Song song với Proof of Stake, Proof of Work là một thuật toán đời đầu và được sử dụng khá nhiều trong các Blockchain. Nhiều anh em đầu tư tiền điện tử nhưng vẫn không thật sự hiểu nó là gì, cũng như cơ chế hoạt động của cơ chế này ra sao. Do đó, trong bài viết này, Coin98 sẽ giải thích về Proof of Work là gì nhưng theo phong cách đơn giản, không liên quan quá nhiều đến các thuật ngữ lập trình để cho anh em nắm bắt nó dễ dàng hơn.
Proof of Work (PoW) là gì?
Proof of Work (PoW – Bằng chứng công việc) là cơ chế đồng thuận đầu tiên được tạo ra trên Blockchain và khá phổ biến trong thế giới tiền điện tử. Proof of Work được Satoshi Nakamoto áp dụng thành công cho Bitcoin vào năm 2009. Từ đó đến nay, PoW là một trong những cơ chế đồng thuận phổ biến nhất trong hệ sinh thái Cryptocurrency.
Proof of Work tập hợp các thợ đào (hay còn gọi là node) tham gia cạnh tranh xác thực các giao dịch, sau đó đưa giao dịch vào các block trong Blockchain để nhận phần thưởng tùy theo mạng lưới.
Ví dụ: Các thợ đào của Ethereum sẽ xác nhận các giao dịch trên Ethereum, đưa vào block và nhận về ETH làm phần thưởng.
Proof of Work ra đời như thế nào?
Mặc dù là người áp dụng đầu tiên, tuy nhiên Satoshi Nakamoto không phải là cha đẻ phát minh ra ý tưởng về PoW. Vậy ai mới là người tạo ra PoW? Ý tưởng đầu tiên về PoW được sản sinh vào năm nào?
Dưới đây là các mốc quan trọng trong quá trình hình thành của PoW:
Ý tưởng sơ khai nhất của Proof of Work (PoW) được thể hiện trong bản luận “Pricing via Processing or Combatting Junk Mail” của hai nhà học giả Cynthia Dwork và Moni Naor về vấn đề chống lại các cuộc tấn công từ chối dịch vụ (DoS, DDoS), vấn đề Spam Email.
- Năm 1997, Adam Back trình bày cơ chế chống “Double Spending Protection” trong Whitepaper của HashCash.
- Năm 2004, Hal Finney đã áp dụng khái niệm PoW vào tiền điện tử như một giải pháp bảo mật, thông qua cơ chế gọi là “Reusable Proof of Work”.
- Năm 2009, Satoshi Nakamoto đã sử dụng ý tưởng của Finney để tạo ra cơ chế đồng thuận Proof of Work (PoW) dành cho Bitcoin.
- Từ 2009 đến nay, cơ chế đồng thuận Proof of Work (PoW) đã trở thành cơ chế đồng thuận phổ biến trong hệ sinh thái tiền điện tử.
Bản chất & Cách hoạt động của PoW
Bản chất của Proof of Work chính là xác nhận bằng chứng làm việc của ai đó là hợp lệ đến toàn bộ mạng lưới blockchain, thông qua việc tiêu tốn tài nguyên trong thế giới thực.
Ví dụ: Cơ chế PoW của Bitcoin:
Để blockchain của Bitcoin có thể hoạt động, cần đến sự ra đời liên tục của block mới để chứa các thông tin giao dịch.
Việc này được đảm nhận bởi thành phần gọi là “Miners“. Họ sẽ phải giải đáp các bài toán phức tạp và gửi đáp án đúng đến toàn mạng lưới nhanh nhất.
Để đáp ứng yêu cầu đó, Miner cần sử dụng các thiết bị có sức mạnh tính toán cao, được gọi là “máy đào“. Để vận hành máy đào cần đến năng lượng điện.
Như vậy, bản chất PoW của Bitcoin sẽ đơn giản như sau: Xác nhận bằng chứng công việc (đáp án đúng của bài toán) của Miners đến toàn mạng lưới blockchain của Bitcoin, thông qua việc tiêu tốn tài nguyên trong thế giới thực (máy đào, năng lượng điện và thời gian).
Cơ chế hoạt động của Proof of Work
Tầm quan trọng của Proof of Work
Mục đích của PoW từ lúc ra đời ý tưởng cho đến hiện tại vẫn giữ vững mục đích chính của nó: Bảo mật mạng lưới.
PoW trong blockchain sẽ có tác dụng chính là bảo vệ mạng lưới khỏi các cuộc tấn công DoS. Bởi vì khi tấn công vào mạng lưới cần rất nhiều tài nguyên như sức mạnh tính toán, thời gian giải toán,… khiến cho cuộc tấn công trở nên cực kỳ tốn kém.
Bên cạnh đó, PoW còn ít ảnh hưởng đến khả năng khai thác của Miner. Không quan trọng anh em có bao nhiêu coin trong ví, chỉ cần anh em có nguồn tài nguyên (sức mạnh tính toán) đủ lớn đều có thể tham gia vào quá trình khai thác. Nếu Miner không có đủ sức mạnh tính toán, họ có thể tham gia vào một Mining Pool để tận dụng sức mạnh tính toán của toàn bộ pool đào.
Nhược điểm của Proof of Work
2 điểm yếu chính của cơ chế đồng thuận PoW bao gồm:
- Tiêu tốn quá nhiều tài nguyên.
- Có khả năng bị tấn công 51%.
Lãng phí năng lượng
Đây vẫn là chủ đề tranh cãi không có hồi kết giữa 2 bên trong thị trường:
- Một bên cho rằng việc sử dụng quá nhiều điện năng để giữ độ bảo mật cho mạng lưới là điều lãng phí.
- Bên còn lại đưa ra những lý lẽ về việc tiêu tốn tài nguyên là điều cần thiết khiến cho mạng lưới được bảo mật hơn.
Tranh cãi về vấn đề lãng phí điện năng của Proof of Work (PoW)
Khả năng bị tấn công 51%
Đây là vấn đề cực kỳ quan trọng, khả năng tấn công 51% có thể xảy ra đối với các blockchain sử dụng PoW.
Tại sao vấn đề này có thể xảy ra?
Như mình đã nói ở trên, cơ chế PoW dựa trên sức mạnh tính toán. Vậy nếu như cps một cá nhân, tổ chức sở hữu hơn 51% tổng sức mạnh tính toán của mạng lưới thì chuyện gì có thể xảy ra?
Lúc này tổ chức, cá nhân đó cơ bản sẽ chiếm được quyền kiểm soát mạng lưới trong việc xác nhận sai lệch các bằng chứng, khiến cho mạng lưới bị tình trạng double spending (chi tiêu kép), gây thiệt lại rất lớn.
Tấn công 51% dễ xảy ra đối với các mạng lưới nhỏ, lượng miner không nhiều khiến việc chiếm sức mạnh tính toán của mạng lưới rất dễ dàng. Điều này sẽ khó xảy ra đối với mạng lưới blockchain lớn như Bitcoin vì chi phí để chiếm sức mạnh tính toán rất lớn.
Bên dưới đây là chi phí để thực hiện một cuộc tấn công 51%, anh em có thể tham khảo:
Chi phí để thực hiện một cuộc tấn công 51%
