Proof of Work (PoW) là thuật toán ra đời sớm được sử dụng phổ biến trong các Blockchain. Tuy nhiên, để hiểu Proof of Work là gì, tầm quan trọng của nó, hãy theo dõi bài viết dưới đây nhé!
Blockchain là cơ sở dữ liệu được lưu trữ trên nhiều máy tính khác nhau, mỗi người đều có thể truy cập và thêm vào dữ liệu của mình. Blockchain có tính phi tập trung, minh bạch đối với tất cả mọi người. Tuy nhiên chính vì điều này đã mang đến những vấn đề nghiêm trọng về tính tin cậy của dữ liệu. Để giải quyết những vấn đề này, cơ chế đồng thuận ra đời.
Trong bài viết này, Thông Tin Tài Chính sẽ cung cấp những thông tin liên quan đến cơ chế đồng thuận Proof of Work. Nếu bạn đang không biết Proof of Work là gì, nó có tầm quan trọng như thế nào thì hãy cùng theo dõi nhé!
Mục Lục
Proof of Work là gì?
Proof of Work (PoW – Bằng chứng công việc) là cơ chế đồng thuận đầu tiên được tạo ra trên Blockchain. Proof of Work được Satoshi Nakamoto áp dụng thành công cho Bitcoin vào năm 2009. Với nhiều tính năng nổi bật, PoW nhanh chóng trở thành một trong các cơ chế đồng thuận phổ biến trong thế giới tiền điện tử.
Proof of Work tập hợp các thợ đào (node) tham gia cạnh tranh xác thực các giao dịch. Sau đó, các giao dịch sẽ được đưa vào block trong Blockchain để nhận phần thưởng. Ví dụ, các thợ đào Ethereum xác nhận các giao dịch trên Ethereum, sau đó đưa vào block và nhận phần thưởng là ETH.
Lịch sử ra đời của Proof of Work
Satoshi Nakamoto tuy là người đầu tiên nhưng không phải là cha đẻ phát minh ra ý tưởng về PoW. Một số mốc quan trọng phải kể đến như:
- Ý tưởng sơ khai của Proof of Work (PoW) được thể hiện trong bản luận “Pricing via Processing or Combatting Junk Mail” bởi 2 học giả Cynthia Dwork và Moni Naor. Họ bàn luận về việc chống lại cuộc tấn công từ chối dịch vụ (DoS, DDoS), vấn đề Spam Email.
- Adam Back trình bày cơ chế chống “Double Spending Protection” trong Whitepaper của HashCash vào năm 1997.
- Năm 2004, Hal Finney áp dụng POW vào tiền điện tử thông qua cơ chế “Reusable Proof of Work”.
- Năm 2009, Satoshi Nakamoto dùng ý tưởng của Finney để tạo ra cơ chế đồng thuận PoW dành cho Bitcoin.
- Từ 2009 đến nay, PoW đã trở thành cơ chế đồng thuận phổ biến trong hệ sinh thái tiền điện tử.
Nguyên lý hoạt động của Proof of Work
Điều kiện để có một bài toán phù hợp là phải vừa đủ khó để thợ đào bỏ ra khoản thời gian và công sức nhất định. Nó vừa giúp phòng ngừa cuộc tấn công vào mạng lưới nhưng cần đảm bảo không quá phức tạp ảnh hưởng tới thời gian giao dịch.
Hash function (Hàm băm) là quá trình biến thông tin đầu vào kích thước, chủng loại khác nhau thành một đầu ra tiêu chuẩn, mức độ dài nhất định. Đặc điểm của hàm băm là một chiều, không đoán được đầu vào dù có mã đầu ra.
Các blockchain sử dụng bộ mã Hash Function để đưa ra đề toán. Đề toán là các dãy số đầu ra, thợ đào cần đoán đầu vào là gì. Để làm được điều này, thợ đào phải chạy chương trình để thử đoán từng ký tự đầu vào. Nó đơn thuần là dựa vào để đoán, thử và lặp lại.
Khi người thợ đào đầu tiên có được đáp án thì sẽ công bố cho các máy tính khác của mạng lưới. Quá trình xác nhận giao dịch trong block khi block mới được công bố. Với Bitcoin, mỗi block được công bố mỗi 10 phút, thợ đào cần giải được bài toán để nhận được phần thưởng là Bitcoin.
Ưu điểm và nhược điểm của Proof of Work
Dưới đây là ưu và nhược điểm của cơ chế đồng thuận POW.
Ưu điểm
- Đảm bảo sự an toàn của toàn mạng lưới, ngăn chặn sự tấn công vào mạng lưới của hacker.
- Thúc đẩy đội ngũ thợ đào, khuyến khích các thợ đầu làm việc nghiêm túc, nhanh chóng và chính xác.
- Các thông tin trên Blockchain được cập nhật chính xác, minh bạch và phi tập trung.
Nhược điểm
- Với việc mỗi block chỉ chứa được một số lượng giao dịch nhất định. Vì thế, số lượng giao dịch ngày càng nhiều dẫn đến việc bị ùn ứ.
- Không hoàn toàn phi tập trung bởi phần thưởng dành cho thợ đào đầu tiên, thợ đào khác không có thu nhập. Vì thế, các thợ đào kết hợp với nhau tạo nên các Mining Pool để tạo ra sức mạnh tới đích trước. Nếu Mining Pool quá lớn trên 50% tổng số máy thì xác minh giao dịch không còn phi tập trung nữa, có thể bị thao túng.
- Tốn nguồn năng lượng để giải bài toán, năng lượng cung cấp cho máy đào Bitcoin có thể bằng một năng lượng cho một quốc gia nhỏ.
Tầm quan trọng của Proof of Work
Đúng như tên gọi của nó, Proof of Work tạo ra một cơ chế đồng thuận, mọi người xác nhận giao dịch phải tuân theo. Mạng lưới sẽ được bảo vệ nhờ các yếu tố như:
PoW cung cấp cho các thợ đào (miner) động lực làm việc qua các phần thường. Thợ đào làm việc có trách nhiệm, xác minh giao dịch đúng đắn. Nếu sai các Node khác sẽ thay thế Block của họ, các thợ đào sẽ không nhận được thưởng.
Thợ đào cần có dàn máy tính đủ mạnh, nguồn năng lượng ổn định mới có thể giải bài toán. Giả sử thợ đào tấn công thành công vào chính mạng lưới đó thì đồng coin của blockchain sẽ dump gây ảnh hưởng xấu tới chính họ.
Lúc này, PoW trở thành blockchain đáng tin cậy, người dùng có thể giao dịch Peer to Peer không cần bên thứ 3. Việc xác minh được giao cho tất cả những người trên mạng lưới mà không cần sức mạnh quyền lực hay tài chính.
Bên cạnh đó, POW còn khiến việc tấn công vào mạng lưới trở nên khó khăn hơn. Để làm được điều này cần có hơn 50% sức mạnh máy tính trên khắp thế giới. Và chắc chắn điều này sẽ phải trả một cái giá cực kì lớn.
Một số dự án theo cơ chế đồng thuận Proof of Work
Bitcoin là đồng coin đầu tiên ứng dụng cơ chế POW. Nhờ vào các đặc điểm về hashrate, halving mà Bitcoin đã nhanh chóng trở thành đồng Coin có giá trị nhất trong thị trường tiền điện tử. Chính vì thế, Bitcoin được nhiều nhà đầu tư săn đón và lưu trữ.
Ethereum là nền tảng điện toán phân toán, mã nguồn mở dựa trên blockchain được tạo ra bởi Vitalik Buterin. Cũng giống như Bitcoin, Ethereum sử dụng cơ chế đồng thuận Proof of Work. Cùng với sự bùng nợ của Smart Contract, Ethereum phát triển không ngừng và có giá trị chỉ sau Bitcoin.
Tương lai của cơ chế đồng thuận Proof of Work
Do còn tồn tại một số hạn chế nên POW đang đẩy nhanh tính xác thực, giảm việc tiêu tốn năng lượng như POS ,dPOS, PoET, PBFT… Ethereum 2.0 cũng đang áp dụng theo cơ chế Proof of Stake để giải quyết các vấn đề như tiêu hao năng lượng, khả năng mở rộng thấp…
Việc tiêu tốn năng lượng chính là điểm trừ của POW khi gây ra nhiều tác động tiêu cực đối với môi trường. Nếu nhìn về mặt tích cực thì nó là nguyên nhân nâng cao giá trị của đồng coin. Việc quá dễ dàng, tiêu hao ít năng lượng vô hình làm giảm giá trị đồng coin. Đây là nguyên nhân khiến Bitcoin được nhiều thợ đào mong muốn sử dụng cơ chế PoW.
Qua bài viết trên, chắc hẳn bạn đã biết Proof of Work là gì, tầm quan trọng của PoW trong Blockchain rồi phải không nào? Hy vọng đó sẽ là chia sẻ hữu ích đối với những nhà đầu tư mới tham gia vào thị trường tiền điện tử.
