Ethereum Sự tiến hoá của Thuật toán mining crypto – Proof of Stake

Ethereum Sự tiến hoá của Thuật toán mining crypto – Proof of Stake

Ethereum ra đời theo sự chuyển dịch công nghệ từ hệ thống Proof of Work (PoW) sang một trong những dựa trên cái gọi là Proof of Stake.

Bài việt này sẽ giải thích cho bạn những khác biệt chính giữa Proof of Work và Proof of Stake và tôi sẽ cung cấp cho bạn một định nghĩa về khai thác mỏ (mining), quá trình tiền tệ kỹ thuật số mới được sinh ra thông qua mạng lưới máy chủ khai mỏ.

Kỹ thuật khai thác mỏ Ethereum có sự tiến hoá lớn khi quyết định chuyển dịch kỹ thuật Mining từ “công việc” sang “cổ phần”.

Proof of Work – Bằng chứng về công việc là gì?

Trước hết hãy bắt đầu với định nghĩa cơ bản

Bằng chứng về công việc là một giao thức có mục đích chính là ngăn chặn các cuộc tấn công trên mạng như tấn công từ chối dịch vụ phân tán (DDoS) có mục đích cạn kiệt nguồn tài nguyên của hệ thống máy tính bằng cách gửi nhiều yêu cầu giả mạo.

Khái niệm Proof of Work tồn tại ngay cả trước khi bitcoin, nhưng Satoshi Nakamoto áp dụng kỹ thuật này cho bản thân – chúng ta vẫn không biết Nakamoto thực sự là ai – tiền kỹ thuật số đã cách mạng hóa các giao dịch truyền thống.

Trên thực tế ý tưởng PoW ban đầu được Cynthia Dwork và Moni Naor xuất bản năm 1993, nhưng từ “proof of work” đã được Markus Jakobsson và Ari Juels đặt ra trong một tài liệu xuất bản năm 1999.

Nhưng, trở lại, Bằng chứng về công việc có lẽ là ý tưởng lớn nhất đằng sau bài báo Bitcoin của Nakamoto – được xuất bản vào năm 2008 – bởi vì nó cho phép sự đồng thuận không tin cậy và phân tán.

Sự đồng thuận không tin cậy và phân tán là gì?


Một hệ thống thống nhất tin cậy và phân tán có nghĩa là nếu bạn muốn gửi và / hoặc nhận tiền từ một người mà bạn không biết mà không cần tới sự đảm bảo của bên thứ 3.

Khi bạn sử dụng phương thức thanh toán truyền thống, bạn cần phải tin cậy vào bên thứ ba để đặt giao dịch của mình (ví dụ: Visa, Mastercard, PayPal, các ngân hàng). Họ sẽ bảo mật lưu trữ dữ liệu giao dịch chứa các thông tin về lịch sử giao dịch, số dư tài khoản.

Ví dụ phổ biến để giải thích rõ hơn về hành vi này là: nếu Alice gửi cho Bob 100 đô la, dịch vụ của bên thứ ba đáng tin cậy sẽ ghi nợ tài khoản của Alice và cấp tín dụng cho Bob, vì vậy cả hai phải tin vào bên thứ ba này là phải làm đúng .

Với bitcoin và một số loại tiền tệ số khác, mọi người đều có một bản sao của sổ cái (blockchain), vì vậy không ai cần sự giúp đỡ các bên thứ ba, bởi vì bất cứ ai có thể trực tiếp xác minh thông tin qua các dữ liệu mà họ lưu trữ trực tiếp.

Bằng chứng về công việc (Proof of work) và khai thác mỏ (Mining)

Đi sâu hơn, chứng minh công việc (Pow) yêu cầu một năng lực tính toán đắt đỏ, còn được gọi là khai thác mỏ, cần phải được thực hiện để tạo ra một nhóm các giao dịch tin cậy mới (cái gọi là block) trên một phân mục phân phối có tên là blockchain.

Khai thác mỏ phục vụ như hai mục đích:

  1. Để xác minh tính hợp pháp của một giao dịch, hoặc tránh cái gọi là nhân đôi-chi tiêu;
  2. Để tạo tiền tệ kỹ thuật số mới bằng cách thưởng cho thợ mỏ để thực hiện nhiệm vụ trước đó.

Khi bạn muốn thiết lập một giao dịch, điều này sẽ xảy ra sau hậu trường:

+ Các giao dịch được nhóm lại thành những gì chúng ta gọi là một khối;

+ Người khai thác mỏ xác minh rằng các giao dịch trong mỗi lô là hợp pháp;

+ Để làm như vậy, thợ mỏ phải giải quyết một câu đố toán học được gọi là vấn đề chứng minh công việc;

+ Một phần thưởng được trao cho người khai quật đầu tiên giải quyết từng vấn đề;

+ Các giao dịch đã được xác minh được lưu trữ trong blockchain công cộng

“Câu đố toán học” này có một tính năng chính: không đối xứng. Công việc, trên thực tế, phải ở mức độ vừa phải ở phía bên yêu cầu nhưng dễ kiểm tra mạng. Ý tưởng này cũng được biết đến như là một chức năng ngốn chi phí CPU, câu đố khách hàng, câu đố tính toán hoặc chức năng giá CPU.

Tất cả những người khai thác mạng đều cạnh tranh để trở thành những người đầu tiên tìm ra giải pháp cho vấn đề toán học liên quan đến khối ứng cử viên, một vấn đề không thể giải quyết theo những cách khác hơn là sử dụng vũ lực để đòi hỏi phải có rất nhiều nỗ lực.

Khi một người thợ mỏ cuối cùng tìm thấy giải pháp đúng, họ sẽ thông báo nó cho toàn bộ mạng cùng một lúc, nhận được giải thưởng cryptocurrency (phần thưởng) được cung cấp bởi giao thức.

Từ quan điểm kỹ thuật, quy trình khai thác là một phép toán đảo ngược: nó xác định một số (nonce), do đó thuật toán băm mật mã của dữ liệu khối kết quả dưới một ngưỡng nhất định.

Ngưỡng này được gọi là khó khăn là cái xác định bản chất cạnh tranh của khai thác mỏ: điện toán được thêm vào mạng, tham số này càng tăng lên, tăng số lượng trung bình các phép tính cần thiết để tạo một khối mới. Phương pháp này cũng làm tăng chi phí tạo ra khối, đẩy các thợ mỏ để nâng cao hiệu quả của các hệ thống khai thác của họ để duy trì sự cân bằng kinh tế tích cực. Cập nhật thông số này sẽ xảy ra xấp xỉ 14 ngày một lần, và một khối mới được tạo ra mỗi 10 phút.

Bằng chứng về công việc không chỉ được sử dụng bởi blockchain bitcoin mà còn bởi ethereum và nhiều blockchains khác.

Một số chức năng của chứng minh hệ thống làm việc khác nhau bởi vì được tạo riêng cho mỗi blockchain, nhưng bây giờ tôi không muốn nhầm lẫn ý tưởng của bạn với dữ liệu quá kỹ thuật.

Điều quan trọng bạn cần hiểu là hiện nay các nhà phát triển Ethereum muốn biến các bảng, sử dụng một hệ thống thống nhất mới được gọi là bằng chứng cổ phần.

Chứng minh cổ phần (Proof of Stake) là gì?

Bằng chứng về cổ phần là một cách khác để xác thực các giao dịch dựa trên và đạt được sự đồng thuận phân tán.

Nó vẫn là một thuật toán, và mục đích là cùng một bằng chứng của công việc, nhưng quá trình để đạt được mục tiêu là khá khác nhau.

Bằng chứng về ý tưởng đầu tiên của cổ phần đã được đề xuất trên diễn đàn bitcointalk vào năm 2011, nhưng tiền tệ số đầu tiên sử dụng phương pháp này là Peercoin vào năm 2012 cùng với ShadowCash, Nxt, BlackCoin, NuShares / NuBits, Qora và Nav Coin.

Không giống như bằng chứng của công việc (Pow), trong đó giải thuật giải thưởng cho các thợ mỏ giải quyết các vấn đề về toán học với mục tiêu xác nhận hợp lệ và tạo ra các khối mới, với bằng chứng về cổ phần, tác giả của một khối mới được chọn theo cách xác định, tùy thuộc vào sự giàu có, cũng được định nghĩa là cổ phần.

Không có phần thưởng khối

Đồng thời, tất cả các loại tiền tệ kỹ thuật số đã được tạo ra trước đây, và số của họ không bao giờ thay đổi.

Điều này có nghĩa là trong hệ thống PoS không có phần thưởng khôn, vì vậy, các thợ mỏ sẽ nhận được lệ phí giao dịch.

Đây là lý do tại sao, trên thực tế, trong những người khai thác hệ thống PoS này được gọi là những kẻ phá rối.

Tại sao Ethereum muốn sử dụng PoS?
Cộng đồng Ethereum và người sáng tạo của nó, Vitalik Buterin, đang có kế hoạch làm một ngã ba khó khăn để thực hiện chuyển đổi từ bằng chứng của công việc sang chứng minh cổ phần.

Nhưng tại sao họ lại muốn chuyển từ người này sang người kia?

Trong một sự nhất trí phân tán dựa trên bằng chứng của Tác phẩm, thợ mỏ cần rất nhiều năng lượng. Một giao dịch Bitcoin đòi hỏi số tiền điện tương tự như 1.57 hộ gia đình Mỹ cho một ngày (dữ liệu từ năm 2015).

Và những chi phí năng lượng này được thanh toán bằng tiền tệ fiat, dẫn đến áp lực giảm liên tục lên giá trị tiền tệ số.

Trong một nghiên cứu gần đây, các chuyên gia lập luận rằng các giao dịch bitcoin có thể tiêu thụ điện nhiều như Đan Mạch vào năm 2020.

Các nhà phát triển khá lo lắng về vấn đề này, và cộng đồng Ethereum muốn khai thác bằng chứng về phương pháp cổ phần để tạo ra một hình thức phân phối đồng nhất xanh hơn và rẻ hơn.

Ngoài ra, phần thưởng cho việc tạo ra một khối mới là khác nhau: với Proof of Work, người thợ mỏ có thể không sở hữu số tiền tệ kỹ thuật số mà họ đang khai thác.

Trong Proof-of-Stake, forgers luôn là những người sở hữu các đồng tiền đúc.

Một hệ thống an toàn hơn?
Bất kỳ hệ thống máy tính nào cũng muốn thoát khỏi khả năng tấn công của hacker, đặc biệt nếu dịch vụ có liên quan đến tiền bạc.

Vì vậy, vấn đề chính là: chứng minh cổ phần là an toàn hơn bằng chứng của công việc?

Các chuyên gia đang lo lắng về điều đó, và có một số người hoài nghi trong cộng đồng.

Sử dụng một hệ thống Proof of Work, các đối tượng xấu sẽ bị cắt đứt nhờ các yếu tố khuyến khích về công nghệ và kinh tế.

Trên thực tế, lập trình một cuộc tấn công vào mạng PoW rất tốn kém, và bạn sẽ cần nhiều tiền hơn bạn có thể trộm cắp.

Thay vào đó, thuật toán PoS cơ bản phải là có khả năng chống đạn vì có thể không có các hình phạt đặc biệt, một bằng chứng về mạng lưới dựa trên cổ phần có thể rẻ hơn để tấn công.

Để giải quyết vấn đề này, Buterin đã tạo ra giao thức Casper, thiết kế một thuật toán có thể sử dụng các thiết lập một số trường hợp theo đó một người kiểm chứng xấu có thể bị mất tiền gửi của họ.

Ông giải thích: “Kết thúc kinh tế được thực hiện ở Casper bằng cách yêu cầu các bên hợp lệ nộp các khoản tiền gửi để tham gia, và lấy đi khoản tiền gửi của họ nếu giao thức xác định rằng họ đã hành động theo một cách nào đó vi phạm một số quy tắc (” điều kiện cắt giảm “).

Các điều kiện cắt giảm đề cập đến các trường hợp ở trên hoặc các luật mà người dùng không phải là người phá vỡ.

Phần kết luận
Nhờ có một bộ xác nhận hệ thống PoS không cần phải sử dụng sức mạnh tính toán bởi vì các yếu tố duy nhất ảnh hưởng đến cơ hội của họ là tổng số tiền xu của họ và sự phức tạp hiện tại của mạng.

Vì vậy, chuyển đổi trong tương lai có thể từ PoW sang PoS có thể cung cấp các lợi ích sau:

Tiết kiệm năng lượng;

Mạng lưới an toàn hơn khi các cuộc tấn công trở nên đắt hơn: nếu một hacker muốn mua 51% tổng số đồng xu, thị trường sẽ phản ứng lại bởi sự tăng giá nhanh.

Bằng cách này, CASPER sẽ là một giao thức tiền gửi bảo đảm dựa trên một hệ thống thống nhất về kinh tế. Các nút (hoặc người xác nhận) phải trả một khoản tiền đặt cọc bảo đảm để được một phần của sự đồng thuận nhờ các sáng tạo khối mới. Giao thức Casper sẽ xác định số tiền cụ thể của phần thưởng nhận được bởi các người xác nhận nhờ vào sự kiểm soát của nó đối với tiền ký quỹ.

Nếu một người kiểm chứng tạo ra một khối “không hợp lệ”, tiền thế chân của anh ta sẽ bị xóa, cũng như quyền của anh ta là một phần của sự đồng thuận của mạng lưới.

Nói cách khác, hệ thống an ninh Casper dựa trên một cái gì đó như cược. Trong một hệ thống dựa trên PoS, cược là các giao dịch, theo các quy tắc đồng thuận, sẽ thưởng cho người xác nhận của họ với một giải thưởng tiền thưởng cùng với mỗi chuỗi mà người kiểm duyệt đã đặt cược vào.

Vì vậy, Casper dựa trên ý tưởng rằng người kiểm chứng sẽ đặt cược theo các cược của người khác và để lại phản hồi tích cực có thể đẩy nhanh sự đồng thuận.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

You may also like

Hướng dẫn tạo TOKEN trên nền tảng Ethereum cho các ICO