Blockchain dựa vào cơ chế đồng thuận để xác minh giao dịch, nhưng tại sao lại quan trọng nếu mạng là bằng chứng công việc (PoW) hay bằng chứng cổ phần (PoS)? Trong hướng dẫn này, chúng tôi sẽ phân tích PoW so với PoS theo cách đơn giản, giải thích cách mỗi phương pháp đảm bảo tính bảo mật của blockchain trong khi giải quyết ưu, nhược điểm và tính năng của từng phương pháp. Sau đây là những điều cần biết vào năm 2024.

BẰNG CHỨNG CÔNG VIỆC - POW LÀ GÌ ?

Bằng chứng công việc (PoW) là một cơ chế đồng thuận trong đó thợ đào sử dụng sức mạnh tính toán để giải các câu đố toán học phức tạp và xác thực các giao dịch trên blockchain. Quá trình này sử dụng sự cạnh tranh giữa các thợ đào để đảm bảo mạng lưới an toàn và phi tập trung.

Các đặc điểm chính của PoW

Xác thực dựa trên khai thác: Người khai thác cạnh tranh để giải các câu đố mật mã, người chiến thắng sẽ được xác thực một khối và nhận phần thưởng.

Tốn nhiều năng lượng: Giống như một cuộc thi giải đố khổng lồ đòi hỏi năng lượng, PoW sử dụng rất nhiều sức mạnh tính toán, khiến nó tốn nhiều năng lượng.

Bảo mật thông qua độ khó: Độ phức tạp của các câu đố khiến bất kỳ ai cũng rất khó can thiệp vào mạng. Bất kỳ thay đổi nào cũng sẽ yêu cầu giải lại tất cả các câu đố trước đó, điều này thực tế là không thể.

PoW đảm bảo tính bảo mật và phi tập trung như thế nào

PoW cung cấp tính bảo mật bằng cách khiến việc cố gắng tấn công hoặc thao túng mạng trở nên cực kỳ tốn kém. Các nguồn lực cần thiết để gian lận quá cao đến mức không đáng để nỗ lực. Đồng thời, PoW cho phép bất kỳ ai có phần cứng phù hợp tham gia khai thác, đảm bảo không có thực thể nào kiểm soát mạng.

Ví dụ về blockchain sử dụng PoW

Bitcoin: Tiền điện tử đầu tiên triển khai PoW, mạng lưới phi tập trung của Bitcoin dựa vào thợ đào để bảo mật blockchain.

Litecoin: Một nhánh của Bitcoin, Litecoin sử dụng PoW nhưng cung cấp thời gian giao dịch nhanh hơn, khiến nó phù hợp hơn với các giao dịch nhỏ hơn, hàng ngày.

BẰNG CHỨNG CỔ PHẦN - POS LÀ GÌ?

Bằng chứng cổ phần (PoS) là một cơ chế đồng thuận trong đó các trình xác thực được chọn để tạo các khối mới dựa trên số lượng tiền điện tử mà họ nắm giữ và sẵn sàng "đặt cọc" làm tài sản thế chấp. Phương pháp này làm giảm nhu cầu tính toán tốn nhiều năng lượng và tăng hiệu quả mạng.

Đặc điểm chính của PoS

Staking thay thế cho mining: Thay vì thợ đào, PoS sử dụng các trình xác thực khóa (hoặc stake) coin của họ để có cơ hội xác thực các khối.

Hiệu quả năng lượng: Vì PoS không dựa vào tính toán nặng nên nó tiêu thụ ít năng lượng hơn đáng kể so với PoW.

Lựa chọn trình xác thực dựa trên stake: Trình xác thực được chọn dựa trên số coin họ đã stake, điều này khuyến khích nắm giữ và bảo mật mạng lưới.

Quy trình stake và lựa chọn trình xác thực

Trong PoS, trình xác thực khóa một phần tiền điện tử của họ làm tài sản thế chấp. Khi được chọn, họ xác thực các giao dịch mới và thêm chúng vào blockchain. Nếu họ hành động không trung thực, số coin họ đã stake có thể bị cắt (mất), đảm bảo những người tham gia tuân thủ các quy tắc. Hệ thống này ưu tiên những người có stake lớn nhưng cũng cho phép những người nắm giữ ít hơn tham gia.

Ví dụ về blockchain sử dụng PoS

Cardano: Một blockchain PoS hàng đầu được biết đến với phương pháp tiếp cận dựa trên nghiên cứu, Cardano nhấn mạnh vào tính bảo mật và tính bền vững thông qua staking.

Ethereum: Sau khi chuyển đổi từ PoW vào năm 2022, Ethereum hiện sử dụng PoS, giúp tăng đáng kể hiệu quả năng lượng và khả năng mở rộng.

SO SÁNH POW VÀ POS

Mặc dù sự khác biệt luôn có thể được nêu chi tiết, nhưng đây là bảng nhanh để bạn tham khảo, có thể giúp bạn hiểu rõ hơn về cách thức hoạt động của từng loại:

NHỮNG THÁCH THỨC CHO POW

ặc dù bằng chứng công việc (PoW) được công nhận rộng rãi vì tính bảo mật và phi tập trung của nó, nhưng nó cũng đi kèm với những thách thức đáng kể. Mức tiêu thụ năng lượng, rủi ro tập trung hóa và tốc độ giao dịch chậm gây ra những hạn chế về khả năng mở rộng.

Mức tiêu thụ năng lượng cao

Một trong những nhược điểm được nhắc đến nhiều nhất của PoW là tác động đến môi trường. Năng lượng cần thiết để giải các câu đố mật mã là rất lớn, dẫn đến những lo ngại về tính bền vững. Điều này đã thúc đẩy các cuộc tranh luận về các giải pháp thay thế xanh hơn trong công nghệ blockchain.

Biểu đồ bên dưới minh họa sự thay đổi trong mức tiêu thụ năng lượng của Ethereum sau khi chuyển từ cơ chế đồng thuận PoW sang PoS.



Rủi ro tập trung hóa do các nhóm khai thác

Khi hoạt động khai thác trở nên cạnh tranh hơn và đòi hỏi nhiều phần cứng hơn, các thợ đào nhỏ hơn phải vật lộn để cạnh tranh. Điều này đã dẫn đến sự gia tăng của các nhóm khai thác - các nhóm thợ đào kết hợp tài nguyên của họ để cùng nhau giải quyết các câu đố.

Mặc dù điều này giúp hoạt động khai thác hiệu quả hơn, nhưng nó cũng có nguy cơ tập trung quyền lực vào tay một số nhóm lớn, điều này có thể làm suy yếu nguyên tắc phi tập trung của PoW.

Thời gian giao dịch chậm hơn

Các mạng PoW như Bitcoin xử lý các giao dịch chậm hơn so với các cơ chế đồng thuận mới hơn. Vì thợ đào cần thời gian để giải quyết từng câu đố, nên việc tạo khối có thể mất nhiều thời gian hơn, gây ra sự chậm trễ trong quá trình xác thực giao dịch, đặc biệt là trong thời gian lưu lượng mạng cao.

NHỮNG THÁCH THỨC CHO POS

Proof-of-stake (PoS) được ca ngợi là tiết kiệm năng lượng và có khả năng mở rộng, nhưng nó cũng phải đối mặt với những thách thức riêng. Bao gồm:

Rủi ro tập trung hóa
Các lỗ hổng bảo mật tiềm ẩn
Tính phức tạp của việc đặt cược

Rủi ro tập trung hóa do tập trung tài sản

Trong các hệ thống PoS, những người xác thực có số lượng tiền điện tử được đặt cược lớn hơn có nhiều khả năng được chọn để xác thực các khối hơn. Điều này có thể dẫn đến tình huống một nhóm nhỏ những người tham gia giàu có kiểm soát một phần đáng kể của mạng, làm dấy lên mối lo ngại về sự tập trung hóa.

Mối quan tâm về bảo mật (các cuộc tấn công tầm xa, rủi ro cắt giảm)

Mặc dù PoS thường được coi là an toàn, nhưng nó có những lỗ hổng riêng. Một trong những rủi ro đó là một cuộc tấn công tầm xa, trong đó kẻ tấn công viết lại lịch sử từ rất lâu trong chuỗi khối.

Để giảm thiểu điều này, các hệ thống PoS thực hiện các hình phạt (cắt giảm) đối với những người xác thực hành động không trung thực. Tuy nhiên, những người xác thực trung thực có thể bị phạt do vô tình, dẫn đến khả năng mất tiền đã đặt cược.

Sự phức tạp của quá trình staking

Staking có thể là một quá trình phức tạp, đặc biệt là đối với người mới bắt đầu. Người xác thực cần hiểu mức staking, quản lý rủi ro cắt giảm và duy trì trực tuyến để duy trì vai trò của họ trong mạng lưới.

Sự phức tạp này có thể khiến những người nắm giữ nhỏ hơn không muốn tham gia, có khả năng khiến hệ thống nằm trong tay những người dùng giàu kinh nghiệm hơn hoặc giàu có hơn.

Tính đến năm 2024, một số mô hình kết hợp đang được khám phá, kết hợp các khía cạnh của cả PoW và PoS. Ví dụ, các dự án như Kadena sử dụng PoW để bảo mật và PoS để quản trị nhằm tạo ra sự cân bằng giữa bảo mật và hiệu quả năng lượng.