PoS (Proof of Stake) là gì?

Tổng hợp các ý chính cần nhớ

• Với PoS (POS), chủ sở hữu tiền mã hóa xác thực các giao dịch khối dựa trên số lượng coin mà trình xác thực (validators) đặt cọc.
• PoS được tạo ra để thay thế cho PoW – cơ chế đồng thuận ban đầu được sử dụng để xác thực một blockchain và thêm các khối mới.
• Trong khi cơ chế PoW yêu cầu người khai thác giải các thuật toán mật mã, cơ chế PoS yêu cầu validators chỉ cần nắm giữ và đặt cọc các token.
• PoS được coi là ít rủi ro hơn về khả năng xảy ra một cuộc tấn công trên mạng, vì nó cấu trúc trả thưởng của PoS làm cho một cuộc tấn công trở nên ít có lợi hơn.
• Người viết khối tiếp theo trên blockchain được chọn ngẫu nhiên, với tỷ lệ cược cao hơn sẽ được chỉ định cho các nút có vị trí đặt cọc lớn hơn.

Hiểu về Proof-of-Stake (PoS)

Proof-of-stake làm giảm số lượng công việc tính toán cần thiết để xác minh các khối và giao dịch, giữ cho blockchain cũng như một loại tiền mã hóa được bảo mật. Proof-of-stake thay đổi cách xác minh các khối bằng cách sử dụng máy của chủ sở hữu coin. Các chủ sở hữu cung cấp coin của họ làm tài sản đảm bảo để có cơ hội xác thực các khối. Chủ sở hữu coin sau khi có coin đã được cược sẽ trở thành “validators”(trình xác thực).

Validators sau đó được chọn ngẫu nhiên để “khai thác” hoặc xác thực khối. Hệ thống này ngẫu nhiên hóa những người được “khai thác” thay vì sử dụng cơ chế dựa trên sự cạnh tranh như PoW (Proof of Work).

Để trở thành validator, chủ sở hữu coin phải “đặt cọc” một số lượng coin cụ thể. Ví dụ: Ethereum sẽ yêu cầu đặt cọc 32 ETH trước khi người dùng có thể trở thành validator. Các khối được xác thực bởi nhiều hơn một validators và khi một số validators cụ thể xác minh rằng khối là chính xác, khối sẽ được hoàn thiện và đóng lại.

Các cơ chế PoS khác nhau có thể sử dụng các phương pháp khác nhau để xác thực khối — khi Ethereum chuyển sang PoS, nó sẽ sử dụng các phân đoạn để gửi giao dịch. Trình xác thực sẽ xác minh các giao dịch và thêm chúng vào một khối phân đoạn, yêu cầu ít nhất 128 validators để xác thực. Khi các phân đoạn được xác thực và khối được tạo ra, hai phần ba số trình xác thực phải đồng ý rằng giao dịch hợp lệ, và sau đó khối được đóng lại.

Để tóm tắt quy trình Ethereum PoS, có thể đơn hóa bằng cách nói rằng đó là sự chia sẻ quyền xác thực trên mạng lưới tiền mã hóa thay vì cạnh tranh quyền xác thực.

Proof-of-Stake khác với Proof-of-Work như thế nào?

Cả hai cơ chế đồng thuận giúp blockchain đồng bộ hóa dữ liệu, xác thực thông tin và xử lý các giao dịch. Mỗi phương pháp đã được chứng minh là thành công trong việc duy trì một blockchain, mặc dù mỗi phương pháp đều có những ưu và nhược điểm. Tuy nhiên, hai thuật toán có cách tiếp cận rất khác nhau.

Trong PoS, người tạo khối được gọi là validators (trình xác thực). Trình xác thực kiểm tra các giao dịch, xác minh hoạt động, bỏ phiếu về kết quả và duy trì bản ghi. Trong PoW, những người tạo khối được gọi là thợ đào (miners). Ngược lại, thợ đào giải quyết các vấn đề toán học phức tạp để xác minh các giao dịch.

Để “mua được” vị trí trở thành người tạo khối, các nhà đầu tư chỉ cần mua đủ giới hạn số coins hoặc tokens cần thiết để trở thành trình xác thực cho blockchain PoS. Đối với PoW, các thợ đào phải đầu tư vào thiết bị xử lý và chịu chi phí điện năng cao để cung cấp năng lượng cho các máy đang cố gắng giải quyết các phép tính.

Chi phí thiết bị và năng lượng theo cơ chế PoW rất đắt, hạn chế khả năng tiếp cận khai thác và tăng cường bảo mật của blockchain. Tuy nhiên, các blockchains PoS thường cho phép khả năng mở rộng hơn do hiệu quả tiết kiệm năng lượng mang lại.

Mục tiêu của Proof-of-Stake

Proof-of-stake được thiết kế để giảm bớt những lo ngại về khả năng mở rộng và tính bền vững về môi trường đối với giao thức Proof-of-work (PoW). Proof-of-work là một cách tiếp cận cạnh tranh để xác minh các giao dịch, tự nhiên khuyến khích mọi người tìm cách để đạt được lợi thế, đặc biệt khi liên quan tới tiền.

Các thợ đào Bitcoin kiếm được Bitcoin bằng cách xác minh các giao dịch và khối. Tuy nhiên, họ phải trả các chi phí vận hành như tiền điện và tiền thuê nhà bằng tiền pháp định. Điều thực sự đang xảy ra sau đó là các thợ đào đang trao đổi năng lượng lấy tiền mã hóa. Lượng năng lượng cần thiết để khai thác tiền mã hóa theo cơ chế PoW ảnh hưởng sâu sắc đến giá cả của Bitcoin và lợi nhuận đi tham gia đào Bitcoin.

Cơ chế PoS tìm cách giải quyết những vấn đề này bằng việc thay thế một cách hiệu quả sức mạnh máy tính bằng cơ chế đặt cọc, theo đó khả năng khai thác của một cá nhân được mạng ngẫu nhiên hóa. Điều này có nghĩa là mức tiêu thụ năng lượng được giảm đáng kể vì các thợ đào không còn có thể dựa vào các trang trại khổng lồ về phần cứng với một mục đích duy nhất là đạt được lợi thế.

Tiền mã hóa đầu tiên áp dụng phương pháp PoS là Peercoin. Sau đó Nxt, Blackcoin và ShadowCoin.

Bảo mật Proof-of-Stake

Các cuộc tấn công từ lâu được coi là một mối đe dọa đối với những người yêu thích tiền mã hóa, cuộc tấn công 51% là một mối lo ngại khi PoS được sử dụng, nhưng nó rất khó xảy ra. Cuộc tấn công 51% là khi ai đó kiểm soát 51% tiền mã hóa và sử dụng phần đa số này để thay đổi tính toàn vẹn của hệ thống blockchain. Trong PoS, một nhóm hoặc cá nhân sẽ phải sở hữu 51% tiền mã hóa đã đặt cọc.

Không chỉ rất đắt đỏ khi sở hữu 51% tiền mã hóa được đặt cọc — mà tiền đặt cọc còn là tài sản đảm bảo cho quyền “khai thác”. Người khai thác cố gắng hoàn nguyên một khối thông qua cuộc tấn công 51% sẽ mất tất cả số tiền đã đặt cọc của họ. Điều này tạo ra động lực cho những người khai thác hành động có thiện chí vì lợi ích của tiền mã hóa và mạng lưới.

Hầu hết các tính năng bảo mật khác của PoS không được quảng cáo, vì điều này có thể tạo ra cơ hội để phá vỡ các biện pháp bảo mật. Tuy nhiên, hầu hết các hệ thống PoS đều có các tính năng bảo mật bổ sung để tăng thêm tính bảo mật vốn có đằng sau các blockchain và cơ chế PoS.

Các biến thể của cơ chế Proof-of-Stake

Nhờ có khả năng tùy chỉnh cao, Proof-of-Stake được các nhà phát triển có thể thay đổi cơ chế để phù hợp với từng trường hợp sử dụng cụ thể của blockchain. Dưới đây là các biến thể thường gặp nhất.

Delegated Proof-of-Stake (DPoS)

Delegated Proof-of-Stake (Bằng chứng cổ phần được ủy quyền) cho phép người dùng stake tiền ảo mà không cần trở thành một trình xác thực. Trong trường hợp này, người dùng có thể stake cho trình xác thực để nhận các phần thưởng. Càng nhiều người ủy quyền đóng góp vào một trình xác thực, cơ hội được lựa chọn của nó càng lớn.
Thông thường, các trình xác thực có thể thay đổi số tiền mà nó chia sẻ với người ủy quyền để tạo ra động lực tham gia. Danh tiếng và mức độ uy tín của trình xác thực cũng là một yếu tố quan trọng khiến những người ủy quyền lựa chọn tham gia hay không.

Nominated Proof-of-Stake (NPoS)

Nominated Proof-of-Stake (Bằng chứng cổ phần được đề cử) là mô hình đồng thuận được phát triển bởi mạng Polkadot. Nó có nhiều điểm tương đồng với biến thể Delegated Proof-of-Stake, nhưng vẫn có một điểm khác biệt chính. Nếu một người người để cử stake cho một trình xác thực độc hại, họ cũng có thể mất luôn phần token/coin đã stake của mình.
Những người được đề cử có thể chọn nhiều trình xác thực để stake cùng lúc. Mạng lưới sẽ phân phối đồng đều cổ phần của họ cho các trình xác thực được lựa chọn.

Proof-of-Staked Authority (PoSA)

Cơ chế đồng thuận này kết hợp Proof-of-Authority (Bằng chứng ủy quyền) và Proof of Stake, cho phép những trình xác thực thay phiên nhau rèn các khối. Một nhóm gồm các trình xác thực đang hoạt động đủ điều kiện tham gia, được lựa chọn theo số lượng coin mà họ stake hoặc đã ủy quyền cho họ. Tập hợp này được xác định hàng ngày và blockchain sẽ lưu trữ việc lựa chọn.