IBM Research: Proof-of-Work có thể giải quyết bài toán gánh nặng năng lượng

[thanhqn]

Proof-of-work (PoW), cơ chế đồng thuận đảm bảo tính bảo mật cho Bitcoin và nhiều nền tảng Blockchain cryptocurrency khác, đã tạo nên tiếng vang lớn cho công nghệ về việc giải quyết bài toán gánh nặng năng lượng.

Trong không gian cryptocurrency, tình trạng tiêu thụ quá nhiều điện năng – đôi khi ngang bằng với lượng điện của cả một quốc gia – khi vận hành các thuật toán phức tạp là chuyện “bình thường ở huyện”.

Tuy nhiên, các nhà khoa học của viện nghiên cứu IBM, cánh tay phải đắc lực về R&D của gã khổng lồ công nghệ, đã tìm ra cách định hình và kết hợp các thuật toán trên Blockchain, bao gồm cả Proof-of-Work.

Tính năng mới của Proof-of-Work
Theo bản thông cáo báo chí ngày 3.10.2018, trải qua nhiều ngày tháng nghiên cứu và phát triển, thành quả to lớn IBM có được tính tới thời điểm này là phát hiện PoW có thể được áp dụng hiệu quả cho vấn đề giảm thiểu tiêu thụ năng lượng, tăng khả năng mở rộng và bảo mật của network.

Cụ thể, IBM đã phát hiện thuật toán Proof-of-Work có thể ứng dụng vào Mạng lưới vạn vật kết nối Internet (IoT), từ đó chạy các Blockchain node bên trong các thiết bị được kết nối.

Vấn đề lớn nhất còn tồn đọng cho đến thời điểm này là, không giống như phần cứng khai thác PoW chuyên dụng cho các cryptocurrency như ASIC và GPU, các thiết bị IoT sở hữu nhiều năng lực tính toán và khả năng tiêu thụ các nguồn năng lượng khác nhau. Cụ thể, IoT là một khái niệm nói chung, bao gồm tất cả mọi thứ, từ cảm biến nhiệt độ bỏ túi đến ô tô kết nối Internet.



Đội ngũ nghiên cứu IBM cho biết phương pháp này đạt được kết quả tối ưu về bảo toàn năng lượng nhưng vẫn đảm bảo an toàn.
Hiểu đơn giản hơn, tất cả hoặc một số thiết bị trong network IoT có thể không giải được thuật toán PoW phức tạp.

Do đó, theo nghiên cứu của IBM, động lực thúc đẩy PoW sử dụng hiệu quả năng lượng là:

“Tính hiệu quả của IoT có thể được định nghĩa như là một trường hợp sử dụng tối ưu tài nguyên phần cứng và năng lượng. Để đạt được điều đó, các thiết bị IoT trên Blockchain sẽ tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên và năng lượng để duy trì và vận hành Blockchain.”
Tiến hành nghiên cứu trên testnet mô phỏng lại môi trường Blockchain, các chuyên gia nghiên cứu của IBM đã chia các node thành nhóm nhỏ từ 250 đến 1.000, sau đó dùng thuật toán phân chia tỷ lệ công việc khai thác của mỗi nhóm, căn cứ vào lượng điện được sử dụng bởi mỗi node và yêu cầu bảo mật gắt gao.

Sau đó, Tiến sĩ Emanuele Ragnoli, trưởng nhóm kỹ thuật tại Trung tâm nghiên cứu công nghệ thành phố thông minh của IBM tại Dublin, cho biết:

“Hiện tại, chúng tôi hoàn toàn xem Blockchain như các hệ thống ngang hàng, trong đó tất cả các node phải thực hiện những tác vụ tương tự và cạnh tranh với nhau để nhận phần thưởng khai thác đó. Nhưng bạn không cần tất cả các node làm cùng một loại công việc.”
Ragnoli chia sẻ:

“Tôi muốn tạo ra một “hệ sinh thái phân lớp”, trong đó các node khác nhau có thể làm những việc khác nhau. Cụ thể, các thuật toán thông minh sẽ phân chia và giao nhiệm vụ cho các node căn cứ theo khả năng cụ thể của từng node.”
“Sub-Blockchain” được duy trì bởi các nhóm node này sau đó được kết nối bằng cách sử dụng các công nghệ tương tác như Cosmos và Polkadot. Đồng tình với sự chắp vá này, nhóm nghiên cứu đã đặt tên cho dự án thí nghiệm là “Hybrid IoT Blockchain”.

Nền kinh tế cơ giới
Công trình nghiên cứu của IBM là một động lực thúc đẩy sản sinh một nền kinh tế cơ giới trong tương lai, trong đó các thiết bị sẽ có ví Blockchain riêng và tự giao dịch với nhau.

Tuy nhiên, Ragnoli là một người nhìn nhận rất thực tế về thách thức của quy mô IoT đối với các Blockchain. Ông cho rằng thế giới này vẫn là một “tập hợp của các bước nhảy vọt”.


Ragnoli chia sẻ:

“Ngày nay, trong ngành công nghiệp 4.0 hoặc môi trường sản xuất, sẽ có nhiều nhà máy khác nhau cùng hợp tác để tạo ra một sản phẩm duy nhất. Vì vậy, bạn có cảm biến, máy móc, thậm chí các thuật toán và những phân tích để vận hành các nhà máy khác nhau, và trong cùng một nhà máy cũng cần phải có sự tương tác với nhau.”
Ragnoli cho biết:

“Chúng tôi đang dùng các thuật toán đồng thuận chung như PoW, tầm nhìn của Cosmos,… và chúng tôi đang thay đổi cách thiết lập chúng với nhau. Cách này giống như sắp xếp các khối Lego nhỏ, được điều khiển bởi công nghệ AI.”
AI và Blockchain
Dự án nghiên cứu của IBM gây nhiều chú ý vì nó hàm ý Blockchain có thể được kết hợp với hộp đen AI, cho phép các thuật toán máy học thay đổi hình dạng của Blockchain để thích ứng với giới hạn về công suất hoặc độ trễ, mà không ảnh hưởng đến độ bảo mật.

Trong trường hợp của IoT, cách thức hoạt động rất đơn giản. Đầu tiên, AI nhận dữ liệu đầu vào của các thiết bị IoT trên hệ thống và các nguồn tài nguyên sẵn có, sau đó AI đánh giá các yêu cầu bảo mật tổng thể của hệ thống và quyết định xem cần bao nhiêu thiết bị khai thác, độ khó PoW, tốc độ tạo block, kích thước block và cố gắng cân bằng giữa yêu cầu bảo mật và khả năng mở rộng.



Do đó, các thiết bị IoT vẫn có thể thực hiện các tác vụ cụ thể của ứng dụng, chẳng hạn như xử lý dữ liệu và đồng thời tiếp tục khai thác các block.

Vậy làm thế nào mà việc này lại tác động đến thế giới của cryptocurrency? Cách lý giải duy nhất, thuật toán Proof-of-Work phải được tổ chức tốt hơn, giống như thị trường tự do để mang lại hiệu quả cao hơn.

nguồn tiendientu