Ý tưởng chính của blockchain là công việc phức tạp cần được thực hiện để thêm một khối mới. Chính công việc phức tạp này đã làm cho blockchain trở nên đáng tin cậy và toàn diện. Ngoài ra, một phần thưởng được trả cho công việc này. Đây là cách mọi người kiếm tiền để khai thác.
Bên cạnh thực tế là công việc cần làm, cần chứng minh. Ở đây chúng ta sẽ bắt đầu nói về Proof-of-Work. Changelly giải thích những điều cơ bản của thuật toán đồng thuận này.
Ý nghĩa PoW
Proof-of-Work (PoW) là thuật toán đồng thuận blockchain phi tập trung thành công đầu tiên. PoW được sử dụng trong Bitcoin, Ethereum (Ethereum có kế hoạch chuyển sang Proof-of-Stake), Litecoin, ZCash, Monero và nhiều blockchain khác.
Thuật toán nổi tiếng nhất hoạt động như sau: lúc đầu, người dùng mạng gửi mã thông báo kỹ thuật số cho nhau, sau đó tất cả các giao dịch được thực hiện được thu thập trong các khối và được ghi lại trong một sổ đăng ký mở phân tán – blockchain.
Trong PoW, tất cả các giao dịch đều được chứng minh với sự trợ giúp của các phép tính toán học phức tạp, tính hợp lệ của chúng có thể được xác minh bởi bất kỳ người dùng nào trong mạng. Các thợ mỏ giải quyết vấn đề, tạo một khối mới và xác nhận giao dịch. Các nhiệm vụ trở nên khó khăn hơn mỗi lần, khi số lượng người dùng tăng lên và tải trên mạng trở nên lớn hơn.
Đọc thêm về khai thác tiền điện tử trong Hướng dẫn khai thác của Changelly.
Băm có nghĩa là nhập thông tin có độ dài và kích thước bất kỳ vào dòng nguồn và trả về kết quả có độ dài cố định được chỉ định bởi hàm băm của thuật toán. Trong bối cảnh tiền điện tử như Bitcoin, các giao dịch sau khi băm ở đầu ra trông giống như một tập hợp các ký tự được xác định bởi thuật toán độ dài (Bitcoin sử dụng SHA-256).
Hàm băm của mỗi khối chứa đầu ra băm của khối trước đó. Điều này làm tăng tính bảo mật của hệ thống và không thể vi phạm trật tự của các khối đã tạo. Trước tiên, người dùng phải xác định chính xác “nonce” – số được thêm vào cuối dòng để tạo hàm băm bắt đầu bằng số lượng không cần thiết. Nếu người khai thác giải quyết được vấn đề, một khối mới được hình thành: tập hợp các giao dịch tiếp theo được đặt trong đó và chúng được coi là đã xác nhận.
Bằng chứng về Mục đích Công việc
Các thuật toán đồng thuận được thiết kế để đảm bảo tính chính xác của các giao dịch bằng cách kiểm tra tính chính xác của các hành động được thực hiện, được phân phối giữa nhiều người tham gia mạng.
Độ chính xác và tốc độ của blockchain phụ thuộc vào cơ chế này. Đồng thời, vấn đề cũng không nên quá phức tạp. Trong trường hợp này, việc tạo khối sẽ mất rất nhiều thời gian, có nghĩa là nhiều giao dịch không hoàn chỉnh bị treo trên mạng.
Nếu vấn đề không thể được giải quyết trong một thời gian có thể dự đoán được, việc tạo ra các khối sẽ là một điều may mắn. Nếu vấn đề được giải quyết quá đơn thuần, điều này khiến hệ thống dễ bị lạm dụng, spam và tấn công DoS.
Giải pháp phải dễ dàng chính xác, nếu không, không phải tất cả các nút sẽ hiểu liệu tính toán có được thực hiện chính xác hay không, có nghĩa là họ sẽ phải tin tưởng các nút khác, điều này không phù hợp với một trong những nguyên tắc thiết yếu của blockchain – hoàn toàn minh bạch.
Hạn chế của Proof of Work
Thuật toán này là trung thực và dễ hiểu. Nó có thể được tin cậy. Tuy nhiên, vấn đề chính của nó là chi phí khổng lồ và cuộc tấn công 51%.
Vào năm 2017, cần trung bình 163 kW / h năng lượng để hoàn thành một giao dịch duy nhất trong hệ thống Bitcoin. Với lượng năng lượng này, năm ngày rưỡi có thể đáp ứng đủ nhu cầu của một gia đình ba người sống trong một ngôi nhà nhỏ một tầng.
Ngoài ra, những người khai thác có ASIC nhanh hơn và mạnh hơn sẽ nhận được nhiều hơn những người còn lại. Do đó, Bitcoin không được phân cấp như dự định ban đầu.
Bằng chứng về các trường hợp sử dụng công việc
POW được sử dụng ở đâu? Trong nhiều loại tiền điện tử. Tất nhiên, nổi tiếng nhất trong số đó là Bitcoin, và chính Bitcoin đã tạo ra xu hướng này. Nó sử dụng thuật toán Hashcash, cho phép bạn thay đổi độ phức tạp của tác vụ tùy thuộc vào tổng công suất tính toán của mạng.
Thời gian hình thành khối trung bình là 10 phút. Một hệ thống tương tự được triển khai trong các loại tiền điện tử giống như bitcoin, ví dụ như trong Litecoin. Một dự án lớn khác sử dụng PoW là Ethereum. Xem xét rằng gần ba phần tư tất cả các dự án blockchain được thực hiện trên nền tảng này, chúng tôi có thể tự tin nói rằng hầu hết các ứng dụng sử dụng mô hình đồng thuận với bằng chứng công việc.
Proof of Work so với Proof of Stake
Để xác minh giao dịch, Proof-of-Stake yêu cầu người tham gia chia sẻ một phần số coin mà họ lưu trữ trực tuyến. PoS là một cơ chế PoW thay thế, được triển khai lần đầu tiên vào năm 2012 trong tiền điện tử PPCoin (được đổi tên thành PeerCoin). Ý tưởng đằng sau Proof-of-Stake là giải quyết vấn đề Proof-of-Work liên quan đến chi phí năng lượng cao.
Người xác nhận xác nhận tính hợp lệ của các giao dịch đã hoàn thành. Ưu điểm của PoS là tiết kiệm năng lượng hơn và có thể ngăn chặn các cuộc tấn công tốt hơn PoW.
Người xác thực đặt cược tiền của họ vào các giao dịch bằng cách chặn tiền. Bộ trộn được sử dụng để hoàn thành khối được chọn tương ứng với giá trị được đặt trên mạng. Proof-of-Stake ngăn chặn hành vi sai lầm của mạng bằng cách chuyển quyền xác minh cho những người dùng tích cực và quan tâm nhất. Thuật toán đồng thuận của cổ phần được sử dụng trong Peercoin, Decred và sẽ sớm hoạt động trên Ethereum, trong đó việc chuyển đổi từ thuật toán này sang thuật toán khác đã được quy định trước.
Việc đặt cược Ethereum có mang lại lợi nhuận không?
Các cơ chế đồng thuận khác có trong tiền điện tử là gì?
Proof-of-Work và Proof-of-Stake có thể được coi là hai thuật toán đồng thuận phổ biến nhất trong thế giới tiền điện tử. Tuy nhiên, một số cơ chế có sự tinh tế và tính năng của chúng.
Danh sách của họ có thể khá rộng, vì vậy chúng tôi liệt kê một vài trong số những người nổi tiếng nhất:
- Bằng chứng cổ phần được ủy quyền là một thuật ngữ chung mô tả sự phát triển của các giao thức đồng thuận cơ bản dựa trên xác nhận cổ phần. DPoS được sử dụng trong BitShares, EOS và Tezos;
- Proof of Authority là một thuật toán đồng thuận dựa trên danh tiếng cung cấp giải pháp thiết thực và hiệu quả cho các blockchain (đặc biệt là các blockchain riêng tư).
- Zero-Knowledge Proof là một giao thức mật mã cho phép một bên (câu tục ngữ) xác nhận sự thật của tuyên bố với bên kia (người xác minh), mà không tiết lộ bất kỳ thông tin bổ sung nào về nó (cả nội dung hay nguồn gốc của câu tục ngữ) đã học về sự cởi mở).
Kết luận
Bất chấp tất cả những ưu và nhược điểm của các phương pháp đồng thuận, bảo mật của mỗi giao thức phần lớn phụ thuộc vào nhà phát triển. Hiện tại, lựa chọn có lợi nhất là kết hợp hai thuật toán, do đó, các phương tiện bằng chứng khác sẽ xuất hiện, dựa trên nguyên tắc riêng lẻ về sự cùng tồn tại của PoS và PoW.
Riêng biệt, cần làm nổi bật các thuật toán Bằng chứng về dung lượng và Bằng chứng về Lưu trữ, trong đó để xác nhận các hành động trong hệ thống, chúng sử dụng một tài nguyên thực, đó là dung lượng ổ đĩa..
