Proof of Work là gì? Cùng tìm hiểu về tầm quan trọng của PoW

Proof of Work là gì?

Proof of Work (PoW) là một thuật toán đồng thuận được giới thiệu vào năm 1993 bởi Cynthia Dwork và Moni Naor, nhưng không được sử dụng rộng rãi cho đến năm 1999 khi Markus Jakobsson và Ari Juels áp dụng vào hệ thống thanh toán điện tử. PoW đã trở nên nổi tiếng trên toàn cầu khi Satoshi Nakamoto, người sáng lập Bitcoin, sử dụng nó trong thiết kế gốc của mạng lưới tiền điện tử đột phá này vào năm 2009.

Trong PoW, các thực thể gọi là “thợ mỏ” (miners) cạnh tranh để xác thực các giao dịch và tạo ra khối (block) mới trên chuỗi khối (blockchain). Thợ mỏ thành công sẽ được phần thưởng, thường là một số lượng tiền điện tử mới được tạo ra. Thuật toán này giúp ngăn chặn các hành vi gian lận như giao dịch trùng lặp bằng cách yêu cầu công sức tính toán lớn.

Tầm quan trọng của Proof of Work trong Crypro

Từ khi ý tưởng ban đầu ra đời cho đến hiện tại, mục đích chính của Proof of Work (PoW) vẫn được duy trì – đảm bảo an ninh và bảo mật cho mạng lưới blockchain.

PoW đóng vai trò quan trọng trong việc ngăn chặn các cuộc tấn công từ chối dịch vụ (Denial-of-Service – DoS) nhằm làm tắc nghẽn hệ thống. Điều này được thực hiện thông qua yêu cầu các thợ mỏ phải đầu tư một lượng lớn tài nguyên như sức mạnh tính toán và thời gian để giải các bài toán phức tạp, khiến chi phí cho việc tấn công trở nên cực kỳ đắt đỏ và không khả thi.

Bên cạnh đó, PoW cũng đảm bảo tính công bằng trong quá trình khai thác của các thợ mỏ. Khả năng đóng góp của một thợ mỏ không phụ thuộc vào số lượng tiền điện tử họ nắm giữ, mà chỉ dựa vào nguồn lực tính toán mà họ sở hữu. Các thợ mỏ có thể tham gia khai thác đơn lẻ hoặc tham gia vào một nhóm khai thác (mining pool) để tận dụng tổng sức mạnh tính toán của nhóm, tăng cơ hội nhận phần thưởng.

Đọc thêm: Crypto là gì? Các hình thức kiếm tiền trong crypto

Các thành phần của Proof of Work là gì?

Thợ Đào (Miners)

Các blockchain sử dụng cơ chế PoW dựa vào một mạng lưới phân tán gồm nhiều máy tính gọi là node. Các node này đóng vai trò quan trọng trong việc xác nhận và đề xuất các khối giao dịch mới cho toàn bộ mạng lưới. Trong bối cảnh này, các node thường được gọi là “thợ đào” (miners) bởi họ đóng góp năng lực tính toán và tài nguyên để kiếm được phần thưởng tiền điện tử của mạng lưới.

“Work” trong PoW đại diện cho năng lực tính toán mà các node cống hiến để xác nhận một khối giao dịch mới. Sức mạnh tính toán này được thể hiện qua việc giải một bài toán hàm băm mật mã SHA-256 phức tạp, tạo nên đặc điểm riêng biệt cho PoW so với các cơ chế đồng thuận khác.

Một thuật toán điều chỉnh độ khó (difficulty adjustment algorithm) quan trọng đảm bảo rằng mạng lưới mất một khoảng thời gian cố định để xác nhận các khối giao dịch mới. Điều chỉnh này diễn ra khoảng mỗi 2016 khối (khoảng 2 tuần) để duy trì thời gian tạo khối ổn định là 10 phút. Đáng chú ý, việc các thợ đào gia nhập hoặc rời khỏi mạng lưới không ảnh hưởng trực tiếp đến mức độ khó trong các khoảng thời gian ngắn.

Phần Thưởng (Block Reward)

Thợ đào sẽ nhận được phần thưởng khi họ tìm ra một giá trị băm dưới ngưỡng được đặt ra bởi mạng lưới. Khi phát hiện ra một giá trị băm khối hợp lệ, thợ đào sẽ phổ biến thông tin này cho các thợ đào khác để xác nhận và tích hợp nhanh chóng vào bản sao blockchain của họ. Quá trình xác nhận này ngăn chặn các hành vi gian lận như giao dịch trùng lặp (double-spending).

Hiện tại, thợ đào nhận được một phần thưởng cố định là 6,25 BTC/khối, cùng với các phí giao dịch được trả bởi người dùng. Cơ chế phần thưởng này là động lực cho thợ đào cạnh tranh tham gia vào hệ thống PoW, khuyến khích tính trung thực, vì bất kỳ cố gắng can thiệp vào hệ thống đều sẽ dẫn đến lãng phí tài nguyên.

Lượng phần thưởng này giảm một nửa sau mỗi 210.000 khối (khoảng 4 năm). Sự giảm này, được gọi là chu kỳ halving, tạo ra lo ngại về nguy cơ làm giảm sự khuyến khích của thợ đào nếu giá của Bitcoin không đủ cao. Tuy nhiên, khi các thợ đào rời mạng lưới, mức độ khó cũng sẽ điều chỉnh, từ đó giảm chi phí đào Bitcoin.

Nền kinh tế của việc đào Bitcoin là phức tạp, với nhiều yếu tố tài chính tác động khiến thợ đào tiếp tục hoạt động, ngay cả khi không có lợi nhuận rõ ràng.

Ưu và nhược điểm của cơ chế Proof of Work

Ưu điểm

• Tính bảo mật cao: PoW bảo vệ mạng lưới blockchain bằng cách làm cho việc tấn công trở nên cực kỳ tốn kém về chi phí và năng lượng, do yêu cầu phải có sức mạnh tính toán khổng lồ.
• Tính phi tập trung: Không có thực thể đơn lẻ nào kiểm soát được mạng lưới, bất kỳ ai cũng có thể tham gia vào quá trình khai thác và xác minh giao dịch.
• Khả năng chống kiểm duyệt: Các thợ đào có động lực để xác minh tất cả các giao dịch hợp lệ, giúp ngăn chặn việc kiểm duyệt giao dịch.

Nhược điểm

• Tiêu thụ năng lượng cao: Quá trình khai thác PoW tiêu tốn một lượng năng lượng đáng kể, gây ra tác động tiêu cực đến môi trường.
• Tốc độ giao dịch chậm: So với các cơ chế đồng thuận khác, PoW có thể dẫn đến tốc độ xử lý giao dịch chậm hơn.
• Chi phí khai thác cao: Việc tham gia khai thác PoW đòi hỏi đầu tư lớn về phần cứng và năng lượng, gây ra chi phí cao.
• Nguy cơ tập trung hóa: Do chi phí khai thác lớn, có thể dẫn đến tình trạng một số nhóm thợ đào lớn kiểm soát phần lớn sức mạnh khai thác, ảnh hưởng đến tính phi tập trung của mạng lưới.

Sự khác nhau giữa cơ chế PoW vs PoS

Proof of Work (PoW) là cơ chế đồng thuận đầu tiên được sử dụng trong tiền điện tử. Tuy nhiên, một giải pháp thay thế, Proof of Stake (PoS), đã ra đời vào năm 2012 với sự xuất hiện của Peercoin. PoS hoạt động dựa trên việc chọn các “validator” (người xác nhận giao dịch) theo số lượng token mà họ đã khóa (stake) trên mạng lưới.

Khác với PoW đòi hỏi phải có sức mạnh tính toán lớn, PoS có khả năng mở rộng cao hơn và xử lý giao dịch nhanh hơn với chi phí thấp hơn. Nó cũng tiêu thụ ít năng lượng hơn, giúp các dự án sử dụng PoS trở nên thân thiện với môi trường hơn. Quá trình stake coin cũng đơn giản hơn nhiều so với đào coin, không đòi hỏi phần cứng đắt tiền.

Tuy nhiên, PoW vẫn được coi là an toàn hơn PoS. Một vấn đề tiềm ẩn của PoS là những bên nắm giữ lượng lớn token có thể kiểm soát mạng lưới, vấn đề này không xảy ra với PoW.

Dưới đây là những khác biệt chính giữa hai phương pháp:

Proof of Work (PoW)

• Xác thực giao dịch bởi một mạng lưới thợ đào
• Thợ đào nhận phần thưởng bằng coin và phí giao dịch
• Cạnh tranh về sức mạnh tính toán và năng lượng cao

Proof of Stake (PoS)

• Xác thực giao dịch bởi các validator (người stake token)
• Validator nhận phần thưởng cho việc stake và bảo mật mạng
• Yêu cầu sức mạnh tính toán và năng lượng thấp hơn

Các đồng coin sử dụng Proof of Work

Nguồn: CoinmakerCap

Một số đồng tiền điển hình sử dụng PoW bao gồm:

Bitcoin: Đây là đồng tiền mã hóa đầu tiên và cũng là đồng tiền phổ biến nhất sử dụng PoW. Bitcoin đã giới thiệu khái niệm Proof-of-Work vào thế giới tiền điện tử.

Dogecoin: Được coi là memecoin lớn nhất trong thị trường tiền mã hóa, Dogecoin đã nhận được sự ủng hộ mạnh mẽ từ tỷ phú Elon Musk. Nó sử dụng PoW để xác thực giao dịch.

Bitcoin Cash: Tương tự như Litecoin, Bitcoin Cash là một bản sao của Bitcoin nên cũng sử dụng cơ chế PoW để xác thực giao dịch.

Litecoin: Được mô tả là một bản sao “nhẹ” hơn của Bitcoin, Litecoin vận hành dựa trên thuật toán PoW.

Ethereum Classic: Đây là một bản sao của Ethereum, nhưng khác với Ethereum hiện tại đang chuyển sang Proof of Stake (PoS), Ethereum Classic vẫn giữ nguyên cơ chế PoW và không có ý định chuyển sang PoS.

Kết luận

Proof of Work (PoW) là một cơ chế đồng thuận quan trọng trong blockchain, yêu cầu việc tiêu tốn sức mạnh tính toán để xác thực các giao dịch và tạo ra khối mới. Các thợ đào tham gia giải các bài toán mật mã phức tạp và được thưởng token khi thành công. Điều này khác với Proof of Stake (PoS), nơi việc xác thực phụ thuộc vào số lượng token mà người dùng sở hữu và đã khóa lại.

PoW đóng vai trò là một cơ chế khuyến khích cho các thợ đào, đảm bảo tính bảo mật và đạt được đồng thuận về trạng thái của mạng lưới blockchain. Đây là thuật toán đồng thuận phổ biến nhất hiện nay, được sử dụng trong các mạng lưới blockchain lớn như Bitcoin, Litecoin, Dogecoin,…

Qua bài viết “Proof of Work là gì? Cùng tìm hiểu về tầm quan trọng của PoW” bạn đã hiểu về Proof of Work hay chưa? Nếu chưa, hãy để lại bình luận bên dưới để được giải đáp thắc mắc ngay nhé!