Thuật toán đồng thuận PoW trong tiền điện tử là gì?

Để vận hành trơn tru và giữ đúng bản chất phi tập trung, hệ thống blockchain phải hoạt động hài hòa, điều này chỉ có thể đạt được thông qua các cơ chế đồng thuận (consensus mechanisms). Nói một cách đơn giản, consensus là sự đồng ý của tất cả người tham gia trong mạng lưới về trạng thái hiện tại của nó. Đây là cơ chế cho phép các kết nối phi tập trung đạt được sự hiểu biết chung về các giao dịch đã được xác thực và thêm chúng vào block.

Trong bài viết hôm nay, chúng tôi sẽ giới thiệu cho bạn về cơ chế đồng thuận đầu tiên, Proof-of-Work (PoW): cách nó hoạt động và tại sao nó đóng vai trò quan trọng trong việc giữ cho thế giới crypto phi tập trung. Chúng tôi cũng sẽ đưa ra các ví dụ về những coin hoạt động theo cơ chế PoW.

Cơ Chế Hoạt Động Của Thuật Toán PoW

Proof-of-Work là cơ chế đồng thuận cho phép miners (người xác minh) xác nhận giao dịch và thêm chúng vào block bằng cách giải các bài toán phức tạp, đồng thời nhận phần thưởng cho nỗ lực của họ. Người đầu tiên sử dụng công nghệ này là Satoshi Nakamoto khi ông viết whitepaper cho Bitcoin. Tuy nhiên, khi nói về nguồn gốc của PoW, các nhà khoa học Cynthia Dwork và Moni Naor đã phát triển nó vào năm 1993.

Sự ra đời của Proof-of-Work đã giải quyết vấn đề double-spending, khi cùng một khoản tiền bị chi tiêu nhiều lần. PoW sử dụng các cơ chế khuyến khích kinh tế mới trong thuật toán, trở thành nền tảng cho sự xuất hiện của ngành công nghiệp mining. Nó yêu cầu các thành viên mạng lưới (miners) thực hiện một nhiệm vụ phức tạp để chứng minh rằng họ đã tiêu tốn tài nguyên (thời gian và năng lượng) để thêm block mới vào blockchain. Tên gọi của nó cũng từ đó mà ra: bằng chứng cho thấy đã có “công việc thực sự” được thực hiện.

Để hiểu rõ hơn về mặt kỹ thuật, cần biết đến nonce — một số ngẫu nhiên mà miners phải đoán. Nó đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra một hash hợp lệ đáp ứng yêu cầu của mạng và cho phép block mới được thêm vào chuỗi.

Quá trình tìm nonce phù hợp được gọi là mining. Khi một miner tìm được nonce hợp lệ, họ sẽ phát block cho những người khác trong mạng. Nếu block hợp lệ, nó sẽ được thêm vào chuỗi — và miner đó nhận phần thưởng.

Mục Đích Của Thuật Toán Proof-of-Work

Mục đích của thuật toán Proof-of-Work là cung cấp sự đồng thuận giữa các node vốn không tin tưởng lẫn nhau từ đầu. Nghĩa là đạt được sự đồng ý chung về những giao dịch nào hợp lệ và blockchain nào được công nhận là blockchain chính.

Để đạt được điều này, chuỗi cần ở độ cao nhất nhờ các block đã xác nhận, sau đó các nhánh khác trở thành fork.

Cách tiếp cận này khiến việc giả mạo dữ liệu hoặc double-spend gần như không thể, trừ khi kiểm soát được phần lớn hashrate của mạng, từ đó đảm bảo an ninh. Để viết lại lịch sử giao dịch và đánh cắp tiền, kẻ tấn công cần kiểm soát hơn 50% tổng sức mạnh xử lý của mạng — điều hầu như bất khả thi nhờ cơ chế mining. Do đó, bạn có thể yên tâm rằng tài sản của mình được bảo vệ khi PoW cung cấp mức độ bảo mật cao chống lại gian lận.

PoS So Với PoW

Proof-of-Work (PoW) và Proof-of-Stake (PoS) thường được so sánh trong thế giới phi tập trung. Hai cơ chế này có cách tiếp cận khác nhau để duy trì sự ổn định mạng lưới: PoW yêu cầu các node cung cấp bằng chứng rằng họ đã sử dụng sức mạnh tính toán để đạt được đồng thuận một cách phi tập trung.

Trong khi đó, Proof-of-Stake yêu cầu người tham gia khóa crypto để trở thành validator đáng tin cậy trong mạng lưới. Điều này giảm nhu cầu tài nguyên tính toán và cho phép đạt được đồng thuận nhanh hơn. Tuy nhiên, PoS bị đánh giá thấp hơn về mặt bảo mật so với PoW.

Dưới đây là bảng so sánh đặc điểm chính:

Các Loại Crypto PoW Phổ Biến

Để thấy cơ chế hoạt động trong thực tế, hãy xem một số coin đang chạy trên Proof-of-Work:

• Bitcoin (BTC): crypto đầu tiên sử dụng Proof-of-Work với thuật toán SHA-256. PoW cung cấp mức độ bảo mật cao nhưng tiêu tốn năng lượng khổng lồ. Block được tạo mỗi 10 phút hoặc lâu hơn trong giai đoạn bận rộn, hạn chế tốc độ giao dịch. Tuy nhiên, Bitcoin vẫn là chuẩn mực của phi tập trung và bảo mật, giữ danh hiệu “vàng kỹ thuật số” của thị trường crypto.

• Dogecoin (DOGE): meme coin đầu tiên chạy trên thuật toán Scrypt, cho phép tạo block nhanh (1 phút). Chi phí năng lượng thấp hơn BTC, mining có thể thực hiện qua pool, giảm rào cản gia nhập. Phần thưởng cho miners cố định ở mức 10,000 DOGE.

• Litecoin (LTC): được coi là “bạc” so với “vàng” Bitcoin. LTC cũng chạy trên PoW và thuật toán Scrypt, giúp tốc độ nhanh hơn với block được tạo mỗi 2.5 phút. Các giao dịch nhanh hơn và rẻ hơn BTC là lợi thế lớn.

• Kaspa (KAS): một coin PoW sáng tạo với giao thức GHOSTDAG và thuật toán kHeavyHash. Nó cung cấp tốc độ cao (hàng chục block mỗi giây) với chi phí năng lượng thấp hơn. Coin này nổi bật với xử lý block song song và hỗ trợ GPU-mining.

Có thể thấy thuật toán Proof-of-Work vẫn là nền tảng của bảo mật và phi tập trung trong nhiều crypto lớn, mặc dù chi phí năng lượng cao. Nó đã chứng minh độ tin cậy qua thời gian và tiếp tục được sử dụng ở nơi mà khả năng chống chịu mạng là ưu tiên hàng đầu. Tuy nhiên, với sự quan tâm ngày càng tăng đối với các giải pháp tiết kiệm năng lượng hơn, tương lai có thể thuộc về các mô hình đồng thuận lai hoặc thay thế.

Bài viết này có hữu ích với bạn không? Hãy để lại bình luận và tiếp tục theo dõi blog Cryptomus để nâng cao kiến thức crypto của bạn!