อัลกอริทึมฉันทามติ PoW ในคริปโตคืออะไร?

เพื่อให้บล็อกเชนทำงานได้อย่างราบรื่นและคงไว้ซึ่งความกระจายศูนย์ ระบบจำเป็นต้องทำงานอย่างสอดคล้องกัน ซึ่งสิ่งนี้สามารถเกิดขึ้นได้ผ่านกลไก ฉันทามติ (consensus mechanism) พูดง่าย ๆ ฉันทามติคือข้อตกลงของผู้เข้าร่วมทั้งหมดในเครือข่ายเกี่ยวกับสถานะปัจจุบันของมัน ดังนั้นมันจึงเป็นกลไกที่ช่วยให้การเชื่อมต่อแบบกระจายศูนย์สามารถบรรลุความเข้าใจร่วมกันเกี่ยวกับธุรกรรมที่ถูกตรวจสอบแล้ว และเพิ่มธุรกรรมเหล่านั้นลงในบล็อก

ในบทความวันนี้ เราจะบอกคุณเกี่ยวกับกลไกฉันทามติกลไกแรกสุดที่เรียกว่า Proof-of-Work (PoW): คุณจะได้เรียนรู้ว่ามันทำงานอย่างไร และทำไมมันจึงมีบทบาทสำคัญในการรักษาโลกคริปโตให้คงไว้ซึ่งความกระจายศูนย์ เรายังจะแสดงตัวอย่างเหรียญที่ทำงานด้วยกลไก PoW ให้คุณดูด้วย

อัลกอริทึม PoW ทำงานอย่างไร?

Proof-of-Work คือกลไกฉันทามติที่อนุญาตให้ผู้ขุด (miners หรือ verifiers) ยืนยันธุรกรรม และเพิ่มธุรกรรมนั้นลงในบล็อกโดยการแก้สมการคณิตศาสตร์ที่ซับซ้อน และได้รับรางวัลตอบแทนสำหรับความพยายาม ผู้ที่ใช้เทคโนโลยีนี้เป็นคนแรกคือ ซาโตชิ นากาโมโตะ ตอนที่เขาเขียน whitepaper สำหรับ บิทคอยน์ (Bitcoin) อย่างไรก็ตาม หากย้อนถึงต้นกำเนิดของ PoW นักวิทยาศาสตร์ Cynthia Dwork และ Moni Naor ได้พัฒนามันตั้งแต่ปี 1993

การนำ Proof-of-Work มาใช้ช่วยแก้ปัญหา double-spending (การใช้เงินเดียวกันซ้ำมากกว่าหนึ่งครั้ง) PoW ใช้แรงจูงใจทางเศรษฐกิจแบบใหม่ในอัลกอริทึม ซึ่งเป็นพื้นฐานของการเกิดขึ้นของอุตสาหกรรมการขุด มันต้องการให้ผู้เข้าร่วมเครือข่ายที่เรียกว่า miners ทำงานซับซ้อนเพื่อพิสูจน์ว่าพวกเขาได้ใช้ทรัพยากร (เวลาและพลังงาน) ในการเพิ่มบล็อกใหม่ในบล็อกเชน นี่คือที่มาของชื่อ: เป็นการพิสูจน์ว่ามี “งานจริง” เกิดขึ้น

เพื่อเข้าใจด้านเทคนิคของกลไก PoW ให้ดียิ่งขึ้น คุณควรรู้จักคำว่า nonce — ตัวเลขสุ่มที่ miners พยายามทาย มันมีบทบาทสำคัญในการสร้างแฮชที่ถูกต้องตามเงื่อนไขของเครือข่าย และอนุญาตให้เพิ่มบล็อกใหม่เข้ามาในเชนได้

กระบวนการหาค่า nonce ที่ตรงกันนี้เรียกว่า การขุด (mining) เมื่อ miner คนหนึ่งหาค่า nonce ที่ถูกต้องเจอ เขาจะกระจายบล็อกนั้นไปยังผู้เข้าร่วมคนอื่น ๆ หากบล็อกผ่านการตรวจสอบ มันจะถูกเพิ่มลงในเชน — และ miner จะได้รับรางวัลตอบแทน

วัตถุประสงค์ของอัลกอริทึม Proof-of-Work

วัตถุประสงค์ของอัลกอริทึม PoW คือการสร้างฉันทามติระหว่างโหนดที่ไม่ไว้ใจกันตั้งแต่แรกเริ่ม กล่าวคือ เพื่อบรรลุข้อตกลงเดียวกันว่าธุรกรรมใดถูกต้อง และบล็อกเชนใดเป็นเชนหลัก สำหรับจุดประสงค์นี้ เชนหลักควรมีความสูงสุดจากการยืนยันบล็อก ส่วนเชนอื่น ๆ จะกลายเป็น forks

วิธีการนี้ทำให้แทบเป็นไปไม่ได้ที่จะปลอมแปลงข้อมูลหรือทำ “double-spend” โดยไม่สามารถควบคุม hashrate ส่วนใหญ่ของเครือข่ายได้ ซึ่งสิ่งนี้ทำให้เครือข่ายมีความปลอดภัย หากผู้โจมตีต้องการเขียนประวัติธุรกรรมใหม่และขโมยเงิน เขาจำเป็นต้องควบคุมกำลังประมวลผลมากกว่า 50% ของเครือข่าย ซึ่งเป็นไปไม่ได้เพราะกระบวนการขุด ด้วยเหตุนี้ คุณจึงมั่นใจได้ว่าเงินของคุณปลอดภัย เนื่องจากอัลกอริทึม PoW ให้ระดับการป้องกันสูงต่อการฉ้อโกง

PoS เทียบกับ PoW

กลไกฉันทามติ Proof-of-Work (PoW) และ Proof-of-Stake (PoS) มักถูกนำมาเปรียบเทียบในโลกของการกระจายศูนย์ อัลกอริทึมเหล่านี้มีวิธีการที่ต่างกันในการรักษาเครือข่ายให้เสถียร:

• PoW ต้องการให้โหนดในเครือข่ายแสดงหลักฐานว่าพวกเขาได้ใช้พลังประมวลผล (work) เพื่อบรรลุฉันทามติแบบกระจายศูนย์
• PoS ต้องการให้ผู้เข้าร่วมวางเดิมพัน (stake) คริปโตเพื่อเป็นสมาชิกที่เชื่อถือได้ในเครือข่าย ซึ่งช่วยลดความต้องการทรัพยากรคอมพิวเตอร์ และทำให้บรรลุฉันทามติได้เร็วขึ้น

อย่างไรก็ตาม PoS ยังด้อยกว่า PoW อย่างมากในแง่ของความปลอดภัย

เพื่อให้เห็นชัดเจนขึ้น เราได้เตรียมตารางเปรียบเทียบคุณสมบัติหลักให้คุณ:

คริปโตที่ใช้ PoW ยอดนิยม

เพื่อดูว่าอัลกอริทึมนี้ทำงานจริงอย่างไร และมันสร้างกระบวนการในเครือข่ายอย่างไร มาดูรายชื่อเหรียญที่ใช้กลไกฉันทามติ Proof-of-Work กัน:

• บิทคอยน์ (Bitcoin, BTC): คริปโตแรกที่ใช้ Proof-of-Work, อัลกอริทึม SHA-256 เช่นเดียวกับเครือข่ายอื่น ๆ PoW ให้ความปลอดภัยสูง แต่ต้องใช้พลังงานจำนวนมหาศาล ในด้านความเร็ว บล็อกจะถูกสร้างทุก ๆ 10 นาที หรืออาจนานกว่านั้นในช่วงที่การใช้งานสูง ซึ่งจำกัดความเร็วของธุรกรรม อย่างไรก็ตาม บิทคอยน์ยังคงเป็นมาตรฐานสำหรับความกระจายศูนย์และความปลอดภัย จนได้รับฉายา “ทองคำดิจิทัล” ของตลาดคริปโต

• Dogecoin (โดชคอยน์, DOGE): เหรียญมีมตัวแรกที่ทำงานบนอัลกอริทึม Scrypt และอนุญาตให้สร้างบล็อกได้เร็ว (1 นาที) ต้นทุนพลังงานต่ำกว่า BTC และยังสามารถขุดผ่านพูลได้ ซึ่งช่วยลดอุปสรรคการเข้าร่วม รางวัลของ miners ถูกกำหนดคงที่ที่ 10,000 DOGE

• ไลท์คอยน์ (Litecoin, LTC): “เงิน” เมื่อเทียบกับ “ทอง” อย่างบิทคอยน์ LTC ก็ทำงานบน PoW และอัลกอริทึม Scrypt ซึ่งให้ความเร็วที่มากกว่าและสร้างบล็อกได้ทุก 2.5 นาที ธุรกรรมที่เร็วกว่าและถูกกว่าเมื่อเทียบกับ BTC คือข้อได้เปรียบสำคัญ

• Kaspa (KAS): เหรียญ PoW ที่ล้ำสมัยด้วยโปรโตคอล GHOSTDAG และอัลกอริทึม kHeavyHash มันให้ความเร็วสูง (หลายสิบบล็อกต่อวินาที) ที่ต้นทุนพลังงานต่ำกว่า ด้วยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีและแนวทางใหม่ ทำให้เหรียญนี้รองรับการประมวลผลบล็อกแบบขนานและการขุดด้วย GPU

คุณจะเห็นได้ว่าอัลกอริทึม Proof-of-Work ยังคงเป็นรากฐานของความปลอดภัยและความกระจายศูนย์ในคริปโตหลายตัว แม้ว่าจะมีต้นทุนพลังงานสูง แต่มันก็พิสูจน์แล้วว่ามีความน่าเชื่อถือ และยังคงถูกใช้ในที่ที่ต้องการความแข็งแกร่งของเครือข่าย อย่างไรก็ตาม ด้วยความสนใจที่เพิ่มขึ้นในโซลูชันที่ประหยัดพลังงานมากขึ้น อนาคตอาจเป็นของกลไกฉันทามติแบบผสมหรือแบบทางเลือกอื่น ๆ

บทความนี้มีประโยชน์กับคุณหรือไม่? เขียนความคิดเห็นและติดตาม บล็อก Cryptomus เพื่อเพิ่มพูนความรู้คริปโตของคุณ!