Proof of Work và Proof of Stake: Giải thích về thuật toán tiền điện tử | Học trực tuyến CNTT, học lập trình từ cơ bản đến nâng cao

Proof of Work và Proof of Stake: Giải thích về thuật toán tiền điện tử

Chia sẻ kiến thức 07/02/2022

Không có các cơ quan quản lý như tiền pháp định, các loại tiền điện tử như Bitcoin sử dụng các cơ chế đồng thuận (consensus mechanism) để đảm bảo quản trị công bằng — tương tự như một hệ thống dân chủ. Proof of Work (PoW, hay bằng chứng công việc) và Proof of Stake (PoS, hay bằng chứng đặt cọc) là hai trong số các cơ chế đồng thuận nổi tiếng nhất đang được sử dụng hiện nay. Vậy chúng hoạt động như thế nào? 

Trong nền kinh tế hiện đại ngày nay, các ngân hàng và chính phủ có thẩm quyền tuyệt đối để chấp nhận hoặc từ chối các giao dịch liên quan đến tiền tệ fiat* như đô la Mỹ.

*Tiền fiat: đồng tiền pháp định của một quốc gia, đồng tiền được phát hành và bảo hộ bởi chính phủ của quốc gia đó

Các loại tiền điện tử như Bitcoin có một cách tiếp cận khác, loại bỏ sự cần thiết của các cơ quan có thẩm quyền như vậy. Trong trường hợp không có các cơ quan quản lý như vậy, tiền tệ kỹ thuật số sử dụng các cơ chế đồng thuận (consensus mechanism) để đảm bảo quản trị công bằng — tương tự như một hệ thống dân chủ.

Proof of Work (PoW, hay bằng chứng công việc) và Proof of Stake (PoS, hay bằng chứng đặt cọc) là hai trong số các cơ chế đồng thuận nổi tiếng nhất đang được sử dụng hiện nay. Trước khi khám phá cách hoạt động của các cơ chế đồng thuận này trong tiền điện tử ngày nay, trước tiên chúng ta phải hiểu tại sao chúng lại cần thiết.

Blockchains và Cơ chế đồng thuận là gì?

Nói một cách đơn giản, blockchain là một sổ cái kỹ thuật số của các giao dịch. Bitcoin, tiền điện tử dựa trên blockchain đầu tiên trên thế giới, đã đi tiên phong trong khái niệm này vào năm 2009. Kể từ khi phát hành, mọi giao dịch liên quan đến Bitcoin đều được ghi lại vào chuỗi khối của nó, ai cũng có thể xem và xác minh công khai bất cứ lúc nào.

Mặc dù việc thêm các giao dịch mới vào sổ cái nghe có vẻ như là một nhiệm vụ đơn giản, nhưng quá trình thực tế đòi hỏi một số biện pháp bảo vệ. Điều này là để đảm bảo không ai có thể gửi các giao dịch gian lận lên blockchain, cũng như không ai có thể thay đổi các giao dịch cũ theo hướng có lợi cho họ.

Thay vào đó, các giao dịch mới phải được đề xuất và xác minh tính chính xác.

Những người tham gia khác trên mạng của tiền điện tử tình nguyện xác minh tính xác thực của các giao dịch mới để đổi lấy phần thưởng. Quá trình xác minh này được gọi là “cơ chế đồng thuận” hoặc thuật toán. Các giao dịch mới được xác minh vài phút một lần, tùy thuộc vào từng loại tiền điện tử.

Bitcoin sử dụng cơ chế đồng thuận Proof of Work (PoW), trong khi Ethereum hiện đang chuyển đổi khỏi PoW để chuyển sang Proof of Stake (PoS).

Proof of Work (PoW): Giới thiệu

Như đã nêu ở trên, Proof of Work (bằng chứng công việc) là thuật toán đồng thuận đầu tiên và được sử dụng bởi phần lớn các loại tiền điện tử. Trong tiền điện tử dựa trên PoW, các giao dịch được xác nhận bởi các ‘thợ đào’, những người cạnh tranh để nhận phần thưởng.

Các thợ đào hoàn thành các “nhiệm vụ” khó khăn để thêm một khối giao dịch mới vào blockchain. Điều này thường liên quan đến việc giải quyết một vấn đề toán học phức tạp chẳng hạn như một hàm băm mật mã (cryptographic hash), đòi hỏi tài nguyên tính toán đáng kể.

Mạng tiền điện tử sử dụng khái niệm “work” (công việc) này để bảo vệ khỏi các tác nhân gian lận và độc hại. Để xâm phạm một loại tiền điện tử dựa trên PoW, kẻ tấn công phải đóng góp một lượng sức mạnh tính toán khổng lồ. Điều này đơn giản là không khả thi và không thể xảy ra trong một mạng lưới lớn như Bitcoin, nơi có hàng nghìn thợ đào độc nhất và trung thực.

Khi một người khai thác tìm thấy giải pháp cho hàm băm của một khối cụ thể, kết quả của họ có thể dễ dàng xác minh. Những người tham gia khác trên mạng sau đó xác minh kết quả của người khai thác và phê duyệt việc bổ sung khối vào blockchain.

Cách các thợ đào tạo ra lợi nhuận từ tiền điện tử PoW

Các thợ đào từ khắp nơi trên thế giới cạnh tranh với nhau để tìm ra giải pháp trước bất kỳ ai khác. Người khai thác nhanh nhất được thưởng bằng phần thưởng khối, thường là khá đáng kể. Ví dụ, Bitcoin hiện đang thưởng cho những người khai thác thành công 6,25 BTC — trị giá trên 300.000 đô la. Ngay cả khi một người khai thác chỉ đủ may mắn để khai thác một số ít khối mỗi ngày, thì lợi ích họ có thể nhận được vẫn là rất lớn.

Khó khăn khi giải quyết hàm băm mật mã trong hầu hết các loại tiền điện tử là khác nhau và phụ thuộc vào lượng sức mạnh tính toán trên mạng lưới (network) đó. Ví dụ, Bitcoin được thiết kế để tạo ra các khối cứ sau mười phút.

Tuy nhiên, nếu số lượng thợ đào tăng đột ngột, các khối có thể được tạo nhanh hơn. Để chống lại điều này, độ khó được điều chỉnh sau mỗi 2016 khối. Nói cách khác, càng nhiều thợ đào tham gia vào mạng lưới thì càng làm giảm khả năng những người khác tìm thấy khối.

Ngày nay, việc một cá nhân sở hữu và vận hành đủ sức mạnh tính toán để tìm ra khối trước những người khác là gần như không thể. Vì vậy các nhóm khai thác ra đời. 

Một nhóm khai thác kết hợp sức mạnh tính toán từ hàng nghìn thợ đào trên toàn thế giới để cải thiện cơ hội tìm thấy khối của họ. Bằng cách này, ngay cả những người khai thác nghiệp dư với điểm xuất phát ban đầu thấp cũng có thể tham gia đào và có lãi . Nếu nhóm thành công tìm ra một khối, phần thưởng sẽ được chia cho tất cả các thợ đào tham gia, tỷ lệ thuận với đóng góp tính toán của họ.

Proof of Stake: Cơ chế đồng thuận hiện đại hơn?

Không giống như Proof of Work, ra mắt với Bitcoin vào năm 2009, cơ chế đồng thuận Proof of Stake (bằng chứng đặt cọc) không được biết đến rộng rãi cho đến gần đây. Ethereum, tiền điện tử lớn thứ hai trên thế giới, hiện đang áp dụng PoS như một phần của chiến lược nâng cấp ETH 2.0.

Proof of Stake là một cách hoàn toàn khác để xác minh giao dịch trong các mạng blockchain. Thay vì dựa vào các thợ đào cung cấp sức mạnh tính toán, mạng PoS chỉ định đặc quyền bỏ phiếu cho chủ sở hữu tiền điện tử. Người dùng phải “đặt cọc” một lượng tiền điện tử nhất định để được bỏ phiếu về tính hợp pháp của các giao dịch mới.

Những người xác thực giao dịch trong tiền điện tử dựa trên PoS được coi là trung thực vì bản thân họ được hưởng lợi từ việc giữ an toàn cho các khoản tiền của mình. Nói đến cùng thì các cuộc tấn công mạng blockchain thành công sẽ chỉ làm suy yếu lợi ích của chính họ.

Ví dụ, Ethereum yêu cầu người dùng đặt cược tối thiểu 32 ETH để trở thành người xác nhận. Kể từ thời điểm đó, 32 ETH này sẽ bị khóa trong một khoảng thời gian. Sau đó, người này thỉnh thoảng được yêu cầu xác thực một số ít các khối.

Tuy nhiên, nếu phiếu bầu của họ bị những người xác nhận khác cho là độc hại, thì ETH đã đặt cọc của họ sẽ bị tịch thu. Trong khi đó, những người xác nhận trung thực được khen thưởng.

Proof of Stake làm giảm các yêu cầu tính toán xuống đáng kể khi so sánh với PoW — giảm rào cản gia nhập một cách đáng kể. Trên thực tế, bạn thậm chí có thể bắt đầu với một máy tính nhỏ, chi phí thấp như Raspberry Pi. Vì không phải giải các thách thức toán học, các giao dịch cũng có thể được xác minh nhanh hơn — dẫn đến xác nhận nhanh hơn.

Tuy nhiên, chỉ những người tham gia tương đối giàu có mới đủ khả năng đặt cược một số lượng đáng kể tiền điện tử, tạo ra một rào cản gia nhập đáng kể. Chẳng hạn, yêu cầu tối thiểu 32 ETH của Ethereum có nghĩa là một cá nhân cần khóa số tiền kỹ thuật số trị giá 70.000 đô la để bắt đầu tham gia xác nhận.

PoS có phải là tương lai của tiền điện tử không?

Bất chấp những lợi thế của Proof of Stake, nhiều loại tiền điện tử không vội vàng thay đổi. Đứng đầu trong số này là Bitcoin, mà các nhà phát triển và thành viên cộng đồng không có lý do gì để chuyển khỏi PoW.

Mặc dù Proof of Work là một cơ chế tính toán đắt tiền (có chi phí môi trường rất lớn), nhưng nó ổn định nhất và có khả năng chống tấn công cao nhất tại thời điểm này.

Trong thập kỷ qua, Bitcoin có thể duy trì mức vốn hóa thị trường là 1 nghìn tỷ đô la mà không sợ bị tấn công. Sự ổn định này cũng vô tình dẫn đến việc tiền điện tử được sử dụng bởi các chính phủ và các chủ ngân hàng đầu tư với mục đích lưu trữ.

Mặt khác, Ethereum cần phải đổi mới vì nó phục vụ một mục đích hoàn toàn khác. Kể từ khi thành lập, Ethereum đã được dự định trước hết là một hợp đồng thông minh và nền tảng Web 3.0. Để đạt được điều này, Ethereum cần xử lý hàng nghìn giao dịch mỗi giây với mức phí thấp. 

Bởi vậy, cả hai cơ chế đồng thuận đều có vị trí riêng trong hệ sinh thái tiền điện tử.

Dịch từ: https://www.makeuseof.com/proof-of-work-vs-proof-of-stake-cryptocurrency-algorithms-explained/

Vân Nguyễn

Bình luận (
0
)

Bài liên quan

  • Tầng 0, tòa nhà FPT, 17 Duy Tân, Q. Cầu Giấy, Hà Nội
  • info@funix.edu.vn
  • 0782313602 (Zalo, Viber)        

yêu cầu gọi lại

error: Content is protected !!