Các ý chính

• Đồng thuận Hybrid PoW/PoS kết hợp khai thác proof-of-work (PoW) với staking proof-of-stake (PoS) để cải thiện bảo mật và quản trị blockchain.

• Trong các hệ thống lai, cả thợ đào và người nắm giữ token đều tham gia vào việc xác thực các khối, khiến việc để bất kỳ một bên đơn lẻ nào kiểm soát mạng trở nên khó khăn hơn.

• Lợi ích chính của đồng thuận lai là nó giới hạn quyền quản trị của thợ đào, cho phép người nắm giữ token từ chối các khối hoặc bỏ phiếu về các thay đổi giao thức.

• Hệ thống lai bổ sung thêm độ phức tạp so với mạng PoW thuần túy hoặc PoS thuần túy, điều này có thể ảnh hưởng đến mức độ chấp nhận và khả năng tiếp cận của nhà phát triển.

Giới thiệu

Thuật toán đồng thuận của một blockchain là tập hợp các quy tắc xác định ai có thể thêm các khối mới và mạng đồng ý với trạng thái hiện tại của sổ cái như thế nào. Hai cách tiếp cận được thiết lập nhiều nhất là proof-of-work và proof-of-stake, mỗi cách đều có các ưu điểm và nhược điểm đã được biết đến.

Các hệ thống Hybrid PoW/PoS cố gắng nắm bắt lợi ích của cả hai cách tiếp cận. Bằng cách yêu cầu cả thợ đào và người nắm giữ token tham gia vào việc xác thực khối, các mạng này có thể phân tán quyền ra quyết định và giảm một số vectơ tấn công nhất định. Bài viết này giải thích cách đồng thuận lai hoạt động, sử dụng Decred làm ví dụ chính.

Cách Proof-of-Work hoạt động

Trong một blockchain proof-of-work thuần túy, các thợ đào cạnh tranh để giải một câu đố toán học. Người đầu tiên tìm ra lời giải hợp lệ sẽ có quyền thêm khối tiếp theo và nhận phần thưởng khối. Mạng chấp nhận chuỗi có lượng công việc tính toán tích lũy nhiều nhất như phiên bản hợp lệ.

Thiết kế này có nghĩa là các thợ đào nắm giữ ảnh hưởng đáng kể đối với mạng. Bất kỳ thay đổi nào đối với các quy tắc đồng thuận của giao thức đều cần sự ủng hộ của đa số thợ đào. Soft fork cần đủ sức mạnh khai thác đứng sau để đảm bảo các giao dịch được xử lý đúng. Hard fork sẽ chia tách mạng, và về cơ bản các thợ đào quyết định chuỗi nào sẽ tồn tại.

Rủi ro bảo mật chính trong PoW thuần túy là cuộc tấn công 51%. Nếu một thực thể kiểm soát hơn 50% sức mạnh băm của mạng, thì thực thể đó có thể tiềm năng viết lại lịch sử giao dịch gần đây bằng cách khai thác một chuỗi thay thế bí mật rồi phát hành sau. Việc này tốn kém trên các mạng lớn như Bitcoin nhưng vẫn là mối lo ngại đối với các chuỗi nhỏ hơn.

Cách Proof-of-Stake hoạt động

Trong đồng thuận proof-of-stake (PoS), quyền thêm một khối mới được xác định bởi lượng tiền mã hóa mà một người tham gia đã “staking” hoặc khóa lại làm tài sản thế chấp. Điều này loại bỏ việc khai thác tiêu tốn năng lượng nhưng lại tạo ra một bộ đánh đổi khác.

Một mối quan ngại phổ biến với PoS thuần túy là vấn đề “nothing at stake”. Trong kịch bản có fork, các validator PoS hầu như không có gì để mất nếu xác thực nhiều chuỗi đối đầu nhau, bởi vì việc này gần như không tốn chi phí gì cho họ. Điều đó có thể làm suy yếu khả năng của mạng trong việc đạt được một trạng thái thống nhất được chấp nhận.

Một cân nhắc khác là phân phối token. Thợ đào PoW thường bán một phần phần thưởng để trang trải chi phí phần cứng và điện, điều này giúp đồng tiền tiếp tục được lưu hành trên thị trường. Validator PoS có chi phí thấp hơn nhiều và theo thời gian có thể tích lũy ngày càng lớn phần chia trong tổng cung đang lưu hành.

Cách chúng kết hợp trong hệ thống lai

Các hệ thống lai đặt cơ chế xác thực proof-of-stake lên trên nền tảng proof-of-work. Thay vì chọn một trong hai, các blockchain này sử dụng cả hai cơ chế cùng lúc. Có thể tìm thấy sự so sánh hữu ích giữa hai cách tiếp cận trong bài viết về proof-of-work vs. proof-of-stake.

Trong thiết kế của Decred, một thợ đào PoW tìm một khối hợp lệ bằng công việc tính toán, nhưng khối đó không được thêm ngay vào chuỗi. Khối phải trước tiên nhận các phiếu phê duyệt từ một tập các chủ phiếu PoS được chọn ngẫu nhiên. Một khối cần ít nhất 3 phiếu từ 5 phiếu được chọn ngẫu nhiên để được coi là hợp lệ.

Điều này tạo ra cấu trúc kiểm tra và cân bằng. Các thợ đào không thể tự ý áp đặt thay đổi hoặc kiểm duyệt giao dịch mà không có sự đồng ý của người staking. Đồng thời, lớp PoW vẫn giữ chi phí tiêu hao năng lượng khiến việc viết lại chuỗi trở nên đắt đỏ.

Ví dụ của Decred

Decred là một trong những triển khai nổi bật nhất của đồng thuận hybrid PoW/PoS. Thành phần PoS của nó yêu cầu người tham gia khóa token DCR để mua “phiếu”. Giá phiếu được thiết lập bởi cơ chế thị trường nhằm hướng tới 40.960 phiếu đang hoạt động tại bất kỳ thời điểm nào.

Khi một thợ đào PoW tạo ra một khối hợp lệ, 5 phiếu sẽ được chọn ngẫu nhiên để bỏ phiếu cho khối đó. Nếu ít nhất 3 trong 5 phiếu bỏ phiếu chấp thuận, khối sẽ được thêm vào chuỗi. Nếu đa số từ chối, các giao dịch thông thường của khối sẽ được trả về mempool. Quan trọng là người bỏ phiếu PoS có thể tước phần thưởng khối của thợ đào mà không mất phần thưởng của chính họ, qua đó hạn chế khả năng thợ đào hành động trái với lợi ích của mạng.

Vào tháng 6 năm 2023, các bên liên quan của Decred đã thông qua hai thay đổi đồng thuận quan trọng thông qua quy trình bỏ phiếu trên chuỗi. DCP-0011 cập nhật thuật toán băm PoW từ BLAKE-256 sang BLAKE3 và giới thiệu thuật toán điều chỉnh độ khó ASERT. DCP-0012 điều chỉnh cách chia phần thưởng khối sao cho 1% dành cho thợ đào PoW, 89% cho cử tri PoS và 10% cho Kho bạc (Treasury).

Đây là sự thay đổi đáng kể so với tỷ lệ chia ban đầu 60/30/10 và phản ánh mong muốn của cộng đồng đối với mô hình quản trị do PoS thống trị mạnh mẽ hơn.

Quản trị của Decred cũng mở rộng ra ngoài việc xác thực khối. Các bên liên quan bỏ phiếu về các nâng cấp giao thức thông qua quy trình phê chuẩn trên chuỗi: một thay đổi chỉ có thể kích hoạt nếu ít nhất 75% số phiếu bầu chấp thuận trong giai đoạn bốn tuần. Các quyết định chi tiêu ở cấp dự án sử dụng hệ thống đề xuất Politeia, được tài trợ từ phần phân bổ 10% cho Kho bạc (Treasury).

Lợi ích bảo mật của đồng thuận lai

Mô hình lai làm tăng đáng kể chi phí cho một cuộc tấn công chiếm đa số. Trong một mạng PoW thuần túy, kẻ tấn công cần kiểm soát hơn 50% sức mạnh băm. Trong hệ thống lai, kẻ tấn công còn phải kiểm soát một lượng lớn các phiếu staking đang hoạt động.

Trong trường hợp của Decred, việc có đủ phiếu để liên tục lấn át lá phiếu PoS là khó khăn. Phiếu chỉ có thể được mua với số lượng giới hạn cho mỗi khối, và việc mua số lượng lớn khiến giá phiếu tăng lên. Sau khi mua, số tiền sử dụng bị khóa cho đến khi phiếu bỏ phiếu hoặc hết hạn, điều này khiến kẻ tấn công phải đối mặt với mọi sự mất giá của DCR phát sinh từ việc tấn công thất bại.

Một lợi ích bảo mật khác là tính minh bạch. Vì mỗi khối phải được phát đi và được những người nắm phiếu được chọn ngẫu nhiên bỏ phiếu, nên thợ đào không thể xây dựng một chuỗi bí mật. Điều này loại bỏ khả năng thực hiện kiểu tấn công “đào bí mật, phát hành sau” — cơ chế cốt lõi của double spend trong PoW.

Hạn chế và cân nhắc

Hệ thống lai làm tăng độ phức tạp về kiến trúc. Các nhà phát triển xây dựng trên hoặc tích hợp với một chuỗi PoW/PoS lai phải tính đến lớp xác thực bổ sung, điều này có thể làm chậm quá trình phát triển và thu hẹp kho công cụ cũng như chuyên môn sẵn có.

Yêu cầu hai lớp cũng có thể gây ra độ trễ. Các khối cần chờ các phiếu bầu trước khi được hoàn tất, điều này có thể dẫn đến thời gian xác nhận dài hơn một chút so với một chuỗi PoW thuần túy tương đương.

Ngoài ra, đồng thuận lai là một nhóm thiết kế bao quát nhiều kiểu triển khai khác nhau. Chẳng hạn, mạng masternode kết hợp việc đào PoW với một vai trò giống staking cho các nút đặc biệt, nhưng chúng hoạt động khác với cách tiếp cận của Decred. Không phải mọi hệ thống lai đều cung cấp các thuộc tính quản trị hoặc bảo đảm bảo mật giống nhau.

Câu hỏi thường gặp (FAQ)

Đồng thuận hybrid PoW/PoS là gì?

Đồng thuận hybrid PoW/PoS là một thiết kế blockchain yêu cầu cả thợ đào (sử dụng công việc tính toán) và người đặt cược (khóa token làm tài sản thế chấp) cùng tham gia vào việc xác thực khối. Mục tiêu là kết hợp các thuộc tính bảo mật của proof-of-work với lợi ích quản trị của proof-of-stake.

Blockchain nào sử dụng đồng thuận hybrid PoW/PoS?

Decred là ví dụ được biết đến nhiều nhất. Thiết kế của nó yêu cầu các thợ đào PoW tìm các khối hợp lệ và các chủ phiếu PoS bỏ phiếu cho các khối đó trước khi chúng được thêm vào chuỗi. Năm 2023, các bên liên quan của Decred đã bỏ phiếu để chuyển phần thưởng khối sang 1% cho PoW, 89% cho PoS và 10% cho Kho bạc (Treasury).

Đồng thuận lai cải thiện bảo mật như thế nào?

Bằng cách yêu cầu cả sức mạnh đào và các phiếu staking cùng tham gia để thêm một khối hợp lệ, các hệ thống lai làm tăng chi phí cho một cuộc tấn công chiếm đa số. Kẻ tấn công cần kiểm soát đồng thời một phần đáng kể của cả hai nguồn lực, điều này tốn kém hơn nhiều so với việc chỉ kiểm soát một nguồn.

Proof-of-stake ủy quyền (delegated proof-of-stake) sử dụng người nắm giữ token để bầu ra một tập cố định các trình xác thực khối, không có thành phần khai thác (mining). Còn PoW/PoS lai giữ lớp khai thác tiêu tốn năng lượng và bổ sung bỏ phiếu PoS lên trên đó, cho phép các bên liên quan có quyền phủ quyết đối với thợ đào. Cấu trúc quản trị và giả định bảo mật khác nhau giữa hai cách tiếp cận.

Những suy nghĩ kết thúc

Đồng thuận hybrid proof-of-work/proof-of-stake là một cách tiếp cận nhằm cân bằng quyền lực giữa thợ đào và bên liên quan trong quản trị blockchain. Bằng cách kết hợp cả hai cơ chế, các hệ thống này có thể mang lại khả năng chống chịu mạnh hơn trước một số kiểu tấn công nhất định và quy trình nâng cấp dân chủ hơn so với các chuỗi PoW thuần túy.

Đọc thêm

• Proof of Work (PoW) là gì?

• Proof of Stake (PoS) là gì?

• Proof of Work (PoW) vs. Proof of Stake (PoS)

• Thuật toán đồng thuận blockchain là gì?

• Tấn công 51% là gì?

Cảnh báo: Nội dung này chỉ được cung cấp cho bạn dưới dạng “nguyên trạng” để tham khảo thông tin chung và mục đích giáo dục, không có bất kỳ sự đảm bảo hay đại diện nào. Nội dung này không nên được hiểu là lời khuyên tài chính, pháp lý hoặc lời tư vấn chuyên môn khác, cũng không nhằm mục đích khuyến nghị mua bất kỳ sản phẩm hoặc dịch vụ cụ thể nào. Bạn nên tự tìm kiếm lời khuyên từ các cố vấn chuyên môn phù hợp. Nếu nội dung do bên thứ ba cung cấp, vui lòng lưu ý rằng các quan điểm được nêu thuộc về bên đóng góp thứ ba đó và không nhất thiết phản ánh quan điểm của Binance Academy. Giá tài sản kỹ thuật số có thể biến động. Giá trị khoản đầu tư của bạn có thể tăng hoặc giảm và bạn có thể không thu lại được số tiền đã đầu tư. Bạn hoàn toàn chịu trách nhiệm về các quyết định đầu tư của mình và Binance Academy không chịu trách nhiệm đối với bất kỳ khoản lỗ nào bạn có thể gặp phải. Để biết thêm thông tin, xem Điều khoản sử dụng, Cảnh báo rủi ro và Điều khoản của Binance Academy.