Mỗi chuỗi khối đều dựa vào cơ chế đồng thuận để trả lời một câu hỏi tưởng chừng đơn giản nhưng đầy mẹo: ai sẽ được quyết định chuỗi khối hiện tại trông như thế nào? Đồng thuận xác định cách thêm khối mới, cách xác nhận giao dịch và cách mạng lưới bảo vệ bản thân khỏi việc bị viết lại hoặc thao túng. Các hệ thống lai ghép Proof of Work và Proof of Stake đã xuất hiện như một nỗ lực kết hợp những ưu điểm của hai mô hình nổi tiếng trong khi giảm thiểu những điểm yếu riêng biệt của chúng.
Proof of Work: Bảo mật thông qua chi phí
Trong các chuỗi khối phụ thuộc hoàn toàn vào Chứng minh Công việc, như Bitcoin, chỉ có các thợ khai thác mới có thể tạo ra khối mới. Các thợ khai thác cạnh tranh bằng cách sử dụng phần cứng chuyên dụng để đoán liên tục các giải pháp cho các câu đố mật mã. Mỗi giải pháp đúng cho phép thợ khai thác đề xuất một khối mới, mà mạng lưới còn lại sẽ chấp nhận nếu nó tuân theo các quy tắc.
Chuỗi có tổng công việc tích lũy nhiều nhất, tức là tổng lượng nỗ lực băm lớn nhất, được coi là hợp lệ. Thiết kế này thúc đẩy các thợ khai thác luôn xây dựng trên chuỗi dài nhất thay vì cố gắng thay đổi quá khứ. Khi càng nhiều khối được thêm vào sau một giao dịch, chi phí để đảo ngược nó sẽ tăng nhanh chóng, làm cho các giao dịch đã xác nhận ngày càng an toàn hơn.
Tuy nhiên, Chứng minh Công việc có một điểm bất lợi về mặt cấu trúc. Nếu một thực thể duy nhất kiểm soát đủ sức mạnh băm, nó có thể cố gắng thực hiện một cuộc tấn công đa số bằng cách khai thác ngầm một chuỗi thay thế và phát hành sau này. Trong tình huống như vậy, các thợ khai thác cũng có ảnh hưởng đáng kể đến quản trị, vì các thay đổi trong giao thức chỉ thành công nếu phần lớn sức mạnh băm đồng ý thực thi chúng.
Chứng minh Sở hữu: Ảnh hưởng thông qua Sở hữu
Chứng minh Sở hữu tiếp cận theo cách rất khác biệt. Thay vì các thợ khai thác tiêu tốn năng lượng, các xác thực viên được chọn dựa trên lượng tiền mã hóa họ khóa lại, hay còn gọi là staking. Những người có nhiều hơn bị đe dọa sẽ được cho là có động lực mạnh mẽ hơn để hành xử trung thực, vì hành vi gian dối có thể dẫn đến hình phạt.
Mô hình này làm giảm đáng kể tiêu thụ năng lượng, nhưng lại tạo ra những thách thức riêng. Một trong những vấn đề được thảo luận nhiều nhất là vấn đề 'không có gì để mất'. Khi xảy ra phân nhánh, các xác thực viên có thể bị cám dỗ để ủng hộ nhiều chuỗi cạnh tranh cùng lúc, vì làm như vậy tốn rất ít chi phí và tối đa hóa phần thưởng. Cũng có những lo ngại về tập trung tài sản, vì những người tham gia có lượng nắm giữ lớn có thể liên tục gia tăng phần thưởng của mình trên mạng lưới, dần dần tăng ảnh hưởng của họ theo thời gian.
Tại sao Đồng thuận PoW/PoS Lai ghép tồn tại
Các hệ thống Chứng minh Công việc và Chứng minh Sở hữu lai ghép được thiết kế để kết hợp hai phương pháp này theo cách cho phép mỗi phương pháp bù đắp cho nhau. Mục tiêu không phải là thay thế phương pháp này bằng phương pháp kia, mà là chồng lớp chúng lại với nhau để không có nhóm nào có quyền kiểm soát tuyệt đối.
Một trong những ví dụ tiêu biểu nhất về thiết kế này là Decred, tích hợp khai thác PoW với một lớp bỏ phiếu PoS hoạt động. Một số mạng lưới thường được mô tả là lai ghép, chẳng hạn như các hệ thống dựa trên masternode, tuân theo một triết lý khác. Ví dụ, Dash kết hợp Chứng minh Công việc với các nút dịch vụ đảm bảo tài sản, nhưng mô hình này khác biệt so với bỏ phiếu dựa trên PoS thực sự. Trọng tâm ở đây là các hệ thống lai ghép có tích hợp có ý nghĩa Chứng minh Sở hữu vào quá trình xác thực khối và quản trị.
Cách thức hoạt động của Đồng thuận Lai ghép Decred
Thành phần Chứng minh Công việc của Decred hoạt động gần giống như các hệ thống PoW truyền thống. Các thợ khai thác sử dụng sức mạnh tính toán để tìm các khối hợp lệ và đề xuất chúng lên mạng. Điều làm nên sự khác biệt của Decred chính là điều xảy ra tiếp theo.
Để tham gia Chứng minh Sở hữu, người nắm giữ Decred sẽ khóa tiền của họ để mua vé bỏ phiếu. Những vé này được chọn ngẫu nhiên theo thời gian, và khi được gọi đến, chúng sẽ được dùng để bỏ phiếu. Số tiền khóa sẽ không thể truy cập được cho đến khi vé được sử dụng hoặc hết hạn, tạo ra một chi phí kinh tế thực sự và đảm bảo rằng người bỏ phiếu có sự gắn bó thực sự với sức khỏe dài hạn của mạng lưới.
Các bên sở hữu đóng nhiều vai trò, nhưng vai trò quan trọng nhất là bỏ phiếu khối. Khi một thợ khai thác phát hiện ra một khối mới, khối đó không tự động trở thành một phần của chuỗi khối. Thay vào đó, khối phải được phê duyệt bởi đa số các vé PoS được chọn ngẫu nhiên. Nếu không có những phiếu bỏ phiếu này, khối sẽ được coi là không hợp lệ và không thể được xây dựng thêm.
Thiết kế này trao quyền giám sát trực tiếp cho các bên sở hữu đối với các thợ khai thác. Nếu các thợ khai thác hành xử gian dối hoặc kém hiệu quả, người bỏ phiếu có thể đơn giản từ chối khối của họ. Điều quan trọng là việc từ chối một khối sẽ loại bỏ phần thưởng của thợ khai thác, trong khi phần thưởng của người bỏ phiếu vẫn được giữ nguyên. Điều này chuyển dịch quyền lực khỏi các thợ khai thác đơn lẻ và đảm bảo rằng các quy tắc đồng thuận cuối cùng được thực thi bởi những người sở hữu tiền tệ.
Phòng thủ mạnh mẽ hơn trước các cuộc tấn công
Đồng thuận lai ghép làm tăng đáng kể chi phí cho các cuộc tấn công. Trong hệ thống Chứng minh Công việc truyền thống, một kẻ tấn công cần kiểm soát phần lớn sức mạnh băm. Trong mô hình của Decred, họ còn cần kiểm soát một phần đáng kể các vé staking đang hoạt động. Vì các vé được mua dần dần và yêu cầu khóa tiền trong thời gian dài, kẻ tấn công phải đối mặt với cả hạn chế về vốn lẫn rủi ro thị trường.
Vì mỗi khối phải được phê duyệt bởi các bên sở hữu được chọn ngẫu nhiên, các thợ khai thác không thể xây dựng ngầm các chuỗi thay thế mà không có sự hợp tác rộng rãi. Yêu cầu này buộc tính minh bạch và khiến các cuộc tấn công thay đổi lịch sử trở nên khó thực hiện hơn nhiều.
Quản trị thông qua Bỏ phiếu của Bên sở hữu
Ngoài xác thực khối, Decred tích hợp trực tiếp quản trị vào các quy tắc đồng thuận của mình. Mọi thay đổi trong giao thức đều phải trải qua một quá trình bỏ phiếu chính thức, yêu cầu sự chấp thuận đa số mạnh từ các bên liên quan. Ngay cả trước khi bỏ phiếu bắt đầu, một tỷ lệ lớn các thợ khai thác và người bỏ phiếu phải đã chạy phần mềm cập nhật, đảm bảo sự sẵn sàng rộng rãi trên toàn mạng lưới.
Khi bỏ phiếu bắt đầu, các đề xuất sẽ được đánh giá trong một khoảng thời gian cố định. Chỉ những đề xuất đáp ứng ngưỡng thông qua nghiêm ngặt mới được kích hoạt, và ngay cả khi được kích hoạt, việc kích hoạt cũng bị hoãn lại để người tham gia có thời gian chuẩn bị. Cách tiếp cận này đảm bảo rằng các thay đổi đồng thuận là có chủ ý, minh bạch và do cộng đồng quyết định thay vì do thợ khai thác chi phối.
Bộ Tài chính và Quản lý Dự án
Decred cũng phân bổ phần thưởng khối theo cách củng cố tính bền vững dài hạn. Phần thưởng được chia giữa các thợ khai thác, các bên sở hữu và quỹ phát triển. Quỹ này được quản lý bởi những người sở hữu vé, những người bỏ phiếu về các đề xuất tài trợ thông qua Politeia. Điều này cho phép các nhà đóng góp được trả tiền cho công việc có ý nghĩa trong khi vẫn giữ quyền ra quyết định trong tay cộng đồng.
Suy nghĩ cuối cùng
Đồng thuận Chứng minh Công việc và Chứng minh Sở hữu lai ghép đại diện cho một nỗ lực có chủ ý nhằm cân bằng an toàn, phi tập trung và quản trị. Bằng cách yêu cầu sự hợp tác giữa các thợ khai thác và các bên sở hữu, các hệ thống như Decred giảm thiểu rủi ro liên quan đến các thiết kế PoW thuần túy hoặc PoS thuần túy.
Thay vì tập trung quyền lực vào một nhóm duy nhất, đồng thuận lai ghép phân tán ảnh hưởng qua nhiều lớp, làm cho các cuộc tấn công trở nên tốn kém hơn và quản trị trở nên bao hàm hơn. Mặc dù các hệ thống lai ghép tương lai có thể trông rất khác biệt so với Decred, nhưng ý tưởng cốt lõi vẫn như nhau: các chuỗi khối bền vững sẽ được hưởng lợi từ trách nhiệm chung và các động lực được điều chỉnh cẩn thận.