Song song với Proof of Stake, Proof of Work là một thuật toán đời đầu và được sử dụng khá nhiều trong các Blockchain. Nhiều anh em đầu tư tiền điện tử nhưng vẫn không thật sự hiểu nó là gì, cũng như cơ chế hoạt động của cơ chế này ra sao. Do đó, trong bài viết này, Coin94 sẽ cùng anh em lên chi tiết nhất những thông tin về mô hình này nhé.
Proof of Work (PoW) là gì?
Proof of Work (PoW – Bằng chứng công việc) là cơ chế đồng thuận đầu tiên được tạo ra trên Blockchain và khá phổ biến trong thế giới tiền điện tử. Proof of Work được Satoshi Nakamoto áp dụng thành công cho Bitcoin vào năm 2009. Từ đó đến nay, PoW là một trong những cơ chế đồng thuận phổ biến nhất trong hệ sinh thái Cryptocurrency.
Proof of Work tập hợp các thợ đào (hay còn gọi là node) tham gia cạnh tranh xác thực các giao dịch, sau đó đưa giao dịch vào các block trong Blockchain để nhận phần thưởng tùy theo mạng lưới.
Ví dụ: Các thợ đào của Ethereum sẽ xác nhận các giao dịch trên Ethereum, đưa vào block và nhận về ETH làm phần thưởng.
Bối cảnh ra đời của Proof of Work
Mặc dù là người áp dụng đầu tiên, tuy nhiên Satoshi Nakamoto không phải là cha đẻ phát minh ra ý tưởng về PoW. Vậy ai mới là người tạo ra PoW? Ý tưởng đầu tiên về PoW được sản sinh vào năm nào?
Dưới đây là các mốc quan trọng trong quá trình hình thành của PoW:
Ý tưởng sơ khai nhất của Proof of Work (PoW) được thể hiện trong bản luận “Pricing via Processing or Combatting Junk Mail” của hai nhà học giả Cynthia Dwork và Moni Naor về vấn đề chống lại các cuộc tấn công từ chối dịch vụ (DoS, DDoS), vấn đề Spam Email.
Năm 1997, Adam Back trình bày cơ chế chống “Double Spending Protection” trong Whitepaper của HashCash.
Năm 2004, Hal Finney đã áp dụng khái niệm PoW vào tiền điện tử như một giải pháp bảo mật, thông qua cơ chế gọi là “Reusable Proof of Work”.
Năm 2009, Satoshi Nakamoto đã sử dụng ý tưởng của Finney để tạo ra cơ chế đồng thuận Proof of Work (PoW) dành cho Bitcoin.
Từ 2009 đến nay, cơ chế đồng thuận Proof of Work (PoW) đã trở thành cơ chế đồng thuận phổ biến trong hệ sinh thái tiền điện tử.
Bản chất & Cách hoạt động của PoW
Bản chất của Proof of Work chính là xác nhận bằng chứng làm việc của ai đó là hợp lệ đến toàn bộ mạng lưới blockchain, thông qua việc tiêu tốn tài nguyên trong thế giới thực.
Ví dụ:Cơ chế PoW của Bitcoin:
Để blockchain của Bitcoin có thể hoạt động, cần đến sự ra đời liên tục của block mới để chứa các thông tin giao dịch.
Việc này được đảm nhận bởi thành phần gọi là “Miners“. Họ sẽ phải giải đáp các bài toán phức tạp và gửi đáp án đúng đến toàn mạng lưới nhanh nhất.
Để đáp ứng yêu cầu đó, Miner cần sử dụng các thiết bị có sức mạnh tính toán cao, được gọi là “máy đào“. Để vận hành máy đào cần đến năng lượng điện.
Như vậy, bản chất PoW của Bitcoin sẽ đơn giản như sau: Xác nhận bằng chứng công việc (đáp án đúng của bài toán) của Miners đến toàn mạng lưới blockchain của Bitcoin, thông qua việc tiêu tốn tài nguyên trong thế giới thực (máy đào, năng lượng điện và thời gian).
Tại sao Proof of Work cần thiết?
Blockchain là một cơ sở dữ liệu lớn mà mọi người dùng đều có thể nhìn thấy, vì vậy họ có thể kiểm tra xem tiền đã được sử dụng trước đó chưa. Minh họa qua ví dụ như thế này: bạn và ba người bạn có một cuốn sổ. Bất cứ lúc nào một trong ba người muốn thực hiện chuyển bất cứ đơn vị nào mà nhóm đang sử dụng, người đó sẽ viết nó ra – Alice trả Bob năm đơn vị, Bob trả Carol hai đơn vị, v.v.
Có một rắc rối ở đây – mỗi khi thực hiện một giao dịch, bạn chỉ dẫn đến giao dịch với nguồn gốc của khoản tiền. Vì vậy, nếu Bob trả cho Carol hai đơn vị, mục nhập thực tế sẽ như sau: Bob trả cho Carol hai đơn vị từ giao dịch trước đó với Alice.
Giờ thì chúng ta có một cách để theo dõi các đơn vị. Nếu Bob cố gắng thực hiện một giao dịch khác bằng chính các đơn vị mà anh ta vừa gửi cho Carol, mọi người sẽ biết ngay lập tức. Nhóm sẽ không cho phép giao dịch được thêm vào sổ.
Điều này có thể hoạt động tốt trong một nhóm nhỏ. Mọi người đều biết nhau, vì vậy họ có thể sẽ đồng thuận về việc người bạn nào sẽ thêm giao dịch vào sổ. Nhưng nếu chúng ta muốn một nhóm 10.000 người tham gia thì sao? Ý tưởng cuốn sổ không mang tính thực tiễn, vì không ai muốn tin tưởng một người xa lạ quản lý nó.
Đây là lý do cho sự ra đời của Proof of Work. Nó đảm bảo rằng những người dùng sẽ không tiêu khoản tiền mà họ không có quyền chi tiêu nó. Bằng cách sử dụng kết hợp giữa lý thuyết trò chơi và kỹ thuật mã hóa, thuật toán PoW cho phép mọi người cập nhật blockchain theo các quy tắc của hệ thống.
Nhược điểm của Proof of Work
2 điểm yếu chính của cơ chế đồng thuận PoW bao gồm:
Tiêu tốn quá nhiều tài nguyên.
Có khả năng bị tấn công 51%.
Lãng phí năng lượng
Đây vẫn là chủ đề tranh cãi không có hồi kết giữa 2 bên trong thị trường:
Một bên cho rằng việc sử dụng quá nhiều điện năng để giữ độ bảo mật cho mạng lưới là điều lãng phí.
Bên còn lại đưa ra những lý lẽ về việc tiêu tốn tài nguyên là điều cần thiết khiến cho mạng lưới được bảo mật hơn.
Khả năng bị tấn công 51%
Có thể gọi là tấn công số lượng lớn. Đây là trường hợp người dùng hoặc một nhóm người dùng kiểm soát phần lớn sức mạnh khai thác.Những kẻ tấn công có đủ sức mạnh để kiểm soát hầu hết các sự kiện trong mạng.
Họ có thể độc quyền tạo các block mới và nhận phần thưởng vì họ có thể ngăn các thợ mỏ khác hoàn thành các block. Và còn có cơ hội đảo ngược tất cả các giao dịch. Một ví dụ điển hình cho loại hình tấn công này như mạng Bitcoin Gold bị hack 18triệu USD vào năm 2018. Và còn nhiều vụ khác mang tên “Tấn công 51%”.
Tại sao vấn đề này có thể xảy ra?
Như mình đã nói ở trên, cơ chế PoW dựa trên sức mạnh tính toán. Vậy nếu như cps một cá nhân, tổ chức sở hữu hơn 51% tổng sức mạnh tính toán của mạng lưới thì chuyện gì có thể xảy ra?
Lúc này tổ chức, cá nhân đó cơ bản sẽ chiếm được quyền kiểm soát mạng lưới trong việc xác nhận sai lệch các bằng chứng, khiến cho mạng lưới bị tình trạng double spending (chi tiêu kép), gây thiệt lại rất lớn.
Tấn công 51% dễ xảy ra đối với các mạng lưới nhỏ, lượng miner không nhiều khiến việc chiếm sức mạnh tính toán của mạng lưới rất dễ dàng. Điều này sẽ khó xảy ra đối với mạng lưới blockchain lớn như Bitcoin vì chi phí để chiếm sức mạnh tính toán rất lớn.
Kết luận
Proof of Work là giải pháp ban đầu cho vấn đề chi tiêu kép và đã được chứng minh là đáng tin cậy và an toàn. Bitcoin đã chứng minh rằng chúng ta không cần các thực thể tập trung để ngăn chặn việc cùng một khoản tiền nhưng được chi tiêu hai lần. Với việc sử dụng mật mã hóa, các hàm băm, và lý thuyết trò chơi, những người tham gia trong một môi trường phi tập trung có thể đạt được đồng thuận về trạng thái của một cơ sở dữ liệu tài chính.
.png "Đăng ký tên miền")
