Bản tóm tắt
Proof of Stake là một cơ chế đồng thuận phổ biến và là cơ chế thay thế cho Proof of Work. Thay vì sử dụng sức mạnh tính toán để xác thực các giao dịch, người xác thực phải đặt cọc tiền. Điều này làm giảm đáng kể mức tiêu thụ năng lượng cần thiết. Bằng chứng cổ phần cũng cải thiện tính phân cấp, bảo mật và khả năng mở rộng.
Tuy nhiên, Proof of Stake có thể khó truy cập hơn đối với người dùng mới không có quyền truy cập vào tiền điện tử. Một cuộc tấn công 51% cũng có thể dễ dàng đạt được với các blockchain có vốn hóa thấp. Vì Proof of Stake rất linh hoạt nên nó có nhiều biến thể cho các chuỗi khối và trường hợp sử dụng khác nhau.
Giới thiệu
Bằng chứng cổ phần cho đến nay là lựa chọn phổ biến nhất cho các mạng blockchain hiện nay. Tuy nhiên, với rất nhiều biến thể, có thể khó hiểu được các khái niệm cơ bản của nó. Ngày nay, bạn khó có thể gặp nó ở dạng ban đầu. Tuy nhiên, tất cả các loại Bằng chứng cổ phần đều có chung các khái niệm cơ bản. Hiểu được những điểm tương đồng này sẽ giúp bạn đưa ra lựa chọn tốt hơn về chuỗi khối bạn sử dụng và cách chúng hoạt động.
Bằng chứng cổ phần có nghĩa là gì?
Thuật toán đồng thuận Proof of Stake được giới thiệu vào năm 2011 trên diễn đàn Bitcointalk. Nó được đề xuất như một giải pháp cho các vấn đề về Bằng chứng công việc. Mặc dù cả hai đều có chung mục tiêu là đạt được sự đồng thuận trong blockchain nhưng quá trình này khá khác nhau. Thay vì cần cung cấp Bằng chứng chuyên sâu về mặt tính toán, người tham gia chỉ chứng minh rằng họ đã đặt cọc tiền.
Bằng chứng cổ phần hoạt động như thế nào?
Thuật toán Proof of Stake sử dụng quy trình bầu cử giả ngẫu nhiên để chọn người xác thực từ một nhóm nút. Hệ thống sử dụng kết hợp nhiều yếu tố bao gồm thời gian đặt cược, yếu tố ngẫu nhiên và mức độ giàu có của nút.
Trong hệ thống Proof of Stake, các khối được “giả mạo” thay vì khai thác. Tuy nhiên, bạn vẫn có thể nghe thấy thuật ngữ "được khai thác" vẫn được sử dụng. Hầu hết các loại tiền điện tử Proof of Stake đều ra mắt với nguồn cung cấp tiền xu “giả mạo trước” để cho phép các nút xác thực giao dịch ngay lập tức.
Người dùng muốn rèn khối phải khóa một lượng tiền nhất định trong mạng, điều này được gọi là đặt cược. Kích thước của tiền đặt cược xác định khả năng một nút được chọn làm người xác thực để giả mạo khối tiếp theo: tiền đặt cược càng lớn thì cơ hội càng lớn. Các phương pháp độc đáo được thêm vào quy trình lựa chọn để tránh ưu tiên quá mức các nút giàu nhất trong mạng. Hai phương pháp được sử dụng phổ biến nhất là Chọn khối ngẫu nhiên và Tuổi đặt cọc.
Lựa chọn ngẫu nhiên các khối
Trong phương pháp Chọn khối ngẫu nhiên, người xác thực được chọn bằng cách tìm kiếm các nút có giá trị băm thấp nhất và số tiền đặt cược lớn nhất. Vì kích thước cổ phần được công khai nên các nút khác thường có thể dự đoán trình xác thực tiếp theo.
Tuổi của quỹ
Phương pháp tuổi quỹ bao gồm việc chọn các nút dựa trên thời gian tiền của họ được đặt cược. Tuổi của quỹ được tính bằng cách nhân số ngày đặt cược của quỹ với số lượng đặt cược.
Khi một nút đã giả mạo một khối, tuổi tiền của nó được đặt lại về 0 và nó sẽ phải đợi một thời gian nhất định trước khi có thể giả mạo một khối khác: biện pháp này ngăn các nút lớn nhất kiểm soát chuỗi khối.
Xác thực giao dịch
Mỗi loại tiền điện tử sử dụng Proof of Stake đều có bộ quy tắc riêng về những gì nó cho là lý tưởng cho mạng và người dùng.
Khi một nút được chọn để giả mạo khối tiếp theo, nó sẽ kiểm tra xem các giao dịch trong khối có hợp lệ hay không. Sau đó, anh ta ký vào khối và thêm nó vào chuỗi khối. Nút nhận được phí giao dịch của khối và trên một số chuỗi khối, phần thưởng là các đồng tiền mới làm phần thưởng.
Nếu một nút không còn muốn rèn khối nữa, cổ phần và phần thưởng của nút đó sẽ chỉ được mở khóa sau một khoảng thời gian nhất định. Biện pháp này cho mạng thời gian để xác minh rằng nút chưa thêm các khối gian lận.
Những blockchain nào sử dụng Bằng chứng cổ phần?
Hầu hết các chuỗi khối hậu Ethereum đều sử dụng cơ chế đồng thuận Proof of Stake. Thông thường, cơ chế này được điều chỉnh để đáp ứng nhu cầu của mạng. Chúng tôi sẽ đề cập đến các biến thể này sau trong bài viết. Bản thân Ethereum hiện đang chuyển sang Proof of Stake với Ethereum 2.0.
Các mạng chuỗi khối sử dụng Bằng chứng cổ phần hoặc một số hình thức của nó bao gồm:
1. Chuỗi BNB
2. Chuỗi thông minh BNB
3. Solana
4. Lở tuyết
5. Chấm bi
Lợi ích của bằng chứng cổ phần
Proof of Stake có nhiều ưu điểm rõ ràng so với Proof of Work. Vì lý do này, các blockchain mới hầu như luôn sử dụng Proof of Stake. Ưu điểm của nó bao gồm:
Khả năng thích ứng
Khi nhu cầu của người dùng và chuỗi khối thay đổi, Bằng chứng cổ phần cũng có thể thay đổi. Số lượng lớn các bản chuyển thể có sẵn đã xác nhận điều này. Cơ chế này rất linh hoạt và có thể dễ dàng thích ứng với hầu hết các trường hợp sử dụng blockchain.
Phân cấp
Nhiều người dùng được khuyến khích chạy các nút hơn vì nó có giá cả phải chăng hơn. Sự khuyến khích này và quá trình ngẫu nhiên hóa cũng làm cho mạng lưới trở nên phi tập trung hơn. Mặc dù có các nhóm đặt cược nhưng có cơ hội cao hơn nhiều để một cá nhân rèn thành công một khối theo Bằng chứng cổ phần. Nhìn chung, điều này làm giảm nhu cầu về nhóm đặt cược.
Hiệu suất năng lượng
Proof of Stake cực kỳ tiết kiệm năng lượng so với Proof of Work. Chi phí tham gia phụ thuộc vào chi phí kinh tế của việc đặt tiền xu hơn là chi phí tính toán để giải quyết các vấn đề tính toán. Cơ chế này giúp giảm đáng kể năng lượng cần thiết để chạy cơ chế đồng thuận.
Khả năng mở rộng
Vì Proof of Stake không dựa vào máy vật lý để tạo ra sự đồng thuận nên nó có khả năng mở rộng cao hơn. Không cần phải có trang trại khai thác khổng lồ hoặc tiêu thụ lượng lớn năng lượng. Việc thêm nhiều trình xác thực hơn vào mạng sẽ rẻ hơn, đơn giản hơn và dễ truy cập hơn.
Bảo vệ
Đặt cược đóng vai trò như một động lực tài chính để người xác thực không xử lý các giao dịch gian lận. Nếu mạng phát hiện giao dịch gian lận, nút sẽ mất toàn bộ cổ phần cũng như khả năng tham gia đồng thuận trong tương lai. Miễn là tiền đặt cược vẫn cao hơn phần thưởng, người xác thực gian lận sẽ mất nhiều hơn là được.
Để có thể kiểm soát mạng và từ đó phê duyệt các giao dịch gian lận, một nút phải có phần lớn cổ phần trong mạng, đây được gọi là cuộc tấn công 51%. Tùy thuộc vào giá trị của tiền điện tử, việc này có thể rất tốn kém, vì bạn sẽ cần kiểm soát 51% nguồn cung cấp tiền điện tử để kiểm soát mạng.
Tuy nhiên, đây cũng có thể là một nhược điểm mà chúng tôi sẽ giải thích bên dưới.
Nhược điểm của Bằng chứng cổ phần
Mặc dù Proof of Stake có nhiều ưu điểm so với Proof of Work nhưng nó vẫn có một số nhược điểm:
Nĩa
Với cơ chế Proof of Stake cổ điển, không có gì ngăn cản việc khai thác ở cả hai phía của một ngã ba. Với Proof of Work, việc khai thác ở cả hai phía sẽ lãng phí năng lượng. Với Proof of Stake, chi phí thấp hơn nhiều, nghĩa là mọi người có thể “đặt cược” cho cả hai phiên bản do một fork.
Khả năng tiếp cận
Để bắt đầu đặt cược, bạn sẽ cần tiền tệ gốc của blockchain. Để thực hiện việc này, bạn phải mua mã thông báo thông qua sàn giao dịch hoặc phương thức khác. Tùy thuộc vào số tiền yêu cầu, bạn có thể cần một khoản đầu tư đáng kể để bắt đầu đặt cược.
Với Proof of Work, bạn có thể mua thiết bị khai thác giá rẻ hoặc thậm chí thuê nó. Với điều này, bạn có thể tham gia một nhóm và bắt đầu xác thực cũng như tạo doanh thu một cách nhanh chóng.
Cuộc tấn công của 51%
Mặc dù Proof of Work cũng dễ bị tấn công 51% nhưng chúng có thể thực hiện dễ dàng hơn nhiều với Proof of Stake. Nếu giá của một token sụt giảm hoặc blockchain có vốn hóa thấp, về mặt lý thuyết, việc mua hơn 50% số token và kiểm soát mạng có thể rẻ.
So sánh Bằng chứng công việc và Bằng chứng cổ phần
Khi chúng ta so sánh hai cơ chế đồng thuận, có một số khác biệt cơ bản.
Tuy nhiên, có rất nhiều cơ chế Proof of Stake trên blockchain. Nhiều sự khác biệt sẽ phụ thuộc vào cơ chế chính xác được sử dụng.
Các cơ chế đồng thuận khác dựa vào Bằng chứng cổ phần
Bằng chứng cổ phần có khả năng thích ứng cao. Các nhà phát triển có thể sửa đổi cơ chế theo các trường hợp sử dụng cụ thể của blockchain. Dưới đây là một số trong những thường gặp nhất.
Bằng chứng cổ phần được ủy quyền (DPoS) là gì?
Bằng chứng cổ phần được ủy quyền cho phép người dùng đặt cược tiền mà không cần trở thành người xác nhận. Trong trường hợp này, họ đặt chúng dưới trách nhiệm của người xác nhận để chia sẻ phần thưởng khối. Càng đặt nhiều tiền vào trình xác thực thì cơ hội được lựa chọn của nó càng lớn. Người xác nhận thường có thể thay đổi số tiền được chia sẻ với các đại biểu như một sự khuyến khích. Danh tiếng của người xác nhận cũng là một yếu tố quan trọng đối với các đại biểu.
Bằng chứng cổ phần được chỉ định (NPoS)
Bằng chứng cổ phần được chỉ định là một mô hình đồng thuận được phát triển bởi Polkadot. Nó có nhiều điểm tương đồng với Bằng chứng cổ phần được ủy quyền, với một điểm khác biệt chính. Nếu người ủy quyền đặt cược vào một trình xác nhận độc hại, họ cũng có thể mất tiền đặt cược.
Người ủy quyền có thể chọn tối đa 16 người xác nhận để đặt cược phía sau. Sau đó, mạng cũng sẽ phân phối sự tham gia của họ đằng sau những người xác thực đã chọn. Polkadot cũng sử dụng một số cách tiếp cận từ lý thuyết trò chơi và lý thuyết bầu cử để xác định ai sẽ thành lập một khối mới.
Bằng chứng về quyền hạn và cổ phần (PoSA)
Chuỗi thông minh BNB sử dụng Bằng chứng về quyền lực và cổ phần để tạo ra sự đồng thuận của mạng. Cơ chế đồng thuận này kết hợp Bằng chứng về quyền lực và Bằng chứng cổ phần, cho phép người xác thực thay phiên nhau giả mạo các khối. Một nhóm gồm 21 người xác thực đang hoạt động đủ điều kiện tham gia, được chọn dựa trên số lượng BNB mà họ đặt cọc hoặc người được ủy quyền đứng sau họ. Bộ này được xác định hàng ngày và Chuỗi BNB ghi lại lựa chọn này.
Phần kết luận
Cách chúng tôi thêm khối giao dịch vào mạng đã thay đổi đáng kể kể từ Bitcoin. Chúng ta không còn cần phải dựa vào sức mạnh tính toán để tạo ra sự đồng thuận về tiền điện tử nữa. Hệ thống Proof of Stake có nhiều ưu điểm và kinh nghiệm đã cho thấy nó hoạt động hiệu quả. Thời gian trôi qua, có vẻ như Bitcoin sẽ sớm chỉ là một trong số ít mạng lưới Proof of Work. Hiện tại, có vẻ như Proof of Stake vẫn tiếp tục tồn tại.
