ICO Việt Nam
Image default
Công nghệ Blockchain Kiến thức Tiền điện tử

Thuật toán Proof of Work (PoW) và Proof of Stake (PoS) là gì?

Proof of Work (PoW) và Proof of Stake (PoS) là hai khái niệm cơ bản trong đào coin. Cả hai giao thức này đều hướng đến sự đồng thuận trong Blockchain nhưng nó lại có những hướng phát triển khác nhau.

Mỗi khi một khối được ra đời, mạng lưới Blockchain phải đạt được sự đồng thuận của toàn bộ thợ đào để quyết định khối đó đại diện cho tất cả các giao dịch hợp lệ. Blockchain là cỗ máy của sự tin tưởng, do đó đồng thuận là một cơ chế quan trọng của Blockchain. Vậy đồng thuận là gì, và chính xác thì hai giao thức này khác nhau ở điểm nào?

Sự đồng thuận không tín nhiệm và phân tán là gì?

Sự đồng thuận không tín nhiệm và phân tán có nghĩa là nếu bạn muốn gửi và/hoặc nhận tiền từ một ai đó mà bạn không cần phải tin vào các dịch vụ của bên thứ ba.

Khi bạn sử dụng phương thức thanh toán truyền thống, bạn cần phải đặt niềm tin vào bên thứ ba để đặt giao dịch của mình (ví dụ: Visa, Mastercard, PayPal, các ngân hàng). Họ giữ sổ cá nhân của khách hàng, nơi lưu trữ các lịch sử giao dịch và số dư của mỗi tài khoản.

Ví dụ phổ biến để giải thích rõ hơn về hành vi này là: nếu Alice gửi cho Bob $100, dịch vụ của bên thứ ba đáng tin cậy sẽ ghi nợ cho tài khoản của Alice và ghi có cho tài khoản của Bob, vì vậy cả hai phải tin vào bên thứ ba.

Với Bitcoin và một vài loại tiền tệ số khác, mọi người đều có một bản sao của sổ cái (Blockchain), vì vậy không ai cần tin tưởng vào bên thứ ba, bởi vì bất cứ ai cũng có thể trực tiếp xác minh các thông tin được viết ra.

Proof of Work (Bằng chứng công việc) là gì?

Proof of Work là một giao thức có mục đích chính là ngăn chặn các cuộc tấn công không gian mạng như cuộc tấn công DDoS (Tấn công từ chối dịch vụ phân tán – Distributed Denial Of Service) có mục đích làm cạn kiệt nguồn của hệ thống máy tính bằng cách gửi nhiều yêu cầu giả mạo, khiến các trang web, dịch vụ trực tuyến, trở nên quá tải, người dùng gặp khó khăn, hay thậm chí không thể truy cập vào các trang web, dịch vụ này.

Khái niệm Proof of Work đã tồn tại trước khi có khái niệm về Bitcoin. Satoshi Nakamoto đã áp dụng kỹ thuật này cho đồng tiền số của mình, tạo nên một cuộc cách mạng hóa các giao dịch truyền thống được thiết lập trước đó.

Trên thực tế, khái niệm PoW ban đầu được Cynthia Dwork và Moni Naor đưa ra năm 1993, nhưng từ “Proof of Work” đã được Markus Jakobsson và Ari Juels đặt ra trong một tài liệu xuất bản năm 1999. Nhưng, trở lại ngày hôm nay, Proof of Work có lẽ là ý tưởng lớn nhất đằng sau WhitePaper Bitcoin của Nakamoto – được xuất bản vào năm 2008 – bởi vì nó cho phép sự đồng thuận không tín nhiệm và phân tán.

Proof of work và việc khai thác

Proof of Work là một yêu cầu để xác định sức mạnh tính toán máy tính đắt tiền, còn được gọi là khai thác, cần phải được thực hiện để tạo ra một nhóm các giao dịch không tín nhiệm mới (cái gọi là khối) trên một sổ cái phân tán gọi là Blockchain.

Khai thác phục vụ cho hai mục đích:

  • Xác minh tính hợp lệ của một giao dịch, hoặc tránh cái gọi là chi tiêu gấp đôi;
  • Đồng tiền tệ kỹ thuật số mới thưởng cho thợ đào thực hiện nhiệm vụ trước đó.

Khi bạn muốn thiết lập một giao dịch, điều này sẽ xảy ra phía sau:

  • Các giao dịch được nhóm lại thành một khối;
  • Người khai thác xác minh rằng các giao dịch trong mỗi block là hợp lệ;
  • Để làm như vậy, thợ đào phải giải quyết một “câu đố toán học” được gọi là bài toán bằng chứng công việc (PoW);
  • Phần thưởng được trao cho thợ đào đầu tiên giải quyết hết từng “câu đố toán học” trong khối;
  • Các giao dịch đã được xác minh sẽ được lưu trữ trong Blockchain công khai.

Bài toán có một tính năng chính đó là không đối xứng. Công việc trên thực tế chỉ ở độ khó vừa phải từ phía người yêu cầu và phải dễ kiểm tra mạng. Ý tưởng này còn được gọi là chức năng chi phí CPU, câu đố của khách hàng, câu đố tính toán hoặc chức năng đánh giá CPU.

Tất cả các thợ đào đều phải cạnh tranh để là người đầu tiên tìm ra giải pháp cho vấn đề toán học cho các khối đã ứng cử. Đây chính là vấn đề không thể giải quyết theo cách nào khác hơn là thông qua sức mạnh của máy tính dùng để đào coin. Vì vậy việc này đòi hỏi sự nỗ lực cùng đầu tư lớn để có thể cạnh tranh khi đào tiền thuật toán.

Khi một người thợ đào cuối cùng tìm ra được giải pháp đúng đắn, anh ta sẽ thông báo cho toàn bộ mạng cùng một lúc và nhận được giải thưởng là đồng tiền thuật toán đang đào. Đồng tiền thuật toán này sẽ được cung cấp bởi giao thức.

Từ quan điểm kỹ thuật, quá trình khai thác là một phép băm đảo ngược. Nó được xác định bởi một số (nonce). Do đó thuật toán băm mã hóa của dữ liệu khối cho kết quả theo một ngưỡng nhất định.

Ngưỡng này – hay còn được gọi là độ khó, là thứ để quyết định tính cạnh tranh của việc khai thác: càng nhiều sức mạnh tính toán được thêm vào mạng thì thông số này tăng lên tương đương với việc tăng số lượng trung bình các phép tính cần thiết để tạo một khối mới.

Phương pháp này cũng làm tăng chi phí của việc tạo ra khối và khiến các thợ đào buộc phải nâng cao hiệu quả của hệ thống khai thác để tiếp tục đào, duy trì sự cân bằng kinh tế tích cực. Việc cập nhật thông số sẽ xảy ra khoảng 14 ngày một lần, mỗi khối mới sẽ được tạo ra sau mỗi 10 phút.

Như vậy, bạn cần phải có một lượng lớn sức mạnh tính toán, nhiều hơn sức mạnh mà một máy tính phổ thông sở hữu. Điều đó sẽ khiến cộng đồng thợ mỏ gom cụm lại. Những thợ mỏ nhỏ lẻ sẽ không cạnh tranh được với thợ mỏ lớn hơn. Dẫn đến sự độc quyền khai thác mỏ từ các thợ mỏ lớn. Vì với sức mạnh tính toán lớn thì xác suất tìm ra đáp án nhanh và chính xác cao hơn những thợ mỏ nhỏ lẻ. Điều này đi ngược lại với lý tưởng của một hệ thống Blockchain phân cấp và có thể dẫn đến một cuộc tấn công 51%.

Tấn công 51%

Một cuộc tấn công 51% xảy ra khi một thợ mỏ hay một pool đào kiểm soát được 51% sức mạnh tính toán trong mạng lưới. Khi đó họ sẽ thao túng toàn bộ giao dịch và gian lận. Bằng cách tạo ra những khối giả mạo, họ hủy bỏ hoàn toàn những khối hợp lệ mà cộng đồng khai thác được.

Đó là lý do giao thức Proof of Stake (PoS) ra đời, hay còn gọi là giao thức bằng chứng cổ phần. Khi một ai đó sở hữu 51% cổ phần nguồn cung của một loại tiền tệ kỹ thuật số cụ thể, dĩ nhiên họ sẽ không tự tấn công loại tiền tệ đó. Ngoài ra không ai dám bỏ tài sản ra mua 51% nguồn cung của một đồng tiền, rất tốn kém. Về mặt lý thuyết thì bất kỳ cuộc tấn công nào vào loại tiền tệ kỹ thuật số đó chỉ làm mất giá trị cổ phần mà họ sở hữu.

Proof of stake (Bằng chứng cổ phần) là gì?

Proof of Stake (Bằng chứng Cổ phần – PoS) là một cách khác để xác thực cơ sở các giao dịch và ngưỡng đạt được sự đồng thuận phân tán. PoS thực tế vẫn là một giao thức với mục đích giống như PoW nhưng quá trình để đạt được mục tiêu thì khác hoàn toàn.

Proof of Stake xảy ra khi một thợ đào góp cổ phần vào loại tiền tệ kỹ thuật số cụ thể để xác minh cho khối giao dịch. Proof of Stake khá đơn giản cho máy tính vì bạn chỉ cần chứng minh mình sở hữu một tỉ lệ cổ phần của loại tiền tệ kỹ thuật số. Ví dụ nếu bạn sở hữu 5% lưu lượng Ethereum đang tồn tại thì bạn có quyền khai thác 5% tất cả giao dịch Ethereum.

Tất cả các đồng tiền đã được tạo ra từ trước và số lượng của chúng không bao giờ thay đổi. Điều này có nghĩa là trong hệ thống PoS không có phần thưởng khối. Vì vậy, các thợ đào coin sẽ phải trả lệ phí giao dịch. Đây là lý do tại sao những người khai thác hệ thống PoS này được gọi là “Thợ rèn” – Forger chứ không phải là thợ đào – Miner.

Proof-of-stake là một hệ thống công bằng hơn proof-of-work khi tất cả mọi người đều có thể trở thành thợ đào. Không phân biệt nhỏ hay lớn, quy mô khai thác sẽ tỉ lệ tuyến tính với số lượng cổ phần sở hữu. Điều đó khuyến khích cộng đồng tham gia vào việc xác nhận giao dịch, tăng cường tính phân cấp và dân chủ hơn.

 

Related posts

Blockchain và vấn đề bảo mật dữ liệu cá nhân

Louis

Despite Crackdown on Trading, Crypto and Blockchain in China Are Alive

Louis

Xu hướng Bitcoin năm 2018 ?

Louis

Leave a Comment