spot_img

Proof of Work, “bộ não” của Bitcoin, hoạt động như thế nào?

Nếu bạn có mối quan tâm đến Blockchain hay thị trường tiền mã hóa, chắc chắn các bạn đã nghe đến khái niệm Proof of Work. Đặc biệt, khi sự kiện Hợp Nhất (The Merge) đang đến rất gần, Proof of Work và người em của nó, Proof of Stake, ngày càng được nhắc đến với tần suất dày đặc trên các phương tiện truyền thông. Vậy bạn đã hiểu gì về khái niệm này? Hãy cùng BHub tìm hiểu chi tiết qua bài viết dưới đây.

1. Nguyên tắc hoạt động của Proof of Work

Hãy tưởng tượng, bạn đang ở trong một hầm mỏ sâu hàng trăm mét dưới lòng đất. Mỗi ca làm việc, bạn khai thác được 50 kg than và được người quản lý mỏ xác nhận con số trên để nhận tiền công. Những người thợ khác cũng làm điều tương tự, chỉ khác về khối lượng khai thác. Có người chỉ được 30 – 40 kg, người lên tới 60 kg hoặc hơn.

Nếu thay mỏ than, thợ mỏ,… ở ví dụ trên bằng những khái niệm của hệ thống Blockchain hay tiền mã hóa, chúng ta hoàn toàn có thể diễn giải nguyên tắc cơ bản nhất của thuật toán Proof of Work (PoW – Bằng chứng công việc).

Trong khoảng thời gian hữu hạn, toàn hệ thống blockchain sẽ đưa ra một lượng phần thưởng cố định. Những người muốn nhận được phần thưởng này sẽ phải giải một bài toán tìm mật mã từ hệ thống. Bài toán này chỉ có thể được giải quyết bằng việc ước đoán từng khả năng có thể xảy ra. Người đầu tiên tìm ra mật mã sẽ nhận được một phần thưởng và có thể thêm một khối vào blockchain hiện tại.

Ngay khi một mã khóa được tìm ra, những người được coi là người kiểm định có thể xác nhận mã trên. Khi được xác nhận, mã này sẽ chỉ có hiệu lực với người đâu tiên tìm được. Khi kết thúc thời gian yêu cầu, phần thưởng sẽ được chia đều cho số lượng mật mã tìm được, và cũng sẽ tỷ lệ thuận với tổng sức mạnh tính toán của từng người tham gia. Bài toán của hệ thống sẽ được “reset” với đề bài hoàn toàn mới trong lượt kế tiếp.

Tóm lại, Proof of Work là một cơ chế đồng thuận phân tán, yêu cầu những người tham gia phải tuyệt đối tuân thủ các quy định khi xác nhận giao dịch, từ đó mạng lưới Blockchain được bảo vệ an toàn. Do PoW hoạt động với cơ chế tương tự công việc ở hầm mỏ, việc khai thác các đồng tiền mã hóa dựa trên cơ chế này cũng được gọi là “khai mỏ” (mining). Người khai thác tiền mã hóa cũng được gọi là “thợ mỏ” (miner).

Bên trong một hệ thống đào Bitcoin tại Nội Mông (Trung Quốc). Ảnh: Qilai Shen (Bloomberg – Getty Images)

2. Proof of Work ra đời từ bao giờ?

Trên thực tế, Proof of Work ra đời từ rất lâu trước khi Bitcoin và các đồng tiền mã hóa xuất hiện. Ý tưởng đầu tiên của thuật toán này được Cynthia Dwork và Moni Naor đề xuất trong một bài luận nhằm chống lại các cuộc tấn công từ chối dịch vụ (DoS, DDoS) và thư rác. Ý tưởng trên được Adam Back hiện thực hóa qua việc đề xuất và phát triển hệ thống Hashcash.

Thuật ngữ Proof of Work chính thức được Markus Jakobsson và Ari Juels sử dụng trong một cuốn sách vào năm 1999. Đến năm 2004, Hal Finney xây dựng cơ chế “Bằng chứng xử lý tái sử dụng” (Reusable Proof of Work – RPoW) với tiền mã hóa dựa trên Hashcash.

Năm 2008, Satoshi Nakamoto trình làng sách trắng “Bitcoin: Hệ thống tiền mã hóa ngang cấp”. Trong văn bản này, Proof of Work được xem là hạt nhân, đầu não cho toàn bộ quy trình hoạt động và cả các giao dịch phát sinh của toàn hệ thống Bitcoin. Giao dịch Bitcoin đầu tiên được thực hiện vào ngày 12/01/2009 khi Satoshi Nakamoto gửi 10 bitcoin cho Hal Finney.

Ngoài Bitcoin, Proof of Work còn được sử dụng cho nhiều loại tiền mã hóa khác, bao gồm Litecoin, DASH, Monero, Bitcoin Cash, Zcash, Ethereum Classic,… Ethereum trước sự kiện Hợp Nhất (The Merge) cũng sử dụng cơ chế PoW.


3. Proof of Work quan trọng như thế nào?

Bạn chỉ có 40.000 đồng trong túi, nhưng lại muốn chi 35.000 đồng cho bữa sáng và 25.000 cho ly cà phê. Chắc chắn bạn không thể đủ tiền, nhưng bạn vẫn muốn cả hai trong khi không hề muốn số nợ tăng thêm như Barcelona. Như vậy, bạn sẽ tìm cách để chi số tiền này cho hàng ăn sáng và quán cà phê vào cùng một thời điểm. Hành động trên được gọi là lặp chi. Tuy nhiên, việc chi tiêu như trên sẽ gần như bất khả thi với hệ thống thanh toán và quản lý quán hiện đại.

Đối với một hệ thống Blockchain với hàng triệu giao dịch mỗi giờ, việc lặp chi là hoàn toàn có thể xảy ra. Từng có đến hơn 184 tỷ bitcoin (gấp gần 8800 lần số bitcoin giới hạn) được tạo ra trong một giao dịch giả mạo vào năm 2010, nhưng đã bị nhanh chóng xóa khỏi hệ thống khi bị phát hiện. Proof of Work được sinh ra, cũng như liên tục được cải tiến để chống lại tất cả những sai sót, gian lận có thể xảy ra trong quá trình vận hành hệ thống Blockchain.

Một điểm khác biệt nữa của Proof of Work là việc sử dụng cơ chế phân tán dữ liệu. Thay vì được lưu trữ ở một máy chủ tập trung, toàn bộ thông tin và dữ liệu của cả hệ thống Blockchain sẽ được chia sẻ thông qua hệ thống mạng ngang hàng (giống như Torrent). Mọi cá nhân tham gia mạng lưới sẽ đều có thể truy xuất thông tin về toàn bộ giao dịch mọi lúc, mọi nơi, tránh những tác hại tiềm tàng tư việc máy chủ bị tấn công hay gặp sự cố.

Ngoài ra, sẽ rất khó để thay đổi một khối các giao dịch khi đã được xác nhận và đưa vào Blockchain. Càng nhiều khối được đưa vào, việc thay đổi sẽ càng khó khăn cho đến khi điều này trở nên bất khả thi. Đối với Bitcoin, 6 khối được coi là xác nhận giao dịch và sẽ không thể được thay đổi. Điều này sẽ khiến cho những kẻ muốn tấn công hệ thống Blockchain sẽ phải đầu tư nguồn lực khổng lồ để thu lại kết quả gần như bằng 0.


4. Ưu và nhược của Proof of Work

Ưu điểm

  • Có khả năng gần như “miễn dich” với tấn công DDoS
  • Công bằng, minh bạch, chống gian lận
  • Ngăn ngừa tác động của lượng tiền mã hóa sở hữu của các thợ đào lên kết quả khai thác (Phần thưởng nhận được tỷ lê thuận với sức mạnh tính toán hiện có của từng thợ đào)
  • Duy trì mạng lưới lành mạnh, từ đó thu hút và gây thiện cảm với cộng đồng

Nhược điểm

  • Chi phí đầu tư khổng lồ để mua sắm thường xuyên các thiết bị khai thác (linh kiện máy tính, máy ASIC), thanh toán tiền điện
  • Tiêu tốn nguồn tài nguyên khổng lồ để duy trì hệ thống. Theo tính toán của Trung tâm Tài chính thay thế thuộc Đại học Cambridge (CCAF), hoạt động khai thác Bitcoin tiêu tốn hơn 120 tỷ kWh trong vòng 12 tháng vừa qua, ngang với một quốc gia như Hà Lan. Hoạt động này cũng thải ra tới hơn 22 triệu tấn CO2 mỗi năm.
  • Nguy cơ từ tấn công quá bán. Một cá nhân, tổ chức hoặc nhóm người sở hữu trên 50% sức mạnh tính toán của toàn hệ thống sẽ có quyền chi phối toàn bộ mạng lưới Blockchain. Họ có thể khiến các giao dịch hợp lệ không được xác nhận, xác nhận các bằng chứng sai lệch, đảo chiều giao dịch và có thể cho phép một lượng lớn các giao dich lặp chi xảy ra. Tấn công quá bán chỉ dễ xảy ra với các mạng lưới nhỏ, còn với các mạng lưới lớn như Bitcoin sẽ gần như không thể vì chi phí đầu tư cho sức mạnh tính toán là rất lớn.
Lượng điện tiêu thụ từ hoạt động đào Bitcoin (đơn vị tính: TWh). Nguồn số liệu: CCAF

Theo dõi thông báo tin tức mới nhất tại BHub News

Tham gia trao đổi trực tiếp tại cộng đồng BHub Chat

Tất cả về Bhubs

Related Articles

PHẢN HỒI

Viết bình luận
Nhập tên của bạn

Stay Connected

0FansLike
5FollowersFollow
0SubscribersSubscribe
- Advertisement -spot_img

Tin mới nhất