Proof of Work là gì

PoW (Proof of Work) là một trong những cơ chế đồng thuận cơ bản nhất trong không gian blockchain. Các dự án chuỗi khối ban đầu như Bitcoin, Ethereum và Litecoin đã sử dụng PoW để đảm bảo tính nhất quán và bản chất chống giả mạo của chuỗi khối.

Một lời giải thích đơn giản về PoW là tất cả các nút mạng tranh nhau trả lời cùng một câu hỏi toán học. Bất cứ ai tìm ra nó trước sẽ có thể ghi lại các giao dịch và nhận được khoản hoàn trả tương ứng (tiền điện tử mới do chuỗi khối phát hành).

Năm 1993, hai nhà tiên phong về mật mã học, Cynthia Dwork và Moni Naor, lần đầu tiên đề xuất PoW trong một bài báo. Năm 2008, Satoshi Nakamoto đã chọn PoW làm cơ chế đồng thuận cho Bitcoin. Khi giá Bitcoin tăng vọt, sức mạnh của PoW dần được thế giới nhìn thấy. Ngày nay, PoW đã trở thành một trong những cơ chế đồng thuận chủ đạo.

Vào ngày 7 tháng 8 năm 2010, Satoshi Nakamoto đã đăng trên diễn đàn Bitcoin Talk rằng “Proof-of-work có đặc tính tốt là nó có thể được chuyển tiếp thông qua những người trung gian không đáng tin cậy.” Proof of Work đòi hỏi rất nhiều năng lượng, do đó mang lại cho chuỗi khối khả năng mạnh mẽ để chống lại các cuộc tấn công. Vì vậy, việc giả mạo các chuỗi khối theo PoW là vô cùng tốn kém.

PoW hoạt động như thế nào?

Để đạt được sự đồng thuận về các giao dịch trong một khoảng thời gian nhất định, PoW yêu cầu các nút tham gia vào một cuộc đua kế toán. Trong bằng chứng công việc, cái gọi là “công việc” thực chất là tính toán toán học, trong đó sức mạnh tính toán (tỷ lệ băm) đóng vai trò quyết định.

Cách duy nhất để giải quyết vấn đề trong PoW là xây dựng sức mạnh tính toán, thử đi thử lại để cuối cùng tìm ra câu trả lời đúng duy nhất. Sau khi đạt được kết quả phù hợp, nó có thể dễ dàng được xác minh bởi tất cả các nút thông qua phát sóng. Sau đó, các giao dịch trên khối này sẽ được xác minh bởi toàn bộ mạng. Cuối cùng, mạng bước tiếp vào vòng thi tiếp theo. Toàn bộ quá trình này được gọi là “khai thác mỏ”.

Mặc dù chỉ một nút có thể nhận được phần thưởng trong mỗi vòng thi, nhưng mỗi vòng đều độc lập với nhau, vì vậy cuộc chiến ghi lại các giao dịch thực sự là cuộc chiến về sức mạnh tính toán. Tỷ lệ băm được kiểm soát bởi một nút càng cao thì phần thưởng sẽ nhận được càng nhiều. Số lượng nút càng nhiều và toàn bộ mạng tiêu thụ càng nhiều năng lượng thì chuỗi khối sẽ càng an toàn.

PoW được thiết kế rõ ràng và Bitcoin sử dụng PoW về mặt lý thuyết là loại tiền điện tử phi tập trung nhất. Không có nó, mạng Bitcoin không đáng tin cậy sẽ không bao giờ hoạt động.

Ưu điểm của PoW:

1. Đơn giản, đáng tin cậy và dễ thực hiện.
2. Tính phi tập trung cao. Không cần cơ quan trung ương. Các nút có thể tự do ra vào chuỗi khối.
3. Chi phí lý thuyết của cuộc tấn công là rất cao, điều này làm cho chuỗi khối PoW trở nên an toàn và đáng tin cậy. Kẻ tấn công trong kế hoạch giả mạo thông tin trên chuỗi khối phải kiểm soát hơn một nửa sức mạnh tính toán của toàn bộ mạng (51% tỷ lệ băm).

Nhược điểm của Pow:

1. Nhiều năng lượng.

Việc chỉ dựa vào cạnh tranh điện toán khiến PoW tốn nhiều năng lượng.

Khi tỷ lệ băm của mạng Bitcoin tăng lên, mức tiêu thụ năng lượng khai thác đã trở thành mối quan tâm toàn cầu. Trung tâm Tài chính Thay thế Cambridge ước tính rằng kể từ ngày 10 tháng 5 năm 2021, mức tiêu thụ điện năng hàng năm trên toàn cầu để khai thác bitcoin đạt 149,37 TWh. Khi so sánh con số này với các quốc gia, Bitcoin tiêu thụ nhiều năng lượng hơn 100 quốc gia như Malaysia và Ukraine, và gần bằng Việt Nam, quốc gia xếp thứ 25.

Ngoài ra, một phần lớn năng lượng mà Bitcoin tiêu thụ là từ các nguồn năng lượng không thể tái tạo như than đá, điều này dẫn đến mối lo ngại về môi trường. Do đó, một số quốc gia, bao gồm cả Trung Quốc, đã cấm khai thác bitcoin hoàn toàn.

1. không hiệu quả

Với PoW, các giao dịch trên chuỗi khối Bitcoin mất nhiều thời gian để xác nhận và thông lượng trên mạng rất thấp.

Do độ khó do PoW đặt ra, thời gian tạo khối của bitcoin là khoảng 10 phút, có nghĩa là phải mất tới một giờ (sau khoảng 6 khối) để một giao dịch thực sự được xác nhận. TPS của mạng Bitcoin là khoảng 7, nghĩa là chỉ có 7 giao dịch có thể được xử lý mỗi giây.

1. Yêu cầu thiết bị và tập trung

Mặc dù CPU cá nhân là thiết bị khai thác phổ biến nhất trong những ngày đầu của Bitcoin, nhưng khi giá Bitcoin tăng lên, sự cạnh tranh về sức mạnh tính toán ngày càng gay gắt. Card đồ họa hiệu suất cao và thậm chí cả các công cụ khai thác ASIC chuyên dụng đã trở thành xu hướng khai thác chính. Khi ngưỡng thiết bị để khai thác ngày càng cao, các nhóm khai thác chuyên nghiệp đã kiểm soát hầu hết tốc độ băm, điều này đi ngược lại mục đích ban đầu của việc phân cấp.

Các chuỗi khối khác sử dụng PoW

Bitcoin và Litecoin

Bitcoin là loại tiền điện tử đầu tiên trong lịch sử loài người và là nơi sản sinh ra cơ chế PoW; đến lượt nó, cơ chế PoW tiêu tốn năng lượng đã trở thành nhãn hiệu độc nhất của Bitcoin. Trong tương lai gần, Bitcoin sẽ tiếp tục hoạt động với cơ chế đồng thuận PoW.

Ngoài Bitcoin, nhiều loại tiền tệ đời đầu đã vay mượn từ Bitcoin và áp dụng cơ chế PoW, chẳng hạn như Litecoin (LTC). Ngoài ra, một số nhánh của Bitcoin cũng áp dụng cơ chế PoW, chẳng hạn như Bitcoin Classic (BGH), Bitcoin Cash (BCH), v.v.

Ethereum

Ethereum ra đời năm 2014 cũng sử dụng cơ chế đồng thuận PoW. Tuy nhiên, xem xét một số thiếu sót của cơ chế PoW, Ethereum sắp chuyển sang cơ chế đồng thuận PoS (Proof of Stake), tiêu tốn ít năng lượng hơn và hiệu quả hơn, và quá trình này chính xác là cái mà họ gọi là ETH 2.0.
Vào cuối năm 2020, Ethereum đã đi vào hoạt động với chuỗi đèn hiệu sử dụng cơ chế đồng thuận PoS và dự kiến chuỗi chính Ethereum sẽ hợp nhất với chuỗi đèn hiệu trong năm 2022, do đó chuyển đổi hoàn toàn sang cơ chế đồng thuận PoS.
Ngoài Ethereum, một số loại tiền điện tử trước đây đã sử dụng cơ chế đồng thuận PoW cũng đang được xem xét để chuyển đổi sang cơ chế PoS, chẳng hạn như Dogecoin (DOGE).

Phần kết luận

Là cơ chế đồng thuận blockchain sớm nhất, PoW đã được sử dụng rộng rãi và đã truyền cảm hứng cho tất cả các dự án blockchain tiếp theo. Cơ chế PoW có cả những ưu điểm không thể thay thế và những nhược điểm đáng kể. Khi ngành công nghiệp blockchain phát triển và số lượng người dùng tăng lên, vấn đề lãng phí năng lượng và thiếu hiệu quả của các cơ chế PoW cũng xuất hiện.
Hiện tại, nhiều chuỗi công khai mới đã xuất hiện dưới biểu ngữ phi tập trung hơn, tiết kiệm năng lượng và hiệu quả hơn, thu hút một số người dùng mới, nhưng cuối cùng, rất khó để thay đổi trạng thái của Bitcoin, vốn vẫn sử dụng PoW cơ chế. Trong tương lai, liệu sẽ có một “sự đồng thuận hoàn hảo” giải quyết các vấn đề của cơ chế PoW, đồng thời duy trì bảo mật và phân cấp? Đó là giá trị để mắt đến.

Tác giả: Ashley Người dịch: Ashley
Người đánh giá : Hugo , Edward
Tuyên bố miễn trừ trách nhiệm:

• Bài viết này chỉ thể hiện quan điểm của những người quan sát và không cấu thành bất kỳ đề xuất đầu tư nào.
  *Gate.io bảo lưu mọi quyền đối với bài viết này. Việc đăng lại bài viết sẽ được phép miễn là Gate.io được tham chiếu. Trong tất cả các trường hợp khác, hành động pháp lý sẽ được thực hiện do vi phạm bản quyền.