Proof of Work (PoW) คืออะไร
Proof of Work (PoW) เป็นกลไกการตรวจสอบการทำงานบนบล็อกเชน โดยต้องมีการแก้ปัญหาทางคณิตศาสตร์ที่ระบบกำหนดขึ้นมาเพื่อความถูกต้องของข้อมูล. ผู้ที่เข้าร่วมในการแก้ปัญหาเหล่านี้มักเรียกว่า “นักขุด”.
PoW มีจุดประสงค์หลักในการป้องกันปัญหา Double-spending ซึ่งคือการใช้สินทรัพย์ดิจิทัลซ้ำๆ การเพิ่ม Digital signature ในระบบช่วยในการตรวจสอบการใช้เหรียญว่าถูกใช้งานแล้วหรือยัง.
การแก้ปัญหาใน PoW นั้นจะขึ้นกับค่าที่เรียกว่า “Nonce”, ซึ่งระบบจะกำหนดความยากของการสุ่มตัวเลขเพื่อหาคำตอบที่ถูกต้อง โดยมีเวลาเฉลี่ยในการแก้ปัญหาประมาณ 10 นาที.
ความยากของการแก้ปัญหาใน PoW จะปรับตามจำนวนนักขุดในเครือข่าย: นักขุดเยอะ ความยากเพิ่ม, นักขุดน้อย ความยากลด. นักขุดที่แก้ปัญหาได้เป็นคนแรกจะได้รับเหรียญเป็นรางวัล.
อย่างไรก็ตาม, แม้ว่านักขุดที่มีระบบคอมพิวเตอร์ที่แรงจะมีโอกาสที่จะแก้ปัญหาได้มากกว่า แต่โชคยังคงเป็นปัจจัยหนึ่งที่มีผล. ปัญหาอื่น ๆ คือการรวมตัวเป็นกลุ่มใหญ่ (Mining Pools) ซึ่งอาจนำไปสู่การเอนโน้มศูนย์ของอำนาจ.
ด้านปัญหาการใช้พลังงาน, PoW ถูกวิพากษ์วิจารณ์ว่าใช้พลังงานเยอะมาก ซึ่งเป็นสิ่งเป็นภาระต่อสิ่งแวดล้อม
ความหมายและการเกิดของ Proof of Work
Proof of Work (PoW) หรือ หลักการการยืนยันด้วยการทำงาน เป็นกลไกหนึ่งในฟิลด์ของคณิตศาสตร์ที่ถูกคิดค้นขึ้นโดย Cynthia Dwork นักวิทยาการคอมพิวเตอร์ชาวอเมริกา และ Moni Naor จากอิสราเอล ในปี 1993 ความหมายหลักของ PoW ไม่ได้จำกัดเฉพาะทางด้านคริปโตแค่เ alone แต่มีการนำไปใช้กว้างๆ ในการแก้ปัญหาทางอินเตอร์เน็ต โดยเฉพาะปัญหาการอัปโหลดหรือดาวน์โหลดข้อมูลไม่ครบถ้วน ด้วยการสร้างลายเซ็นเฉพาะของแต่ละไฟล์ เพื่อป้องกันปัญหาข้อมูลซ้ำซ้อน
Proof of Work ในโลก Cryptocurrency
Bitcoin, สกุลเงินดิจิตอลแรก, นำแนวคิดของ PoW มาใช้เพื่อการยืนยันธุรกรรมบน blockchain ของตน เพื่อให้แน่ใจว่าธุรกรรมทุกธุรกรรมจะถูกยืนยันโดย miner ก่อนที่จะถูกบันทึกลงใน blockchain โดยมุ่งเน้นความปลอดภัย ไม่สามารถซ้ำซ้อนหรือปลอมแปลงได้ ด้วยความมีประสิทธิภาพและสถิติการยืนยันแบบ PoW ทำให้ Bitcoin ยืนยันธุรกรรมได้โดยไม่ต้องเชื่อถือใคร
ผลตอบแทนของ Miner
Miner หรือนักขุด เป็นผู้ที่มีหน้าที่ยืนยันธุรกรรมบน blockchain และในการยืนยันทุกครั้ง พวกเขาจะได้รับ Bitcoin เป็นค่าตอบแทน ซึ่งในปัจจุบัน การขุด Bitcoin ได้เปลี่ยนแปลงมากขึ้น เนื่องจากราคาของ Bitcoin ที่สูงขึ้น และการยืนยันต้องใช้ทรัพยากรมากขึ้น ทำให้ผลตอบแทนของ miner ลดลงตามไปด้วย ส่วนขั้นตอนของการตัดสินใจลดรายได้ของ miner เรียกว่า “halving” ซึ่งเป็นการปรับปรุงรายได้ให้ตรงตามความยากของการขุดและราคาของ Bitcoin ในตลาด.
คุณสมบัติของ Proof of Work
Proof of Work (PoW) คือหนึ่งในกลไกการทำงานของบล็อกเชนที่ถูกออกแบบมาเพื่อยืนยันและรับรองความถูกต้องของข้อมูลที่ถูกบันทึกลงในสิ่งที่เราเรียกว่า “บล็อก” ซึ่งเป็นหน่วยข้อมูลในบล็อกเชน.
- การคำนวณคณิตศาสตร์: นักขุดทุกคนในเครือข่ายจะทำการคำนวณเพื่อหาคำตอบที่ถูกต้องสำหรับปัญหาคณิตศาสตร์, ซึ่งเรียกว่า “ปัญหา PoW”. ปัญหาเหล่านี้ได้ถูกออกแบบมาให้มีความยากที่จะแก้ไข, แต่เมื่อค้นพบคำตอบแล้วจะง่ายต่อการตรวจสอบความถูกต้อง.
- การเพิ่มบล็อกใหม่: เมื่อนักขุดคนใดคนหนึ่งพบคำตอบที่ถูกต้องสำหรับปัญหา PoW, เขาหรือเธอจะได้สิทธิ์ในการเพิ่มบล็อกใหม่ไปยังบล็อกเชน. บล็อกนี้จะมีข้อมูลเกี่ยวกับธุรกรรมที่เกิดขึ้นในเครือข่าย ซึ่งอาจรวมถึงการโอนเงิน, การซื้อขายสินทรัพย์ดิจิทัล หรือข้อมูลอื่น ๆ ที่ต้องการถูกบันทึก.
- รางวัลเพื่อแรงจูงใจ: นักขุดที่สามารถเพิ่มบล็อกเรียบร้อยจะได้รับรางวัล. ในกรณีของ Bitcoin, รางวัลเป็น Bitcoin ที่จะถูกสร้างขึ้นและเพิ่มเข้าไปในกระเป๋าของนักขุด. นี่เป็นวิธีที่เครือข่ายใช้เพื่อแรงจูงใจให้นักขุดเข้าร่วมในการรักษาความปลอดภัยของระบบ.
- การตรวจสอบ: เมื่อบล็อกใหม่ถูกเสนอขึ้นมา, นักขุดอื่น ๆ ในเครือข่ายจะตรวจสอบความถูกต้องของปัญหา PoW และธุรกรรมที่อยู่ในบล็อก. เมื่อส่วนใหญ่ของเครือข่ายยอมรับว่าบล็อกนี้ถูกต้อง, บล็อกจะถูกเพิ่มลงในบล็อกเชนอย่างถาวร.
ในหลักการ, PoW มีวัตถุประสงค์เพื่อป้องกันการโจมตีและการแก้ไขบล็อกเชนโดยผู้ไม่ได้รับอนุญาต
ข้อดีข้อเสีย
การทำเหมืองแร่ด้วย Proof of Work (PoW) ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางเมื่อคิดถึงบล็อกเชนเพราะความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือที่มันนำเสนอ. อย่างไรก็ตาม, แนวคิดนี้ไม่ได้ปราศจากข้อบกพร่องหรือข้อติชม.
ข้อดี:
- ป้องกันการโจมตีแบบ double spending: ในบริบทของสกุลเงินดิจิทัล, ปัญหา double spending คือการที่ใช้จ่ายสกุลเงินดิจิทัลเดียวกันมากกว่าหนึ่งครั้ง. PoW ช่วยป้องกันปัญหานี้ได้ผ่านการตรวจสอบทางคณิตศาสตร์ที่ซับซ้อน.
- ความไว้วางใจแบบไร้ศูนย์กลาง: ตัวบล็อกเชนมีความเป็นธรรมะเนื่องจากมันไม่ต้องการอำนาจจากศูนย์กลาง. นักขุดทุกคนในเครือข่ายสามารถยืนยันธุรกรรมและเพิ่มบล็อกใหม่โดยไม่ต้องผ่านผู้กลาง.
ข้อเสีย:
- การใช้พลังงาน: การทำเหมืองด้วย PoW ส่วนใหญ่เป็นการแก้ปัญหาคณิตศาสตร์ที่ซับซ้อนมาก, ซึ่งจำเป็นต้องใช้พลังงานจำนวนมาก. ปัญหานี้เป็นเหตุผลหลักในการเรียกความสนใจเพื่อค้นหาวิธีที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นเช่น Proof of Stake (PoS).
- การควบคุมพลังงานขุด: กลุ่มนักขุดที่มีพลังการขุดมากสามารถมีอิทธิพลในการตรวจสอบธุรกรรมหรือเพิ่มบล็อกใหม่. ถ้ากลุ่มนักขุดควบคุมมากกว่า 50% ของเครือข่าย, สิ่งนี้อาจนำไปสู่การโจมตีบล็อกเชน, ทำให้ความน่าเชื่อถือลดลง.
- อุปกรณ์เฉพาะ: การพัฒนาการขุดเป็นแนวโน้มที่เรียกว่า “ASIC mining” หรือการขุดด้วยอุปกรณ์ที่ถูกออกแบบมาเฉพาะเพื่อขุดสกุลเงินดิจิทัล ทำให้คนทั่วไปที่ไม่มีอุปกรณ์เฉพาะนี้เข้าร่วมขุดยากขึ้น.
- การรวมกลุ่มของนักขุด: การที่นักขุดรวมกลุ่มเพื่อเพิ่มโอกาสในการขุดบล็อกเรียบร้อยทำให้เกิด “mining pools” ซึ่งอาจนำไปสู่การเสี่ยงการควบคุมพลังการขุด.
PoW เป็นกลไกที่มีความปลอดภัยและทำให้บล็อกเชนมีความน่าเชื่อถือ, แต่มันมาพร้อมกับข้อเสียในด้านพลังงานและความเป็นธรรมะ. การค้นหาวิธีที่ดีกว่า PoW ซึ่งมีประสิทธิภาพมากขึ้นและยังรักษาความปลอดภัยไว้เป็นท้าทายสำคัญของอุตสาหกรรมบล็อกเชนในปัจจุบัน.
Proof of work กับ การ mining
Proof of Work (PoW) เป็นรูปแบบหนึ่งของการยืนยันความถูกต้องในระบบบล็อกเชน และมีความสัมพันธ์กับกระบวนการขุดเหรียญในบล็อกเชนเช่น Bitcoin และ Ethereum.
หน้าที่หลักของ PoW คือ
- ตรวจสอบความถูกต้องของธุรกรรมและป้องกันปัญหาการเ spend เงินซ้ำ.
- ให้รางวัลแก่นักขุดที่สามารถแก้ปัญหาคณิตศาสตร์ได้เร็วที่สุดเพื่อเพิ่มบล็อกเข้าสู่เครือข่าย.
การขุดบล็อกเชนเพื่อค้นหาคำตอบที่ถูกต้องของฟังก์ชัน Hash ที่สอดคล้องกับเงื่อนไข PoW เป็นกระบวนการที่ต้องการการคำนวณมากและเปลืองพลังงาน แต่เมื่อค้นพบคำตอบที่ถูกต้องแล้ว บล็อกนั้นๆ จะถูกเพิ่มเข้าสู่เครือข่ายและนักขุดจะได้รับรางวัลเป็นเหรียญคริปโต.
ในการขุดเหรียญแต่ละครั้ง, นักขุดจะเพิ่มค่า Nonce เข้าไปในข้อมูล และทำการคำนวณฟังก์ชัน Hash ถ้าผลลัพธ์ที่ได้เป็นไปตามเงื่อนไขของ PoW การขุดจึงถือว่าสำเร็จ.
ตัวอย่างการทำงาน: ในการขุดบล็อก #429818 ต้องการผลลัพธ์จากฟังก์ชัน Hash ที่เริ่มด้วยศูนย์หลายตัว ผู้ที่ขุดสำเร็จและได้ Hash ที่ตรงตามเงื่อนไขนั้น จะได้รับรางวัล 12.5 BTC ด้วยตนเอง.
เนื่องจากความยากของการขุดนั้นเพิ่มขึ้นตามเวลา การขุดด้วยอุปกรณ์เดี่ยวอาจไม่พอสำหรับการได้รับรางวัล จึงมีการสร้าง Mining Pool เพื่อรวมพลังการขุด เมื่อค้นพบบล็อกที่ถูกต้อง, รางวัลจะถูกแบ่งออกไปตามอัตราส่วนการขุดของแต่ละคนใน Pool.
การแก้ไขข้อมูลธุรกรรมที่ผ่านมาในบล็อกเชนที่ใช้ PoW จะเป็นไปไม่ได้ เนื่องจากต้องขุดทุกบล็อกที่เกิดหลังจากนั้นใหม่ทั้งหมด ซึ่งต้องการพลังงานและเวลามาก. ดังนั้น PoW ช่วยในการรักษาความถูกต้องของข้อมูลและความปลอดภัยของเครือข่าย
