Proof Of Work (POW) Là Gì? Ưu, Nhược Điểm Và Cơ Chế Hoạt Động Cốt Lõi Của Bitcoin

Ưu điểm của POW (Proof of Work) bao gồm:Một trong những công nghệ đã khai sinh ra thị trường Crypto nói chung và Bitcoin nói riêng, tuy nhiên không phải ai cũng hiểu hết tất cả những khái niệm của nó. Trong bài viết này hãy cùng APISUS đi tìm hiểu về cơ chế đồng thuân Proof of Work là gì? Tại sao nó lại thành công đến như vậy?

Proof Of Work Là Gì?

Proof of Work (bằng chứng công việc, thường được viết tắt là PoW) là một cơ chế đồng thuận và xác thực giao dịch trong các mạng blockchain, yêu cầu các node giải quyết một bài toán tính toán phức tạp để tạo ra một khối mới trong blockchain và đồng thời kiểm tra tính hợp lệ của các giao dịch.

Một khi một block (khối) mới được tạo ra, nó sẽ được chèn vào chuỗi blockchain và được đồng bộ hóa với các nút mạng khác để thực hiện giao dịch. Điều này giúp bảo mật hệ thống và ngăn chặn các cuộc tấn công từ các phần tử xấu.

Proof of Work là thuật toán đồng thuận đầu tiên của blockchain và vẫn được sử dụng nhiều cho tới thời điểm hiện tại. PoW được chính thức giới thiệu lần đầu bởi Satoshi Nakamoto trong whitepaper của Bitcoin vào năm 2008.

Cơ Chế Hoạt Động Của PoW

Hãy tưởng tượng blockchain như một cuốn sổ và mỗi block sẽ là một trang giấy, tất cả mọi người và mọi giao dịch diễn ra sẽ được ghi lại cuốn sổ đó để thể hiện tính minh bạch của hệ thống. Tuy nhiên vấn đề đặt ra là nếu chỉ có một hoặc một vài bên đứng ra xác thực các giao dịch được ghi vào cuốn sổ đó thì liệu nó có đảm bảo tính minh bạch hay không?

PoW được ra đời để giải quyết tính minh bạch cho cuốn sổ trên khi cho phép bất kỳ ai chỉ cần sỡ hữu máy tính cũng có thể tham gia làm một node và xác minh tính chính xác của các giao dịch được ghi vào cuốn sổ.

Các node sẽ tham gia giải một bài toán khó được tạo ra trong mỗi khối nhờ vào sức mạnh phần cứng của mình. Khi một khối được giải xong, nó sẽ được thêm vào ngay sau khối trước đó và phần thưởng tạo ra từ khối sẽ được trao cho người giải nhanh nhất.

Những giao dịch được tất cả hoặc phần lớn node cho nó là hợp lệ thì sẽ được thêm vào các block giúp tất cả mọi người có thể đọc nó theo đúng trình tự mà gần như không thể thay đổi.

Lịch Sử Hình Thành Và Phát Triển Của Proof Of Work

Lịch sử phát triển của PoW

• PoW được giới thiệu đầu tiên vào năm 1993 bởi Cynthia Dwork và Moni Naor để giải quyết vấn đề "spam" qua email.
• Sau đó, công nghệ này được sử dụng trong hệ thống chống tấn công DDoS của các website.
• Trong năm 2009, PoW được sử dụng làm cơ chế chính để xác thực các giao dịch trên mạng Bitcoin.
• Sự phát triển của PoW là không ngừng nghỉ và đã trở thành một phần quan trọng của hầu hết các đồng tiền thuật toán khác nhau.

Bối cảnh ra đời của PoW trong Blockchain

Proof of Work được tạo ra nhằm giải quyết vấn đề "double-spending" (chi tiêu gian lận) trong hệ thống tiền điện tử, đặc biệt là Bitcoin. Với một hệ thống tiền điện tử phân tán, việc xác thực các giao dịch một cách chính xác và hiệu quả là rất quan trọng.

Trong thực tế, nếu không có cơ chế xác thực nào, thì một người có thể sử dụng cùng một đồng tiền để thực hiện hai giao dịch khác nhau, dẫn đến việc chi tiêu gian lận và hủy hoại sự tin tưởng của người dùng.

PoW đã được sử dụng để giải quyết vấn đề này bằng cách yêu cầu các thợ đào thực hiện các phép tính toán phức tạp để xác thực các giao dịch và tạo ra các khối mới trên chuỗi khối.

Trước khi Bitcoin ra đời, các hình thức thanh toán trực tuyến phổ biến như PayPal, Visa, Mastercard thường phải dựa trên một bên trung gian để xác thực và chuyển tiền, điều này có thể gây ra các vấn đề bảo mật và làm tăng chi phí giao dịch.

Ưu Điểm Của Proof Of Work

Ưu điểm của PoW bao gồm:

• An toàn: PoW là một trong những thuật toán xác thực giao dịch an toàn nhất hiện nay. Vì để thay đổi một block phải tốn nhiều năng lượng tính toán và chi phí cao.
• Khó khăn để bị tấn công: Do tốn rất nhiều năng lượng để thực hiện, một kẻ tấn công muốn tấn công mạng PoW phải tốn nhiều tiền để thuê hoặc mua các thiết bị và đầu tư tính toán.
• Không thể bị thay đổi: Khi một khối được xác nhận, nó không thể bị thay đổi. Điều này đảm bảo tính toàn vẹn của dữ liệu trên blockchain.
• Tính phi thường: PoW cũng giúp tạo ra các đồng tiền điện tử có giá trị thực tế bằng cách yêu cầu người đào bỏ chi phí để tạo ra các khối mới.
• Tính phi tập trung: Vì tất cả mọi người ở trên thế giờ dù đến từ đâu cũng có thể tham gia vào mạng lưới PoW nên không có bất kỳ một cá nhân hay tổ chức có thể nắm quyền kiểm soát những mạng lưới PoW.
• Tính minh bạch: Như đã nói ở trên thì blockchain nói chung hay blockchain sử dụng cơ chế PoW nói riêng đều rất minh bạch khi ai cũng có thể xe được mọi giao dịch đã xảy ra trong quá khứ.

Nhược Điểm Của Proof Of Work

Nhược điểm của PoW bao gồm:

• Tốn nhiều năng lượng: để đào một block trong mạng PoW, người đào phải tiêu thụ một lượng năng lượng rất lớn. Điều này gây lãng phí cho thế giới và có ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường.
• Tốn kém về chi phí và thời gian: đào càng trở nên khó khăn, người tham gia vào quá trình đào càng phải tiêu tốn nhiều chi phí và thời gian hơn để tính toán ra các giá trị xác thực của một khối.
• Yếu tố quyền lực tập trung: Các thợ đào được sở hữu phần cứng tốt hơn sẽ có nhiều cơ hội hơn để đào và thu được phần thưởng, dẫn đến sự tập trung quyền lực và tiềm ẩn các rủi ro về an ninh của mạng.
• Mối đe dọa tấn công 51%: Nếu một thợ đào chiếm đến 51% sức mạnh tính toán của toàn mạng POW, an ninh của mạng sẽ bị đe dọa và thực hiện được các cuộc tấn công nguy hiểm.
• Không thân thiện với môi trường: Việc sử dụng năng lượng không bền vững cho đào mỏ cryptocurrency làm tăng khí thải và lượng khí hiệu ứng nhà kính, thể hiện khả năng gây hại cho môi trường ở mức độ quốc tế.
• Khó tiếp cận với người mới: Khi một mạng lưới có càng nhiều người tham gia đào thì độ khó đào nói chung sẽ tăng lên, một người mới muốn tham gia vào việc đào cũng sẽ gặp rất nhiều khó khăn khi gặp phải các vấn đề cản trở về phần cứng cần thiết.

So Sánh PoW Và PoS

Dưới đây là một số điểm so sánh giữa PoW và PoS:

• Tiêu thụ năng lượng: PoW tiêu tốn rất nhiều năng lượng để hoàn thành các phép tính toán, trong khi PoS không đòi hỏi năng lượng tính toán lớn như thế.
• Độ tập trung: PoW có xu hướng tập trung quyền lực do sự chênh lệch về phần cứng rất lớn giữa các thợ đào, trong khi PoS giúp giảm thiểu độ tập trung đó vì đồng tiền mới chỉ được cấp cho những người sở hữu một lượng đồng tiền cố định thay vì những thợ đào có phần cứng mạnh hơn.
• Mức độ an toàn: PoW được coi là một phương pháp xác thực an toàn hơn bởi vì để tấn công một mạng sử dụng PoW, kẻ tấn công phải có tới 51% quyền kiểm soát của mạng đó. Tuy nhiên, PoS sử dụng các đạo cụ staking thay vì phần cứng, nên không có nguy cơ bị tấn công bởi một ai đó sử dụng lực tính toán của phần cứng mạnh hơn.
• Tính khả dụng: PoW yêu cầu các thợ đào phải sử dụng các cơ chế lưu trữ tốn kém và chuỗi khối lớn, trong khi PoS không yêu cầu chi phí tốn kém và không yêu cầu lưu trữ một chuỗi khối lớn, giúp tăng tính khả dụng của hệ thống.

Vì được sinh sau đẻ muộn nên PoS sẽ mang nhiều ưu điểm so với PoW tuy nhiên đến hiện tại PoW vẫn được cải thiện dần và vẫn là cơ chế đồng thuận của blockchain lớn nhất - Bitcoin.

PoW Có Bị Hack Hay Không?

Tuy sỡ hữu cơ chế bảo mật rất tốt tuy nhiên PoW cũng có một số nhược điểm và dễ bị tấn công như sau:

• Tấn công 51%: Nếu một thợ đào chiếm đến 51% sức mạnh tính toán của mạng PoW, an ninh của mạng sẽ bị đe dọa và thực hiện các cuộc tấn công nguy hiểm như double-spending.
• Tấn công bản sao: Giả mạo cách tạo ra khối mới bằng cách sử dụng hash của khối trước đó.

Những tấn công này có thể gây hại đến tính toàn vẹn và an ninh của mạng, nhưng chúng rất khó thực hiện và cần một số lượng lớn nguồn lực và sức mạnh tính toán để thực hiện.

Các Dự Án Sử Dụng PoW Nổi Bật

Bitcoin

Chúng ta sẽ không thể bỏ qua Bitcoin, đây là dự án blockchain đầu tiên và phổ biến nhất sử dụng PoW. Hệ thống Bitcoin sử dụng thuật toán SHA-256 để validate các giao dịch trong mạng.

Bitcoin đến thời điểm hiện tại vẫn đang là hệ thống Proof of Work lớn nhất, phi tập trung nhất, bảo mật nhất trong thị trường Crypto khi độ khó đào vẫn liên tục được tăng lên qua từng năm.

Dogecoin

Dogecoin được tạo ra bởi một nhóm lập trình viên tên là Billy Markus và Jackson Palmer như là một loại tiền kỹ thuật số phi tập trung mà không phải là một đối thủ nghiêm túc với Bitcoin hay các cryptocoin khác, nhưng đánh dấu sự kiện đáng chú ý trong việc phát triển các loại memecoin.

Dogecoin sử dụng một thuật toán dựa trên Proof of Work để xác minh các giao dịch trên blockchain của nó và được khai thác bởi người dùng thông qua hành động "đào coin".

Điểm nổi bật của Dogecoin là sự hào hứng và sự ủng hộ đông đảo từ cộng đồng sử dụng và nó đã được sử dụng để gây quỹ cho các hoạt động từ thiện và tài trợ cho các sân vận động thể thao khác nhau.

Ví Lưu Trữ Coin PoW

Hiện nay rất khó để tìm kiếm một ví hỗ trợ lưu trữ nhiều coin sử dụng cơ chế Proof of Work, tuy nhiên chúng ta cũng có thể sử dụng OKX Wallet để lưu trữ được đa dạng các loại Crypto như BTC, LTC, BCH, BSV,..

Để tải OKX Wallet, mọi người có thể thực hiện theo các bước hướng dẫn sau:

• Truy cập và tải OKX Wallet tại đây tuỳ theo thiết bị đang sử dụng.
• Tiến hành tạo ví và lưu trữ bảo 12 ký tự passphase.
• Rút coin từ các sàn giao dịch tập trung.
• Trải nghiệm lưu trữ các đồng coin PoW.

Tổng Kết

Mặc dù PoW đã trở thành một phương pháp đáng tin cậy trong giải quyết vấn đề đồng thuận, nhưng nó cũng tiêu tốn rất nhiều năng lượng và gây ra tình trạng lãng phí tài nguyên

Trên đây là bài viết về Proof of Work là gì đến từ Hak Research, hy vọng mọi người cũng sẽ hiểu hơn về cơ chế đồng thuận đã khai sinh ra cả thị trường Crypto này.