Góc Khoa Học Phổ Thông 10 | Khai thác Ethereum là gì?

Bất cứ điều gì liên quan đến tiền xu phải không thể tách rời khỏi khai thác. Trong mạng Ethereum, nếu bạn muốn có được Ethereum, bạn cũng phải đạt được nó thông qua khai thác. Sau đó, khi nói đến khai thác, nó phải không thể tách rời cơ chế đồng thuận.

Cơ chế đồng thuận của Bitcoin là PoW (Proof of Work). Nói một cách đơn giản, càng làm nhiều thì càng trả nhiều tiền. Bạn càng trả nhiều công tính toán, bạn càng có nhiều khả năng là người đầu tiên tìm ra giá trị băm chính xác và càng có nhiều khả năng bạn sẽ được thưởng bằng Bitcoin.

Tuy nhiên, PoW của Bitcoin có một số khiếm khuyết nhất định, đó là tốc độ xử lý giao dịch của nó quá chậm và các công cụ khai thác cần phải liên tục va chạm với các giá trị băm thông qua các phép tính, điều này gây lãng phí và không hiệu quả.

Để bù đắp cho những thiếu sót của Bitcoin, Ethereum đã đề xuất một cơ chế đồng thuận mới gọi là PoS (đây là từ viết tắt trong tiếng Anh, có nghĩa là "bằng chứng về vốn chủ sở hữu", và nó cũng được dịch thành "bằng chứng về vốn chủ sở hữu").

Nói một cách đơn giản, PoS thực sự giống như nghĩa đen của nó: vốn chủ sở hữu, vốn chủ sở hữu, bạn càng nắm giữ nhiều tiền, bạn càng có nhiều vốn chủ sở hữu và vốn chủ sở hữu của bạn càng cao. PoS của Ethereum có nghĩa là: bạn càng giữ nhiều tiền, bạn giữ càng lâu, các phép tính của bạn sẽ càng ít khó khăn hơn và càng dễ khai thác.

Đúng là cơ chế đồng thuận của Ethereum là PoS, nhưng PoS chỉ là một kế hoạch hoặc mục tiêu khi bắt đầu phát hành Ethereum, cơ chế đồng thuận hiện tại được Ethereum áp dụng cũng là PoW, là PoW của Bitcoin.

Trong cài đặt ban đầu của Ethereum, Ethereum hy vọng rằng thông qua nâng cấp theo từng giai đoạn, PoW vẫn được sử dụng trong giai đoạn đầu để xây dựng một hệ thống tương đối ổn định, sau đó PoW + PoS dần được áp dụng và cuối cùng được chuyển đổi hoàn toàn sang PoS.

Có hai điểm thông tin liên quan ở đây:

Điểm thông tin đầu tiên là PoW được Ethereum thông qua (tức là PoW của Bitcoin), nhưng nó không hoàn toàn giống nhau, có sự khác biệt;

Điểm thông tin thứ hai là trong cài đặt ban đầu của Ethereum, người ta hy vọng rằng quá trình chuyển đổi từ PoW sang PoS sẽ được thực hiện thông qua các nâng cấp theo giai đoạn.

Trong nội dung dưới đây, chúng ta hãy lần lượt giải thích hai điểm thông tin này.

1. Cơ chế đồng thuận hiện được Ethereum áp dụng cũng là PoW, nó khác với PoW của Bitcoin như thế nào?

Nói một cách đơn giản, độ khó khai thác của Ethereum có thể được điều chỉnh, nhưng độ khó khai thác Bitcoin thì không thể điều chỉnh được. Điều này giống như kỳ thi tuyển sinh đại học của chúng ta, bởi vì tình hình giảng dạy và số lượng học sinh ở mỗi tỉnh khác nhau, kỳ thi tuyển sinh đại học được chia thành các bài quốc gia và đề xuất độc lập cho từng tỉnh. Ethereum đã nói: Tôi ủng hộ việc đặt câu hỏi theo khu vực theo cách này! Nhưng Bitcoin nói: Không, nó phải giống nhau trên toàn quốc và mọi người đều gặp khó khăn như nhau!

Bitcoin sử dụng sức mạnh tính toán của máy tính để thực hiện một số lượng lớn các xung đột băm, liệt kê các khả năng khác nhau để tìm ra giá trị băm chính xác. Đối với hệ thống Ethereum, nó có một công thức đặc biệt để tính toán độ khó của mỗi khối tiếp theo. Nếu một khối được xác minh nhanh hơn khối trước đó, giao thức Ethereum sẽ tăng độ khó của khối. Bằng cách điều chỉnh độ khó của khối, bạn có thể điều chỉnh thời gian cần thiết để xác minh một khối.

Giao thức Ethereum quy định rằng phương pháp điều chỉnh độ khó động là làm cho khoảng thời gian để tạo các khối mới trong toàn bộ mạng là 15 giây và mạng mất 15 giây để tạo một chuỗi khối. Theo cách này, vì thời gian quá dài nhanh chóng, khả năng đồng bộ hóa của hệ thống được cải thiện rất nhiều , những kẻ tham gia ác ý khó có thể huy động 51% (tức là hơn một nửa) sức mạnh tính toán để sửa đổi dữ liệu lịch sử trong một khoảng thời gian ngắn như vậy.

2. Trong cài đặt ban đầu của Ethereum, người ta hy vọng rằng quá trình chuyển đổi từ PoW sang PoS sẽ được thực hiện thông qua các nâng cấp theo từng giai đoạn.

Kể từ năm 2014, khi Ethereum được phát hành, nhóm đã thông báo rằng việc phát hành dự án sẽ được chia thành bốn giai đoạn, đó là Frontier (biên giới), Homestead (nhà cửa), Metropolis (đô thị) và Serenity (sự yên tĩnh). Cơ chế đồng thuận của ba giai đoạn đầu tiên áp dụng PoW (cơ chế bằng chứng khối lượng công việc) và giai đoạn thứ tư chuyển sang PoS (cơ chế bằng chứng cổ phần).

Vào ngày 30 tháng 7 năm 2015, giai đoạn đầu tiên của Ethereum, "biên giới", đã chính thức được phát hành. Giai đoạn này chỉ áp dụng cho các nhà phát triển. Các nhà phát triển có thể viết hợp đồng thông minh và các chương trình ứng dụng phi tập trung DAPP trên mạng Ethereum và những người khai thác bắt đầu tham gia mạng Ethereum để duy trì an ninh mạng và khai thác để lấy Ethereum. Phiên bản biên giống như phiên bản beta, chứng minh mạng Ethereum có đáng tin cậy hay không.

Ngày 14 tháng 3 năm 2016, Ethereum bước vào giai đoạn “về quê hương” lần thứ 2. Ở giai đoạn này, Ethereum cung cấp chức năng ví, cho phép người dùng thông thường trải nghiệm và sử dụng Ethereum một cách thuận tiện. Không có cải tiến kỹ thuật rõ ràng nào trong các khía cạnh khác, nó chỉ cho thấy rằng mạng Ethereum đã có thể hoạt động trơn tru.

Vào tháng 9 năm 2017, Ethereum đã bước vào giai đoạn thứ ba "Metropolis". "Metropolis" bao gồm hai bản nâng cấp của Byzantium và Constantinople, mục tiêu của giai đoạn này là giới thiệu một mô hình chuỗi kết hợp giữa PoW và PoS để chuẩn bị cho quá trình chuyển đổi suôn sẻ từ PoW sang PoS. "Nâng cấp Ethereum Constantinople" phổ biến gần đây đã đặt nền tảng tốt cho quá trình chuyển đổi từ PoW sang PoS.

3. Làm cách nào để tính phần thưởng thu được từ việc khai thác Ethereum?

Khai thác Ethereum sẽ nhận được bao nhiêu phần thưởng? Những người khai thác giành chiến thắng trong cuộc thi tạo khối sẽ nhận được thu nhập sau:

1) Phần thưởng tĩnh, 5 Ethereum;

2) Chi phí nhiên liệu tiêu tốn trong khối, tức là Gas, mà chúng ta đã nói trong số trước;

3) Là một phần của khối, nó bao gồm phần thưởng bổ sung là "khối chú", mỗi khối chú có thể nhận được 1/32 phần thưởng khai thác làm phần thưởng, tức là 5 lần 1/32, tương đương với 0,15625 Ethereum.

Ở đây chúng tôi giải thích ngắn gọn về "khối chú". Khái niệm "khối chú" được đề xuất bởi Ethereum. Tại sao chúng ta nên giới thiệu khái niệm về khối chú? Điều này cũng bắt đầu với Bitcoin.

Trong giao thức Bitcoin, chuỗi dài nhất được coi là không thể sai lầm. Nếu một khối không phải là một phần của chuỗi dài nhất, thì nó được gọi là "khối mồ côi". Một khối mồ côi là một khối cũng hợp pháp, nhưng có thể đã được phát hiện muộn hơn một chút hoặc đường truyền mạng chậm hơn một chút và nó không trở thành một phần của chuỗi dài nhất. Trong Bitcoin, các khối mồ côi là vô nghĩa và sẽ bị loại bỏ sau đó, đồng thời người khai thác tìm thấy khối mồ côi sẽ không nhận được phần thưởng liên quan đến khai thác.

Tuy nhiên, Ethereum không tin rằng các khối mồ côi là vô giá trị và hệ thống Ethereum cũng sẽ thưởng cho những người khai thác tìm thấy các khối mồ côi. Trong Ethereum, các khối mồ côi được gọi là "khối chú" và chúng có thể đóng góp vào tính bảo mật của chuỗi chính. Vì khoảng thời gian khối hơn mười giây trong Ethereum quá nhanh nên sẽ làm giảm tính bảo mật. Bằng cách khuyến khích tham chiếu đến các khối chú, chuỗi chính tham chiếu có thể nhận được nhiều đảm bảo bảo mật hơn (vì bản thân các khối mồ côi cũng hợp pháp) và phần thưởng được trả cho các khối Uncle cũng có thể thúc đẩy những người khai thác tích cực khai thác và tích cực trích dẫn các khối chú, vì vậy Ethereum tin rằng nó có giá trị.