Bằng chứng về năng lực (PoC): Hiểu cơ chế đồng thuận tiền điện tử hiệu quả năng lượng này

Bằng chứng về năng lực (Tiền điện tử) là gì?

Bằng chứng về năng lực (PoC) , còn được biết làbằng chứng về không gian , là một thuật toán cơ chế đồng thuận tiết kiệm năng lượng được sử dụng trong các chuỗi khối cho phép các thiết bị khai thác trong mạng sử dụng dung lượng ổ cứng có sẵn của chúng để quyết định quyền khai thác và xác thực các giao dịch.

Không giống như các thuật toán đồng thuận tiêu tốn nhiều năng lượng như bằng chứng công việc, bằng chứng đồng thuận về năng lực nhằm mục đích trở thành một cách tiết kiệm năng lượng để bảo mật các mạng tiền điện tử trong khi vẫn giữ cho chúng được phân cấp.

Trong hướng dẫn toàn diện này, bạn sẽ tìm hiểu tất cả về cách hoạt động của bằng chứng về năng lực, ưu điểm và nhược điểm của nó cũng như một số loại tiền điện tử PoC hàng đầu sử dụng thuật toán này hiện nay.

PoC hoạt động chính xác như thế nào?

Ở cấp độ cao, bằng chứng về năng lực hoạt động bằng cách cho phép người khai thác sử dụng không gian trống trên ổ cứng của họ để quyết định quyền khai thác và xác thực các giao dịch trên mạng blockchain. Nó có một cách tiếp cận khác với bằng chứng công việc vốn dựa vào sức mạnh tính toán.

Bằng chứng về Năng lực hoạt động như thế nào?

Dưới đây là tổng quan nhanh về cách thức hoạt động của nó:

• Trước tiên, những người khai thác lưu trữ một “tệp cốt truyện” trên đĩa cứng của họ, tệp này được tạo dựa trên dung lượng ổ đĩa có sẵn. Tệp cốt truyện này chứa hàng tỷ hàm băm mật mã.
• Các giá trị băm này được ghép nối với các giá trị nonce có thể có cho khối tiếp theo. Người khai thác có thể nhanh chóng tra cứu hàm băm trong tệp cốt truyện của họ để tìm giá trị nonce phù hợp.
• Khi đến lúc xác thực một khối mới, thuật toán sẽ chọn các công cụ khai thác dựa trên dung lượng lưu trữ mà họ đã cam kết trong mạng.
• Người khai thác tra cứu xem tệp cốt truyện của họ có chứa hàm băm cần thiết để xác thực khối mới hay không. Người đầu tiên tìm thấy kết quả phù hợp và xác thực có thể nhận phần thưởng khối.
• Quá trình này lặp lại cho mỗi khối mới. Người khai thác cam kết càng nhiều năng lực thì cơ hội giành được phần thưởng khai thác càng cao.

Như bạn có thể thấy, thay vì mua phần cứng chuyên dụng đắt tiền, bằng chứng về dung lượng cho phép các máy tính hàng ngày tham gia khai thác bằng cách dành dung lượng ổ cứng dự phòng. Thuật toán đồng thuận kết hợp khai thác với lưu trữ phân tán.

Tiếp theo, chúng ta hãy xem xét một số lợi ích và hạn chế chính của bằng chứng năng lực so với các cơ chế đồng thuận khác như bằng chứng công việc.

Ưu điểm của Bằng chứng Năng lực (PoC)

Dưới đây là một số ưu điểm chính và lợi ích chính của việc sử dụng thuật toán đồng thuận bằng chứng về năng lực:

• Hiệu suất năng lượng – Vì việc khai thác không dựa vào sức mạnh tính toán nên PoC yêu cầu tiêu thụ rất ít năng lượng so với khai thác bằng chứng công việc. Điều này làm cho nó bền vững hơn nhiều.
• Rào cản gia nhập thấp hơn -Máy tính thông thường có dung lượng ổ cứng dự phòng có thể tham gia khai thác PoC. Không cần các máy khai thác ASIC chuyên dụng, đắt tiền. Điều này giúp phân cấp mạng.
• Sử dụng nguồn tài nguyên dự phòng – PoC tận dụng không gian ổ cứng nhàn rỗi để sử dụng hiệu quả nhằm bảo mật mạng blockchain. Có rất ít chi phí gia tăng đối với người khai thác.
• Ít có xu hướng tập trung khai thác – Sức mạnh khai thác tính toán có xu hướng tập trung vào một số ít người chơi lớn. Tuy nhiên, dung lượng ổ đĩa dự phòng được phân bổ đồng đều hơn, mang đến cho nhiều người dùng cơ hội khai thác hơn.
• Chống ASIC – Công cụ khai thác ASIC không mang lại lợi thế nào trong PoC vì sức mạnh khai thác đến từ không gian lưu trữ chứ không phải sức mạnh tính toán. Điều này làm cho nó có khả năng chống lại sự thống trị của hoạt động khai thác ASIC.

Vì những lý do này, bằng chứng về năng lực đưa ra một cơ chế đồng thuận thay thế hấp dẫn mang lại những lợi thế khác biệt so với bằng chứng công việc. Tiếp theo, chúng ta hãy xem xét một số nhược điểm tiềm ẩn.

Những bất lợi và thách thức với việc chứng minh năng lực

Mặc dù nó giải quyết được một số vấn đề chính bằng bằng chứng công việc, nhưng bằng chứng về năng lực cũng có những nhược điểm riêng cần xem xét:

• Yêu cầu không gian lưu trữ lớn – Người khai thác cần hàng terabyte dung lượng ổ đĩa dự phòng để có thể cạnh tranh. Điều này có thể hạn chế những người có thể khai thác trên thực tế.
• Ít được thử nghiệm trên quy mô lớn – PoC mới hơn và ít được thử nghiệm chiến đấu hơn PoW. Những tác động an ninh lâu dài ít được hiểu rõ hơn.
• Việc vẽ đồ thị có thể tốn thời gian – Mặc dù việc khai thác cần ít năng lượng nhưng việc vẽ sơ đồ tệp ban đầu đòi hỏi thời gian và dung lượng lưu trữ đáng kể.
• Mối lo ngại về bảo mật khi tái sử dụng – Không gian lưu trữ cần được viết lại thường xuyên để ngăn chặn các cuộc tấn công sử dụng lại. Điều này tốn công sức và làm giảm tiện ích lưu trữ.
• Rủi ro tập trung – Các trung tâm dữ liệu và nhà cung cấp dịch vụ lưu trữ đám mây có thể thống trị hoạt động khai thác PoC với dung lượng dự phòng khổng lồ.
• Phần thưởng thường xuyên thay đổi cốt truyện – Người khai thác thay thế càng thường xuyên thì họ càng nhận được nhiều phần thưởng hơn, điều này có thể khuyến khích việc thay thế không cần thiết.

Mặc dù PoC mang lại những lợi ích hấp dẫn nhưng nó cũng cần phải vượt qua những thách thức này xung quanh vấn đề bảo mật, lưu trữ và khả năng tiếp cận để áp dụng phổ biến.

Bằng chứng về năng lực so sánh với Bằng chứng công việc và Bằng chứng cổ phần như thế nào?

PoW, PoS và PoC đều là những cơ chế đồng thuận khả thi cho blockchain. Mỗi loại đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng và sự lựa chọn tốt nhất cho một blockchain cụ thể sẽ phụ thuộc vào nhu cầu cụ thể của nó. PoW là cơ chế đồng thuận lâu đời nhất và an toàn nhất nhưng cũng tiêu tốn nhiều năng lượng nhất. PoS là một cơ chế đồng thuận tiết kiệm năng lượng hơn nhưng có thể ít phi tập trung hơn. PoC là một cơ chế đồng thuận mới và đầy hứa hẹn, mang lại một số lợi thế so với PoW và PoS, nhưng nó vẫn đang được phát triển.

So sánh chi tiết

Bằng chứng về năng lực có cách tiếp cận đồng thuận khá khác so với hai thuật toán phổ biến nhất, bằng chứng công việc (được Bitcoin sử dụng) và bằng chứng cổ phần (được Ethereum 2.0 sử dụng).

Dưới đây là tổng quan nhanh về những khác biệt chính giữa ba loại:

• Bằng chứng làm việc – Dựa vào sức mạnh xử lý của máy tính và lượng điện tiêu thụ. Rất tốn năng lượng nhưng cung cấp bảo mật mạnh mẽ. Có xu hướng dẫn đến tập trung khai thác.
• Bằng chứng về cổ phần – Dựa vào việc người dùng đặt cược hoặc khóa số tiền nắm giữ của họ để xác thực các khối. Tiết kiệm năng lượng và chống lại sự tập trung khai thác nhưng có một số đánh đổi về bảo mật.
• Bằng chứng về năng lực – Dựa vào dung lượng ổ cứng dự phòng thay vì sức mạnh tính toán hoặc tiền đặt cọc. Tiết kiệm năng lượng như PoS nhưng cung cấp mô hình bảo mật khác.

Theo một nghĩa nào đó, bạn có thể xem PoC là sự kết hợp giữa hiệu quả sử dụng năng lượng của PoS với sự tham gia cởi mở của PoW, mặc dù nó có những ưu và nhược điểm riêng thay vì kế thừa những điểm tốt nhất của cả hai thế giới.

Giá trị tương đối của từng cơ chế đồng thuận vẫn đang được tích cực nghiên cứu và tranh luận trong không gian tiền điện tử. Nhưng PoC cung cấp một giải pháp thay thế tiết kiệm năng lượng hấp dẫn cho PoW cho các mạng mới hơn.

Các yếu tố cần xem xét khi lựa chọn cơ chế đồng thuận

Khi chọn cơ chế đồng thuận cho blockchain của mình, các nhà phát triển cần xem xét các yếu tố sau:

• Mục đích của chuỗi khối: Nếu blockchain được sử dụng để lưu trữ các giao dịch tài chính quan trọng thì cần có cơ chế đồng thuận an toàn và bảo mật như PoW hoặc PoS. Nếu blockchain được sử dụng cho các ứng dụng ít quan trọng hơn thì cơ chế đồng thuận phi tập trung và hiệu quả hơn như PoS hoặc PoC có thể là đủ.
• Quy mô và phân bố của mạng: Các cơ chế đồng thuận như PoW và PoS có thể có hiệu quả đối với các mạng lớn và phân tán, nhưng chúng có thể không hiệu quả đối với các mạng nhỏ hơn.
• Yêu cầu về bảo mật và hiệu suất: Các cơ chế đồng thuận như PoW và PoS cung cấp mức độ bảo mật cao, nhưng chúng có thể không hiệu quả bằng các cơ chế đồng thuận như PoS hoặc PoC.

Cơ chế đồng thuận tốt nhất cho một blockchain cụ thể sẽ phụ thuộc vào nhu cầu cụ thể của blockchain và mục tiêu của nhà phát triển.

Các loại tiền điện tử và chuỗi khối hàng đầu sử dụng bằng chứng về năng lực

Mặc dù vẫn ít phổ biến hơn nhiều so với PoW hoặc PoS, nhưng bằng chứng về năng lực đang thu hút được sự chú ý trong thế giới tiền điện tử. Dưới đây là một số loại tiền điện tử hàng đầu sử dụng bằng chứng về năng lực hiện nay:

Burstcoin

Một trong những dự án tiền điện tử sớm nhất sử dụng bằng chứng về năng lực khai thác, đã ra mắt vào năm 2014. Burstcoin sử dụng PoC để tiến hành khai thác các khối tiết kiệm năng lượng trong khi vẫn duy trì mức độ phân cấp và an ninh mạng cao.

Chia

Một blockchain mới hơn ra mắt vào năm 2021 sử dụng PoC cho cả sự đồng thuận và làm nền tảng cho các ứng dụng phi tập trung như nền tảng thanh toán và đăng ký tác phẩm nghệ thuật kỹ thuật số. Chia đã thu hút sự chú ý vì hiệu quả sử dụng năng lượng của nó.

SpaceMint

Một loại tiền điện tử PoC mới hơn khác nhấn mạnh vào việc lưu trữ dữ liệu và thay thế ổ cứng thông thường. Nó nhằm mục đích chống lại ASIC đồng thời mang lại trải nghiệm khai thác bình đẳng hơn.

Dấu hiệu

Ban đầu được ra mắt với tên gọi Burstcoin 2.0, Signum kết hợp PoC với chức năng hợp đồng thông minh. Nó đã được đổi tên hoàn toàn thành Signum vào năm 2021 và cung cấp các ứng dụng tài chính phi tập trung.

Rau kinh giới

Một blockchain tập trung vào quyền riêng tư sử dụng PoC để ghi lại các giao dịch được bảo vệ thông qua bằng chứng không có kiến ​​thức zk-SNARK. Nó nhằm mục đích cung cấp các khoản thanh toán và nhắn tin ẩn danh.

Mặc dù vẫn là một nhóm tương đối nhỏ, nhưng mong đợi nhiều thử nghiệm hơn với bằng chứng về năng lực vì các dự án blockchain hướng tới hiệu quả và khả năng tiếp cận cao hơn.

Kết luận và nhìn về phía trước

Bằng chứng về năng lực cung cấp một giải pháp thay thế tiết kiệm năng lượng cho bằng chứng công việc nhằm đảm bảo sự đồng thuận trong blockchain và đúc tiền mới. Bằng cách tận dụng dung lượng ổ cứng dự phòng, nó cho phép nhiều người dùng hàng ngày hơn tham gia khai thác.

Tuy nhiên, PoC cũng có những thách thức riêng về lưu trữ, bảo mật và khả năng truy cập vẫn cần giải quyết. Nó cũng ít được thử nghiệm chiến đấu hơn PoW và PoS.

Các dự án như Chia và Signum sẽ phải mất một chặng đường dài để chứng minh liệu bằng chứng về năng lực có thể mở rộng quy mô sản xuất một cách hiệu quả trong khi chống lại sự hợp nhất sức mạnh khai thác hay không.

Nhìn về phía trước, chúng ta có thể thấy các mô hình đồng thuận kết hợp kết hợp bằng chứng về năng lực với bằng chứng về cổ phần hoặc các cơ chế khác để tối đa hóa lợi ích. Việc tìm kiếm vẫn tiếp tục để đạt được sự cân bằng tối ưu về bảo mật, hiệu quả và phân quyền.

Mặc dù vẫn là một khái niệm mới nổi nhưng bằng chứng về năng lực cho thấy tiềm năng đầy hứa hẹn như một thành phần cơ sở hạ tầng web3 bền vững nếu những thách thức đặc biệt của nó có thể được khắc phục thông qua đổi mới kỹ thuật và quản trị có trách nhiệm.

Tóm tắt các điểm chính:

• Bằng chứng về dung lượng cho phép thợ mỏ sử dụng dung lượng ổ cứng dự phòng thay vì sức mạnh tính toán để xác thực các khối.
• Các tệp sơ đồ được lưu trữ trên các ổ đĩa chứa các hàm băm được tính toán trước mà các công cụ khai thác có thể nhanh chóng khớp để giải các câu đố khai thác.
• PoC tiết kiệm năng lượng hơn và có khả năng chống ASIC hơn so với khai thác bằng chứng công việc.
• Tuy nhiên, PoC đi kèm với những lo ngại về lưu trữ, bảo mật và khả năng truy cập.
• Các loại tiền điện tử PoC chính bao gồm Burstcoin, Chia, Signum và SpaceMint.
• PoC hướng tới sự bền vững nhưng cần thử nghiệm và phát triển nhiều hơn để đạt được tiềm năng phổ biến.

Câu hỏi thường gặp

Bằng chứng về năng lực là gì?

Bằng chứng về năng lực (PoC) là một cơ chế đồng thuận được một số loại tiền điện tử sử dụng, cho phép người khai thác sử dụng dung lượng trống có sẵn trên ổ cứng của họ để khai thác tiền mới và xác thực các giao dịch. Đó là một giải pháp thay thế cho bằng chứng công việc dựa vào không gian lưu trữ thay vì sức mạnh tính toán.

Bằng chứng về năng lực hoạt động như thế nào?

Trước tiên, người khai thác tạo và lưu trữ các tệp biểu đồ có chứa hàm băm mật mã được ghép nối với các giải pháp khả thi cho khối tiếp theo. Sau đó, các công cụ khai thác được chọn ngẫu nhiên để xác thực khối tiếp theo dựa trên dung lượng lưu trữ mà họ đã cam kết. Người khai thác có thể nhanh chóng tra cứu hàm băm cần thiết trong tệp cốt truyện của họ và trả về giải pháp có thể nhận phần thưởng khối.

Ưu điểm của PoC so với PoW là gì?

PoC tiết kiệm năng lượng và bền vững với môi trường hơn nhiều so với PoW. Nó cũng cho phép các máy tính thông thường tham gia khai thác thay vì yêu cầu phần cứng chuyên dụng đắt tiền. Điều này giúp phân cấp mạng.

Một số nhược điểm của PoC là gì?

PoC yêu cầu lượng không gian lưu trữ miễn phí rất lớn để có thể cạnh tranh với tư cách là người khai thác. Nó cũng ít được thử nghiệm và chứng minh hơn PoW. Cũng có những lo ngại xung quanh việc tập trung khai thác tiềm năng bởi các trung tâm dữ liệu có dung lượng lưu trữ lớn.

Những loại tiền điện tử nào sử dụng bằng chứng về năng lực?

Một số loại tiền điện tử hàng đầu sử dụng PoC bao gồm Burstcoin, Chia, Signum, SpaceMint và Oregano. PoC đang được áp dụng trong số các dự án mới đang tìm kiếm sự đồng thuận bền vững và phi tập trung hơn.

Bằng chứng về năng lực có an toàn hơn PoW hay PoS không?

PoC đi kèm với một số sự đánh đổi về bảo mật độc đáo. Nó có thể dễ bị tấn công bởi một số kiểu tấn công nhất định nếu bộ nhớ được sử dụng lại. Nhìn chung, nó cung cấp khả năng bảo mật tốt, nhưng PoW và PoS có hồ sơ theo dõi dài hơn về việc được thử nghiệm trên quy mô lớn.

Tôi có thể khai thác bằng chứng về khả năng khai thác trên máy tính ở nhà của mình không?

Việc khai thác một cách cạnh tranh sẽ yêu cầu hàng terabyte dung lượng chưa sử dụng có sẵn, do đó, đây có thể là một thách thức đối với một PC tiêu chuẩn tại nhà. Nhưng về nguyên tắc là có, bất kỳ máy tính nào có đủ dung lượng lưu trữ dự phòng đều có thể tham gia khai thác PoC mà không cần phần cứng chuyên dụng.