Proof of Work (PoW) là gì? PoW có vai trò như thế nào trong Blockchain?

solfi_admin Thứ Bảy, 27/11/2021

Cơ chế đồng thuận được cho là một trong những thành phần quan trọng nhất của công nghệ blockchain. Vậy Proof of Work là gì? Cơ chế đồng thuận PoW hoạt động như thế nào? Cùng BlockSolfi tìm hiểu về tầm quan trọng và nhược điểm của Proof of Work tại đây!

Proof of Work (PoW) là gì?

Proof of Work ̣(PoW – bằng chứng công việc) là thuật toán đồng thuận đầu tiên được tạo ra trong mạng Blockchain. Được sử dụng để xác nhận giao dịch và sản xuất các block mới trong chuỗi.

Proof of Work 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, Bitcoin cũng chính là nền tảng tiên phong trong việc sử dụng PoW. Và 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 đồng 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.

Proof of Work (PoW) được phát minh bởi Cynthia Dwork và Moni Naor. Cụ thể hơn, họ giải thích ý tưởng này trong một bài báo xuất bản năm 1993 có tên “Định giá thông qua xử lý hoặc chống lại thư rác”.

Vài năm sau, vào năm 1999, Markus Jakobsson và Ari Juels đã mở rộng ý tưởng ban đầu. Năm đó, họ đã xuất bản một bài báo có tên “Proofs of Work and Bread Pudding Protocols.” Bài báo này là nơi đặt ra thuật ngữ Proof of Work (PoW).

PoW ra đời và trở thành một yếu tố quan trọng của tiền điện tử và công nghệ blockchain.

Đến năm 2008, Satoshi Nakamoto đã xuất bản sách trắng về Bitcoin, “Bitcoin: Hệ thống tiền mặt điện tử ngang hàng.” Kể từ thời điểm đó, PoW đã trở thành một yếu tố quan trọng của tiền điện tử và công nghệ blockchain.

Proof of Work hoạt động như thế nào?

Proof-of-Work hoạt động như một bài toán phức tạp. Chính vì thế, nó đòi hỏi rất nhiều nỗ lực tính toán để giải. Có một số yếu tố giúp giải quyết bài toán này, đó là:

Hash Function (hàm băm): Trong hàm băm, giá trị đầu ra đã được biết đến và người dùng chỉ cần xác định giá trị đầu vào.

Integer Factorization (Phân tích nhân tử số nguyên): Phân tách một số thành một tích của các số nguyên nhỏ hơn. Được sử dụng để làm cho hệ thống mã hóa public-key an toàn hơn.
.
Guided tour puzzle protocol (giao thức hướng dẫn giải bài toán): Trong trường hợp máy chủ (server) nghi ngờ một cuộc tấn công DoS. Nó yêu cầu tính toán lại các hàm băm, cho một số node theo một thứ tự cụ thể. Trường hợp này, có thể gọi là “Cách tìm chuỗi tương đương của chuỗi giá trị hàm băm”.

Với sự tăng trưởng của chuỗi, vô số trở ngại xuất hiện và các thuật toán đòi hỏi sức mạnh băm (hash power) bổ sung để giải quyết các vấn đề này. Nên đáp án của bài toán PoW này chính là “hàm băm” hay “hash”.

Tầm quan trọng của Proof of Work trong Blockchain

Mục đích của PoW từ lúc ra đời ý tưởng cho đến hiện tại vẫn là: Bảo mật mạng lưới.

PoW trong blockchain 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 người dùng có bao nhiêu coin trong ví, chỉ cần có nguồn tài nguyên (sức mạnh tính toán) đủ lớn, người dùng đều có thể tham gia vào quá trình khai thác.

Ưu và Nhược điểm của Proof of Work

Ưu điểm

PoW có thể đảm bảo sự an toàn của toàn mạng. Đây là lý do tại sao nhiều loại tiền điện tử sử dụng PoW. Nếu nhiều node đang cạnh tranh để xác định độ phân giải của vấn đề, thì năng lượng tính toán cần thiết sẽ trở nên cao đến mức chuỗi sẽ trở nên không thể đạt được đối với một hoặc thậm chí một nhóm hacker.

Ngoài ra, PoW còn giúp phát hiện những kẻ gửi thư rác (spammers).

Nhược điểm

Tốn thời gian: Người khai thác phải kiểm tra nhiều giá trị nonce để tìm ra giải pháp phù hợp cho bài toán phải giải để khai thác block, đây là một quá trình tốn thời gian.

Tiêu thụ tài nguyên: Cần tiêu thụ lượng năng lượng tính toán cao để tìm ra lời giải cho bài toán khó và phức tạp. Nó dẫn đến sự lãng phí tài nguyên quý giá (tiền bạc, năng lượng, không gian, phần cứng)..

Tấn công 51%: Đây là trường hợp người dùng hoặc một nhóm người dùng kiểm soát phần lớn sức mạnh khai thác. Họ có thể độc quyền tạo các block mới và nhận phần thưởng vì họ có thể ngăn miners khác hoàn thành các block. Và còn có cơ hội đảo ngược tất cả các giao dịch.

Một ví dụ điển hình cho loại hình tấn công này như mạng Bitcoin Gold bị hack 18 triệu USD vào năm 2018. Và còn nhiều vụ khác mang tên “Tấn công 51%”.

Lời kết

Qua bài viết này, chắc chắn những anh em, dù mới tham gia vào thị trường tiền điện tử hay ở thị trường này một khoảng thời gian cũng đã nắm bắt được khái quát định nghĩa Proof of Work cũng như tầm quan trọng và nhược điểm của cơ chế này. Nếu anh em có bất kỳ thắc mắc hoặc ý kiến nào khác, hãy bình luận ở phía dưới để thảo luận cùng BlockSolFi nhé!