Bằng chứng công việc (PoW) là gì trong mạng Ethereum?

0
482
Proof of work, bằng chứng công việc
5/5 - (7 bình chọn)

Ethereum, giống như Bitcoin, hiện đang sử dụng một cơ chế đồng thuận được gọi là bằng chứng công việc (PoW). Điều này cho phép các nút của mạng Ethereum đồng ý về trạng thái của tất cả thông tin được ghi lại trên chuỗi khối Ethereum và ngăn chặn các cuộc tấn công.

Bằng chứng công việc (PoW) là gì?

Bằng chứng công việc hay proof of work (PoW) là cơ chế cho phép mạng phi tập trung Ethereum đi đến sự đồng thuận, hoặc đồng ý về những chỉ số như số dư tài khoản và thứ tự giao dịch. Điều này ngăn người dùng gian lận bằng cách “chi tiêu gấp đôi” số tiền của họ và đảm bảo rằng chuỗi Ethereum khó bị tấn công hoặc thay đổi.

Bằng chứng công việc và khai thác

Bằng chứng công việc là thuật toán cơ bản đặt ra độ khó và quy tắc cho công việc mà các thợ mỏ làm. Khai thác là hành động thêm các khối hợp lệ vào chuỗi. Điều này rất quan trọng vì độ dài của chuỗi giúp mạng phát hiện chuỗi Ethereum hợp lệ và hiểu trạng thái hiện tại của Ethereum. Càng nhiều khối được thêm vào, chuỗi càng dài và số khối càng cao, mạng càng chắc chắn về trạng thái hiện tại của mọi thứ.

Bằng chứng công việc hoạt động như thế nào?

Các giao dịch Ethereum được xử lý thành các khối. Mỗi khối có:

  • Block difficulty: Độ khó của khối chỉ số giúp đảm bảo thời gian cần để tạo ra một khối mới luôn cố định (với Bitcoin là 10 phút, với Ethereum là 12-15 giây)

VD: 3,313,082,173,252,704

  • MixHash: hàm Hash của block header trước khi tìm ra số nonce.

VD: 0x43bcb871b07c6a19f8….

  • Nonce: số mà thợ đào cần tìm trong quá trình đào block.

VD: 0xe3ek322v4ab7d16c

Công việc cần làm trong Bằng chứng công việc

Giao thức bằng chứng công việc, được gọi là Ethash, yêu cầu các thợ mỏ phải trải qua một cuộc đua “thử và sai” khốc liệt để tìm ra nonce cho một khối. Chỉ các khối có nonce hợp lệ mới có thể được thêm vào chuỗi.

 khai-thac-ethereum
Dàn máy móc hiện đại dùng để tính toán trong giao thức Bằng chứng công việc

Khi chạy đua để tạo một khối, một người thợ mỏ sẽ liên tục đặt một tập dữ liệu, mà bạn chỉ có thể nhận được từ việc tải xuống và chạy toàn bộ chuỗi (như một thợ mỏ), thông qua một hàm toán học. Điều này là để tạo một mixHash thấp hơn một nonce mục tiêu, được quy định bởi độ khó của khối. Cách tốt nhất để làm điều này là thông qua quá trình “thử và sai”.

Độ khó xác định mục tiêu cho mixHash. Mục tiêu càng thấp, tập hợp các Hash hợp lệ càng nhỏ. Khi một giao dịch được thay đổi, Hash sẽ thay đổi theo, qua đó báo hiệu gian lận.

Hash giúp dễ dàng phát hiện ra gian lận. Nhưng PoW cũng là một yếu tố ngăn cản lớn đối với việc tấn công chuỗi.

Bằng chứng công việc và bảo mật

Các thợ mỏ được khuyến khích thực hiện công việc trên chuỗi Ethereum chính. Có rất ít động lực để một nhóm nhỏ những thợ mỏ bắt đầu chuỗi của riêng họ – điều đó sẽ làm suy yếu hệ thống. Những chuỗi riêng sẽ ngắn, bảo mật kém và dễ bị tấn công. Người dùng sẽ luôn chọn chuỗi dài nhất hoặc nặng nhất.

Mục tiêu của PoW là mở rộng chuỗi. Chuỗi dài nhất đáng tin cậy nhất là chuỗi hợp lệ vì nó có nhiều công việc tính toán nhất được thực hiện trên đó. Trong hệ thống PoW của Ethereum, gần như không thể tạo ra các khối mới chén lên khối cũ hoặc tạo các giao dịch giả mạo hoặc duy trì chuỗi thứ hai.

Để có thể gian lận bạn sẽ phải tính toán toàn lại toàn bộ các khối phía sau khối bạn can thiệp. Ngoài ra, bạn cần sở hữu hơn 51% sức mạnh của cả mạng để đánh bại mọi người khác. Sẽ cần rất nhiều chi phí để có thể thực hiện khối lượng công việc này. Và số tiền thậm chí có thể lớn hơn lợi nhuận bạn kiếm được trong một cuộc tấn công.

tan-cong-51%
Những kẻ tấn công sẽ thành công khi chiến được hơn 51% tổng sức mạnh của mạng

Bạn có thể đọc thêm: Tấn công 51% là gì? Cách một cuộc tấn công 51% hoạt động

Bằng chứng công việc và lợi nhuận

PoW cũng chính là cách đưa những đồng tiền điện tử mới vào hệ thống và khuyến khích các thợ mỏ làm việc.

Những thợ mỏ tạo khối thành công sẽ được thưởng bằng 2 ETH mới được khai thác và tất cả các khoản phí giao dịch trong khối. Trường hợp xuất hiện uncle block (Khi 2 thợ mỏ cùng tạo đồng thời một khối thì sẽ chỉ một khối được chấp nhận để đưa vào chuỗi, khối còn lại gọi là uncle block), một thợ mỏ có thể nhận được 1,75 ETH cho một uncle block.

 uncle-block
Quá trình hình thành Uncle Block

Ưu và nhược điểm của cơ chế bằng chứng công việc

Ưu điểm

  • Bạn không cần ETH để bắt đầu PoW và thậm chí khi đào thành công một khối, bạn sẽ nhận được phần thưởng là tiền điện tử. Với bằng chứng về cổ phần (PoS), bạn cần ETH để bắt đầu.
  • PoW là một cơ chế đồng thuận đã được thử nghiệm và kiểm tra, điều này giữ cho Bitcoin và Ethereum an toàn và phi tập trung trong nhiều năm.
  • So với bằng chứng cổ phần nó dễ thực hiện hơn.

Nhược điểm

  • PoW sử dụng quá nhiều năng lượng gây ảnh hưởng xấu đến môi trường.
  • Nếu bạn muốn khai thác, bạn cần có thiết bị chuyên dụng và đó là một khoản đầu tư khá lớn.
  • Do càng ngày để tìm ra một khối mới càng cần tính toán nhiều hơn, nên các nhóm khai thác có khả năng chiếm ưu thế trong cuộc đua. Từ đó dẫn đến rủi ro mất tính phi tập trung và giảm khả năng bảo mật.

So sánh bằng chứng công việc với bằng chứng cổ phần

Ở cấp độ cao, bằng chứng cổ phần có cùng mục tiêu cuối cùng như bằng chứng công việc: giúp mạng phi tập trung đạt được sự đồng thuận một cách an toàn. Nhưng nó có một số khác biệt về quy trình và nhân sự:

  • PoS chuyển tầm quan trọng của sức mạnh tính toán sang số ETH đã đặt cược.
  • PoS thay thế các thợ mỏ bằng những người xác nhận. Người xác thực đặt cược ETH của họ để kích hoạt khả năng tạo khối mới.
  • Trình xác thực không cạnh tranh để tạo khối, thay vào đó chúng được chọn ngẫu nhiên bởi một thuật toán.
  • Tính xác thực rõ ràng hơn: tại một số điểm kiểm tra nhất định, nếu 2/3 người xác nhận đồng ý về trạng thái của khối thì đó được coi là xác minh. Người xác nhận phải đặt cược toàn bộ số tiền của họ vào điều này, vì vậy nếu họ cố gắng thông đồng với nhau, họ sẽ mất toàn bộ số tiền đặt cược của mình.
so-sanh-PoW-va-PoS
Bằng chứng công việc (PoW) và bằng chứng cổ phần (PoS)

Trong vài năm tới, với sự ra đời của bản nâng cấp Eth2, bằng chứng công việc (PoW) sẽ bị loại bỏ dần để chuyển sang bằng chứng cổ phần (PoS). Điều này cũng sẽ loại bỏ dần việc khai thác từ Ethereum.

Binance-Banner-1

BÌNH LUẬN

Vui lòng nhập bình luận của bạn
Vui lòng nhập tên của bạn ở đây