Bằng chứng về năng lực: Thuật toán đồng thuận xanh nhất
Khi biến đổi khí hậu trở nên rõ ràng hơn, chúng ta nên theo dõi và hạn chế lượng khí thải carbon của mình.
Các chuỗi khối có thể tiêu thụ một lượng năng lượng khổng lồ—tùy thuộc vào loại thuật toán đồng thuận được sử dụng—và điều này gây căng thẳng cho môi trường. Thuật toán đồng thuận bằng chứng năng lực (PoC) kết hợp các lợi ích của các tùy chọn thuật toán khác mà không tiêu thụ nhiều năng lượng. Vì vậy, có vẻ như chúng ta đang sử dụng thuật toán đồng thuận thân thiện với môi trường nhất.
Mục Lục
Bằng chứng về năng lực là gì?
PoC, còn được gọi là bằng chứng về dung lượng, là một loại đồng thuận trong đó bạn thể hiện sự quan tâm đến một dịch vụ bằng cách cung cấp dung lượng bộ nhớ cho các nhà cung cấp dịch vụ. Mô hình này cho phép bạn, với tư cách là người khai thác, trao đổi dung lượng đĩa trống của mình để lấy tiền điện tử qua mạng phi tập trung. Nó cung cấp dịch vụ đổi trả, vì vậy bạn càng có nhiều không gian, bạn càng có nhiều khả năng nhận được phần thưởng khai thác.
PoC sử dụng mức tiêu thụ năng lượng ít hơn so với các mô hình khác vì nó chỉ sử dụng kích thước bộ nhớ trống của bạn để xác minh các khối. Không có gì ngạc nhiên khi cơ chế này được hỗ trợ như một giải pháp thay thế xanh hơn cho các thuật toán cơ chế đồng thuận trước đó, chẳng hạn như bằng chứng công việc (PoW).
Thuật toán chứng minh năng lực hoạt động như thế nào?
Hãy tưởng tượng bạn đang làm bài kiểm tra trên máy tính với danh sách các câu trả lời có thể có trên ổ cứng. Ổ cứng của bạn càng lớn, bạn càng có thể lưu trữ nhiều câu trả lời hơn. Và càng có nhiều câu trả lời, bạn càng có nhiều khả năng đạt được câu trả lời đúng cần thiết để vượt qua bài kiểm tra. Các câu hỏi kiểm tra này tương tự như các vấn đề băm dữ liệu mà các công cụ khai thác PoC giải quyết, trong khi câu trả lời là các biểu đồ được lưu trữ trên ổ cứng.
Thời gian tạo khối trong bằng chứng năng lực rất ngắn—chỉ khoảng bốn phút cho mỗi khối, không giống như mười phút cho mỗi khối đối với bitcoin. Điều này có nghĩa là các giải pháp cho các vấn đề khai thác phức tạp phải được “lên kế hoạch” trước để đáp ứng kịp thời.
Phần thưởng khối là mục tiêu cuối cùng của việc xử lý các chuỗi khối và thuật toán PoC sử dụng hai bước cho việc này: vẽ sơ đồ và khai thác.
Âm mưu ổ cứng
Mỗi công cụ khai thác chuỗi khối tìm kiếm một nonce—một số bốn byte được mã hóa duy nhất được sử dụng để xác minh thông tin được nhúng trong một khối chỉ được sử dụng một lần (nonce là viết tắt của “được đánh số một lần”). Tất cả các giá trị nonce có thể được biên dịch trên ổ cứng thông qua biểu đồ, ngay cả trước khi quá trình khai thác bắt đầu đúng cách.
Mỗi nonce được vẽ có 8.192 giá trị băm, bắt đầu từ 0 đến 8.191. Tất cả 8.192 hàm băm được ghép thành các muỗng, là công cụ khai thác sẽ được thực hiện sau này. Các nonce này được tạo bởi các nút liên tục băm dữ liệu; đây là phần tiêu tốn năng lượng duy nhất của cơ chế đồng thuận này. Nó đòi hỏi rất ít năng lượng (khoảng 4 watt) so với các cơ chế thuật toán chứng minh khác.
Khai thác khối
Trong khía cạnh khai thác của cơ chế PoC, các muỗng được sử dụng để tính giá trị thời hạn, là thời gian tối đa phải trôi qua trước khi một khối khác được tạo ra. Thời hạn càng ngắn thì càng có nhiều khả năng một khối được giả mạo và nút sẽ nhận được phần thưởng.
Ví dụ: bạn đưa ra giá trị thời hạn là 20 giây. Bạn có thể rèn khối và nhận phần thưởng nếu không có người tham gia nào khác có thể vượt qua thời hạn 20 giây của bạn.
Khai thác khối không yêu cầu tiêu thụ năng lượng, làm cho cơ chế PoC xanh hơn nhiều so với các giải pháp thay thế thuật toán cơ chế đồng thuận khác.
5 ưu điểm của Bằng chứng năng lực so với các phương pháp khai thác khác
Bằng chứng về năng lực hiện đang thu hút được nhiều sự chú ý vì nó kết hợp các tính năng tốt nhất của các mô hình thuật toán đồng thuận trước đó trong khi vẫn thân thiện với môi trường.
1. Tiêu thụ năng lượng thấp
Với thuật toán đồng thuận PoC, mức tiêu thụ năng lượng có thể giảm tới 96%. Sử dụng mô hình này là một bước đi đúng hướng trong việc theo đuổi các hoạt động điện toán và khai thác xanh hơn, sạch hơn.
2. Bảo trì thấp và giá cả phải chăng
Không cần các tiện ích đắt tiền khi sử dụng cơ chế chứng minh năng lực. Bất kỳ ổ cứng thông thường nào cũng sẽ hoạt động và bạn sẽ không phải lo lắng về việc nâng cấp ổ cứng định kỳ. Nó dễ dàng như khai thác từ bộ lưu trữ của điện thoại Android của bạn.
3. Mạng phi tập trung
Vì phần lớn mọi người đều có một số dạng ổ cứng, PoC được phân cấp cao. Đây là một lợi thế đáng chú ý so với mô hình thuật toán PoW.
4. Thời gian khai thác ngắn hơn
Sử dụng thuật toán PoC, bạn có thể tạo một khối trong vòng chưa đầy bốn phút, trong khi bạn có thể dành mười phút bằng thuật toán PoW.
5. Không gian tái sử dụng
Nếu bạn muốn theo đuổi các sở thích khác, bạn có thể dễ dàng xóa tất cả dữ liệu khai thác được lưu trong bộ nhớ cache trên ổ cứng của mình và sử dụng lại cho những việc khác. Bộ nhớ vẫn là của bạn để sử dụng.
4 Hạn chế của Bằng chứng về Năng lực
Với tất cả những lợi ích của thuật toán PoC, nó có một vài nhược điểm so với các giải pháp thay thế thuật toán cơ chế đồng thuận khác.
1. Kém an toàn hơn
Với sự gia tăng trong khai thác kéo theo sự gia tăng của phần mềm độc hại khai thác. Một thuật toán phụ thuộc vào không gian như PoC dễ bị nhiễm phần mềm độc hại vì nhiều dung lượng được sử dụng, hầu hết trong số đó không được theo dõi đối với các tệp lạ.
Ngoài ra, dung lượng trống dồi dào trong các ổ đĩa được sử dụng để lưu trữ dữ liệu băm vào bộ nhớ cache khiến việc phát hiện phần mềm độc hại thậm chí còn khó khăn hơn.
2. Ủng hộ những người tích trữ không gian
Bằng chứng về thuật toán dung lượng ủng hộ những người có dung lượng đĩa lớn hơn. Cần thêm dung lượng lưu trữ khi có thêm nhiều công cụ khai thác được thêm vào mạng. Mọi người có thể dễ dàng bắt đầu mua những ổ đĩa khổng lồ để khai thác một lượng lớn tiền điện tử. Điều này làm cho việc khai thác trở nên khó khăn hơn rất nhiều nếu bạn có kích thước ổ đĩa nhỏ hơn.
3. Phạm vi tiếp cận hạn chế
Chỉ một số nhà phát triển sử dụng thuật toán PoC, không giống như thuật toán đồng thuận PoW.
4. Các vấn đề kỹ thuật
Các vấn đề kỹ thuật liên quan đến thuật toán PoC có thể có nhiều dạng. Ví dụ: nếu một nút thoát khỏi mạng, có thể mất khá nhiều thời gian để xây dựng lại các tệp cốt truyện và trong cuộc chạy đua với thời gian, điều đó thật bất lợi.
Bằng chứng năng lực so với Bằng chứng công việc & Bằng chứng cổ phần
Bằng chứng về thuật toán dung lượng sử dụng không gian lưu trữ trên ổ cứng làm tài nguyên để khai thác hoặc xác thực để đổi lấy mã thông báo mạng qua mạng phi tập trung. Điều này cung cấp các lợi ích của mô hình PoW và bằng chứng cổ phần (PoS) mà không có nhược điểm của một trong hai cách tiếp cận.
Các thuật toán đồng thuận PoW chậm và yêu cầu sức mạnh tính toán cực lớn—như các mạch tích hợp dành riêng cho ứng dụng (ASIC). Các thuật toán PoS chịu rủi ro tập trung cao và người tham gia cần cung cấp tiền gửi trước.
Mặc dù ít phổ biến hơn so với thuật toán đồng thuận PoW và PoS, nhưng PoC loại bỏ vấn đề dự trữ tiền điện tử trong PoS và giảm đáng kể năng lượng tính toán cao được sử dụng trong PoW.
Loại tiền điện tử nào sử dụng bằng chứng về năng lực?
Mặc dù tương đối mới, thuật toán chứng minh năng lực đã được áp dụng và sửa đổi:
Nổ
Trước khi được đổi tên thành Signum vào năm 2021, Burst đã đi tiên phong trong cơ chế chứng minh năng lực. Điều này liên quan đến việc sử dụng các ổ đĩa cứng thông thường, giá cả phải chăng, sử dụng năng lượng trung bình thấp tới 4 watt. Mức tiêu thụ năng lượng của Burst bền vững hơn Bitcoin, sử dụng ASIC chuyên dụng có thể tiêu thụ trung bình 1400 watt.
Burst, hiện được gọi là Signum, đã chuyển sang thuật toán đồng thuận bằng chứng cam kết (POC+), một cấp độ nâng cao của mô hình PoC. Signum có thể được sử dụng để cung cấp dịch vụ cộng đồng, thanh toán, hợp đồng tiền điện tử và nhắn tin được mã hóa.
SpaceMint
Bằng chứng về cơ chế không gian được sử dụng để khai thác tiền điện tử SpaceMint được đề xuất sử dụng định dạng không tương tác. Kết quả là, những người tham gia ở đây phải tạo ra một biểu đồ khó có thể rải sỏi, một đỉnh có tính liên kết cao được sử dụng trong tính toán băm. Điều này làm cho nó khác biệt với các ứng dụng khác của thuật toán chứng minh năng lực.
chia mạng
Mạng Chia là một trong những ứng dụng thuật toán bằng chứng năng lực (PoC) phổ biến nhất. Chia là một nền tảng dựa trên chuỗi khối được thiết kế để làm cho việc lưu trữ phi tập trung và phân tán trở nên an toàn, đáng tin cậy và tiết kiệm chi phí hơn. Chia đã triển khai thuật toán PoC để tạo ra một mạng lưới thiết bị lưu trữ phân tán, được gọi là trang trại, lưu trữ và bảo mật dữ liệu. Trên thực tế, Chia đã gây ra sự gia tăng giá lưu trữ trên toàn thế giới khi ra mắt!
Tuy nhiên, Chia đã vấp phải tranh cãi do khả năng tàn phá ổ cứng của nó. Nó hoạt động bằng cách tạo ra các lô dữ liệu trên ổ đĩa chiếm một lượng lớn dung lượng, điều này có khả năng gây ra hư hỏng nghiêm trọng cho phần cứng nếu nó không được theo dõi và bảo trì đúng cách. Điều này đã khiến một số người dùng đặt câu hỏi về tính bảo mật của mạng và tính bền vững của mô hình PoC.
Mặc dù vậy, các ứng dụng PoC hiện có khác dường như không gặp bất kỳ sự cố nào liên quan đến hư hỏng ổ cứng. Ví dụ: mặc dù Burstcoin sử dụng ổ cứng để lưu trữ dữ liệu, nhưng nó không tạo ra các lô dữ liệu lớn có khả năng gây hư hỏng cho phần cứng. Như vậy, có vẻ như PoC vẫn là một thuật toán đồng thuận khả thi có thể được triển khai mà không làm hỏng ổ cứng.
Tương lai của chuỗi khối là xanh
Thế giới điện toán và tiền điện tử đã bắt đầu nhận ra tầm quan trọng của việc có ý thức bảo vệ môi trường. Với sự ra đời của thuật toán cơ chế đồng thuận bằng chứng năng lực, chúng ta có thể yên tâm về một phương tiện khai thác dễ dàng hơn, nhanh hơn và xanh hơn—có thể là xanh nhất.