ khó càng cao thì việc đánh giá nonce càng khó.

Thêm một số 0 ở đầu mục tiêu sẽ giảm 50% cơ hội tìm thấy số 0. Khó khăn do chính mạng lưới blockchain quyết định. Nguyên tắc cơ bản là đặt độ khó tương ứng với tổng số nỗ lực trên mạng. Nếu số lượng nút khai thác tăng gấp đôi, độ khó cũng sẽ tăng gấp đôi. Độ khó được điều chỉnh định kỳ để giữ thời gian khối xung quanh thời gian mục tiêu. Đối với Bitcoin, đó là 10 phút.

Khuyến Khích Và Phần Thưởng

Người chiến thắng trong việc giải câu đố mật mã cần tiêu tốn thời gian và năng lượng khổng lồ để tìm ra nonce và giành cơ hội tạo ra các khối mới trong blockchain. Phần thưởng cho những hành động như vậy phụ thuộc vào chính blockchain. Trong một chuỗi khối Bitcoin, người chiến thắng sẽ được thưởng bằng Bitcoin, tiền điện tử trong chuỗi khối Bitcoin.

PoW là một cơ chế đơn giản và đáng tin cậy để duy trì trạng thái của blockchain. Đây là một hệ thống cho phép bạn tham gia vào trò chơi khai thác và nhận phần thưởng, nơi mọi nút đều có thể tham gia và sức mạnh CPU cao hơn có thể không chuyển thành phần thưởng cao hơn. Hiện tại, người khai thác chiến thắng được thưởng 12,5 BTC cho mỗi khối được tạo trong chuỗi khối Bitcoin.

Tại Sao Phải Sử Dụng PoW?

Proof Of Work không phải là cơ chế đồng thuận duy nhất, một số loại tiền điện tử sử dụng những thứ khác, chẳng hạn như: proof-of-stake, proof-of-authority, and proof-of-weight. Mỗi loại đều có ưu và nhược điểm riêng, mặc dù có cùng mục đích: cung cấp cách xử lý và xác minh giao dịch, đồng thời giữ an toàn cho mạng.

Proof Of Work giúp bảo vệ mạng khỏi hoạt động độc hại, đảm bảo rằng các thợ đào không thể thêm các khối giả mạo vào blockchain. Nếu một người khai thác cố gắng tấn công mạng, họ sẽ cần sử dụng nhiều tài nguyên hơn nhưng họ sẽ không nhận được phần thưởng (Bitcoin mới được phát hành) mà những người khai thác chân chính đã làm.

Các Vấn Đề Về Chi Tiêu Gấp Đôi

Ý định ban đầu của Satoshi trong việc sử dụng cơ chế PoW là giải quyết các vấn đề chi tiêu gấp đôi và đảm bảo tính toàn vẹn của trạng thái toàn cầu của mạng blockchain Bitcoin. Giả sử Alice gửi 10 BTC cho Bob và đồng thời hoặc muộn hơn cô ấy trả cho Catherine 10 BTC tương tự. Chúng tôi có thể kết thúc với ba tình huống sau:

– Giao dịch đầu tiên đi qua PoW và được thêm vào blockchain khi giao dịch thứ hai được gửi. Trong trường hợp này, cái thứ hai sẽ bị từ chối khi các thợ đào kéo nó từ nhóm giao dịch và xác thực nó với tất cả các khối mẹ.

– Cả hai giao dịch được gửi đồng thời và cả hai đều đi vào nhóm giao dịch chưa được xác nhận. Trong trường hợp này, chỉ giao dịch đầu tiên nhận được xác nhận và sẽ được thêm vào khối tiếp theo. Giao dịch thứ hai của cô ấy sẽ không được xác nhận theo quy tắc xác thực.

– Cả hai đều được xác nhận và được thêm vào các khối cạnh tranh. Điều này xảy ra khi các thợ đào lấy cả hai giao dịch từ nhóm và đưa chúng vào các khối cạnh tranh. Các khối cạnh tranh tạo thành một fork tạm thời trên blockchain. Bất kỳ giao dịch nào lọt vào chuỗi dài nhất sẽ được coi là hợp lệ và được chi tiêu, và giao dịch còn lại trong khối trên chuỗi ngắn sẽ được tái chế. Khi nó được xử lý lại, nó sẽ bị từ chối vì nó đã được sử dụng. Trong trường hợp này, có thể mất một vài khối để khối còn lại được công nhận là chi tiêu gấp đôi.

Nhược Điểm Của Proof Of Work

Có một số hạn chế với thuật toán PoW, do chi phí kinh tế của việc duy trì an toàn mạng blockchain:

– Tiêu thụ năng lượng: Sự đồng thuận PoW, sử dụng một mạng lưới các máy tính mạnh mẽ để bảo mật mạng, cực kỳ tốn kém và tiêu tốn nhiều năng lượng. Người khai thác cần sử dụng phần cứng chuyên dụng có khả năng tính toán cao để thực hiện khai thác và nhận phần thưởng. Cần một lượng điện lớn để chạy các nút khai thác này liên tục. Một số người cũng cho rằng các phép tính băm mật mã này là vô dụng vì chúng không thể tạo ra bất kỳ giá trị kinh doanh nào. Vào cuối năm 2018, mạng Bitcoin trên toàn cầu đã sử dụng nhiều năng lượng hơn Đan Mạch.

– Dễ bị tổn thương: Sự đồng thuận PoW dễ bị tấn công 51%, có nghĩa là về lý thuyết, những người khai thác không trung thực có thể đạt được phần lớn sức mạnh băm và thao túng blockchain để có lợi cho họ.

– Tập trung hóa: Chiến thắng trong một trò chơi khai thác đòi hỏi phần cứng đắt tiền và cụ thể, thường là loại máy ASIC. Các khoản chi phí tăng lên không thể quản lý được và việc khai thác chỉ có thể thực hiện được đối với một số ít thợ đào tinh vi. Hệ quả của việc này là sự tập trung hóa của hệ thống ngày càng tăng dần, vì nó trở thành một trò chơi của sự giàu có.

Mặt khác, nó đòi hỏi sức mạnh tính toán và điện năng khổng lồ để tiếp quản blockchain dựa trên PoW. Do đó, PoW được coi là một cách hiệu quả để ngăn chặn các cuộc tấn công Từ chối Dịch vụ (DoS) và Từ chối Dịch vụ Phân tán (DDoS) trên blockchain.

Kết Luận

Trong bài viết này, chúng tôi đã giải thích sự đồng thuận và thuật toán Proof of Work là gì. Chúng tôi cũng đề cập đến vấn đề nghiêm trọng của Proof of Work đối với việc thêm một khối dữ liệu mới vào mạng blockchain. Cuối cùng, chúng tôi đã thảo luận về các chủ đề khác như cách Proof of Work được phát minh để giải quyết các vấn đề chi tiêu gấp đôi và những ưu và nhược điểm chính của việc sử dụng Proof of Work.

 

Hồ Xuân Namhttps://blogtienso.net
Xin chào! Tôi là Nam, kẻ đứng sau blog này. Tôi viết blog toàn thời gian, tôi đam mê kiếm tiền online, là một người đầu tư Bitcoin/Altcoin chuyên nghiệp.

Related Articles

guest
0 Comments
Inline Feedbacks
View all comments
3FansLike
3FollowersFollow
0SubscribersSubscribe
- Advertisement -

BÀI VIẾT MỚI NHẤT

0
Nhẫn vào đây để bình luậnx
()
x