Proof of Stake (PoS) là gì?
Proof of Stake (PoS) là một thuật toán để xử lý giao dịch. Dịch ra tiếng Việt thì Proof os Stake nghĩa là bằng chứng cổ phần.
Mạng blockchain hoạt động sẽ liên tục xử lý các giao dịch mới. Chúng được nhóm thành các khối (block), đóng vai trò là đơn vị nền tảng của mạng blockchain. Mỗi khối được thiết kế để lưu trữ thông tin trong khi vẫn đảm bảo an toàn.
Như vậy, Proof-of-stake (PoS) là một nguyên tắc để thêm một khối mới vào mạng blockchain có sẵn.
Bằng chứng cổ phần Proof of Stake hoạt động thế nào?
Mô hình Bằng chứng cổ phần (PoS) dựa trên ý tưởng sau:
Khi người dùng càng đầu tư nhiều cổ phần của hệ thống thì họ càng mong muốn hệ thống thành công hơn và họ càng ít có khả năng muốn loại bỏ hệ thống đó. Hiểu đơn giản là Phóng lao phải theo lao.
Cổ phần ở đây thường là một lượng tiền điện tử mà người dùng mạng blockchain đã đầu tư vào hệ thống đó. Hay nói cách khác là một số lượng đồng tiền điện tử mà họ nắm giữ dưới nhiều loại hình khác nhau. Loại hình đó có thể là:
- khóa giao dịch lượng tiền đó thông qua một
loại giao dịch, hoặc - bằng cách gửi nó đến một địa chỉ cụ thể, hoặc
- giữ nó trong ví đặc biệt bằng phần mềm.
Sau khi đã nắm giữ và khóa lại đúng cách, số lượng tiền điện tử đó không thể sử dụng được nữa.
Lấy ví dụ: trên trái đất này có 10 đồng bitcoin BTC. Bạn có 3 bitcoin và bạn khóa giao dịch trong ví điện tử bitcoin của bạn, bạn có thể xem như bạn đang chiếm giữ 30% cổ phần của mạng lưới bitcoin toàn cầu. (3/10 BTC = 30%).
Bằng chứng về cổ phần trong mạng blockchain sử dụng số tiền cổ phần mà người dùng có làm yếu tố quyết định việc xuất bản khối mới. Do đó, khả năng người dùng mạng blockchain xuất bản một khối mới gắn liền với tỷ lệ cổ phần của họ so với tổng số tiền điện tử được đặt cược trên mạng blockchain.
Có các cơ chế đồng thuận PoS nào?
Có 4 cách xử lý thuật toán PoS như sau:
Thuật toán này có khi còn gọi là chain-based proof of stake.
Tại thời điểm giao dịch, mạng blockchain sẽ xem xét tất cả người dùng có cổ phần. Tiếp theo, mạng sẽ chọn ra những người xác thực dựa trên tỷ lệ cổ phần của họ so với tổng số tiền đặt cược bằng tiền điện tử.
- Nó có nghĩa là, nếu một người dùng có 42% toàn bộ cổ phần của mạng blockchain thì họ sẽ được chọn 42% số lượt;
- Vậy thì khi bạn có 1 % toàn bộ cổ phần, bạn sẽ được chọn 1 % số lượt.
Thuật toán này có khi còn gọi là Byzantine fault tolerance proof of stake.
Tại thời điểm giao dịch, mạng blockchain sẽ xem xét tất cả người dùng có cổ phần. Tiếp theo, mạng sẽ chọn ra nhóm người có thể bỏ phiếu xác thực. Có thể xem như một nhóm nhỏ hơn mạng lưới. Rồi những thành viên trong nhóm nhỏ này bỏ phiếu tạo khối mới dựa trên tỷ lệ cổ phần của họ. Nhóm này cũng có thể bỏ phiếu nhiều vòng mới tạo ra được khối mới trước khi đưa vào mạng blockchain.
Cách làm này cho phép những người có tiếng nói trong nhóm ảnh hưởng đến khả năng tao ra khối mới.
Những đồng tiền chưa được sử dụng trong ít nhất 30 ngày sẽ bắt đầu cạnh tranh cho khối tiếp theo. Theo nguyên tắc này thì các đồng tiền đã được cọc mà có tuổi đời lâu hơn sẽ có xác suất được chọn để ký vào khối tiếp theo cao hơn.
Nhưng điều này không mãi mãi. Nghĩa là, sau khi xác thực khối mới xong, số tiền này sẽ phải bắt đầu lại với “tuổi xu” bằng 0. Và, nó sẽ phải đợi thêm ít nhất 30 ngày nữa trước khi ký một khối khác.
Phương thức xử lý này cho phép người sở hữu nhiều tiền cọc sẽ có tần suất xác thực khối mới nhiều hơn người sở hữu ít cổ phần. Nhưng nó không cho phép họ kiểm soát hoàn toàn hệ thống.
Khi lựa chọn người ký xác thực khối thông qua phương thức hệ thống đại biểu, người dùng sẽ bỏ phiếu để các nút trở thành các nút xuất bản khối đại diện. Các nút này sẽ thay mặt họ tạo các khối mới.
Nghĩa là khi bỏ phiếu thì người sở hữu nhiều cổ phần đã đặt cọc hơn sẽ có sức ảnh hưởng lớn hơn đến kết quả phiếu bầu. Nút nào nhận nhiều tỷ lệ phiếu bầu nhất sẽ trở thành nút đại diện. Mà khi đó sẽ là người xác nhận khối mới để thêm vào mạng blockchain.
Dĩ nhiên là mạng chuỗi khối cũng có thể bỏ phiếu để chống lại việc tạo nên khối mới tương tự. Khi đó sẽ có nguy cơ mất khả năng tạo khối mới của nút đại biểu. Ngoài ra, người dùng mạng blockchain bỏ phiếu cho các đại biểu tham gia vào ban quản trị blockchain. Các đại biểu sẽ đề xuất những thay đổi và cải tiến
được người dùng mạng blockchain bình chọn.
Nhìn chung, với thuật toán PoS thì người càng giàu, có nhiều cổ phần đặt cọc thì càng có sức ảnh hưởng đến mạng blockchain. Và đồng nghĩa họ cũng có thể tiếp tục là người tạo thêm khối mới vào mạng blockchain. Nó dẫn đến họ sẽ có uy tín và thêm nhiều điểm thưởng hơn. Họ sẽ càng giàu hơn trước.
Dĩ nhiên là để giàu được như vậy, họ đã phải đánh đổi một lượng lớn công sức và sự đầu tư nhất định.
Ưu điểm của Proof of Stake
Vì là thuật toán ra đời sau nên Proof of Stake (PoS) có nhiều ưu điểm đáng kể so với các cơ chế đồng thuận khác như:
- Khả năng tiếp cận: Người dùng không cần máy tính cấu hình cao để tham gia vào mạng lưới; chỉ cần một máy tính cá nhân hoặc máy chủ là đủ để thiết lập các node chuyên biệt, làm cho PoS trở nên dễ dàng và tiện lợi cho mọi người.
- Tính phân quyền: PoS khuyến khích một mạng lưới phi tập trung mạnh mẽ hơn nhờ năng lực xác thực không giới hạn ở một nhóm người dùng nhất định. Nó mở ra cơ hội cho bất kỳ ai có cổ phần token, tăng cường sự dân chủ trong quá trình đồng thuận.
- Tính năng đại biểu: Người dùng có thể “ủy quyền” coin của mình cho người xác thực để tăng cường quyền bỏ phiếu của họ. Hành động này giúp người dùng kiếm được phần thưởng mà không cần phải tham gia trực tiếp vào quá trình xác minh giao dịch.
- Tăng khả năng mở rộng và tốc độ giao dịch: PoS cải thiện đáng kể khả năng mở rộng và tốc độ giao dịch của mạng lưới. Kết quả này có được nhờ vào việc bất kỳ ai đã có cổ phần token cũng có thể tham gia vào quá trình xác minh. Hiển nhiên, nó giúp mạng lưới phát triển một cách linh hoạt.
- Thân thiện với môi trường: PoS tiêu thụ ít năng lượng hơn đáng kể so với PoW do không yêu cầu tính toán phức tạp, giảm tác động tiêu cực đến môi trường và hướng tới một giải pháp bền vững cho tương lai của blockchain.
Hạn chế của Proof of Stake
Dĩ nhiên là thuật toán của Proof of Stake cũng đang những điểm yếu cần được tìm cách khắc phục như:
- Thách thức cho người mới: Người dùng mới tham gia vào mạng lưới có thể gặp khó khăn khi cố gắng tham gia vào quá trình xác thực do sự ưu tiên cho những người dùng giàu có hơn về token, giảm bớt cơ hội tham gia cho những người mới.
- Tập trung quyền lực: Trong hệ thống PoS, sự phân phối quyền lực không đều giữa các thành viên: người giữ nhiều token có ảnh hưởng lớn hơn trong mạng, dẫn đến một cấu trúc phân cấp, mâu thuẫn với nguyên tắc phi tập trung của blockchain.
- Nguy cơ bị kiểm soát: PoS mở ra khả năng cho một người giữ lượng token lớn trở thành Validator một cách dễ dàng. Điều này tạo điều kiện cho việc thực hiện tấn công 51%, nơi họ có thể làm thay đổi quá trình xác thực giao dịch thông qua các node giả mạo, thuyết phục các validator tham gia vào hành vi gian lận mà không cần đến sự đầu tư lớn.
- Thời gian unstake token dài: Một số hệ thống PoS yêu cầu một khoảng thời gian chờ kéo dài, có thể từ một đến hai tuần, trước khi có thể rút token từ stake, làm giảm khả năng linh hoạt của các validator trước những biến động của thị trường.
- Khả năng phân tách: Một nhóm nhỏ người dùng sở hữu số lượng lớn token có thể gây ra sự phân tách trong mạng bằng cách tạo ra một chuỗi mới, gây ra sự mất ổn định cho hệ thống gốc.
- Nakamoto, Satoshi. ¨Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System¨.p.3, 2008.
- Blockchain Technology Overview. https://doi.org/10.6028/NIST.IR.8202
- ACT-IAC White Paper: Blockchain Playbook for the U.S. Federal Government.”
ACT-IAC, April 23, 2018, https://www.actiac.org/act-iac-white-paper-blockchainplaybook-us-federal-government. - “Majority Attack.” Bitcoin Wiki, https://en.bitcoin.it/wiki/Majority_attack.
- Lamport, L. “Time, Clocks, and the Ordering of Events in a Distributed System.”
Communications of the ACM, vol. 21, no. 7, January 1978, pp. 558–565.,
doi:10.1145/359545.359563. https://amturing.acm.org/p558-lamport.pdf.
