Proof of Work là thuật toán đồng thuận đầu tiên xuất hiện và cho đến nay vẫn là thuật toán thống trị. Nó được giới thiệu bởi Satoshi Nakamoto trong sách trắng Bitcoin năm 2008, nhưng bản thân công nghệ này đã được hình thành từ lâu trước đó. Theo dõi bài viết dưới đây để cùng tìm hiểu kỹ hơn về PoW nhé.
Proof of Work là gì?
Proof of Work hay bằng chứng công việc là thuật toán đồng thuận thường thấy ở các blockchain, được sử dụng trong việc xác nhận các giao dịch và tạo ra các block mới trên blockchain đó.
Cụ thể thuật toán PoW yêu cầu những người được phép thêm dữ liệu hay xác nhận giao dịch trên một blockchain phải thực hiện một khối lượng công việc. Khối lượng công việc đó có thể là một bài toán đố. Từ đó các giao dịch trên blockchain trở nên đáng tin cậy hơn và có thể được diễn ra một cách ngang hàng với nhau (Peer to peer) mà không cần phải qua một bên thứ ba nào như Paypal hay Momo,...
Quá trình này được lặp lại liên tục khi có giao dịch mới để tạo ra các block mới và duy trì hoạt động của mạng blockchain.
Lịch sử ra đời
Proof of Work (PoW) bắt đầu với các mã nguồn mở ban đầu. Ý tưởng sơ khai của PoW được đề xuất trong bài báo "Pricing via Processing or Combatting Junk Mail" của Cynthia Dwork và Moni Naor, để chống lại các cuộc tấn công từ chối dịch vụ và spam email.
Tuy nhiên, PoW trở nên nổi tiếng chủ yếu nhờ Bitcoin. Trong whitepaper của Bitcoin, Satoshi giới thiệu PoW như một cách để xác nhận giao dịch trên mạng ngang hàng mà không cần tổ chức hoặc người trung gian. Từ đó, PoW đã trở thành một trong những kỹ thuật cơ bản để xác nhận giao dịch trên blockchain và được sử dụng rộng rãi trên nhiều blockchain khác nhau.
Vì vậy, PoW đã trở thành một công nghệ cơ bản của blockchain và được áp dụng rộng rãi trên toàn cầu.
Ưu điểm và nhược điểm của Proof of Work
Ưu điểm
- An toàn mạng lưới: PoW đảm bảo an toàn cho mạng lưới bằng cách yêu cầu người tham gia giải quyết các bài toán khó trong quá trình đào coin. Điều này khó khăn đối với kẻ tấn công vì cần kiểm soát hơn 50% công lực tính toán của mạng.
- Minh bạch chính trị: PoW khuyến khích minh bạch trong mạng blockchain bằng cách yêu cầu thợ đào cạnh tranh giải quyết các bài toán khó để nhận phần thưởng. Quá trình này công khai và được kiểm tra bởi toàn bộ mạng, đảm bảo minh bạch và tin cậy.
- Cập nhật chính xác và phi tập trung: PoW đảm bảo thông tin trên blockchain được cập nhật chính xác và phi tập trung. Khi thợ đào giải quyết một block mới, giao dịch mới được xác nhận và thêm vào blockchain, trở thành một phần của lịch sử giao dịch chung của mạng.
Nhược điểm
- Tiêu tốn năng lượng: PoW đòi hỏi tính toán lớn và tiêu tốn năng lượng cao, gây vấn đề môi trường và khả năng mở rộng hệ thống. Việc sử dụng nhiều năng lượng có thể hạn chế đối với các blockchain quy mô lớn.
- Tốc độ giao dịch chậm: Quá trình xác minh và giải quyết bài toán mất thời gian, PoW có thể làm chậm tốc độ xử lý giao dịch so với cơ chế khác, làm giảm hiệu suất mạng và khó khăn trong xử lý giao dịch nhanh chóng.
- Tập trung công nghệ: PoW yêu cầu thiết bị tính toán mạnh để giải quyết bài toán khó, tạo sự tập trung công nghệ và làm cho những người giàu có có thể tham gia vào quá trình đào coin. Điều này có thể suy yếu tính phi tập trung của mạng và gây bất công trong phân phối phần thưởng.
- Vấn đề bảo mật tiềm ẩn: Mặc ddù PoW được coi là an toàn, vẫn tồn tại một số vấn đề bảo mật tiềm ẩn. Ví dụ, cuộc tấn công "51%" có thể xảy ra khi một thực thể kiểm soát hơn 50% công lực tính toán của mạng và có thể gian lận trong quá trình xác nhận giao dịch. Mặc dù khó thực hiện, đây vẫn là một vấn đề có thể xảy ra trong Proof of Work.
Cách hoạt động của POW
Bản chất của Proof of Work (PoW) là xác nhận bằng chứng làm việc của một người nào đó là hợp lệ đối với toàn bộ mạng lưới blockchain.
Để xác nhận một giao dịch, một máy tính phải giải quyết một bài toán phức tạp và chứng minh rằng nó đã hoàn thành bài toán đó. Sau khi một giao dịch được xác nhận, nó sẽ được thêm vào block và liên kết với các block trước đó trong chuỗi.
Các bước chính của cơ chế PoW như sau:
- Người dùng gửi một giao dịch đến mạng.
- Các máy tính trong mạng bắt đầu giải quyết một bài toán phức tạp.
- Máy tính đầu tiên trong mạng giải quyết bài toán và gửi kết quả về mạng.
- Các máy tính khác trong mạng xác nhận kết quả và xác nhận rằng bài toán đã được giải quyết chính xác.
- Nếu kết quả được xác nhận, giao dịch sẽ được thêm vào block mới và liên kết với các block trước đó trong chuỗi.
Qua quá trình này, PoW đảm bảo rằng các giao dịch trên mạng blockchain được xác nhận một cách công bằng và an toàn, vì để thay đổi hoặc tạo ra một block mới, một kẻ tấn công sẽ phải tiêu tốn một lượng lớn năng lượng tính toán và chiếm quyền kiểm soát hơn 50% của mạng, điều này rất khó khăn và tốn kém.
Tầm quan trọng của Proof of Work
Dưới đây là một số điểm quan trọng về Proof of Work (PoW):
- Xác minh giao dịch: PoW động viên thợ đào bằng cách thưởng cho việc khai thác khối mới. Điều này khuyến khích thợ đào làm việc có trách nhiệm và xác minh giao dịch chính xác. Nếu có sai sót, các nút khác từ chối khối đó và thợ đào không nhận được phần thưởng.
- Đảm bảo an ninh mạng: Để tham gia vào mạng, thợ đào cần có hệ thống máy tính mạnh và nguồn điện ổn định để giải quyết các bài toán khó. Nếu một thợ đào tấn công thành công, giá trị đồng coin trong blockchain sẽ giảm và ảnh hưởng tiêu cực đến thợ đào đó.
- Tính phi tập trung và giao dịch ngang hàng: PoW biến blockchain thành một mạng lưới đáng tin cậy, người dùng có thể giao dịch trực tiếp với nhau mà không cần can thiệp của bên thứ ba. Mọi người trên mạng lưới được giao trách nhiệm xác minh, không yêu cầu sức mạnh hay tài chính đặc biệt, ai cũng có thể trở thành thợ đào.
- Khó khăn trong việc tấn công: PoW làm cho việc tấn công mạng lưới trở nên khó khăn hơn. Để tấn công thành công, người ta phải chiếm hơn 50% sức mạnh tính toán toàn cầu của mạng lưới, điều này yêu cầu một đầu tư lớn và đắt đỏ.
Proof of Work đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo tính an toàn, bảo mật và phi tập trung của hệ thống blockchain. Nó thúc đẩy cácthợ đào làm việc một cách có trách nhiệm, tạo điều kiện cho giao dịch ngang hàng và làm cho việc tấn công vào mạng lưới trở nên khó khăn hơn.
Kết luận
Hi vọng qua bài viết đã giúp bạn đã hiểu Proof of Work cũng như tầm quan trọng của cơ chế đồng thuận này. POW giúp xác minh các giao dịch và tạo thêm block mới trong đó các thợ đào sẽ phải hoàn thành một số lượng công việc nhất định.
>>XEM THÊM: Proof of Stake (POS) là gì?
