Bài học chính
Proof of Stake là một cơ chế đồng thuận thay thế phổ biến cho Proof of Work. Thay vì cần sức mạnh tính toán để xác thực các giao dịch, người xác thực phải đặt cọc tiền. Thực tế này làm giảm đáng kể mức tiêu thụ năng lượng cần thiết. Bằng chứng cổ phần cũng có thể cải thiện tính phân cấp, bảo mật và khả năng mở rộng.
Tuy nhiên, một cuộc tấn công 51% có thể tương đối dễ dàng đạt được với các blockchain có vốn hóa thị trường thấp. Vì Proof of Stake rất linh hoạt nên nó có nhiều biến thể cho các chuỗi khối và trường hợp sử dụng khác nhau.
Giới thiệu
Bằng chứng cổ phần cho đến nay là lựa chọn phổ biến nhất cho các mạng blockchain hiện nay. Nhưng với rất nhiều biến thể, việc hiểu các khái niệm cốt lõi của nó có thể khó khăn. Ngày nay, bạn khó có thể nhìn thấy nó ở dạng nguyên bản. Tuy nhiên, tất cả các loại Bằng chứng cổ phần đều có chung các khái niệm cốt lõi chính. Hiểu được những điểm tương đồng này sẽ giúp bạn đưa ra lựa chọn tốt hơn về chuỗi khối bạn sử dụng và cách chúng vận hành.
Bằng chứng cổ phần có nghĩa là gì?
Thuật toán đồng thuận Proof of Stake đã được giới thiệu vào năm 2011 trên diễn đàn Bitcointalk. Nó được đề xuất như một giải pháp cho các vấn đề của Proof of Work. Mặc dù cả hai đều có chung mục tiêu là đạt được sự đồng thuận trong blockchain nhưng quá trình họ thực hiện khá khác nhau. Thay vì cần cung cấp bằng chứng chuyên sâu về mặt tính toán, người tham gia chỉ chứng minh rằng họ đã đặt cọc tiền.
Bằng chứng cổ phần hoạt động như thế nào?
Thuật toán Proof Of Stake sử dụng quy trình bầu cử giả ngẫu nhiên để chọn người xác nhận từ một nhóm nút. Hệ thống sử dụng kết hợp nhiều yếu tố, bao gồm tuổi đặt cọc, yếu tố ngẫu nhiên và mức độ giàu có của nút.
Trong hệ thống Proof of Stake, các khối được 'giả mạo' thay vì khai thác. Tuy nhiên, đôi khi bạn vẫn có thể nghe thấy thuật ngữ 'khai thác'. Hầu hết các loại tiền điện tử Proof of Stake đều ra mắt với nguồn cung cấp tiền xu 'được rèn trước' để cho phép các nút bắt đầu ngay lập tức.
Người dùng tham gia vào quá trình rèn phải khóa một lượng tiền nhất định vào mạng làm cổ phần của họ. Kích thước của tiền đặt cược xác định cơ hội để một nút được chọn làm người xác thực tiếp theo - tiền đặt cược càng lớn thì cơ hội càng lớn. Các phương pháp độc đáo được thêm vào quy trình lựa chọn để ưu tiên không chỉ các nút giàu nhất trong mạng. Hai phương pháp được sử dụng phổ biến nhất là Chọn khối ngẫu nhiên và Chọn tuổi xu.
Lựa chọn khối ngẫu nhiên
Trong phương pháp Chọn khối ngẫu nhiên, người xác nhận được chọn bằng cách tìm kiếm các nút có sự kết hợp giữa giá trị băm thấp nhất và số tiền đặt cược cao nhất. Vì quy mô cổ phần được công khai nên nút giả mạo tiếp theo thường có thể được dự đoán bởi các nút khác.
Lựa chọn tuổi tiền xu
Phương pháp Lựa chọn thời đại tiền xu chọn các nút dựa trên thời gian đặt cược mã thông báo của chúng. Tuổi của đồng xu được tính bằng cách nhân số ngày xu đã được đặt cược với số lượng xu được đặt cược.
Khi một nút đã giả mạo một khối, tuổi xu của nó được đặt lại về 0 và nó phải đợi một khoảng thời gian nhất định để có thể giả mạo một khối khác - điều này ngăn cản các nút cổ phần lớn thống trị chuỗi khối.
Xác thực giao dịch
Mỗi loại tiền điện tử sử dụng thuật toán Proof of Stake đều có bộ quy tắc và phương pháp riêng được kết hợp để tạo ra sự kết hợp tốt nhất có thể cho mạng và người dùng.
Khi một nút được chọn để giả mạo khối tiếp theo, nó sẽ kiểm tra xem các giao dịch trong khối có hợp lệ hay không. Sau đó, nó ký vào khối và thêm nó vào blockchain. Như một phần thưởng, nút nhận được phí giao dịch từ khối và trên một số chuỗi khối, phần thưởng là tiền xu.
Nếu một nút muốn ngừng giả mạo, cổ phần và phần thưởng kiếm được của nút đó sẽ được phát hành sau một khoảng thời gian nhất định, giúp mạng có thời gian xác minh rằng không có khối gian lận nào được nút thêm vào chuỗi khối.
Những blockchain nào sử dụng Bằng chứng cổ phần?
Hầu hết các blockchain hậu Ethereum đều sử dụng cơ chế đồng thuận Proof of Stake. Thông thường, mỗi cái được sửa đổi để phù hợp với nhu cầu của mạng. Chúng tôi sẽ đề cập đến các biến thể này sau trong bài viết. Bản thân Ethereum hiện đang trong quá trình chuyển sang Proof of Stake với Ethereum 2.0.
Các mạng chuỗi khối sử dụng Bằng chứng cổ phần hoặc một hình thức của nó bao gồm:
1. Chuỗi BNB
2. Chuỗi thông minh BNB
3. Solana
4. Lở tuyết
5. Chấm bi
Ưu điểm của Bằng chứng cổ phần
Proof of Stake có nhiều ưu điểm rõ ràng so với Proof of Work. Vì lý do này, các blockchain mới hầu như luôn sử dụng Proof of Stake. Lợi ích của nó bao gồm:
Khả năng thích ứng
Khi nhu cầu của người dùng và chuỗi khối thay đổi, Proof of Stake cũng vậy. Thật dễ dàng để thấy điều này với số lượng lớn các bản chuyển thể có sẵn. Cơ chế này rất linh hoạt và có thể dễ dàng phù hợp với hầu hết các trường hợp sử dụng blockchain.
Phân cấp
Nhiều người dùng được khuyến khích chạy các nút hơn vì nó có giá cả phải chăng hơn. Sự khuyến khích này và quá trình ngẫu nhiên hóa cũng làm cho mạng lưới trở nên phi tập trung hơn. Mặc dù các nhóm đặt cược tồn tại nhưng có cơ hội cao hơn nhiều để một cá nhân giả mạo một khối theo Bằng chứng cổ phần thành công. Nhìn chung, điều này làm giảm nhu cầu về nhóm đặt cược.
Hiệu suất năng lượng
Proof of Stake cực kỳ tiết kiệm năng lượng so với Proof of Work. Chi phí tham gia phụ thuộc vào chi phí kinh tế của việc đặt tiền thay vì chi phí tính toán để giải câu đố. Cơ chế này giúp giảm đáng kể năng lượng cần thiết để chạy cơ chế đồng thuận.
Khả năng mở rộng
Vì Proof of Stake không dựa vào máy vật lý để tạo ra sự đồng thuận nên nó có khả năng mở rộng cao hơn. Không cần có các trang trại khai thác khổng lồ hoặc tìm nguồn cung cấp năng lượng lớn. Việc thêm nhiều trình xác thực hơn vào mạng sẽ rẻ hơn, đơn giản hơn và dễ truy cập hơn.
Bảo vệ
Đặt cược hoạt động như một động lực tài chính để người xác nhận không xử lý các giao dịch gian lận. Nếu mạng phát hiện giao dịch gian lận, người xác thực sẽ mất một phần cổ phần và quyền tham gia trong tương lai. Vì vậy, miễn là tiền đặt cược cao hơn phần thưởng, người xác nhận sẽ mất nhiều tiền hơn số tiền kiếm được từ hoạt động gian lận.
Để kiểm soát mạng một cách hiệu quả và phê duyệt các giao dịch gian lận, một nút sẽ phải sở hữu phần lớn cổ phần trong mạng, còn được gọi là cuộc tấn công 51%. Tùy thuộc vào giá trị của tiền điện tử, gần như không thể giành được quyền kiểm soát mạng vì bạn sẽ cần phải có được 51% nguồn cung lưu hành.
Nhược điểm của Bằng chứng cổ phần
Mặc dù Proof of Stake có nhiều ưu điểm so với Proof of Work nhưng nó vẫn còn một số điểm yếu:
Ngã ba
Với cơ chế Proof of Stake tiêu chuẩn, không có gì ngăn cản việc khai thác cả hai mặt của một ngã ba. Theo Proof of Work, việc khai thác cả hai bên sẽ dẫn đến lãng phí năng lượng. Với Proof of Stake, chi phí sẽ thấp hơn nhiều, nghĩa là mọi người có thể "đặt cược" vào cả hai phía của một đợt fork.
Khả năng tiếp cận
Để bắt đầu đặt cược, bạn sẽ cần nguồn cung cấp mã thông báo gốc của blockchain. Điều này yêu cầu bạn phải mua mã thông báo thông qua sàn giao dịch hoặc phương thức khác. Tùy thuộc vào số tiền yêu cầu, bạn có thể cần một khoản đầu tư đáng kể để bắt đầu đặt cọc một cách hiệu quả.
Với Proof of Work, bạn có thể mua thiết bị khai thác giá rẻ hoặc thậm chí thuê nó. Với điều này, bạn có thể tham gia một nhóm và bắt đầu xác thực và kiếm tiền nhanh chóng.
tấn công 51%
Mặc dù Proof of Work cũng dễ bị tấn công 51% nhưng chúng có thể dễ dàng hơn đáng kể với Proof of Stake. Nếu giá của mã thông báo gặp sự cố hoặc chuỗi khối có vốn hóa thị trường thấp, về mặt lý thuyết, việc mua hơn 50% mã thông báo và kiểm soát mạng có thể rẻ.
Bằng chứng công việc so với Bằng chứng cổ phần
Khi chúng tôi so sánh hai cơ chế đồng thuận, có một số khác biệt cốt lõi.
Tuy nhiên, có rất nhiều cơ chế Proof of Stake trên các blockchain. Nhiều sự khác biệt sẽ phụ thuộc vào cơ chế chính xác được sử dụng.
Các cơ chế đồng thuận khác được xây dựng trên Proof of Stake
Bằng chứng cổ phần có khả năng thích ứng cao. Các nhà phát triển có thể thay đổi cơ chế chính xác để phù hợp với các trường hợp sử dụng cụ thể của blockchain. Dưới đây là một số điều thường thấy 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 đặt cược chúng vào sau một trình xác nhận để chia sẻ phần thưởng khối. Càng có nhiều người ủy quyền ủng hộ một người xác thực tiềm năng thì cơ hội lựa chọn của người đó càng lớn. Người xác thực thường có thể thay đổi số tiền được chia sẻ với người ủy quyền như một động lực. Danh tiếng của người xác nhận cũng là một yếu tố quan trọng đối với người ủy quyền.
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 có nhiều điểm tương đồng với Bằng chứng cổ phần được ủy quyền, nhưng có một điểm khác biệt chính. Nếu người đề cử (người ủy quyền) đặt cược đằng sau người xác nhận độc hại, họ cũng có thể mất cổ phần.
Người đề cử có thể chọn tối đa 16 người xác nhận để đặt cược phía sau. Sau đó, mạng sẽ phân bổ đều cổ phần của họ cho những người xác thực đã chọn. Polkadot cũng sử dụng một số cách tiếp cận trong lý thuyết trò chơi và lý thuyết bầu cử để xác định ai sẽ tạo ra một khối mới.
Bằng chứng về quyền đặt cọc (PoSA)
Chuỗi thông minh BNB sử dụng Bằng chứng về quyền đặt cọc để tạo ra sự đồng thuận của mạng. Cơ chế đồng thuận này kết hợp Bằng chứng về quyền lực và Bằng chứng về cổ phần, cho phép người xác thực thay phiên nhau giả mạo các khối. Một nhóm gồm 21 người xác thực đang hoạt động đủ điều kiện tham gia, được chọn theo số lượng BNB mà họ sở hữu hoặc đã ủy quyền cho họ. Bộ này được xác định hàng ngày và Chuỗi BNB lưu trữ lựa chọn.
Phần kết luận
Cách chúng tôi thêm các khối giao dịch vào mạng đã thay đổi đáng kể kể từ Bitcoin. Giờ đây chúng ta không còn cần phải dựa vào sức mạnh tính toán để tạo ra sự đồng thuận về tiền điện tử nữa. Hệ thống Proof of Stake có nhiều ưu điểm và lịch sử đã chứng minh rằng Proof of Stake hoạt động hiệu quả. Thời gian trôi qua, có vẻ như Bitcoin sẽ chỉ là một trong số ít các mạng Proof of Work còn sót lại. Hiện tại, có vẻ như Proof of Stake vẫn tiếp tục tồn tại.
