Sự khác biệt giữa Proof-of-stake và Proof-of-Work

Blockchain là một hệ thống ngang hàng hoặc các tác nhân có quyền hạn tương đương nhau. Nếu trong hệ thống có vài tác nhân không hiện hữu, blockchain vẫn tiếp tục hoạt động vì cách thức phi tập trung. Ngang hàng có nghĩa là chia sẻ tài nguyên cá nhân của bạn với mạng: dung lượng ổ đĩa, sức mạnh GPU / CPU, RAM, băng thông mạng… Quá trình này tiêu tốn năng lượng do đó nó đòi hỏi đầu tư, độ tin cậy và trách nhiệm từ các tác nhân trong mạng. Đối với blockchain, các tác nhân như vậy là các thợ đào (miner) và nút.

Điều quan trọng là khuyến khích các tác nhân làm việc trung thực và cung cấp dịch vụ tốt nhất cho sự ổn định của blockchain. Vì có hàng trăm ngàn nút trên toàn cầu, cách đạt được sự đồng thuận giữa chúng là điều quan trọng. Cơ chế đồng thuận là một thỏa thuận hoặc bộ quy tắc mà mọi nút phải đạt được để có thể xác thực các giao dịch và khối (block). Nếu một số khối tạo ra nhiều Bitcoin hơn mức cho phép, tất cả các nút đầy đủ (full node) sẽ từ chối khối ngay cả khi một số thợ đào chấp nhận nó. Đó là cách nó hoạt động, khối chỉ được chấp nhận nếu đạt được sự đồng thuận giữa mọi tác nhân.

Chúng ta hãy xem xét 2 loại thuật toán đồng thuận phổ biến: Proof-of-Work và Proof-of-Stake.

Proof-of-Work là gì?

Proof-of-Work còn gọi là thuật toán bằng chứng công việc. Thuật toán Proof-of-Work giúp các thợ mỏ giải quyết những phương trình toán học. Để giải quyết phương trình toán học có rất nhiều cách, nhưng hệ thống chỉ chọn ra đáp án tối ưu nhất. Hệ thống Blockchain không thể bị đánh lừa vì nó sở hữu một danh sách các đáp án hợp pháp.

Vấn đề cốt lõi của Proof-of-Work chính là nguồn tài nguyên máy tính và năng lượng điện. Cần rất nhiều năng lượng cung cấp cho hệ thống máy tính để đưa ra được đáp án tốt nhất. Nếu nhìn về khía cạnh sinh thái, điều này hoàn toàn không có lợi. Các thợ mỏ sử dụng quá nhiều năng lượng và gây ảnh hưởng đến môi trường.

Bạn cần phải có một lượng lớn sức mạnh tính toán, nhiều hơn sức mạnh mà một máy tính phổ thông sở hữu. Điều đó sẽ khiến cộng đồng thợ mỏ gom cụm lại. Những thợ mỏ nhỏ lẻ sẽ không cạnh tranh được với thợ mỏ lớn hơn. Dẫn đến sự độc quyền khai thác mỏ từ các thợ mỏ lớn. Vì với sức mạnh tính toán lớn thì xác suất tìm ra đáp án nhanh và chính xác cao hơn những thợ mỏ nhỏ lẻ. Điều này đi ngược lại với lý tưởng của một hệ thống Blockchain phân cấp và có thể dẫn đến một cuộc tấn công 51%.

Tấn công 51%

Một cuộc tấn công 51% xảy ra khi một thợ mỏ hay một mining-pool kiểm soát được 51% sức mạnh tính toán trong mạng lưới. Khi đó họ sẽ thao túng toàn bộ giao dịch và gian lận. Bằng cách tạo ra những khối giả mạo, họ huỷ bỏ hoàn toàn những khối hợp lệ mà cộng đồng khai thác được.

Đó là lý do thuật toán Proof-of-Stake ra đời, hay còn gọi là thuật toán bằng chứng cổ phần. Khi một ai đó sở hữu 51% cổ phần nguồn cung của một loại tiền tệ kỹ thuật số cụ thể, dĩ nhiên họ sẽ không tự tấn công loại tiền tệ đó. Ngoài ra không ai dám bỏ tài sản ra mua 51% nguồn cung của một đồng tiền, rất tốn kém. Về mặt lý thuyết thì bất kỳ cuộc tấn công nào vào loại tiền tệ kỹ thuật số đó chỉ làm mất giá trị cổ phần mà họ sở hữu.

Proof-of-Stake là gì?

Thuật toán Proof-of-Stake xảy ra khi một thợ mỏ góp cổ phần vào loại tiền tệ kỹ thuật số cụ thể để xác minh cho khối giao dịch. Thuật toán Proof-of-Stake khá đơn giản cho máy tính vì bạn chỉ cần chứng minh mình sở hữu một tỉ lệ cổ phần của loại tiền tệ kỹ thuật số. Ví dụ nếu bạn sở hữu 5% lưu lượng Ethereum đang tồn tại thì bạn có quyền khai thác 5% tất cả giao dịch Ethereum.

Proof-of-Stake là một hệ thống công bằng hơn Proof-of-Work khi tất cả mọi người đều có thể trở thành thợ mỏ. Không phân biệt nhỏ hay lớn, quy mô khai thác sẽ tỉ lệ tuyến tính với số lượng cổ phần sở hữu. Điều đó khuyến khích cộng đồng tham gia vào việc xác nhận giao dịch, tăng cường tính phân cấp và dân chủ hơn.

Thay đổi

Giao thức Casper là một thay đổi mới để chuyển Ethereum từ thuật toán khai thác Proof-of-Work sang Proof-of-Stake. Nhưng điều này vẫn chưa được chấp thuận. Proof-of-Stake sẽ loại bỏ những thợ mỏ truyền thống và xây dựng hệ thống thợ mỏ ảo hoặc người xác nhận. Để trở thành một người xác nhận, bạn cần có một lượng Ether nhất định để tạo hợp đồng với Casper. Xác suất giúp người xác nhận khai thác được một khối tỉ lệ thuận với cổ phần của họ. Điều này khá giống Proof-of-Work khi khai thác một khối tỉ lệ thuận với sức mạnh tính toán của thợ mỏ.

Khi bạn đang góp cổ phần Ether thì bạn sẽ không lấy lại được trong khi đang khai thác. Ethereum đã đề cập về mức tối thiểu và tối đa của một người xác nhận khi muốn tham gia. Ví dụ như từ 1,000 Ether đến 50,000 Ether, nhưng con số này không được tiết lộ cho đến khi giao thức này hoàn thiện. Casper sẽ giải quyết được vấn đề cốt lõi ảnh hưởng đến giá trị tổng thể của một loại tiền tệ.

Khi trở thành một người xác nhận, giao thức Proof-of-Stake sẽ chỉ định bạn là người tạo ra khối, dựa trên giá trị cổ phần của bạn. Ở mỗi một khối thì sẽ có một vài người xác nhận được hệ thống ngẫu nhiên chỉ định khai thác. Người nào xếp đầu danh sách sẽ chịu trách nhiệm khai thác ra khối mới. Nếu người này không có mặt, họ sẽ chịu một hình phạt và có thể dẫn đến bị tước quyền làm thợ mỏ. Hệ thống sẽ chỉ định người tiếp theo hoặc cần thiết sẽ có thợ mỏ ảo khai thác hộ.

Khi một người xác nhận không muốn làm công việc của mình nữa, chỉ đơn giản là rút toàn bộ cổ phần. Số Ether sẽ được hoàn trả lại trong vài giờ đồng hồ. Điều này khiến cho mọi loại tấn công hay gian lận không thể thực hiện được, giúp Blockchain có thời gian để phát hiện và vô hiệu hoá giao dịch.

Vẫn còn khá nhiều việc cần phải làm, việc chuyển từ Proof-of-Work sang Proof-of-Stake sẽ tạo ra sân chơi bình đẳng cho các thợ mỏ, gia tăng tính cộng đồng. Đó là một điều tốt đối với thế giới tiền tệ kỹ thuật số.