Bằng chứng công việc (thường được viết tắt là "PoW") là một cơ chế ngăn ngừa vấn đề chi tiêu gấp đôi. Phần lớn các loại tiền điện tử sử dụng cơ chế thuật toán đồng thuận này. Chúng tôi gọi phương pháp này là sổ cái được bảo mật bằng mật mã.
Bằng chứng công việc là thuật toán đồng thuận sớm nhất và vẫn còn phổ biến cho đến ngày nay. Satoshi Nakamoto đã giới thiệu khái niệm này trong sách trắng Bitcoin phát hành năm 2008, nhưng bản thân công nghệ này thực sự đã được hình thành trước đó.
Trước khi tiền điện tử ra đời, HashCash của Adam Back là một ví dụ ban đầu về thuật toán bằng chứng công việc. HashCash giảm bớt vấn đề thư rác gây khó chịu cho người nhận bằng cách yêu cầu người gửi thực hiện một số phép tính nhỏ trước khi email được gửi. Việc tính toán như vậy gần như dễ dàng đối với những người gửi thường xuyên nhưng đối với những người gửi số lượng lớn email thì gánh nặng lại tăng lên nhanh chóng.
Chi tiêu gấp đôi sẽ xảy ra nếu sử dụng cùng một quỹ nhiều lần. Thuật ngữ này về cơ bản chỉ dành riêng cho thế giới tiền kỹ thuật số, vì cùng một lượng tiền mặt không thể được thanh toán hai lần trong đời thực. Ví dụ: sau khi bạn thanh toán cà phê cho nhân viên thu ngân, cà phê sẽ bị khóa trong máy tính tiền. Khách hàng không thể mua một tách cà phê khác ở quán cà phê bên kia đường với số tiền tương tự.
Điều này có thể xảy ra nếu giải pháp tiền kỹ thuật số được triển khai. Tất cả chúng ta đều từng sao chép các tập tin máy tính trước đây và có thể gửi cùng một tập tin qua email cho mười, hai mươi hoặc thậm chí năm mươi người chỉ bằng cách sao chép và dán.
Vì tiền kỹ thuật số chỉ là một dạng dữ liệu nên chúng ta cần cảnh giác với việc người khác sao chép nó và thanh toán cho cùng loại tiền tệ ở nơi khác. Nếu không, hệ thống tiền tệ của chúng ta sẽ sớm sụp đổ.
Nếu bạn muốn tìm hiểu thêm về vấn đề chi tiêu gấp đôi, vui lòng đọc "Giải thích chi tiết về vấn đề chi tiêu gấp đôi".
Nếu bạn đã đọc hướng dẫn công nghệ blockchain của chúng tôi, bạn sẽ biết rằng người dùng xuất bản các giao dịch lên mạng. Nhưng những giao dịch này không có hiệu lực ngay lập tức mà chỉ có hiệu lực sau khi được thêm vào blockchain.
Blockchain là một cơ sở dữ liệu khổng lồ hiển thị cho tất cả người dùng, vì vậy mọi người đều có thể xem việc sử dụng tiền trước đó. Hãy hình dung thế này: Bạn và ba người bạn khác dùng chung một cuốn sổ ghi chú. Bất kể ai muốn chuyển tiền bằng loại tiền nào, nó sẽ được ghi lại. Ví dụ: Alice trả cho Bob 5 đơn vị tiền tệ và Bob trả cho Carol 2 đơn vị tiền tệ.
Sự phức tạp của quá trình này là nguồn tiền phải được đề cập trong mọi giao dịch. Do đó, nếu Bob thanh toán hai đơn vị tiền tệ cho Carol thì nguồn tiền thực sự là: Bob trả cho Carol hai đơn vị tiền tệ từ giao dịch trước đó của anh ấy với Alice.
Bằng cách này, chúng tôi có cách để theo dõi các loại tiền tệ này. Nếu Bob cố gắng thực hiện một giao dịch khác bằng cách sử dụng cùng một đơn vị tiền tệ đã được thanh toán cho Carol trước đó thì mọi người sẽ sớm biết về điều đó. Các thành viên trong nhóm chia sẻ sẽ không cho phép ghi lại giao dịch này vào Notepad.
Đối với các nhóm nhỏ, cách tiếp cận này có thể rất hiệu quả. Mọi người đều biết nhau và có thể đạt được thỏa thuận về việc người bạn nào sẽ ghi lại giao dịch vào sổ ghi chú. Điều gì sẽ xảy ra nếu đó là một nhóm gồm 10.000 người tham gia? Tại thời điểm này, Notepad không thể được mở rộng một cách hiệu quả, xét cho cùng, sẽ không có ai tin tưởng một người lạ sẽ phụ trách sổ cái.
Đây là lúc cần có bằng chứng về công việc. Bằng chứng công việc đảm bảo rằng người dùng không được phép chi tiêu số tiền mà họ không có quyền truy cập. Thuật toán chứng minh khối lượng công việc kết hợp lý thuyết trò chơi và mật mã để cho phép mọi người cập nhật chuỗi khối theo quy tắc hệ thống.
Blockchain chính là sổ ghi chú mà chúng tôi đã đề cập ở trên. Nhưng bây giờ chúng tôi không thêm từng giao dịch mà gói chúng thành các khối. Chúng tôi xuất bản các giao dịch trên mạng và sau đó người dùng đã tạo khối sẽ tính giao dịch đó vào một khối ứng cử viên. Chỉ khi khối ứng cử viên trở thành khối được xác nhận thì giao dịch mới có hiệu lực. Tức là giao dịch được thêm vào blockchain.
Tuy nhiên, việc thêm các khối không hề rẻ. Bằng chứng công việc yêu cầu người khai thác (người dùng tạo khối) sử dụng tài nguyên của riêng họ để có được đặc quyền. Tài nguyên là sức mạnh tính toán, có thể được sử dụng để băm dữ liệu khối cho đến khi tìm ra giải pháp cho vấn đề.
Băm dữ liệu khối có nghĩa là đưa dữ liệu vào hàm băm để tạo ra giá trị băm khối. Khối băm hoạt động giống như một "dấu vân tay", nhận dạng dữ liệu đầu vào và là duy nhất cho mỗi khối.
Hầu như không thể lấy được dữ liệu đầu vào bằng cách đảo ngược hàm băm khối. Tuy nhiên, bằng cách biết dữ liệu đầu vào, bạn có thể dễ dàng xác nhận rằng giá trị băm là chính xác. Chỉ cần gửi đầu vào cho hàm và xem đầu ra có giống nhau không.
Dữ liệu được cung cấp cho bằng chứng công việc, giá trị băm phải đáp ứng một số điều kiện nhất định. Nhưng người dùng lại không biết cách thực hiện. Điều duy nhất họ có thể làm là chuyển dữ liệu vào hàm băm để xác minh rằng nó đáp ứng các tiêu chí. Nếu nó không khớp, hãy sửa đổi dữ liệu một chút và nhận giá trị băm khác. Việc thay đổi ngay cả một ký tự trong dữ liệu cũng có thể tạo ra các kết quả cực kỳ khác nhau, do đó không thể dự đoán được kết quả đầu ra.
Vì vậy, việc tạo khối là một trò chơi đoán mò. Nói chung, người dùng cần tổng hợp tất cả thông tin giao dịch và một số dữ liệu quan trọng khác sẽ được thêm vào, sau đó băm chúng đồng thời. Vì tập dữ liệu không thay đổi nên cần thêm thông tin biến. Nếu không, giá trị băm đầu ra sẽ luôn nhất quán. Dữ liệu biến này được gọi là "Số ngẫu nhiên". Miễn là bạn cố gắng thay đổi số nonce mỗi lần, bạn sẽ nhận được một giá trị băm khác. Quá trình này được gọi là "khai thác".
Nói tóm lại, khai thác là quá trình thu thập dữ liệu blockchain và băm dữ liệu đó với sự trợ giúp của các số ngẫu nhiên cho đến khi tìm thấy giá trị băm cụ thể. Nếu giá trị băm kết quả đáp ứng các điều kiện do giao thức đặt ra, một khối mới có thể được xuất bản trên mạng. Đồng thời, những người tham gia mạng khác có thể cập nhật chuỗi khối của riêng họ để bao gồm các khối mới.
Đối với các loại tiền điện tử phổ biến hiện nay, việc đáp ứng các điều kiện là khá khó khăn. Tốc độ băm của mạng càng cao thì càng khó tìm được giá trị băm hợp lệ. Điều này nhằm làm chậm tốc độ tạo khối.
Có thể tưởng tượng được chi phí cao khi đoán các giá trị băm lớn thông qua máy tính cá nhân. Điều này tiêu tốn rất nhiều thời gian và năng lượng tính toán. Nhưng miễn là tìm thấy hàm băm hợp lệ, giao thức sẽ thưởng cho bạn tiền điện tử.
Hãy xem lại những gì chúng ta biết cho đến nay:
Cho đến nay mọi chuyện vẫn bình thường. Nhưng điều gì sẽ xảy ra nếu ai đó cố gắng gian lận? Làm cách nào chúng tôi có thể ngăn chặn hành vi nhập số lượng lớn giao dịch gian lận vào các khối để tạo ra các hàm băm hợp lệ?
Mật mã khóa công khai ra đời. Bài viết này sẽ không đi sâu vào chi tiết ở đây. Vui lòng đọc "Mật mã khóa công khai là gì?" 》để biết thêm chi tiết. Nói một cách đơn giản, chúng tôi sử dụng một số kỹ thuật mã hóa tuân thủ để xác minh xem ai đó có quyền truy cập vào một số tiền nhất định hay không.
Khi bạn tạo một giao dịch, bạn ký vào đó. Người dùng trên mạng có thể so sánh chữ ký cá nhân của bạn với khóa chung để xác minh xem chúng có khớp hay không. Đồng thời, người dùng cũng có thể kiểm tra xem người đó có quyền sử dụng tiền hay không và tổng số tiền đầu vào có cao hơn tổng số tiền đầu ra hay không, tức là chi tiêu cá nhân không được vượt quá số tiền nắm giữ.
Mạng sẽ tự động từ chối các khối chứa giao dịch không hợp lệ. Cái giá của việc cố gắng gian lận là rất cao. Việc này không chỉ lãng phí tài nguyên mà còn không nhận được phần thưởng.
Bí ẩn về bằng chứng công việc được tiết lộ - chi phí gian lận cao nhưng lợi nhuận lại rất lớn nếu bạn hoạt động trung thực. Những người khai thác khôn ngoan sẽ theo đuổi lợi tức đầu tư (ROI), hành động thận trọng và đảm bảo lợi nhuận.
Bạn muốn bắt đầu hành trình tiền điện tử của mình? Hãy đến Binance và mua Bitcoin ngay bây giờ!
Bằng chứng cổ phần (PoS) Đây cũng là trọng tâm chính trong số nhiều thuật toán đồng thuận. Khái niệm này có từ năm 2011 và đã được triển khai trong một số giao thức nhỏ hơn. Nhưng nó vẫn chưa được các blockchain lớn chấp nhận.
Trong hệ thống bằng chứng cổ phần, các công cụ khai thác được thay thế bằng "người xác thực" và không có sự cạnh tranh nào liên quan đến việc khai thác và đoán giá trị băm. Thay vào đó, những người dùng được chọn ngẫu nhiên được yêu cầu đề xuất hoặc "đúc" các khối. Nếu khối hợp lệ, người dùng sẽ nhận được phần thưởng bao gồm phí giao dịch khối.
Tất nhiên, có các ngưỡng cho quá trình lựa chọn và thỏa thuận sẽ xem xét toàn diện các yếu tố khác nhau để chọn người dùng. Để đủ điều kiện, người tham gia phải khóa một cổ phần, một lượng tiền tệ gốc của blockchain được xác định trước. Một cam kết hoạt động giống như một trái phiếu bảo lãnh. Chẳng hạn, để ngăn bị cáo trốn tránh xét xử, họ phải nộp số tiền bảo lãnh lớn, đồng thời người xác minh cần khóa “cầm cố” để tránh gian lận. Trong trường hợp gian lận, toàn bộ hoặc một phần số tiền cầm cố sẽ bị tịch thu.
So với bằng chứng công việc, bằng chứng cổ phần có những ưu điểm nhất định. Rõ ràng nhất là việc giảm lượng khí thải carbon, vì Proof-of-Stake không yêu cầu các trang trại khai thác công suất cao và chỉ tiêu thụ một phần điện năng của Proof-of-Work.
Mặc dù vậy, mức độ phổ biến của Proof of Stake và Proof of Work vẫn còn cách xa nhau. Mặc dù bị coi là lãng phí nhưng việc khai thác đã chứng tỏ mình là thuật toán đồng thuận duy nhất được sử dụng rộng rãi. Trong hơn một thập kỷ, bằng chứng công việc đã đảm bảo các giao dịch trị giá hàng nghìn tỷ đô la. Để biết liệu bằng chứng cổ phần có thể cạnh tranh với bằng chứng công việc về mặt bảo mật hay không, việc đặt cược vẫn cần được kiểm tra đầy đủ trong hoạt động thực tế.
Bằng chứng công việc là giải pháp ban đầu cho vấn đề chi tiêu gấp đôi và là đáng tin cậy và An toàn cũng đã được xác minh. Bitcoin chứng minh rằng chúng ta không cần phải dựa vào một thực thể tập trung để ngăn chặn việc chi tiêu cùng một số tiền hai lần. Những người tham gia vào môi trường phi tập trung có thể phối hợp theo dõi trạng thái của cơ sở dữ liệu tài chính thông qua việc sử dụng thông minh mật mã, hàm băm và lý thuyết trò chơi.