อัลกอริทึมธนาคาร Bitcoin คืออะไร?

บทนำ

อัลกอริทึมฉันทามติเป็นกลไกพื้นฐานที่ช่วยให้ผู้ใช้และระบบสามารถประสานความสัมพันธ์และรักษาความเห็นพ้องต้องกันในสภาพแวดล้อมแบบกระจาย ในระบบที่ผู้เข้าร่วมอาจไม่ไว้วางใจกัน อัลกอริทึมเหล่านี้รับรองว่าทุกฝ่ายจะสามารถบรรลุข้อตกลงร่วมกันในแหล่งข้อมูลเดียวในที่สุด ทำให้ระบบมีความทนทานต่อความผิดพลาด แม้ว่าจะเกิดความเห็นต่างชั่วคราวก็ตาม

สำหรับระบบรวมศูนย์ หน่วยงานเดียวจะถือสิทธิ์ควบคุมทั้งหมดและสามารถปรับเปลี่ยนได้โดยไม่ต้องขอฉันทามติจากผู้ดูแลระบบอื่น ในทางตรงข้าม บล็อกเชนแบบกระจายศูนย์ โดยเฉพาะที่ใช้ฐานข้อมูลแบบกระจาย การบรรลุข้อตกลงว่าข้อมูลใดควรถูกบันทึกเพิ่มเข้าไปจะซับซ้อนมากขึ้น ความท้าทายในการสร้างฉันทามติระหว่างบุคคลที่ไม่รู้จักและมีผลประโยชน์ขัดแย้งจึงเป็นหัวใจสำคัญของการพัฒนาเทคโนโลยีบล็อกเชน และถือเป็นนวัตกรรมสำคัญในเครือข่ายสกุลเงินดิจิทัล

อัลกอริทึมฉันทามติและสกุลเงินดิจิทัล

ระบบสกุลเงินดิจิทัลจะบันทึกยอดคงเหลือของผู้ใช้ในฐานข้อมูลแบบกระจายที่เรียกว่า บล็อกเชน ซึ่งจำเป็นที่ทุกโหนดในเครือข่ายต้องเก็บสำเนาฐานข้อมูลที่เหมือนกัน หากเกิดความแตกต่างจะนำไปสู่ข้อขัดแย้งที่ไม่สามารถแก้ไขได้ และกระทบต่อความสมบูรณ์ของเครือข่ายทั้งหมด

แม้ว่าการเข้ารหัสคีย์สาธารณะจะป้องกันการโอนสินทรัพย์โดยไม่ได้รับอนุญาต แต่ต้องมีแหล่งข้อมูลกลางที่เชื่อถือได้เพื่อยืนยันการใช้จ่ายจริง Satoshi Nakamoto ได้เสนอระบบ Proof-of-Work เป็นกลไกประสานงานระหว่างผู้เข้าร่วมเครือข่าย ซึ่งกลายเป็นรากฐานของอัลกอริทึมธนาคาร Bitcoin ในปัจจุบัน

อัลกอริทึมฉันทามติที่มีประสิทธิภาพจะมีลักษณะสำคัญร่วมกัน ได้แก่ ผู้ตรวจสอบ (validator) ที่ต้องการเพิ่มบล็อกต้องนำสิ่งที่มีมูลค่ามาเดิมพัน เพื่อสร้างแรงจูงใจทางการเงินในการป้องกันการทุจริต หากผู้ตรวจสอบโกงจะสูญเสียเดิมพัน ไม่ว่าจะเป็นทรัพยากรคอมพิวเตอร์ สินทรัพย์ดิจิทัล หรือชื่อเสียง นอกจากนี้ ระบบจะมอบรางวัลให้กับผู้ตรวจสอบที่ซื่อสัตย์ เช่น สกุลเงินดิจิทัล ค่าธรรมเนียมธุรกรรม หรือเหรียญที่สร้างใหม่ และต้องมีความโปร่งใสเพื่อให้ตรวจจับการทุจริตได้อย่างรวดเร็วและตรวจสอบได้ง่ายด้วยต้นทุนคอมพิวเตอร์ต่ำสำหรับผู้ใช้ทั่วไป

Proof of Work (PoW)

Proof of Work เป็นอัลกอริทึมฉันทามติแรกในเทคโนโลยีบล็อกเชน โดย Bitcoin เป็นผู้ใช้งานจริงรายแรก แม้แนวคิดพื้นฐานจะมีมาก่อนยุคสกุลเงินดิจิทัลหลายสิบปี ในระบบ PoW ผู้ตรวจสอบที่เรียกว่า "นักขุด" จะทำการแฮชข้อมูลที่ต้องการเพิ่มเข้าไปซ้ำ ๆ จนกว่าผลลัพธ์จะตรงตามเงื่อนไขที่ระบุไว้ในโปรโตคอล

ฟังก์ชันแฮชจะแปลงข้อมูลเป็นสตริงอักขระแบบสุ่มที่มีคุณสมบัติสำคัญ คือ ข้อมูลนำเข้าเดียวกันจะให้ผลลัพธ์เดียวกันเสมอ แต่การปรับเปลี่ยนข้อมูลเล็กน้อยจะให้แฮชที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง คุณสมบัติทางเดียวนี้ทำให้แฮชมีประโยชน์ในการพิสูจน์ความรู้เกี่ยวกับข้อมูลเฉพาะ โดยไม่ต้องเปิดเผยข้อมูลจริง

โปรโตคอลจะระบุเงื่อนไขความถูกต้องของบล็อก เช่น กำหนดให้แฮชต้องขึ้นต้นด้วย "00" นักขุดจะใช้วิธี brute-force โดยปรับเปลี่ยนพารามิเตอร์ข้อมูลนำเข้าและทดสอบชุดค่าต่าง ๆ จำนวนมากจนได้แฮชที่ถูกต้อง การขุดแข่งขันต้องลงทุนในฮาร์ดแวร์เฉพาะทางจำนวนมาก (ASIC ที่ออกแบบมาเพื่อการแฮชโดยเฉพาะ) และใช้ไฟฟ้าปริมาณสูง

ค่าใช้จ่ายในการจัดหาอุปกรณ์และดำเนินการขุดถือเป็นเงินเดิมพันในระบบ ASIC ไม่สามารถนำไปใช้งานอื่นได้ นักขุดจึงคืนทุนได้ก็ต่อเมื่อสร้างบล็อกสำเร็จและได้รับรางวัล ส่วนการตรวจสอบบล็อกในเครือข่ายใช้การคำนวณแฮชเพียงครั้งเดียว ซึ่งง่ายมากเมื่อเทียบกับความพยายามของนักขุด ความต่างระหว่างต้นทุนสร้างกับต้นทุนตรวจสอบนี้ช่วยให้ผู้ใช้ทั่วไปสามารถตรวจสอบการทำงานของผู้ตรวจสอบได้ง่าย และยังรักษาความปลอดภัยของระบบ

Proof of Stake (PoS)

Proof of Stake เกิดขึ้นเป็นอีกทางเลือกหนึ่งแทน Proof of Work โดยไม่ต้องใช้ฮาร์ดแวร์ขุดเฉพาะ ไม่ต้องใช้ไฟฟ้าปริมาณมาก และไม่ต้องคำนวณที่ซับซ้อน ระบบ PoS ใช้คอมพิวเตอร์ทั่วไปและสินทรัพย์ดิจิทัลสำหรับ staking

PoS แตกต่างจาก PoW ที่ใช้ทรัพยากรภายนอกเป็นตัวกำหนดการเข้าร่วม โดย PoS ใช้ทรัพยากรภายใน คือสกุลเงินดิจิทัลของโปรโตคอลนั้น ๆ โปรโตคอลจะกำหนดจำนวนเงินขั้นต่ำสำหรับ staking เพื่อมีสิทธิ์เป็นผู้ตรวจสอบ เมื่อถึงเกณฑ์ เงินที่ staking จะถูกล็อกไว้ (ไม่สามารถโอน) ขณะที่ผู้ตรวจสอบเข้าร่วมในกลไกเลือกบล็อกผ่านระบบฉันทามติ

ผู้ตรวจสอบจะเดิมพันว่าธุรกรรมใดควรอยู่ในบล็อกถัดไป โดยโปรโตคอลจะเลือกหนึ่งบล็อกที่เสนอ ผู้ตรวจสอบที่ถูกเลือกจะได้รับค่าธรรมเนียมธุรกรรมตามสัดส่วนเงิน staking ยิ่งเดิมพันมากก็ยิ่งได้รางวัลมาก หากเสนอธุรกรรมที่ไม่ถูกต้องจะถูกริบเงินเดิมพันบางส่วนหรือทั้งหมด เพื่อสร้างแรงจูงใจทางเศรษฐกิจให้ซื่อสัตย์

ต่างจาก PoW ที่ผู้ตรวจสอบได้โทเคนใหม่ PoS มักแจกจ่ายรางวัลด้วยวิธีอื่น โปรโตคอลบล็อกเชนจึงต้องมีวิธีการออกเหรียญใหม่ เช่น ICO หรือช่วง proof-of-work ก่อนเปลี่ยนเป็น proof-of-stake อย่างสมบูรณ์

ทุกวันนี้ proof-of-stake แบบสมบูรณ์ได้พิสูจน์ประสิทธิภาพและความปลอดภัยในเครือข่ายสกุลเงินดิจิทัลหลายแห่ง การใช้งานจริงในเครือข่ายขนาดใหญ่ยังคงพัฒนาอย่างต่อเนื่อง เนื่องจากพลวัตเชิงเกมและแรงจูงใจทางเศรษฐกิจที่ผู้เล่นชั้นสูงอาจใช้ประโยชน์ การนำไปใช้ในวงกว้างจึงเป็นบททดสอบสำคัญของความยั่งยืน โดยการเปลี่ยนผ่านของเครือข่ายบล็อกเชนหลายแห่งถือเป็นสนามทดลองจริงที่มีคุณค่า

อัลกอริทึมฉันทามติประเภทอื่น

นอกจาก Proof of Work และ Proof of Stake แล้ว ระบบนิเวศบล็อกเชนยังมีอัลกอริทึมฉันทามติทางเลือกอีกหลายรูปแบบ แต่ละแบบมีจุดเด่นและข้อจำกัดแตกต่างกัน:

• Delayed Proof of Work: แนวทางผสมที่ใช้การตรวจสอบตามเวลา
• Leased Proof of Stake: ให้ผู้ถือเหรียญสามารถให้สิทธิ์ staking แก่ผู้ตรวจสอบรายอื่น
• Proof of Authority: อาศัยผู้ตรวจสอบที่ได้รับความน่าเชื่อถือซึ่งได้รับการแต่งตั้ง แทนการมีส่วนร่วมแบบกระจาย
• Proof of Destruction: ผู้ตรวจสอบต้องทำลายสินทรัพย์ดิจิทัลอย่างถาวรเป็นเงินเดิมพัน
• Delegated Proof of Stake: อนุญาตให้ผู้ถือโทเคนมอบอำนาจการลงคะแนนให้ผู้ตรวจสอบตัวแทน
• Hybrid Proof of Work/Proof of Stake Consensus: ผสมผสานกลไกของฉันทามติหลักทั้งสองระบบ

แต่ละอัลกอริทึมต่างก็สร้างสมดุลระหว่างการกระจายศูนย์ ความปลอดภัย การใช้พลังงาน และความสามารถในการขยายระบบในรูปแบบที่แตกต่างกัน

สรุป

อัลกอริทึมฉันทามติถือเป็นโครงสร้างพื้นฐานสำคัญที่ช่วยให้ระบบแบบกระจายสามารถทำงานอย่างน่าเชื่อถือโดยไม่ต้องมีศูนย์กลาง อัลกอริทึมธนาคาร Bitcoin ถือเป็นนวัตกรรมสูงสุดในการใช้งาน Proof of Work ซึ่งช่วยให้คนแปลกหน้าสามารถตกลงกันได้ในข้อเท็จจริงทางเศรษฐกิจร่วมกัน โดยไม่ต้องพึ่งพาตัวกลาง

ทุกวันนี้ อัลกอริทึมฉันทามติเป็นรากฐานสำคัญของระบบสกุลเงินดิจิทัลและบล็อกเชนหลักทั้งหมด ช่วยวางรากฐานทางเทคนิคสำหรับแอปพลิเคชันแบบกระจายศูนย์และเครือข่ายคอมพิวเตอร์แบบกระจาย ถือเป็นหัวใจเทคโนโลยีที่รับประกันความมั่นคงและความปลอดภัยของบล็อกเชนในระยะยาว

แม้ Proof of Work จะยังคงเป็นกลไกฉันทามติหลักที่พิสูจน์แล้วในระดับใหญ่ แต่การพัฒนาอย่างต่อเนื่องก็ยังสำรวจแนวทางใหม่ ๆ ในอนาคตคาดว่าจะเห็นอัลกอริทึมฉันทามติใหม่ ๆ เกิดขึ้น เมื่อทีมนักวิจัยและนักพัฒนายังคงผลักดันโครงสร้างพื้นฐานของเทคโนโลยีบล็อกเชนไปข้างหน้า

คำถามที่พบบ่อย

อัลกอริทึมของ Bitcoin ทำงานอย่างไร?

Bitcoin ใช้ฉันทามติ Proof-of-Work โดยนักขุดจะแก้ปริศนาทางคณิตศาสตร์ที่ซับซ้อนเพื่อยืนยันธุรกรรม นักขุดคนแรกที่แก้ปริศนาได้จะเพิ่มบล็อกถัดไปลงบนบล็อกเชนและได้รับรางวัล กระบวนการนี้ช่วยรักษาความปลอดภัยของเครือข่ายและป้องกันการทุจริตด้วยความยากในการคำนวณ

ธนาคาร Bitcoin ทำงานอย่างไร?

ธนาคาร Bitcoin ดำเนินการโดยถือสินทรัพย์สกุลเงินดิจิทัลในระบบรับฝากที่ปลอดภัย ให้บริการสร้างผลตอบแทนผ่านโปรโตคอล staking และ lending ผู้ใช้ฝาก Bitcoin รับผลตอบแทนจากยอดคงเหลือ และเข้าถึงฟีเจอร์คล้ายธนาคารโดยไม่ต้องผ่านตัวกลางแบบดั้งเดิม โดยใช้เทคโนโลยีบล็อกเชนเพื่อความโปร่งใสและปลอดภัย

ความแตกต่างระหว่างอัลกอริทึมของ Bitcoin กับระบบธนาคารแบบดั้งเดิมคืออะไร?

Bitcoin ใช้บล็อกเชนแบบกระจายศูนย์และการเข้ารหัสสำหรับธุรกรรมแบบ peer-to-peer โดยไม่มีตัวกลาง ระบบธนาคารแบบดั้งเดิมอาศัยสถาบันกลางในการตรวจสอบและบันทึกธุรกรรม อัลกอริทึมของ Bitcoin ให้ความปลอดภัยและโปร่งใสผ่านกลไกฉันทามติ ขณะที่ธนาคารต้องพึ่งความเชื่อมั่นในหน่วยงานกลาง

อัลกอริทึมของ Bitcoin ปลอดภัยหรือไม่ และป้องกันการทุจริตอย่างไร?

อัลกอริทึม Proof of Work ของ Bitcoin รับรองความปลอดภัยด้วยการตรวจสอบแบบกระจายและการแฮชข้อมูลด้วยการเข้ารหัส ความพยายามคำนวณมหาศาลของเครือข่ายทำให้การเปลี่ยนแปลงธุรกรรมแทบเป็นไปไม่ได้ จึงป้องกันการทุจริตและรักษาความสมบูรณ์ของบล็อกเชน

เทคโนโลยีบล็อกเชนคืออะไร และเกี่ยวข้องกับอัลกอริทึมของ Bitcoin อย่างไร?

บล็อกเชนคือเทคโนโลยีบัญชีแยกประเภทแบบกระจายที่บันทึกธุรกรรมเป็นบล็อกเรียงตามลำดับเวลา อัลกอริทึมของ Bitcoin ใช้ SHA-256 hashing และฉันทามติ Proof of Work เพื่อรักษาความปลอดภัยเครือข่าย ตรวจสอบธุรกรรม และสร้างบล็อกใหม่ผ่านการตรวจสอบข้อมูลด้วยการคำนวณ