Cơ chế đồng thuận và khai thác

Proof of Work (Phương pháp của Bitcoin)

Hãy tưởng tượng một lớp học, nơi giáo viên đưa ra một bài toán cực kỳ khó, và người nào giải được trước sẽ được ghi trang tiếp theo vào vở bài tập. Mọi người khác kiểm tra đáp án, và nếu đúng, tất cả sẽ sao chép trang đó vào vở của mình. Về cơ bản, đây chính là cách thức hoạt động củaProof of Work trong Bitcoin.

Các thợ đào trên khắp thế giới cạnh tranh nhau để giải các bài toán phức tạp bằng máy tính chuyên dụng gọi là ASIC (Mạch tích hợp chuyên dụng). Đây không phải là những chiếc máy tính thông thường mà bạn có thể tìm thấy ở nhà. Chúng là những cỗ máy được chế tạo chuyên dụng, thực hiện một nhiệm vụ cực kỳ hiệu quả: giải các bài toán mật mã của Bitcoin.

Câu đố này thực ra không phải là toán học phức tạp. Thay vào đó, các thợ đào liên tục đoán các số ngẫu nhiên cho đến khi tìm được một số, khi kết hợp với dữ liệu giao dịch, sẽ tạo ra một hàm băm bắt đầu bằng một số lượng số 0 cụ thể. Hãy tưởng tượng việc này giống như việc cố gắng tung xúc xắc và nhận được hình mắt rắn 20 lần liên tiếp. Nó hoàn toàn dựa vào may mắn và số lần bạn có thể tung xúc xắc mỗi giây.

Khi một thợ đào tìm được con số chính xác, họ sẽ phát tán giải pháp của mình đến toàn bộ mạng lưới. Những thợ đào khác nhanh chóng xác minh câu trả lời (chỉ mất vài giây), và nếu đúng, tất cả mọi người đều chấp nhận khối mới. Thợ đào chiến thắng sẽ nhận được phần thưởng là Bitcoin mới tạo cộng với phí giao dịch.

Hệ thống này tiêu thụ một lượng điện khổng lồ vì hàng triệu thợ đào phải liên tục vận hành máy móc 24/7. Những người chỉ trích cho rằng việc sử dụng năng lượng này là lãng phí, nhưng những người ủng hộ lại cho rằng đó là cái giá phải trả cho sự an toàn tối ưu. Chi phí năng lượng khiến Bitcoin gần như không thể bị tấn công vì kẻ tấn công sẽ phải chi nhiều hơn toàn bộ mạng lưới khai thác toàn cầu.

Các nhóm khai thác xuất hiện vì các thợ đào cá nhân hiếm khi giành được khối một mình. Các nhóm này kết hợp sức mạnh tính toán từ hàng ngàn thợ đào và chia sẻ phần thưởng theo tỷ lệ. Mặc dù điều này mang lại thu nhập ổn định cho các thợ đào nhỏ, nhưng nó cũng gây ra lo ngại về tình trạng tập trung hóa.

🔑Các thuật ngữ chính:

• ASIC: Phần cứng khai thác chuyên dụng
• Nhóm khai thác: Nhóm thợ đào kết hợp tài nguyên
• Tốc độ băm: Tốc độ giải các câu đố mật mã

Proof of Stake (Phương án thay thế hiện đại)

Proof of Stake có một cách tiếp cận hoàn toàn khác. Thay vì cạnh tranh thông qua tính toán tiêu tốn năng lượng, các trình xác thực được chọn để tạo ra các khối mới dựa trên số lượng tiền điện tử mà họ “stake” hoặc khóa làm tài sản thế chấp.

Hãy hình dung nó giống như một trò xổ số, nơi cơ hội trúng thưởng phụ thuộc vào số lượng vé bạn nắm giữ. Tuy nhiên, những vé này là số tiền điện tử thực tế bạn đang nắm giữ và bạn phải tạm thời khóa chúng lại. Nếu bạn cố gắng gian lận hoặc xác thực các giao dịch gian lận, mạng lưới sẽ slash (hủy) một phần số token bạn đã stake.

Ethereum đã chuyển đổi từ Proof of Work sang Proof of Stake vào năm 2022, giảm mức tiêu thụ năng lượng hơn 99%. Người xác thực trong Ethereum phải stake ít nhất 32 ETH để tham gia trực tiếp. Tuy nhiên, các pool staking cho phép những người nắm giữ nhỏ hơn tham gia với số tiền thấp hơn nhiều, giúp hệ thống dễ tiếp cận hơn với người dùng thông thường.

Quy trình lựa chọn người xác thực liên quan đến tính ngẫu nhiên và quy mô cổ phần. Một người xác thực với 64 ETH có cơ hội được chọn gấp đôi so với người có 32 ETH, nhưng điều này không được đảm bảo. Tính ngẫu nhiên này ngăn cản bất kỳ người xác thực nào kiểm soát mạng lưới, ngay cả khi họ nắm giữ số lượng lớn.

Hệ thống Proof of Stake có thể xử lý giao dịch nhanh hơn nhiều so với Bitcoin. Trong khi Bitcoin tạo ra một khối mới sau mỗi 10 phút, Ethereum tạo ra khối mới sau mỗi 12 giây. Sự cải thiện tốc độ này đến từ việc loại bỏ yêu cầu giải đố tốn nhiều năng lượng.

🔑Các thuật ngữ chính:

• Staking: Khóa tiền điện tử để tham gia xác thực
• Người xác thực: Người tham gia xác thực các giao dịch trong PoS
• Slashing: Hình phạt cho hành vi xác thực độc hại

💡 Điều này có ý nghĩa gì đối với người dùng Gate: Khi bạn thấy phần thưởng staking cho ETH hoặc các đồng coin PoS khác trên Gate.com, bạn đang tham gia vào cơ chế đồng thuận này và kiếm phần thưởng vì đã giúp bảo mật mạng.

Tại sao sự đồng thuận lại quan trọng

Cơ chế đồng thuận giải quyết vấn đề cơ bản của tiền kỹ thuật số: ngăn chặn việc ai đó chi tiêu cùng một đồng tiền kỹ thuật số hai lần. Trong thế giới thực, nếu bạn đưa cho ai đó một tờ $20, bạn sẽ không còn giữ nó nữa. Trong thế giới kỹ thuật số, việc sao chép thông tin là chuyện nhỏ, vì vậy mạng lưới blockchain cần sự chắc chắn về mặt toán học rằng tiền kỹ thuật số không thể bị sao chép.

Các cơ chế đồng thuận khác nhau tạo ra những sự đánh đổi khác nhau. Proof of Work (Bằng chứng công việc) ưu tiên bảo mật và phi tập trung tối đa nhưng lại hy sinh tốc độ và hiệu quả năng lượng. Proof of Stake (Bằng chứng cổ phần) mang lại hiệu quả năng lượng tốt hơn và giao dịch nhanh hơn nhưng yêu cầu người tham gia phải nắm giữ một lượng lớn tiền điện tử.

Một số blockchain mới hơn thử nghiệm các phương pháp kết hợp hoặc các phương pháp đồng thuận hoàn toàn khác. Proof of Stake ủy quyền cho phép chủ sở hữu token bỏ phiếu cho những người đại diện xác thực giao dịch thay mặt họ. Hệ thống này xử lý giao dịch cực kỳ nhanh chóng nhưng tập trung quyền lực vào số lượng người xác thực ít hơn.

Việc lựa chọn cơ chế đồng thuận ảnh hưởng đến mọi thứ liên quan đến blockchain: tính bảo mật, tốc độ, mức sử dụng năng lượng và mức độ phi tập trung. Không có giải pháp hoàn hảo, chỉ có những cách tiếp cận khác nhau phục vụ các nhu cầu và ưu tiên khác nhau.

Hiểu được sự đồng thuận giúp giải thích tại sao các loại tiền điện tử khác nhau lại hoạt động khác nhau. Proof of Work của Bitcoin mang lại tính bảo mật cực cao nhưng lại chậm và tốn năng lượng. Proof of Stake của Ethereum nhanh hơn và thân thiện với môi trường hơn nhưng đòi hỏi vốn đáng kể để tham gia xác thực.

Khi công nghệ blockchain phát triển, các cơ chế đồng thuận mới liên tục xuất hiện, mỗi cơ chế đều cố gắng giải quyết bài toán tam phân: đạt được bảo mật, khả năng mở rộng và phi tập trung cùng lúc. Hầu hết đều có thể đạt được hai trong số những đặc điểm này, nhưng đạt được cả ba vẫn là mục tiêu tối thượng của thiết kế blockchain.

💡 Điều này có ý nghĩa gì đối với người dùng Gate: Hiểu được những khác biệt này sẽ giúp bạn chọn loại tiền điện tử nào để giao dịch dựa trên công nghệ cơ bản và khả năng chịu rủi ro của bạn.