Giới thiệu
Proof of Work (thường được viết tắt là PoW) là một cơ chế ngăn chặn việc chi tiêu gấp đôi. Hầu hết các loại tiền điện tử sử dụng nó làm thuật toán đồng thuận của chúng, được sử dụng như một cách để bảo mật các sổ cái được mã hóa.
Proof-of-Work là thuật toán đồng thuận đầu tiên xuất hiện và cho đến nay là thuật toán thống trị. Nó được Satoshi Nakamoto giới thiệu trong sách trắng về Bitcoin vào năm 2008, nhưng bản thân công nghệ này đã được hình thành từ rất lâu trước đó.
HashCash của Adam Back là một ví dụ ban đầu về thuật toán Proof of Work trước tiền điện tử. Bằng cách yêu cầu người gửi thực hiện một số phép toán trước khi gửi email, người nhận có thể giảm thư rác. Việc tính toán này sẽ tốn rất ít chi phí cho những người gửi hợp pháp, nhưng đối với những người gửi nhiều email, nó sẽ cộng lại một con số lớn.
Proof-of-Work là gì?
Để đảm bảo sự ổn định và giảm bớt sự biến động, các nhà đầu tư mới đầu tư vào những đồng tiền ít rủi ro hơn. Đồng tiền luôn có hiệu suất ổn định và tính thanh khoản cao. Ngoài ra, tiền xu rất phổ biến nên khi đầu tư vào tiền xu, các giao dịch mua bán sẽ xuất hiện nhiều hơn trên các sàn giao dịch. Điều này giúp bạn linh hoạt để tránh rủi ro.
Đầu tư vào token là một lựa chọn rất phù hợp và hấp dẫn đối với các nhà đầu tư dài hạn, có nhiều kinh nghiệm rủi ro và khả năng phân tích sự biến động trên thị trường tiền ảo. Hầu hết các đồng tiền đều có tính đầu cơ cao. Các mã thông báo được tạo luôn có giá trị được đảm bảo là 1 đô la hoặc hàng trăm lần.
Ví dụ rõ ràng nhất là trong một ICO Ethereum, nơi các mã thông báo được bán với giá ban đầu là 0,336 đô la, nhưng giá đã tăng lên 2600 đô la / mã thông báo. Con số này gấp 7738 lần so với giá gốc. Điều này cho thấy rằng đầu tư vào token rất có lợi nhuận.
Cách hoạt động của Proof-of-work
Bitcoin là một blockchain, là một sổ cái được chia sẻ chứa lịch sử của mọi giao dịch Bitcoin đã từng xảy ra. Như tên cho thấy, blockchain này bao gồm các khối. Mỗi khối lưu trữ giao dịch mới nhất.
Proof of Work là một phần cần thiết của việc thêm các khối mới vào chuỗi khối Bitcoin. Người khai thác, người tham gia hệ sinh thái, người triển khai Proof of Work đưa các khối vào cuộc sống. Mạng chấp nhận một khối mới mỗi khi thợ đào đề xuất một Proof of Work mới, điều này xảy ra khoảng 10 phút một lần.
Việc tìm kiếm Proof of Work thành công là rất khó và cách duy nhất để cung cấp công việc mà các thợ đào cần để giành được bitcoin là sử dụng các máy tính chuyên dụng đắt tiền. Nếu người khai thác đoán đúng phép tính, họ sẽ nhận được bitcoin. Họ thực hiện càng nhiều tính toán, họ càng sở hữu nhiều bitcoin.
Các thợ mỏ đang thực hiện những tính toán nào? Trong Bitcoin, các thợ đào tạo ra thứ được gọi là “băm” để biến đầu vào thành một chuỗi các chữ cái và số trông ngẫu nhiên.
Mục tiêu của người khai thác là tạo ra một hàm băm phù hợp với “mục tiêu” hiện tại của Bitcoin. Họ phải tạo các băm với đủ số 0 ở đầu. Xác suất nhận được nhiều số 0 liên tiếp là rất thấp. Nhưng các thợ mỏ trên khắp thế giới đang thực hiện hàng nghìn tỷ phép tính này mỗi giây, vì vậy trung bình họ phải mất khoảng 10 phút để đạt được điều đó.
Nhưng chúng tôi không thêm từng giao dịch một – thay vào đó, chúng tôi tổng hợp chúng thành các khối. Chúng tôi thông báo các giao dịch với mạng và người dùng tạo khối sau đó đưa chúng vào làm khối ứng viên. Một giao dịch chỉ được coi là hợp lệ khi một khối ứng cử viên trở thành một khối được xác nhận, có nghĩa là nó đã được thêm vào blockchain.
Tuy nhiên, thêm một khối không hề rẻ. Proof of Work yêu cầu những người khai thác (nhà sản xuất khối) sử dụng một số tài nguyên của riêng họ để được đặc quyền. Tài nguyên này là sức mạnh tính toán được sử dụng để băm khối dữ liệu cho đến khi tìm ra lời giải cho câu đố.
Băm dữ liệu khối có nghĩa là bạn chuyển nó qua một hàm băm để tạo một hàm băm khối. Băm khối giống như “dấu vân tay” – đó là số nhận dạng bạn nhập và là duy nhất cho mỗi khối.
Hầu như không thể đảo ngược băm khối để lấy dữ liệu đầu vào. Tuy nhiên, khi đã biết đầu vào, bạn sẽ dễ dàng xác nhận rằng băm là chính xác. Bạn chỉ cần gửi đầu vào thông qua chức năng và kiểm tra xem đầu ra có giống nhau không.
Trong Proof of Work, bạn phải cung cấp dữ liệu có hàm băm phù hợp với các điều kiện nhất định. Nhưng bạn không biết phải làm thế nào. Lựa chọn duy nhất của bạn là chuyển dữ liệu của bạn qua một hàm băm và kiểm tra xem nó có đủ điều kiện hay không. Nếu không, bạn sẽ phải thay đổi dữ liệu của mình một chút để có một hàm băm khác. Thay đổi ngay cả một ký tự trong dữ liệu có thể dẫn đến kết quả hoàn toàn khác, vì vậy không thể dự đoán kết quả đầu ra có thể là gì.
Vì vậy, nếu bạn muốn tạo một khối, bạn đang chơi trò chơi đoán. Bạn lấy thông tin và một số dữ liệu quan trọng khác về tất cả các giao dịch bạn muốn thêm, sau đó băm tất cả lại với nhau. Nhưng vì tập dữ liệu của bạn không thay đổi, bạn cần thêm một phần thông tin biến. Nếu không, bạn sẽ luôn nhận được cùng một hàm băm như đầu ra. Dữ liệu biến này được đặt tên là nonce. Đây là một con số mà bạn thay đổi sau mỗi lần thử, vì vậy bạn sẽ nhận được một hàm băm khác nhau mỗi lần. Đây là những gì chúng tôi gọi là đào.
Nói một cách đơn giản, khai thác là quá trình thu thập dữ liệu blockchain và băm nó với các số ngẫu nhiên cho đến khi tìm thấy một hàm băm cụ thể. Nếu bạn tìm thấy một băm đáp ứng các điều kiện được chỉ định bởi giao thức, bạn có quyền phát khối mới vào mạng. Tại thời điểm này, những người tham gia khác của mạng sẽ cập nhật các blockchain của họ để bao gồm khối mới.
Đối với các loại tiền điện tử lớn hiện nay, các điều kiện rất khó đáp ứng. Tỷ lệ băm trên mạng càng cao thì càng khó tìm được băm hợp lệ. Điều này được thực hiện để đảm bảo rằng các khối mới không bị phát hiện quá nhanh.
Như bạn có thể tưởng tượng, cố gắng đoán nhiều hàm băm có thể tiêu tốn tài nguyên máy tính của bạn. Bạn đang tiêu tốn chu kỳ và điện năng của máy tính. Tuy nhiên, nếu bạn tìm thấy một hàm băm hợp lệ, giao thức sẽ thưởng cho bạn bằng tiền điện tử.
Hãy xem lại những gì chúng ta biết cho đến nay:
- Đào rất tốn kém.
- Nếu bạn tạo ra các khối hợp lệ, bạn sẽ được thưởng.
- Khi biết thông tin đầu vào, người dùng có thể dễ dàng kiểm tra số băm của họ – người dùng không khai thác có thể xác minh rằng các khối là hợp lệ mà không tiêu tốn quá nhiều sức mạnh tính toán.
Chính tình trạng này đã dẫn đến sự xuất hiện của mật mã khóa công khai. Chúng tôi sẽ không đi sâu vào vấn đề đó trong bài viết này, nhưng bạn có thể hiểu được mật mã khóa công khai là gì? Có được một cái nhìn tổng quan đầy đủ về nó. Nói tóm lại, chúng tôi sử dụng một số thủ thuật mã hóa rõ ràng để cho phép bất kỳ người dùng nào xác minh rằng ai đó có quyền chuyển số tiền mà họ đang cố gắng chi tiêu.
Khi bạn tạo một giao dịch, bạn ký tên vào nó. Bất kỳ ai trên mạng đều có thể so sánh chữ ký của bạn với khóa công khai và kiểm tra xem chúng có khớp nhau không. Họ cũng sẽ kiểm tra xem bạn có thực sự có thể tiêu tiền của mình hay không và tổng đầu vào của bạn có cao hơn tổng đầu ra của bạn (tức là chi tiêu của bạn không vượt quá tổng đầu ra của bạn). bạn có tiền).
Bất kỳ khối nào chứa các giao dịch không hợp lệ sẽ bị mạng tự động từ chối. Cố gắng gian lận sẽ khiến bạn phải trả giá đắt. Bạn sẽ lãng phí tài nguyên của mình mà không đổi lại được gì.
Về mặt này, Proof of Work có một lợi thế: nó làm cho việc gian lận trở nên tốn kém, nhưng hành động trung thực lại có lợi. Bất kỳ người khai thác hợp lý nào cũng sẽ tìm kiếm ROI, vì vậy họ có thể được kỳ vọng sẽ hoạt động theo cách đảm bảo doanh thu.
Ai đạt được mục tiêu đầu tiên sẽ giành được nhiều tiền điện tử Bitcoin. Sau đó, giao thức Bitcoin tạo ra một giá trị mới mà các thợ đào phải băm và các thợ đào bắt đầu lại cuộc thi để giành được Proof of Work.
Xem thêm: Những Điều Bạn Cần Biết Về Giao Dịch Bitcoin – Hướng Dẫn Giao Dịch Bitcoin cho Người Mới
Tại sao Proof of Work cần thiết?
Blockchain là một cơ sở dữ liệu lớn mà tất cả người dùng có thể nhìn thấy, vì vậy họ có thể kiểm tra xem tiền đã được sử dụng trước đó chưa. Để minh họa bằng ví dụ này: Bạn có một cuốn sổ ghi chép với ba người bạn. Bất cứ khi nào một trong ba người muốn chuyển bất kỳ đơn vị nào mà nhóm sử dụng, người đó sẽ viết ra giấy – Alice trả cho Bob năm đơn vị, Bob trả cho Carol hai đơn vị, v.v.
Đây là điểm bắt buộc – mỗi khi bạn thực hiện một giao dịch, bạn sẽ chỉ xử lý nguồn tiền. Vì vậy, nếu Bob trả Carol hai đơn vị, mục nhập thực tế sẽ giống như sau: Bob đã trả Carol hai đơn vị từ một giao dịch trước đó với Alice.
Bây giờ chúng ta có một cách để theo dõi các đơn vị. Nếu Bob cố gắng thực hiện một giao dịch khác với những đơn vị tương tự mà anh ta vừa gửi cho Carol, mọi người sẽ biết ngay lập tức. Các đội không cho phép thêm các giao dịch vào sổ.
Điều này có thể hoạt động tốt trong một nhóm. Mọi người đều biết nhau, vì vậy họ có thể sẽ đồng ý về việc bạn bè nào nên thêm giao dịch vào sổ cái. Nhưng điều gì sẽ xảy ra nếu chúng ta muốn một nhóm 10.000 người tham gia? Ý tưởng về một cuốn sổ là không thực tế bởi vì không ai muốn tin tưởng một người lạ quản lý nó.
Đây là nơi Proof of Work ra đời. Nó đảm bảo rằng người dùng không tiêu tiền mà họ không có quyền chi tiêu. Bằng cách kết hợp lý thuyết trò chơi và mật mã, thuật toán PoW cho phép bất kỳ ai cũng có thể cập nhật blockchain theo các quy tắc của hệ thống.
Proof of Work với Proof of Stake
Có nhiều thuật toán đồng thuận, nhưng một trong những thuật toán được mong đợi nhất là Proof of Stake (PoS). Khái niệm này có từ năm 2011 và đã được thực hiện trong nhiều giao thức nhỏ hơn. Nhưng nó vẫn chưa xuất hiện trên bất kỳ blockchain lớn nào.
Trong hệ thống Proof of Stake, người khai thác được thay thế bằng người xác nhận. Không có khai thác và không có cạnh tranh băm. Thay vào đó, người dùng được chọn ngẫu nhiên – nếu được chọn, họ phải đề xuất (hoặc “giả”) một khối. Nếu khối hợp lệ, họ sẽ nhận được phần thưởng bao gồm phí giao dịch khối.
Tuy nhiên, không thể chọn người dùng nào – giao thức chọn họ dựa trên nhiều yếu tố. Để đủ điều kiện, những người tham gia phải khóa một khoản tiền đặt cọc, đây là số lượng được xác định trước của mã thông báo gốc của blockchain. Đặt cọc cũng giống như tại ngoại: giống như bị cáo phải đặt cọc một số tiền lớn để ngăn họ bỏ qua phiên tòa, người xác nhận sẽ khóa tiền đặt cọc để ngăn chặn hành vi gian lận. Nếu họ hành động không trung thực, cổ phần của họ (hoặc một phần của chúng) sẽ bị lấy đi.
Proof of Stake có một số lợi ích so với Proof of Work. Đáng chú ý nhất là lượng khí thải carbon nhỏ hơn – vì PoS không yêu cầu các trang trại khai thác công suất cao nên mức tiêu thụ điện chỉ bằng một phần nhỏ so với PoW.
Điều đó nói rằng, không có gì đánh bại được PoW. Mặc dù PoW có thể được coi là lãng phí, nhưng khai thác là thuật toán đồng thuận duy nhất đã được chứng minh trên quy mô lớn. Chỉ trong hơn một thập kỷ, nó đã có các giao dịch bảo đảm trị giá hàng nghìn tỷ đô la. Để xác định liệu PoS có thể cạnh tranh với PoW về bảo mật hay không, PoS cần được kiểm tra thỏa đáng trong thực tế.
Kết luận
Proof of Work việc là giải pháp ban đầu cho vấn đề chi tiêu gấp đôi và đã được chứng minh là đáng tin cậy và an toàn. Bitcoin đã chứng minh rằng chúng ta không cần một thực thể tập trung để ngăn việc chi tiêu hai lần cùng một khoản tiền. Thông qua việc sử dụng mật mã, hàm băm và lý thuyết trò chơi, những người tham gia trong môi trường phi tập trung có thể đạt được sự đồng thuận về trạng thái của cơ sở dữ liệu tài chính.
