Proof of Work (PoW)

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.

Ưu điểm

Thuật toán Proof of Work có khả năng ngăn chặn các cuộc tấn công DDoS và các tác động khác của các phần mềm tiền điện tử của thợ mỏ. Do các chức năng hạn chế quyền hạn, thuật toán Proof of Work áp đặt nhiều chính sách nhất định đối với những người tham gia. Những người tham gia cho dù nắm giữ một số tiền lớn cũng không thể có quyền quyết định cho cả mạng lưới. Bạn cần có khả năng tính toán để tìm ra các khối mới.

Nhược điểm

Chi phí dành cho thực hiện thuật toán Proof of Work là rất lớn. Bởi lẽ với các tính toán phức tạp như vậy, thiết bị máy tính thông thường không thể đảm nhận được, cần bỏ nhiều chi phí cho việc đầu tư thiết bị chuyên dụng, chưa kể đến các loại chi phí quản lý và khai thác các mỏ. Các máy tính này cũng tiêu thụ cực nhiều năng lượng, chi phí vì thế được đội lên nhiều hơn. Điều này gây ra sự gia tăng tập trung của hệ thống.

Trong khi thực hiện các công việc tạo khối, các thuật toán không cần thiết và vô dụng là điều hoàn toàn bình thường, các kết quả có thể chẳng bao giờ được sử dụng. Các thợ mỏ sẽ muốn bảo đảm an toàn. thế nhưng tỷ lệ tấn công có thể lên đến 51%.

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).

Đến năm 2008, Satoshi Nakamoto đã xuất bản sách trắng về Bitcoin, “Bitcoin: Hệ thống tiền mặt điện tử ngang hàng.” Tại đây, Nakamoto đã giải thích, Bitcoin là gì? Ông cũng đưa ra một phương pháp để áp dụng Proof of Work (PoW) cho tiền điện tử. Kể từ thời điểm đó, PoW đã trở thành một yếu tố quan trọng của tiền điện tử và công nghệ blockchain.

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. (Nguồn: coin98.net)

Proof of Work mang tới sự tin tưởng trong môi trường phi tập trung. Khi các thợ đào đồng ý cạnh tranh để tạo Block mới và nhận thưởng, họ đã ngầm tuân theo quy tắc của hệ thống, thay vì cố gắng thao túng.

Với thuật toán điều chỉnh độ khó ở mỗi Block, đảm bảo các Block mới sẽ được tạo ra với tốc độ ổn định. Giúp duy trì nguồn cung và khuyến khích thợ đào hoạt động.

Tuy nhiên, chính việc sử dụng các nguồn lực hữu hạn như thời gian, năng lượng, sức mạnh tính toán đã làm hạn chế khả năng mở rộng của PoW.