Cẩn thận! Rất nhiều văn bản.
Proof of Stake là một giải pháp thay thế phổ biến cho thuật toán đồng thuận Proof of Work. Cơ chế này không sử dụng sức mạnh tính toán để xác nhận giao dịch mà sử dụng tiền đặt cược do người xác nhận cung cấp. Bằng chứng cổ phần có thể giảm đáng kể mức tiêu thụ năng lượng, cũng như tăng tính phân cấp, bảo mật và khả năng mở rộng.
Tuy nhiên, Proof of Stake có thể không thuận tiện cho những người dùng không có quyền truy cập vào tiền điện tử và cũng có thể gặp rủi ro xảy ra cuộc tấn công 51% vào các chuỗi khối có vốn hóa thị trường thấp. Bởi vì Proof of Stake cực kỳ linh hoạt nên nó có nhiều biến thể cho các chuỗi khối và nhiệm vụ khác nhau.
Giới thiệu
Proof of Stake là thuật toán đồng thuận phổ biến nhất cho nhiều mạng blockchain hiện nay, nhưng do số lượng biến thể lớn nên thuật toán này có thể khó hiểu. Hơn nữa, gần như không thể tìm thấy cơ chế này ở dạng ban đầu. Tuy nhiên, tất cả các loại Bằng chứng cổ phần đều hoạt động dựa trên các khái niệm giống nhau, việc hiểu rõ khái niệm này sẽ giúp bạn đưa ra quyết định tốt nhất khi chọn blockchain.
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 với mục tiêu giải quyết các vấn đề của Proof of Work. Mặc dù cả hai cơ chế này đều cố gắng đạt được sự đồng thuận trên blockchain nhưng chúng thực hiện theo những cách khác nhau. Nếu người dùng Proof of Work thực hiện công việc tính toán thì người tham gia Proof of Stake chỉ cần đặt cọc tiền.
Bằng chứng cổ phần hoạt động như thế nào?
Cơ chế Proof of Stake dựa trên quy trình lựa chọn ngẫu nhiên để xác định trình xác thực từ một nhóm nút. Để thực hiện điều này, hệ thống sử dụng kết hợp nhiều yếu tố, bao gồm thời gian đặt cọc tiền xu, tính ngẫu nhiên và tính bảo mật tài chính của nút.
Trong các hệ thống Proof of Stake, thuật ngữ giả mạo thay vì khai thác được sử dụng trong bối cảnh tạo khối, nhưng có thể tìm thấy cả hai tùy chọn. Hầu hết các loại tiền điện tử Proof of Stake đều ra mắt với nguồn cung cấp tiền được tạo trước để các nút có thể bắt đầu hoạt động ngay lập tức.
Để tham gia vào quá trình tạo khối, người dùng khóa một số đồng xu trên mạng, thêm chúng vào đặt cược. Số lượng tiền đặt cược làm tăng cơ hội mỗi nút được chọn làm người xác nhận tiếp theo: số tiền đặt cược càng lớn thì cơ hội càng cao. Để đảm bảo lựa chọn các nút một cách công bằng mà không ưu tiên những nút giàu nhất, quy trình lựa chọn sử dụng các phương pháp độc đáo như chọn khối ngẫu nhiên và chọn thời lượng đặt cược.
Lựa chọn khối ngẫu nhiên
Trong lựa chọn khối ngẫu nhiên, trình xác thực được xác định bằng cách tìm kiếm các nút có giá trị băm nhỏ nhất và số tiền đặt cược lớn nhất. Trong trường hợp này, thường có thể dự đoán trước ai sẽ trở thành người xác nhận tiếp theo vì khối lượng tiền đặt cọc của mỗi người tham gia được công khai.
Lựa chọn theo thời gian đặt cược
Khi chọn theo thời gian đặt cược, trình xác thực được xác định dựa trên thời gian mã thông báo của họ đã được đặt cược. Thời lượng được tính bằng cách nhân số ngày một đồng xu đã được đặt cược với số lượng đồng xu được đặt cược.
Sau khi một khối được tạo, thời lượng được đặt lại về 0, do đó sẽ mất một thời gian trước khi cùng một nút được chọn để tạo khối tiếp theo, ngăn chặn các nút giàu thống trị chuỗi khối.
Xác minh giao dịch
Mỗi loại tiền điện tử có thuật toán đồng thuận Proof of Stake đều có bộ quy tắc và phương pháp riêng để đảm bảo tính hiệu quả của mạng.
Nút được chọn để tạo khối mới sẽ xác minh tính hợp lệ của các giao dịch, ký tên vào khối và thêm nó vào chuỗi khối. Như một phần thưởng, người xác nhận sẽ nhận được một phần phí giao dịch từ khối được thêm vào và trong một số chuỗi khối cũng có phần thưởng dưới dạng tiền xu.
Nếu người tham gia không còn muốn trở thành người khởi xướng nữa, phần thưởng họ kiếm được và số tiền đặt cược sẽ bị chặn trong một thời gian. Điều này mang lại cho hệ thống cơ hội kiểm tra xem người khởi tạo có thêm các khối gian lận vào chuỗi khối hay không.
Những blockchain nào sử dụng Bằng chứng cổ phần?
Hầu hết các blockchain nổi lên sau Ethereum đều sử dụng cơ chế đồng thuận Proof of Stake. Thông thường, mỗi cơ chế được sửa đổi để phù hợp với nhu cầu của mạng. Tiếp theo chúng ta sẽ xem xét chúng chi tiết hơn. Bản thân Ethereum hiện đang trong quá trình chuyển đổi sang Bằng chứng cổ phần thông qua bản cập nhật Ethereum 2.0.
Mạng chuỗi khối sử dụng Bằng chứng cổ phần hoặc các biến thể của chúng 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
Vì Proof of Stake vượt trội hơn Proof of Work về nhiều mặt nên nó được sử dụng trong hầu hết các blockchain mới. Ưu điểm của nó bao gồm:
Khả năng thích ứng
Bằng chứng cổ phần cố gắng đáp ứng nhu cầu thay đổi của người dùng và chuỗi khối đang phát triển, điều này được phản ánh qua sự xuất hiện của các biến thể mới và đa dạng của thuật toán. Cơ chế này đa chức năng và phù hợp với hầu hết các nhiệm vụ blockchain.
Phân cấp
Các nút đang chạy đã trở nên dễ tiếp cận hơn và mạng nhằm mục đích khuyến khích người dùng chạy chúng. Hệ thống khuyến khích và quy trình ngẫu nhiên cũng làm cho mạng lưới trở nên phi tập trung hơn. Bất chấp sự tồn tại của các nhóm đặt cược, khả năng một cá nhân tạo thành công một khối theo Bằng chứng cổ phần vẫn cao hơn nhiều. Điều này làm giảm nhu cầu tạo nhóm đặt cược.
Hiệu suất năng lượng
So với Proof of Work, Proof of Stake cực kỳ tiết kiệm năng lượng. Trong cơ chế như vậy, chi phí tham gia phụ thuộc vào chi phí kinh tế của việc đặt cược hơn là chi phí tính toán để giải các câu đố. Vì vậy, việc vận hành cơ chế đồng thuận này đòi hỏi chi phí năng lượng ít hơn nhiều.
Khả năng mở rộng
Bởi vì Proof of Stake không dựa vào máy móc vật lý để đạt được sự đồng thuận nên đây là một cơ chế có khả năng mở rộng cao hơn. Nó không yêu cầu mua các trang trại khai thác khổng lồ và tiêu tốn một lượng lớn năng lượng. Sử dụng nhiều trình xác nhận trên mạng sẽ rẻ hơn, dễ dàng hơn và dễ tiếp cận hơn nhiều.
Sự an toàn
Cơ chế đặt cược khuyến khích người khởi tạo chỉ tạo các khối đã được xác minh. Nếu mạng phát hiện giao dịch gian lận, người xác thực sẽ mất một số cổ phần và quyền tạo khối trong tương lai. Do đó, nếu phần đặt cược lớn hơn phần thưởng, người xác nhận không trung thực sẽ mất nhiều tiền hơn số tiền nhận được.
Để kiểm soát mạng và thực hiện các giao dịch gian lận, một nút phải sở hữu phần mạng lớn hơn - đây được gọi là cuộc tấn công 51%. Tuy nhiên, điều này chỉ có thể được thực hiện nếu bạn thu được 51% số tiền đang lưu hành, điều này thực tế là không thể.
Tuy nhiên, trong một số trường hợp, điều này có thể là một bất lợi - chúng ta sẽ xem xét vấn đề này ở phần tiếp theo.
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:
ngã ba
Với cơ chế Proof of Stake tiêu chuẩn, không có rào cản nào đối với việc khai thác ở cả hai phía của ngã ba. Tuy nhiên, với Proof of Work, việc khai thác ở cả hai phía sẽ dẫn đến chi phí năng lượng cao. Việc sử dụng Proof of Stake có thể giảm đáng kể chi phí, cho phép người dùng “đặt cọc” ở cả hai phía của fork.
khả dụng
Để đặt cược, người dùng sẽ cần mã thông báo blockchain gốc - chúng có thể được mua thông qua sàn giao dịch hoặc bất kỳ phương thức nào khác. Đôi khi, việc đặt cược hiệu quả có thể yêu cầu đầu tư đáng kể.
Cơ chế Proof of Work cho phép bạn làm việc trên thiết bị khai thác giá rẻ hoặc thậm chí thuê nó. Nhờ đó, người dùng có thể tham gia nhóm và bắt đầu nhanh chóng xác minh các giao dịch và kiếm tiền.
Tấn công 51%
Mặc dù Proof of Work cũng dễ bị tấn công 51%, nhưng các blockchain có cơ chế Proof of Stake lại dễ bị tấn công hơn. Nếu giá của token giảm hoặc blockchain có vốn hóa thị trường thấp, về mặt lý thuyết, những kẻ tấn công có thể có được hơn 50% số token ở mức giá thấp và giành quyền kiểm soát mạng.
Bằng chứng công việc и Bằng chứng cổ phần
Khi so sánh hai cơ chế đồng thuận này, có một số khác biệt chính xuất hiện.
Tuy nhiên, có rất nhiều phiên bản Proof of Stake trên blockchain. Nhiều sự khác biệt sẽ phụ thuộc vào mục tiêu cụ thể của cơ chế.
Các biến thể của cơ chế Proof of Stake
Bằng chứng cổ phần có khả năng thích ứng cao. Các nhà phát triển có thể thay đổi cơ chế phù hợp với đặc thù của blockchain. Sau đây là một số biến thể phổ biến nhất.
Bằng chứng cổ phần được ủy quyền (DPoS)
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 đóng vai trò là đại biểu: họ đóng góp tiền để đặt cược thông qua trình xác thực và nhận một phần phần thưởng cho khối. Càng nhiều đại biểu ủng hộ một người xác thực khả thi thì cơ hội được lựa chọn của anh ta càng cao. Thông thường, các đại biểu được hướng dẫn bởi mức độ khuyến khích mà người xác nhận đưa ra, cũng như danh tiếng của họ.
Bằng chứng cổ phần được đề cử (NPoS)
Bằng chứng cổ phần được đề cử là một mô hình đồng thuận được phát triển bởi Polkadot. Nó tương tự về nhiều mặt với Bằng chứng cổ phần được ủy quyền, nhưng có một điểm khác biệt chính: nếu một người được đề cử (đại biểu) đặt cược tiền thông qua một trình xác thực độc hại, họ cũng có nguy cơ mất tiền.
Những người được đề cử có thể chọn tối đa 16 người xác nhận mà thông qua đó họ sẽ đóng góp tiền để đặt cọc. Sau đó, mạng sẽ phân phối số tiền một cách đồng đều cho những người xác thực đã chọn. Polkadot cũng sử dụng một số phương pháp tiếp cận lý thuyết trò chơi và lý thuyết bầu cử để xác định ai sẽ tạo ra một khối mới.
Bằng chứng về quyền đặt cược (PoSA)
Chuỗi thông minh BNB sử dụng Bằng chứng về quyền đặt cược để đạt được sự đồng thuận của mạng. Cơ chế đồng thuận này kết hợp Proof of Authority và Proof of Stake, cho phép người xác thực thay phiên nhau giả mạo các khối. Một nhóm gồm 21 người xác thực đang hoạt động được phép tham gia, được chọn theo số lượng BNB mà họ đã đặt cọc hoặc ủy quyền thay mặt họ. Nhóm này được chọn hàng ngày và Chuỗi BNB lưu trữ thông tin về lựa chọn này.
Phần kết luận
Các phương pháp thêm khối vào mạng đã thay đổi đáng kể kể từ khi Bitcoin ra đời. Giờ đây, người dùng không cần phải dựa vào sức mạnh tính toán để tạo ra sự đồng thuận về tiền điện tử. Thay vào đó, họ có thể sử dụng thuật toán Proof of Stake, thuật toán này có nhiều ưu điểm và đã được chứng minh là có hiệu quả. Có lẽ, theo thời gian, cơ chế thay thế của nó, cơ chế Proof of Work, sẽ chỉ được Bitcoin và một số ít mạng khác sử dụng. Bất chấp điều đó, Proof of Stake chắc chắn sẽ tiếp tục tồn tại.
