Proof of Work (PoW) là gì?

Nhờ vào công nghệ blockchain mà giờ đây chúng ta có thể thực hiện các giao dịch tiền kỹ thuật số mà không cần đến sự tồn tại của bên thứ ba như Paypal, Visa,…. Tuy nhiên, để đạt được điều này cần phải sử dụng đến một thứ gọi là “cơ chế đồng thuận”. Có rất nhiều thuật toán đồng thuận được sử dụng nhưng phổ biến nhất là PoW (Proof of Work) và PoS (Proof of Stake). Để có thể hiểu được về PoS, trước hết chúng ta hãy cùng tìm hiểu về PoW trong bài viết sau đây.

Tổng quan về Proof of Work

Proof of Work (PoW) – bằng chứng công việc  là cơ chế đồng thuận tiền điện tử ban đầu, được sử dụng lần đầu tiên bởi Bitcoin. Bằng chứng về công việc và khai thác là những ý tưởng liên quan chặt chẽ với nhau. Lý do nó được gọi là “bằng chứng công việc” là vì mạng yêu cầu một lượng lớn sức mạnh để xử lý. Các chuỗi khối PoW được bảo mật và xác minh bởi các công cụ khai thác ảo trên khắp thế giới, chúng chạy đua với nhau để trở thành người đầu tiên giải được một câu đố toán học. Người chiến thắng được tạo thêm một block mới vào chuỗi và được mạng thưởng bằng một lượng tiền kỹ thuật số được xác định trước. 

PoW có một số lợi thế mạnh mẽ, đặc biệt là đối với một loại tiền tương đối đơn giản nhưng cực kỳ có giá trị như Bitcoin. Đây được xem là một cách mạnh mẽ đã được chứng minh để duy trì một chuỗi khối phi tập trung an toàn. Khi giá trị của tiền kỹ thuật số tăng lên, nhiều người khai thác được khuyến khích tham gia mạng, tăng sức mạnh và tính bảo mật của nó. Do lượng sức mạnh xử lý liên quan, việc can thiệp vào chuỗi khối của tiền điện tử có giá trị trở nên không thực tế đối với bất kỳ cá nhân hoặc nhóm nào. 

Mặt khác, đó là một quy trình sử dụng nhiều năng lượng và có thể gặp khó khăn khi mở rộng quy mô để đáp ứng số lượng lớn giao dịch mà các chuỗi khối tương thích với hợp đồng thông minh như Ethereum có thể tạo ra. Và do đó, các giải pháp thay thế đã được phát triển, phổ biến nhất trong số đó được gọi là Proof of Stake sẽ được khám phá ở bài viết sau.

Vai trò của Proof of Work 

PoW giúp ngăn chặn các hành động xâm phạm nhằm mục đích thay đổi các giao dịch thanh toán và hợp đồng trên mạng P2P. Blockchain là một sổ cái lưu trữ dữ liệu xuyên suốt, điều này có nghĩa nếu ai đó cố gắng can thiệp vào một khối, họ sẽ phải tính toán lại tất cả các giao dịch đã xảy ra sau khối đó. Vì thế, nếu các kẻ tấn công thành công can thiệp vào blockchain, họ sẽ buộc phải ghi đè lên blockchain với một tốc độ chớp nhoáng nhanh hơn so với tất cả các thành viên tham gia khác. Tuy nhiên, trong thực tế, có nhiều nút “tốt” tham gia vào quá trình tính toán vì thế gây ra  trở ngại cho các kẻ tấn công trong việc sửa đổi lại khối một cách nhanh chóng. Dựa vào cách hoạt động cấp quyền tạo khối dựa trên sức mạnh tính toán, trừ khi các kẻ tấn công sở hữu hơn 50% các node tham gia, thì việc xâm phạm blockchain mới có khả năng thực hiện. Đây cũng là giải thích cho thuật ngữ “tấn công 51%” trong blockchain. 

Xử lý giả mạo bằng PoW

PoW hoạt động như thế nào? 

Thuật toán đồng thuận PoW liên quan đến việc xác minh giao dịch thông qua quá trình khai thác. Phần này chúng ta sẽ tập trung đề cập về Mining – khai thác. 

PoW hoạt động bằng cách có các nút tìm kiếm một giá trị cụ thể gọi là “nonce” liên quan đến nội dung của khối đang được tạo, chẳng hạn như thông tin giao dịch như số tiền đang chuyển và người gửi. Nút tìm thấy giá trị thỏa nhỏ hơn giá trị mục tiêu sẽ được phép tạo khối.

Dễ hiểu hơn, chấp thuận một giao dịch yêu cầu một lượng lớn nỗ lực tính toán để tìm nonce đúng. Quá trình này sử dụng hàm băm, bởi vì không thể xác định giá trị gốc từ giá trị băm và do đó cần một quá trình tính toán để cho ra dữ liệu thử nghiệm. Khi giá trị hash mục tiêu được tìm thấy, khối được coi là hợp lệ.

Các thách thức của PoW

Cơ chế đồng thuận Proof-of-Work có một số vấn đề như sau: 

• Tấn công 51%: Nếu một cá nhân kiểm soát sở hữu 51% hoặc hơn 51% số nút trong mạng, thì họ có thể làm hỏng chuỗi khối bằng cách giành được phần lớn mạng. 
• Tốn thời gian: Người khai thác phải kiểm tra nhiều giá trị nonce để tìm ra giải pháp phù hợp cho câu đố phải giải để khai thác khối, đây là một quá trình tốn thời gian. 
• Tiêu thụ tài nguyên: Những người khai thác tiêu thụ một lượng lớn sức mạnh tính toán để tìm ra giải pháp cho câu đố toán học khó. Nó dẫn đến sự lãng phí các nguồn tài nguyên quý giá (tiền bạc, năng lượng, không gian, phần cứng). Dự kiến, 0,3% điện năng của thế giới sẽ được sử dụng để xác minh các giao dịch vào cuối năm 2018. 
• Giao dịch không tức thời: Quá trình xác nhận giao dịch mất khoảng 10–60 phút. Vì vậy, nó không phải là một giao dịch tức thời; bởi vì phải mất một thời gian để khai thác giao dịch và thêm nó vào chuỗi khối, do đó thực hiện giao dịch.

Kết luận 

Nhìn chung, PoW đóng một vai trò quan trọng trong bảo mật của chuỗi khối và nó là yếu tố chính để đảm bảo tính toàn vẹn và bất biến của sổ cái phân tán. Đây là một quá trình phức tạp, nhưng nó cần thiết để duy trì một mạng phi tập trung và bảo vệ khỏi các cuộc tấn công nguy hiểm. Song song đó cũng có nhiều thuật toán khác nhau đang được phát triển để cải thiện các thách thức của PoW, một trong số đó là PoS sẽ được tìm hiểu ở bài viết sau. Hy vọng bài viết trên hữu ích với các bạn và hẹn gặp các bạn ở bài viết sau về PoS (Proof of Stake) là gì.

BlockchainWork biên dịch

Nguồn: Gaiax Blockchain, Geeksforgeeks

• Tìm hiểu thêm về BlockchainWork tại website: https://blockchainwork.net/
• Ứng viên nắm bắt cơ hội việc làm tại đây: https://blockchainwork.net/candidate-signup
• Nhà tuyển dụng kết nối các tài năng trẻ tại đây: https://blockchainwork.net/employer-signup

>> Có thể bạn quan tâm: 

• Tất tần tật về Ví Bitcoin mà bạn sẽ cần
• Cơ chế đồng thuận (consensus mechanism) trong blockchain là gì?
• Tấn công 51% (51% attack) là gì?