Khi là một phần trong không gian tiền điện tử, chắc hẳn bạn đã nghe đến cơ chế đồng thuận Proof-of-Stake và Proof-of-Work. Vậy 2 cơ chế này là gì, để làm gì và hoạt động như thế nào? Hãy cùng tìm hiểu trong bài này nhé!

Khi xây dựng , anh ấy đã phải tìm cách để giao dịch dược xác minh mà không cần đến bên thứ ba. Kết quả là anh ấy tạo ra được cơ chế Proof-of-Work.

Proof-of-Stake và Proof-of-Work
So sánh tiền thường của 2 cơ chế

Về cơ bản, Proof-of-Work được sử dụng để xác định cách đạt được sự đồng thuận. Nói cách khác, làm cách nào mạng lưới có thể xác định được một giao dịch có hợp lệ hay có ai đó cố gắng gian lận hay không, chẳng hạn như cùng 1 khoản tiền nhưng chi tiêu 2 lần?

Nói đơn giản, Proof-of-Work dựa trên một dạng toán nâng cao được gọi là ‘mật mã’. Đây là lý do vì sao các đồng tiền kỹ thuật số như được gọi là ‘’!

Mật mã học sử dụng các phương trình toán học khó đến mức chỉ những máy tính cấu hình mạnh mới có thể giải được. Không có phương trình nào giống nhau và khi nó được giải, tức là mạng lười biết rằng giao dịch đã được xác thực.

Rất nhiều khác nhau đã sao chép mã Bitcoin gốc vậy nên cũng sử dụng cơ chế Proof-of-Work. Tuy rằng Proof-of-Work là một phát minh tuyệt vời, rất tuyệt vời. Nhưng nó không hoàn hảo! Nó không những cần một lượng điện đáng kể mà còn hạn chế số lượng giao dịch có thể xác minh cùng một lúc.

Vậy nên, các cơ chế đồng thuận khác được tạo ra, một trong những cơ chế sáng giá nhất là Proof-of-Stake. Proof-of-Stake được tạo ra lần đầu năm 2012 bởi 2 nhà phát triển Scott Nadal và Sunny King. Vào thời điểm ra mắt, 2 ông lập luận rằng Bitcoin và Proof-of-Work cần khoảng 150.000 USD chi phí điện hàng ngày.

Đến nay, số tiền này đã tăng lên hàng triệu USD. Tôi sẽ nói chi tiết hơn ở phần dưới.

Ngoài ta, dự án blockchain đầu tiên sử dụng cơ chế Proof-of-Stake là Peercoin. Mục đích ban đầu là một hệ thống khai thác công bằng và bình đẳng hơn, các giao dịch có thể mở rộng và ít phụ thuộc hơn.

Do đó, tiền điện tử phổ biến thứ 2 , đang trong quá trình chuyển từ Proof-of-Work sang Proof-of-Stake. Hiện chưa rõ khi nào có thể chuyển mình hoàn toàn, nhưng nhóm phát triển đang cố gắng để đạt được điều này nhanh nhất.

Trên đây là những điều cơ bản. Phần tiếp theo là xem xét các blockchain đang áp dụng cơ chế nào.

Blockchain ứng dụng PoW VS PoS

Đầu tiên, chúng ta sẽ nói đến blockchain đầu tiên áp dụng Proof-of-Work, đó là Bitcoin. Mỗi khi giao dịch được gửi đi, mạng lưới sẽ mất khoảng 10 phút để xác nhận. Hơn nữa, blockchain Bitcoin chỉ có thể xử lỷ khoảng 7 giao dịch mỗi ngày.

Điều này đã dẫn đến phí giao dịch tăng đáng kể so với thời điểm dự án mới bắt đầu năm 2009. Ví dụ, phí Bitcoin chỉ bằng một phần rất nhỏ của 1 cent USD. Tuy nhiên, như biểu đồ bên dưới thể hiện, con số này đã tăng lên tới 40 USD cho mỗi giao dịch vào thời gian cao điểm tháng 12 năm 2017!

Lịch sử phí giao dịch Bitcoin. Nguồn: privacypros.io
Lịch sử phí . Nguồn: privacypros.io

Mặc dù về sau phí có giảm bớt nhưng vẫn là quá cao để trở thành một hệ thống thanh toán toàn cầu. Lý do lớn nhất của điều này là giới hạn của Proof-of-Work.

Tiền điện tử lớn thứ hai, Ethereum, cũng sử dụng Proof-of-Work. Điều thú vị là nhóm phát triển đã thay đổi một vài thứ so với mã gốc, cho phép xử lý giao dịch chỉ trong 16 giây. Mặc dù vẫn chưa phải là nhanh nhất, nhưng nó là một tiến bộ lớn so với 10 phút của Bitcoin.

Tuy nhiên, Ethereum cũng gặp phải vấn đề giới hạn mở rộng mà Proof-of-Work gây ra cho Bitcoin. Ethereum blockchain có thể xử lý tối đa 15 giao dịch, thấp hơn rất nhiều so với nhu cầu của mạng lưới. Dù Ethereum blockchain vẫn chưa áp dụng Proof-of-Stake nhưng người ta hy vọng rằng ngày mà điều này thanh hiện thực, thì số lượng giao dịch sẽ tăng lên hàng nghìn mỗi giây.

Đọc thêm  USD Mỹ ảnh hưởng như thế nào tới giá Bitcoin

Cũng như Ethereum, các blockchain khác cũng sử dụng biến thể của Proof-of-Work bằng cách thay đổi thuật toán hỗ trợ quá trình xác thực giao dịch. Đó là Bitcoin Cash và Litecoin.

Mặt khác, một số loại tiền điện tử sử dụng cơ chế Proof-of-Stake. Một trong số đó là DASH, cho phép người dùng gửi và nhận tiền chỉ trong vài giây.

Một blockchain nổi tiếng khác sử dụng mô hình Proof-of-Stake là . Giao thức hợp đồng thông minh () của Trung Quốc đã có một hành trình đáng kinh ngạc kể từ khi ra mắt lần đầu năm 2016 khi giá trị tăng 100.000%.

Bây giờ bạn đã biết blockchain nào sử dụng Proof-of-Work và blockchain nào sử dụng Proof-of-Stake. Phần tiếp theo sẽ là cách mà cách giao dịch được xác thực bởi 2 cơ chế này. Hãy bắt đầu với Proof-of-Work!

Proof-of-Work xác minh giao dịch như thế nào?

Như bạn đã biết Bitcoin, Ethereum và nhiều blockchain khác sử dụng cơ chế Proof-of-Work. Tôi sẽ sử dụng Bitcoin cho ví dụ bên dưới. Tuy nhiên, quá trình xác minh này là tương tự cho các blockchain sử dụng Proof-of-Work khác.

Các mất 10 phút để xác minh hợp lệ. Vậy nghĩa là trong thời gian 10 phút đó, một thứ gọi là “khối” (block) được tạo ra.

Mỗi khối chứa các giao dịch khác nhau bên trong nó, mỗi khối phải được xác minh độc lập. Để mạng lưới Bitcoin thực hiện xác thực không cần đến bên thứ 3, thì phải giải một thuật toán mật mã, hay còn được gọi là Proof-of-Work.

Khi giải được, không chỉ giao dịch được xác minh là hợp lệ mà còn được cập nhật lên blockchain công khai cho mọi người cùng có thể xem. Chắc chắn bạn đang tự hỏi ai lại đi mua phần cứng và tốn nhiều điện như vậy chỉ để giúp người dùng xác nhận giao dịch Bitcoin?

Câu trả lời rất đơn giản, đó là vì họ sẽ nhận được Bitcoin cho công việc này. Nhưng không phải tất cả người giải mã đều nhận được phần thưởng. Có hàng nghìn thiết bị cạnh tranh nhau để trở thành người đầu tiên giải được thuật toán mật mã. Ai về đích đầu tiên, người đó lấy được phần thưởng.

Một trong những tồn tại lớn nhất của Proof-of-Work là nó không phải một hệ thống công bằng bởi vì những người có thiết bị cấu hình mạnh và đắt tiền nhất sẽ luôn có cơ hội lớn nhất để giành được phần thưởng.

Kế đó, do cách thức tạo ra thuật toán mật mã nên cách duy nhất để giải đó là thử cho đến khi tìm ra đáp án đúng. Tôi sẽ mô tả đơn giản như sau:

  1. Đáp án của bài toán Proof-of-Work là 5+7
  2. Đáp án là 12
  3. Ai đưa ra câu trả lời đúng trước thì người đó sẽ được phần thưởng.
  4. Thợ đào 1 và thợ đào 2 cạnh tranh nhau để giải bài toán này.

Thợ đào A

  • Thử lần 1: 5 + 7 = 10 => sai
  • Thử lần 2: 5 + 7 = 13 => sai
  • Thử lần 3: 5 + 7 = 9 => sai

Thợ đào B

  • Thử lần 1: 5 + 7 = 17 => sai
  • Thử lần 2: 5 + 7 = 8 => sai
  • Thử lần 3: 5 + 7 = 12 => đúng

Vậy, thợ đào B đã đưa ra đáp án chính xác cho bài toán mã hóa trong lần thử thứ 3 và nhận được phần thưởng từ việc này. Trong thực tế, máy tính có thể thử hàng triệu phép thử khác nhau mỗi giây và điều này cần một lượng điện năng lớn.

Tựu chung, phần cứng càng mạnh hoặc càng có nhiều thiết bị phần cứng thì càng có nhiều cơ hội giải được câu đó trước tiên. Và vì thế, nó không phải là một cơ chế công bằng.

Mặc dù hầu hết các mô hình Proof-of-Work vận hành theo quy tắc như ví dụ nhưng vẫn có một số blockchain sử dụng quy trình hơi khác. Tuy nhiên, chúng ta chỉ cần hiểu theo cách đơn giản nhất mà thôi.

Đọc thêm  Merge Ethereum diễn ra 15/9 chỉ còn 34.000 block nữa

Vậy là bạn đã biết cách hoạt động của các blockchain sử dụng Proof-of-Work như Bitcoin, Ethereum. Tiếp theo chúng ta sẽ tìm hiểu cách hoạt động của Proof-of-Stake.

Proof-of-Stake xác minh giao dịch như thế nào?

Cơ chế Proof-of-Stake sử dụng một quy trình khác để xác nhận các giao dịch và đạt được sự đồng thuận. Hệ thống vẫn sử dụng thuật toán mật mã, nhưng mục tiêu của cơ chế khác nhau.

Nếu Proof-of-Work thưởng cho người giải được phương trình phức tạp thì với Proof-of-Stake, một người bất kỳ có thể khai thác hoặc xác nhận các giao dịch bằng cách khóa một số tiền nhất định để làm ‘tiền cọc’ trong hệ thống. ‘Tiền cọc’ càng nhiều thì càng khai thác được nhiều.

Tuy nhiên, những người ‘cọc’ tiền vào blockchain không đào coin về mặt kỹ thuật và họ không nhận được phần thưởng từ việc tạo khối. Nếu Bitcoin sử dụng cơ chế Proof-of-Work và trao phần thưởng cho mỗi khối được xác minh, thì những người đóng hóp vào hệ thống Proof-of-Stake chỉ đơn giản là nhận được phí giao dịch.

Hãy cùng tìm hiểu xem Proof-of-Stake xác minh giao dịch như thế nào.

Đầu tiên, để xác thực giao dịch, người dùng phải đưa tiền của họ vào một ví cụ thể. Ví này sẽ đóng băng số tiến đó và sử dụng để xác minh mạng lưới. Hầu hết các blockchain Proof-of-Stake đều yêu cầu một số tiến tối thiểu để có thể hoạt động. Điều này đòi hỏi dự án phải có một khoản đầu tư lớn trước khi bắt đầu.

Ví dụ: để xác thực cho các giao dịch DASH, bạn sẽ phải khóa tối thiểu 1000 DASH vào hệ thống. Nếu tính tại thời điểm DASH đạt mức ATH vào tháng 12 năm 2017 khi giao dịch hơn 1500 USD thì giá trị của 1000 DASH khoảng 1.5 triệu USD.

Vậy nếu:

  1. Bạn khóa coin để nhận thưởng từ Proof-of-Stake.
  2. Blockchain có tổng cộng 1000 coin đang lưu hành.
  3. Bạn mua và ‘cọc’ 100 coin.
  4. Điều này nghĩa là bạn ‘cọc’ 10% tổng số tiền đang lưu hành.
  5. Vậy bạn sẽ nhận được 10% tổng phần thưởng.

Tóm lại,

  • Proof-of-Work yêu cầu TẤT CẢ thợ đào phải cố gắng giải một bài toán phức tạp nhưng chỉ người nhanh nhất nhận được phần thưởng.
  • Proof-of-Stake trao giải thưởng dựa trên số tiền mà một người ‘cọc’ vào hệ thống.
So sánh ưu và nhược điểm của 2 cơ chế

Điều kiện quan trọng nhất của cơ chế Proof-of-Stake là những người tham gia phải giữ an toàn cho mạng lưới. Nếu có một kẻ tấn công mạng hoặc gửi các giao dịch độc hại thì họ sẽ mất toàn bộ số ‘tiền cọc’.

Bây giờ bạn đã hiểu cách các cơ chế đồng thuận hoạt động và xác nhận giao dịch. Tiếp theo, tôi sẽ giải thích vì sao Proof-of-Stake tối ưu hơn Proof-of-Work.

Tại sao Proof-of-Stake tối ưu hơn Proof-of-Work?

Centralization - Tập trung hóa

Hãy nhớ rằng với Proof-of-Work thì người sở hữu phần cứng mạnh mẽ nhất sẽ có nhiều cơ hội nhận thưởng nhất.

Điều này khiến cho các nhóm tổ chức mua hàng nghìn thiết bị (được gọi là ASIC) để tạo ra sức mạnh khai thác cao nhất. Họ được gọi là ‘nhóm khai thác’ và gộp tài nguyên lại để có nhiều cơ hội thắng được phần thưởng.

Do đó, có 4 nhóm khai thác kiểm soát hơn 20% tổng công suất khai thác Bitcoin (phần lớn nằm ở Trung Quốc vì giá điện rẻ).

Cơ chế này không công bắng vì nó không cho một cá nhân có thể nhận được phân thưởng từ việc khai thác. Ngược lại, Proof-of-Stake ngăn chặn một nhóm người hợp lực thống trị mạng lưới để kiếm lợi nhuận. Những người đóng góp vào mạng lưới đều sẽ nhận được phần thưởng tương ứng với số tiền họ đầu tư.

Tiêu thụ điện

Đầu bài có nhắc qua rằng các blockchain Proof-of-Work như Bitcoin sử dụng một lượng điện năng rất lớn. Lý do là tổng giao dịch mà các thợ đào phải xác minh rất lớn.

Một báo cáo gần đây cho thấy tổng lượng điện cần thiết để giữ cho mạng lưới Bitcoin hoạt động nhiều hơn lượng điện của 159 quốc gia cộng lại.

Đọc thêm  Tiền mã hóa phải tuân theo luật chứng khoán

Điều này không chỉ có hại cho môi trường mà còn làm cho tiền điện tử bị từ chối vì hóa đơn tiền điện được thanh toán bằng tiền pháp định!

Trong khi đó, Proof-of-Stake không cần giải quyết các thuật toán khó nhắn, tức là chi phí điện sẽ thấp hơn đáng kể.

51% Attack

51% Attack mô tả một trường hợp một nhóm người hoặc cá nhân nắm giữ hơn 50% tổng sức mạnh khai thác. Nếu như blockchain của Bitcoin xảy ra điều này, thì nhóm người hoặc cá nhân đó có thể thay đổi một khối trong chuỗi để làm lợi cho mình.

Ví như như cuộc tấn công 51% xảy ra gần đây trong blockchain Verge. Một hacker đã lấy cắp 35 triệu XVG. Tại thời điểm đó, giá trị của số coin này lên đến 1.75 triệu USD.

Cơ chế Proof-of-Stake có thể vô hiệu hóa hoàn toàn cuộc tấn công 51%. Để thực hiện điều này, hacker phải sở hữu ít nhất 51% tổng số tiền điện tử đang lưu hành trên blockchain đó. Và không có cách nào khác để sở hữu ngoài việc mua.

Nếu người đó quyết định mua một lượng tiền lớn như vậy, thì giá trị thực của đồng tiền đó sẽ tăng lên theo thời gian. Kết quả là họ sẽ chi tiêu nhiều hơn số tiền thu được từ cuộc tấn công. Không những vậy, khi những người khác trong mạng lưới phát hiện ra điều này, kẻ xấu sẽ mất tất cả tiền ‘cọc’.

Bây giờ, bạn đã hiểu vì sao Proof-of-Stake tối ưu hơn Proof-of-Work. Tiếp theo sẽ thảo luận xem có bất lợi gì khi sử dụng Proof-of-Stake hay không.

Nhược điểm của Proof-of-Stake

Vấn đề đầu tiên cần thảo luận đó là Proof-of-Stake giúp cho người giàu trở nên giàu hơn. Bạn càng mua và khóa nhiều coin thì bạn sẽ nhận được càng nhiều tiền.

Tức là nếu bạn đáp ứng được yêu cầu đặt cược tối thiểu (mà hầu hết những người khác không có) thì đã đảm bảo cho mình một khoản lợi tức đầu tư rất tốt. Những người sỡ hữu càng nhiều thì sẽ nhận về càng nhiều, và người giàu sẽ càng giàu hơn.

Proof-of-Work cũng không khắc phục được điều này vì thợ đào sẽ phải mua rất rất nhiều thiết bị ASIC đắt tiền.

Vấn đề thứ hai là Proof-of-Stake cho phép mọi người xác minh các giao dịch trên nhiều blockchain mà Proof-of-Work thì không. Điều này cho phép hacker thực hiện một cuộc tấn công double-spend.

Nghĩa là khi một người chuyển tiền cho người khác, nhưng trước khi giao dịch được xác nhận, họ lại một lần nữa dùng khoản tiền đó để thực hiện một giao dịch khác. Thông thường, hành vi này sẽ bị ngăn chặn khi những thợ đào khác phát hiện. Hơn nữa, Proof-of-Work chỉ cho phép các thiết bị khai thác trên một blockchain, những gian lận sẽ không được chấp nhận.

Nhưng Proof-of-Stake thì người tham gia không mất khoản tiền nào để khai thác trên nhiều chuỗi nên sẽ người thực hiện 2 lần giao dịch trên cùng 1 khoản tiền.

Trên thực tế, Proof-of-Stake và Proof-of-Work vẫn luôn là đề tài gây tranh cãi. Tuy nhiên, vẫn có thể nhìn thấy cơ chế nào được ưa chuộng hơn thông qua việc Ethereum được thay đổi từ Proof-of-Work sang Proof-of-Stake.

Kết luận

Proof-of-Work đang là cơ chế để khai thác Bitcoin, Ethereum, DASH và một số loại tiền điện tử khác. Tuy nhiên, cơ chế này có nhiều hạn chế về lượng điện tiêu thụ, sự tập trung nguồn lực từ các nhóm khai thác và mối đe dọa 51% attack.

Proof-of-Stake đã giải quyết phần nào những vấn đề đó. Tuy nhiên, khi công nghệ blockchain trở nên tiên tiến hơn sẽ xuất hiện nhiều thuật toán đồng thuận khác tối ưu hơn được tung ra. Tất cả đều có ưu và nhược điểm riêng.

Tham gia channel để cập nhật tín hiệu đầu tư mới nhất!

Bài viết chia sẻ