Với các nhà đầu tư crypto, hẳn không dưới vài lần bạn bắt gặp khái niệm PoW trong các tài liệu về tiền điện tử. Tuy nhiên, không phải ai cũng có thể nắm bắt đúng những thông tin liên quan về PoW. Bài viết này, Fiahub sẽ giải đáp cho bạn về PoW là gì và ứng dụng của nó nhé!
Nội dung bài viết
Khái niệm
Thuật toán đồng thuận là gì?
Trước khi tìm hiểu về PoW là gì, chúng ta cần làm rõ về khái niệm thuật toán đồng thuận. Có hai loại thông báo được truyền đi trong hệ thống của blockchain: giao dịch chuyển tiền và các khối bao gồm những giao dịch này. Để thực hiện các giao dịch, người dùng không cần người tham gia hệ thống khác đồng ý, thay vào đó chỉ cần biết khoá (mật khẩu và chủ sở hữu ví) là được. Trong các block, theo thứ tự sẽ cần có sự đồng thuận trong nhật ký để xác nhận giao dịch. Vấn đề với mạng, đó là có thể gửi lại giao dịch đồng thời giữa các nút.
Ví dụ: Anh A muốn gửi 1 Bitcoin, tuy nhiên lại gửi đồng thời cho Anh B và Anh C. Nếu B và C không phối hợp các giao dịch này (tức là họ không biết có sự chuyển tiền đồng thời), mạng sẽ xảy ra sự cố. Đó là lý do tất cả người tham gia phải phối hợp nhật ký giao dịch để hoạt động của nó thành công và giao dịch thứ hai sẽ được ghi nhận là không chính xác.
Ở khía cạnh lý thuyết rất đơn giản nhưng trong kỹ thuật lại vô cùng phức tạp. Đó là lý do vì sao các thuật toán đồng thuận ra đời, trong đó có PoW.
PoW là gì
Thuật toán đồng thuận PoW – viết tắt của Proof of Work – Bằng chứng công việc: là một thuật toán đồng thuận được Bitcoin giới thiệu và sử dụng phổ biến bởi nhiều đồng tiền điện tử altcoin khác. Hiểu đơn giản, quá tình này được biết đến với cách gọi quen thuộc là “đào” và các nút trên mạng chính là “thợ đào”.
PoW đưa ra yêu cầu các miner (thợ đào) phải giải các bài toán mật mã phức tạp, từ đó hợp thức hoá các khối (block) trong blockchain, sau đó nhận phần thưởng dưới dạng coin hoặc token mới phát hành.
Đúng như tên gọi, bạn sẽ phải làm việc mới được trả công/ nhận thưởng. Cách thức làm việc là gì?
- Cung cấp máy móc và sức mạnh của máy
- Giải quyết các thuật toán phức tạp vằng tiêu thụ điện. Thường thì càng nhiều máy, máy càng mạnh và tiêu hao nhiều điện sẽ giải các thuận toán nhanh và chính xác hơn.
- Sau cùng, hệ thống sẽ chọn ra đáp án tốt nhất. Người nào đưa ra được đáp án này sẽ trở thành Người Xác Nhận hay Validator. Khi đó, họ sẽ có quyền khai thác block mới và xác nhận các giao dịch trong block đó.
- Tiếp theo, nhận phần thưởng bằng coin/ token.
Nguyên lý hoạt động của PoW là gì?
Nhìn chung, khi thực hiện giao dịch trên blockchain, nó sẽ được gom vào một block cùng một số giao dịch khác. Các thợ đào sẽ sử dụng hệ thống máy đào gồm nhiều máy tính cấu hình mạnh để xác minh giao dịch.
Hệ thống sẽ đưa ra một câu đố toán học phức tạp. Thợ đào có nhiệm vụ sử dụng sức mạnh của hệ thống đào để tìm được câu trả lời. Sau khi có câu trả thời, hệ thống sẽ thông báo cho các thợ đào còn lại. Nếu phần lớn các thành viên xác nhận đó là câu trả lời chính xác, block mới sẽ được tạo ra, giao dịch được xác nhận.
Sau khi hoàn tất, thợ đào sẽ nhận phần thưởng là phí giao dịch và phần thưởng khối. Tuy nhiên, quá trình này tiêu tốn rất nhiều tài nguyên, thời gian và điện.
Khi gặp câu đố quá khó, hệ thống máy của bạn sẽ mất rất nhiều thời gian để tìm được câu trả lời. Từ đó, block mới không được tạo ra, hệ thống bị tắc nghẽn và giao dịch không thể tiến hành. Ngược lại, khi câu đố quá dễ, hệ thống sẽ dễ dàng bị tấn công, các giao dịch có khả năng bị làm giả cao.
PoW sẽ giải quyết vấn đề này bằng việc đưa ra một thuật toán điều chỉnh độ khó, sao cho phù hợp với tốc độ khai thác của thợ đào. Từ đó, block mới được sinh ra trong một khoảng thời gian cố định.
Ưu Nhược điểm của PoW là gì?
Ưu điểm
PoW hay thuật toán Proof of Work có khả năng ngăn chặn những cuộc tấn công từ DDoS hay các tác động của các phần mềm tiền điện tử khác của miners. Thuật toán của PoW áp đặt những chính sách nhất định với người tham dự, bằng việc áp dụng các chức năng hạn chế quyền hạn. Người tham gia dù có nắm giữ một số tiền lớn cũng không thể quyết định tới hoạt động của cả mạng lưới. Bạn cần có khả năng tính toán để tìm ra các block mới.
Nhược điểm
Thực hiện các thuật toán của PoW tốn kém rất nhiều chi phí. Lý do bởi các tính toán hệ thống đưa ra vô cùng phức tạp. Những thiết bị máy tính thông thường không đủ khả năng để đảm nhận và bạn cần đầu tư chi phí có các thiết bị chuyên dụng, ngoài ra còn có chi phí quản lý và khai thác các mỏ. Những máy tính này tiêu hao năng lượng rất lớn, chi phí vì thế mà đội lên thêm. Đây cũng là nguyên nhân tạo nên sự gia tăng tập trung của hệ thống.
Khi thực hiện việc tạo block, các thuật toán không cần thiết hay vô dụng xuất hiện là điều rất bình thường, các kết quả đôi khi chẳng bao giờ được sử dụng. Tuy nhiên tỉ lệ tấn công có thể lên tới trên 50%.
Ý nghĩa của PoW là gì?
PoW mang đến cho môi trường phi tập trung sự tin cậy. Khi các thợ đào đồng ý cạnh tranh để tạo nên block mới và nhận thưởng, họ phải tuân thủ theo quy tắc của hệ thống thay vì cố gắng thao túng nó.
PoW duy trì nguồn cung và khuyến khích các miner hoạt động thông qua việc mang đến thuật toán điều chỉnh độ khó ở mỗi block, đảm bảo các khối mới được tạo ra với tốc độ ổn định; từ đó Tuy nhiên, cũng chính vì việc sử dụng chủ yếu là các nguồn lực hữu hạn như năng lượng, thời gian hay sức mạnh tính toán đã làm hạn chế khả năng mở rộng của PoW.
Phân biệt PoS và PoW
PoS – viết tắt của Proof of Stake là một trong những thuật toán đồng thuận đáng mong đợi: Bằng chứng cổ phần. Xuất hiện từ năm 2011, PoS được thực hiện ở một số giao thức nhỏ hơn; tuy nhiên vẫn chưa được áp dụng trong bất kỳ blockchain lớn nào.
Với PoS, các thợ đào được thay bằng các trình xác nhận. Bạn sẽ gặp bất cứ sự xuất hiện nào của “miner” hay cuộc đua đoán hash nào. Thay vào đó, người dùng sẽ được lựa chọn ngẫu nhiên. Và khi được chọn, họ phải đưa ra đề xuất hoặc “rèn” một block. Khi block hợp lệ, họ sẽ được nhận thưởng từ các khoản phí bởi giao dịch của khối.
Đương nhiên không phải người dùng nào cũng được chọn, nó cần dựa trên vài yếu tố nhất định. Cụ thể, người tham gia phải khoá một cổ phần – là số tiền định trước của đồng tiền gốc trong blockchain. Cổ phần hoạt động như bảo lãnh. Hiểu đơn giản, cổ phần là một khoản tiền cọc để đảm bảo sự không gian lận. Người dùng sẽ hành động trung thực nếu không cổ phần của họ sẽ bị lấy mất.
PoS có một số ưu điểm so với PoW. Đầu tiên là lượng khí thải CO2 nhỏ hơn vì nó không cần đến việc “đào”, điện năng tiêu thụ vì thể thấp hơn rất nhiều. Tuy nhiên, mặc dù PoW bị xem là sự lãng phí, nhưng lại là thuật toán đồng thuận duy nhất được ứng dụng trên quy mô lớn. Chỉ hơn một thập kỷ, PoW đã đảm bảo các giao dịch trị giá hàng nghìn tỷ đô la trên thế giới. Về sự cạnh tranh của PoS và PoW, có lẽ cần thêm thời gian để chứng minh.
Tổng kết
Có thể nói, PoW là một giao thức đồng thuận thành công, mặc dù còn vài thiếu sót – đặc biệt là việc tiêu hao nguồn năng lượng hữu hạn quá lớn. Sử dụng giao thức của PoW mang đến cho môi trường phi tập trung đạt được sự đồng thuận về trạng thái của một cơ sở dữ liệu tài chính.
Trong tương lai, với sự tiến bộ và phát triển của công nghệ blockchain, hẳn sẽ các những giao thức đồng thuận tiên tiến hơn. Hãy cùng Fiahub chờ đón nhé! Và đừng quên, gửi đến chúng tôi những thắc mắc của bạn. Đội ngũ Fiahub luôn sẵn sàng hỗ trợ 24/7.
Linh Bùi là một nhà sáng tạo nội dung, chuyên gia nghiên cứu trong lĩnh vực tài chính nói chung và tiền điện tử nói riêng. Với mong muốn chia sẻ các tuyến bài viết chuyên về kiến thức, cập nhật tin tức về thị trường tài chính tại Việt Nam và trên toàn cầu, Linh Bùi đã và đang tham gia với vai trò biên tập viên/người sáng tạo nội dung tại một số nền tảng, sàn giao dịch như Fiahub, BeInCrypto, Mitrade, Finixio, Dr.Localize… Trong mỗi bài viết của mình, Linh Bùi đều mong muốn đơn giản hóa các khái niệm tài chính liên quan, giảm thiểu rào cản gia nhập cho độc giả, đặc biệt là những người mới tham gia.
