Giới thiệu loại coin

Proof-of-Stake (PoS) là một cơ chế đồng thuận tiền điện tử để xử lý các giao dịch và tạo các khối mới trong chuỗi khối. Người tham gia đặt cược mã thông báo để trở thành nút. Một nút có cơ hội trở thành người xác thực xác minh các giao dịch và nhận phần thưởng dựa trên số lượng mã thông báo đã đặt cọc.
Tất cả các giao dịch trên chuỗi khối được ghi lại trong cơ sở dữ liệu được gọi là Sổ cái phân tán (DLT), được ghi và sao chép bởi nhiều nút. Để đảm bảo rằng tất cả dữ liệu trong sổ cái là chính xác, cần có một cơ chế đồng thuận để ngăn chặn việc giả mạo dữ liệu độc hại.
Bằng chứng cổ phần được nhiều dự án blockchain ưa chuộng trong những năm gần đây, nó loại bỏ nhu cầu tiêu thụ phần cứng và năng lượng tồn tại trong bằng chứng công việc (PoW) trong khi bảo mật chuỗi khối bằng cách bắt buộc người xác thực phải đặt cọc một lượng mã thông báo nhất định .

Cơ chế đồng thuận là gì?

Cơ chế đồng thuận là một phương pháp để tất cả những người tham gia trong một hệ thống phân tán đạt được sự đồng thuận về một nguồn thông tin duy nhất. Một hệ thống tập trung không yêu cầu cơ chế đồng thuận vì dữ liệu đã cho có hợp lệ hay không chỉ do thực thể phụ trách quyết định. Ví dụ, trong cơ sở dữ liệu tập trung, chỉ người quản trị mới có quyền thêm, xóa, sửa dữ liệu và người dùng truy vấn cơ sở dữ liệu sẽ nhận thông tin từ người quản trị một cách thụ động.
Một hệ thống phân tán dựa trên sự hợp tác của một số lượng lớn các thực thể tự trị (các nút) để duy trì mạng và tính xác thực của thông tin được tất cả cùng xác minh. Ngược lại, bất kỳ nút nào cũng có thể tạo bản ghi khối mới và xác minh giao dịch trong mạng chuỗi khối. Tuy nhiên, thông tin từ các nút khác nhau có thể trái ngược nhau do lỗi thiết bị, độ trễ mạng, các cuộc tấn công, v.v. Do đó, một cơ chế đồng thuận là cần thiết để làm cho các bản ghi dữ liệu nhất quán.
Trong quá trình phát triển chuỗi khối, cơ chế đồng thuận được áp dụng sớm nhất là Proof-of-Work (PoW), trong đó tính hợp lệ của dữ liệu được xác nhận bởi sức mạnh tính toán cao nhất của CPU. Do chi phí năng lượng của nó, Proof-of-Stake (PoS) đã được tạo ra như một giải pháp thay thế. Theo PoS, tính hợp lệ của dữ liệu được xác nhận bởi những người xác thực có nhiều mã thông báo nhất, cho phép các nút khác nhau trong mạng đạt được sự đồng thuận.

PoS là gì?

Ý tưởng về bằng chứng cổ phần lần đầu tiên được đưa ra vào năm 2011 trên Bitcointalk bởi một thành viên tên là QuantumMechanic và sau đó được khái niệm hóa với sự giúp đỡ của các thành viên khác bao gồm Scott Nadal và Sunny King.
Trên chuỗi khối PoW, các giao dịch được xác minh bởi các nút (còn được gọi là “công cụ khai thác”) cung cấp sức mạnh tính toán để giải quyết các vấn đề toán học phức tạp nhằm xác minh giao dịch và nhận phần thưởng cho các khối mới. Trong mạng PoS, các nút mạng (còn được gọi là “trình xác thực”) cung cấp tiền gửi tiền điện tử làm tài sản thế chấp và nút có càng nhiều tài sản thế chấp thì cơ hội nhận được quyền kế toán và phần thưởng khối càng cao.
Để ngăn trình xác thực có tài sản thế chấp cao nhất trở thành nút cố định để tạo khối mới, các tham số khác cũng được xem xét để chọn trình xác thực, chẳng hạn như số lượng mã thông báo đã đặt cọc, tuổi đồng xu và lựa chọn khối ngẫu nhiên. Tuổi đồng xu đề cập đến khoảng thời gian kể từ khi mã thông báo được đặt cược (lần cuối cùng trình xác thực tạo một khối). Trình xác thực có tuổi đồng xu cũ hơn có nhiều khả năng được chọn để tạo khối mới. Tham số tuổi xu cho phép các nút có tài sản thế chấp thấp hơn có cơ hội tạo khối mới và nhận phần thưởng.
Nói chung, Proof-of-Stake (PoS) hoạt động như sau:

1. Các giao dịch chưa được xác minh sẽ được xử lý bởi các nút. Các giao dịch đang chờ xử lý này luôn được lưu trữ trong một nhóm chờ được xử lý bởi những người xác thực đã đặt cược tiền điện tử.
2. Thuật toán chọn một trình xác thực để tạo một khối mới dựa trên các tham số nhất định, chẳng hạn như số lượng mã thông báo được đặt, tuổi của đồng xu, lựa chọn khối ngẫu nhiên, v.v.
3. Sau khi trình xác thực được chọn xác minh các giao dịch đang chờ xử lý này, một khối mới sẽ được tạo và các giao dịch này có thể được đóng gói.
4. Các nút không được chọn khác xác nhận rằng khối mới hợp lệ.
5. Sau khi các giao dịch trong khối mới được xác minh bởi các nút khác, khối mới sẽ được thêm vào mạng chuỗi khối. Ngược lại, khối mới sẽ không được thêm vào nếu nó có giao dịch không hợp lệ.
6. Khi một khối mới được thêm vào, trình xác thực có thể truy xuất mã thông báo đã đặt cược và nhận phần thưởng khối. Nếu thuật toán lựa chọn trình xác thực xem xét tuổi của đồng xu, thì tuổi đồng xu của trình xác thực này sau đó sẽ được đặt lại thành 0. Nếu một khối mới bị từ chối thêm vào, các mã thông báo do trình xác thực đặt cược có thể bị cắt giảm như một hình phạt.
   
   Nguồn: coinsentel.io

Ưu điểm của PoS

PoS được nhiều người coi là một cơ chế đồng thuận tốt hơn PoW vì những lý do sau:

1. Không cần thiết bị đắt tiền
   Công chúng dễ dàng tham gia vào các chuỗi khối PoS hơn so với các chuỗi khối PoW vì ngay cả các PC thông thường cũng có thể được sử dụng làm nút PoS, trong khi dưới PoW, các máy tính chuyên dụng có sức mạnh tính toán cao là điều bắt buộc.

2. Tiết kiệm năng lượng
   Chuỗi khối bằng chứng cổ phần không cần nhiều năng lượng. Trong mạng bằng chứng công việc, những người khai thác cần phải cạnh tranh với nhau để trở thành người đầu tiên khám phá ra các khối mới, cần rất nhiều năng lượng trong cuộc cạnh tranh do hàm băm mang lại.

3. khả năng mở rộng cao
   Chi phí phần cứng và năng lượng là hạn chế chính đối với các chuỗi khối PoW khi nói đến khả năng mở rộng và chi phí cho thiết bị bổ sung và mức tiêu thụ năng lượng sẽ tăng theo cấp số nhân khi mạng mở rộng. Chuỗi khối bằng chứng cổ phần loại bỏ vấn đề này một cách hiệu quả.

4. Thân thiện với những người không rành về công nghệ
   Khai thác đòi hỏi chuyên môn đáng kể. Do đó, bằng chứng công việc được thiết kế nhiều hơn cho các tổ chức và chuyên gia. Tuy nhiên, ngay cả các thiết bị cá nhân thông thường cũng có thể hoạt động như các nút trong PoS.

5. Phi tập trung hơn
   Bằng chứng cổ phần đảm bảo rằng tất cả các nút, bất kể số lượng chúng đặt cược, đều có thể tham gia hiệu quả vào mạng chuỗi khối thông qua các thuật toán. Tuy nhiên, theo PoW, hầu hết việc tạo khối, xác minh giao dịch và phân bổ phần thưởng đều do các nhóm khai thác độc quyền và các nút nhỏ hơn hầu như không thể cạnh tranh với chúng. Proof-of-Stake là lựa chọn tốt hơn trong các thị trường dài hạn.

6. Xanh hơn
   Các chuỗi khối PoS thân thiện với môi trường hơn so với chuỗi khối PoW vì chúng không tiêu thụ nhiều năng lượng hoặc cạnh tranh điện toán gay gắt, do đó ít có tác động tiêu cực đến môi trường.

PoS có an toàn không?

Bất kể cơ chế đồng thuận nào được sử dụng, ngoài hiệu quả của các nút để đạt được sự đồng thuận, bảo mật vẫn là một trong những cân nhắc quan trọng nhất trong mạng. Nếu không, mạng có thể bị tê liệt bởi các cuộc tấn công độc hại.
Trong các mạng PoW, sự đồng thuận đạt được thông qua sức mạnh tính toán. Nếu bạn có thể kiểm soát hơn 51% sức mạnh tính toán trong mạng chuỗi khối, thì bạn có quyền kiểm soát chi phối toàn bộ mạng. Những kẻ tấn công có thể kiếm được lợi nhuận thông qua chi tiêu gấp đôi, từ chối hoặc thay đổi hồ sơ giao dịch hoặc ngăn người khác khai thác. Đây được gọi là cuộc tấn công 51%.
Tuy nhiên, khi quy mô của chuỗi khối bằng chứng công việc mở rộng, xác suất tấn công 51% sẽ giảm xuống. Để thực hiện cuộc tấn công 51%, cần có một lượng lớn thiết bị khai thác để cung cấp sức mạnh tính toán và chi phí năng lượng cao sẽ xảy ra. Nếu phần thưởng cho một cuộc tấn công thành công thấp hơn chi phí thực hiện cuộc tấn công, cuộc tấn công 51% sẽ trở nên không khả thi về mặt này. Lấy Bitcoin làm ví dụ, chưa bao giờ có một cuộc tấn công 51% nào trong hơn một thập kỷ kể từ khi tạo khối genesis. Đó là các nút khai thác Bitcoin trên toàn thế giới cung cấp sức mạnh tính toán CPU rộng rãi để đảm bảo tính bảo mật của mạng Bitcoin.
Cần lưu ý rằng các mạng bằng chứng cổ phần cũng có thể bị tấn công 51%. Miễn là một nút độc hại chiếm được hơn một nửa tổng số mã thông báo đã đặt cọc, nó sẽ giành quyền kiểm soát mạng chuỗi khối và có thể giả mạo các khối cũng như hồ sơ giao dịch. Điều đó có nghĩa là, kẻ tấn công có thể khởi động một cuộc tấn công bằng cách lấy một số lượng lớn mã thông báo.
Tuy nhiên, một cuộc tấn công như vậy là không thực tế. Hành động mua một số lượng lớn mã thông báo sẽ đẩy giá lên do nhu cầu tăng. Và một cuộc tấn công sẽ có tác động đáng kể đến mạng blockchain và gây ra sự hoảng loạn cho người dùng, dẫn đến giá giảm. Do đó, chi phí để có được mã thông báo sẽ lớn hơn nhiều so với lợi nhuận bạn có thể kiếm được từ một cuộc tấn công.
Một phương pháp khả thi hơn để tấn công cơ chế đồng thuận bằng chứng cổ phần là thông đồng với các nút khác để kiểm soát hơn 51% tổng số mã thông báo đã đặt cọc. Phương pháp này là một giải pháp thay thế để đạt được mục tiêu kiểm soát mạng mà không phải trả chi phí quá cao.
Để ngăn các nút thông đồng với nhau, chuỗi khối bằng chứng cổ phần đưa ra các hình phạt. Nếu các khối và giao dịch sai được báo cáo bởi các trình xác nhận khác, nút tấn công có thể mất một phần hoặc thậm chí toàn bộ mã thông báo đã đặt cọc. Điều này giải quyết vấn đề Không có gì bị đe dọa của các nút PoS trước đó và làm cho việc thông đồng giữa những người xác thực trở nên khó khăn hơn vì khó xác định liệu các nút khác có sẵn sàng chấp nhận rủi ro thua lỗ hay không.
Miễn là giá trị của các mã thông báo được đặt cược cao hơn phần thưởng, thì tổn thất do gian lận gây ra sẽ lớn hơn phần thưởng do hoạt động trung thực mang lại. Xem xét điều này, các nút thích hoạt động trung thực hơn, điều này đảm bảo tính bảo mật của mạng chuỗi khối PoS. Do đó, một cuộc tấn công 51% gần như không thể xảy ra, đặc biệt là đối với các loại tiền điện tử có vốn hóa thị trường cao hơn.

Các vấn đề tiềm ẩn của PoS là gì?

Mặc dù có những ưu điểm của cơ chế đồng thuận PoS nhưng nó cũng có một số vấn đề tiềm ẩn. PoS thường bị chỉ trích vì làm cho người giàu trở nên giàu hơn và người nghèo trở nên nghèo hơn. Các nút đặt cược số lượng mã thông báo lớn hơn sẽ có cơ hội tạo khối cao hơn để nhận phần thưởng. Điều này làm cho những người xác thực nắm giữ một số lượng lớn mã thông báo để có được sự giàu có, do đó làm trầm trọng thêm tình trạng bất bình đẳng giàu nghèo.
Tuy nhiên, những người ủng hộ PoS tin rằng, trong tất cả các thị trường vốn, người giàu có lợi thế cạnh tranh mạnh hơn. Ngay cả trong cơ chế đồng thuận PoW, vẫn tồn tại những vấn đề tương tự. So với mạng PoW có yêu cầu cao hơn để tham gia, PoS, mang lại lợi ích cho tất cả mọi người, chứng tỏ là một giải pháp tốt hơn.
Một vấn đề phổ biến khác là nguồn cung cấp mã thông báo không thể đoán trước vì số lượng nút không thể đặt cọc có thể thay đổi. Điều này dẫn đến các vấn đề khác. Ví dụ: khi giá thị trường của mã thông báo tiếp tục giảm, phần thưởng của các nút đã đặt cọc có thể không bù đắp được tổn thất khi nắm giữ chúng, dẫn đến một số lượng lớn các nút hủy đặt cược và bán mã thông báo, do đó gây nguy hiểm cho bảo mật của mạng blockchain.
Ngoài ra, nếu số lượng nút đặt cược tăng lên đáng kể, điều đó có thể gây ra tình trạng thiếu nguồn cung cấp mã thông báo và đẩy giá lên cao, đây là một chiến thuật thao túng giá thường được các nhóm phát triển độc hại sử dụng trước khi bán bớt cổ phần của họ. Để so sánh, cơ chế PoW cung cấp nguồn cung cấp mã thông báo ổn định hơn và ít có khả năng gặp phải các vấn đề tương tự.

Các cơ chế đồng thuận khác ngoài PoS và PoW là gì?

Bằng chứng công việc và bằng chứng cổ phần là hai cơ chế đồng thuận phổ biến nhất trong các mạng phân tán, nhưng không phải là hai cơ chế duy nhất. Sau hơn mười năm phát triển, công nghệ chuỗi khối đã chứng kiến nhiều cơ chế đồng thuận mới được đề xuất. Dưới đây là một giới thiệu ngắn gọn:

1. Bằng chứng về không gian
   Theo thuật toán đồng thuận Proof of Space, các nút trong mạng phải có dung lượng lưu trữ đĩa cứng đáng kể trước khi chúng đủ điều kiện để xác minh giao dịch và nhận phần thưởng. Người xác minh sẽ thách thức các nút cung cấp dung lượng lưu trữ để đảm bảo rằng các nút tiếp tục cung cấp dung lượng lưu trữ. Chia Network là một ví dụ áp dụng thuật toán này.
   
   nguồn: Chia Network

2. Bằng chứng về thẩm quyền (PoA)
   Theo thuật toán đồng thuận Proof of Authority, các nút trong mạng sẽ không đặt cược mã thông báo mà thay vào đó, đặt cược danh tiếng của chính chúng để đủ điều kiện xác thực giao dịch. Người xác nhận cần tiết lộ thông tin nhận dạng của họ trước khi tham gia. Điều này làm giảm nguy cơ chọn những người xác thực đáng ngờ và khuyến khích sự tham gia lâu dài. Một ví dụ về thuật toán PoA là VeChain.

3. Bằng chứng cổ phần được ủy quyền (DPoS)
   DPoS là một bước tiến của khái niệm cơ bản về bằng chứng cổ phần, trong đó chủ sở hữu mã thông báo ủy thác mã thông báo của họ làm phiếu bầu cho nhân chứng. Những nhân chứng này có mức độ danh tiếng khác nhau dựa trên số lượng mã thông báo được ủy thác. Các nhân chứng được chọn được coi là những người đáng tin cậy nhất và có quyền tạo khối bằng cách xác minh các giao dịch. Một ví dụ áp dụng DPoS là EOS.

Phần kết luận

Thuật toán Proof-of-Stake thường được coi là một bước tiến trên Proof-of-Work. Người dùng PoS có thể đặt cược mã thông báo của họ để trở thành người xác thực và tạo các khối mới để nhận phần thưởng. Họ cũng có thể hợp tác với các nút khác để cùng xác minh các giao dịch và bảo mật chuỗi khối.
Proof-of-Stake loại bỏ việc khai thác tốn nhiều vốn và năng lượng, đồng thời dễ tiếp cận hơn đối với người dùng bình thường. Nó được coi là một cơ chế đồng thuận vừa thân thiện với môi trường vừa phi tập trung. Proof-of-Stake cũng vượt trội so với Proof-of-Work về khả năng mở rộng. Hiện tại, Proof-of-Stake đã được ngày càng nhiều blockchain chấp nhận, chẳng hạn như Cardano, Tezos, Avalanche và GateChain.
Ethereum, chuỗi khối lớn thứ hai tính theo vốn hóa thị trường, sẽ chuyển đổi từ PoW sang PoS trong quá trình nâng cấp ETH 2.0, dự kiến hoàn thành vào tháng 9 năm 2022. Mặc dù các nút chạy ETH 2.0 cần phải đặt cọc ít nhất 32 ETH, nhưng quá trình chuyển đổi chưa từng có của cơ chế đồng thuận chứng minh rằng Proof-of-Stake thực sự là tương lai của công nghệ chuỗi khối.
Mặc dù PoS dường như đã giải quyết được nhiều vấn đề mà PoW gặp phải, nhưng nó vẫn là một công nghệ mới. Phải mất thời gian để phát hiện xem có vấn đề và khiếm khuyết chưa biết nào khác hay không.