Sự khác biệt của Proof of Work (PoW) và Proof of Stake (PoS)

Tổng quan về Proof of Work (PoW)

Proof of Work (PoW) là gì?

Proof of Work (PoW) còn được gọi là bằng chứng công việc, là một thuật toán đồng thuận đầu tiên được phát minh vào năm 1993 bởi Satoshi cùng hai nhà khoa học Cynthia Dwork và Moni Naor. 

Cơ chế này được ứng dụng vào Bitcoin từ năm 2008, nó yêu cầu những người sở hữu các máy tính trong mạng lưới phải giải một bài toán khó để chứng minh những nỗ lực giải toán của họ, từ đó xác nhận giao dịch và ngăn chặn chi tiêu kép, có nghĩa là việc chi tiêu nhiều lần cho một khoản tiền.

Cơ chế hoạt động của Proof of Work (PoW)

Hệ thống khai thác Proof of Work được tạo thành từ một loạt các thuật toán và phép tính toán học phức tạp nhất, nhằm thử thách những người khai thác, những người muốn tham gia vào một mạng lưới blockchain cụ thể bằng cách giải quyết các khối tạo nên nó. 

Các khối này chỉ có thể được giải quyết bằng phương pháp tính toán rất cao, thực hiện bằng các máy móc chuyên dụng mà thợ đào mua chỉ cho mục đích đó, phân bổ công suất của họ cho các khối khai thác, thực hiện các phép tính và hoạt động cho đến khi có thể tìm ra người lấy được khối từ mạng lưới.

Những người khai thác đạt được điều đó đầu tiên sẽ nhận được phần thưởng vì đã dành thời gian và nỗ lực của họ cho nó, đây là động cơ khiến ngày càng nhiều thợ đào tham gia vào các mạng lưới này. Tuy nhiên, khó khăn trong việc thu được lợi nhuận với việc tính toán các khối cũng tăng lên khi nhiều người mới tham gia nhiệm vụ. Do đó, việc trở thành người đầu tiên tìm ra giải pháp trở nên khó khăn hơn.

Một cách khác để tăng độ phức tạp là nếu bản thân tiền mã hóa có một số lượng hạn chế về tính khả dụng, chẳng hạn như Bitcoin. Vì có ít khối hơn để khám phá, độ khó tăng lên và phần thưởng có thể nhận được trên toàn cầu giảm mạnh, khiến rất khó để trở thành người đầu tiên thực hiện phép tính giải quyết vấn đề được đặt ra trong mọi trường hợp.

Tổng quan về Proof of Stake (PoS)

Proof of Stake (PoS) là gì?

Proof of Stake (PoS) còn được gọi là bằng chứng cổ phần hoặc bằng chứng tham gia, là thuật toán đồng thuận của blockchain, được ra mắt lần đầu vào năm 2011, mục tiêu là khắc phục những nhược điểm của Proof of Work (PoW). 

Các node phải stake coin nhằm xác nhận các giao dịch trên block, từ đó xác minh danh tính và bảo đảm rằng block sau sẽ hợp lệ. Nếu đúng thì họ sẽ nhận được phần thưởng và nếu sai thì người stake sẽ bị mất số tiền mình đã cọc trước đó.

Cơ chế hoạt động Proof of Stake (PoS)

Hệ thống Proof of Stake dựa trên tiền đề rằng người dùng có nhiều sự tham gia nhất vào mạng lưới. Trong đầu tư, đó là những người quan tâm nhất đến việc nền tảng được duy trì một cách chính xác và phát triển tốt hơn trong tương lai. 

Nó giả định rằng trong hệ thống Proof of Work, người dùng chỉ muốn thu được lợi nhuận nhanh nhất có thể mà không quan tâm đến tương lai của nền tảng. Do đó, Proof of Stake không cho phép khai thác tính toán dựa trên tài nguyên nhưng phần thưởng được phân phối theo tỷ lệ giữa những người có nhiều tiền mã hóa nhất cho tín dụng của họ. 

Vì vậy, ai đó có số lượng tiền mã hóa lớn hơn trong ví của họ sẽ có nhiều cơ hội giải quyết các khối và nhận được phần thưởng hơn, so với người chỉ đơn giản là có máy móc mạnh và đầu tư tiền không phải vào chính mạng lưới mà vào các công ty bên ngoài hỗ trợ phần cứng khai thác. 

So sánh sự khác biệt của Proof of Work (PoW) và Proof of Stake (PoS)

Người có thể khai thác các block

Đối với PoW thì khả năng tính toán càng cao, xác suất để bạn khai thác được các khối càng cao.

Đối với PoS thì càng stake nhiều tiền, xác suất để bạn khai thác một khối mới càng cao.

Cách khai thác một block

Đối với PoW, các thợ đào sẽ cạnh tranh giải các câu đố toán học khó, bằng cách sử dụng khả năng và tài nguyên tính toán của mình.

Còn đối với PoS, thuật toán sẽ tự động xác định người chiến thắng ngẫu nhiên hoặc dựa trên số lượng tiền mà họ đã stake.

Thiết bị khai thác

Đối với PoW, sẽ có các máy móc khai thác chuyên nghiệp, ví dụ như ASIC, CPU và GPU.

Còn đối với PoS, các máy tính hoặc thiết bị di động có kết nối Internet đều có thể khai thác các khối.

Phân bổ phần thưởng

Đối với PoW, người đầu tiên khai thác được khối sẽ nhận được phần thưởng.

Còn đối với PoS, người xác thực có thể nhận được một phần phí giao dịch thu được từ khối mà họ đã xác thực.

Độ bảo mật của mạng lưới

PoW với hàm băm càng lớn, mạng lưới càng an toàn.

PoS thì sẽ dùng cơ chế khóa tiền mã hóa trên blockchain để bảo mật mạng lưới.

Proof of Stake (PoS) có tốt hơn Proof of Work (PoW) hay không?

Nhiều người cho rằng Proof of Stake (PoS) có một số ưu điểm nhỉnh hơn so với PoW, nhất là về khả năng mở rộng và tốc độ giao dịch. Họ cho rằng các đồng tiền sử dụng PoS gây hại cho môi trường ít hơn so với PoW. 

Ngược lại, nhiều người cũng cho rằng PoS là một công nghệ mới, vẫn chưa chứng minh được tiềm năng về mặt bảo mật và an ninh mạng. Thường thì các mạng lưới PoW yêu cầu một lượng tài nguyên đáng kể khiến cho việc tấn công chúng trở nên khó khăn hơn. Điều này khá đúng với Bitcoin – blockchain lớn nhất sử dụng PoW.

Rủi ro tập trung hoá

Trên blockchain Proof of Work, việc khai thác các khối cần sử dụng khả năng tính toán để băm dữ liệu của block đến khi tìm thấy phương pháp hợp lệ. Việc giải mã đang dần trở nên khó khăn đối với các loại tiền mã hóa hiện nay và quá trình đoán số lượng lớn các hàm băm gây hao phí về điện và máy móc.

Vì vậy, một số thợ đào thường tích lũy tài nguyên khai thác của họ trong các nhóm thợ đào nhằm tăng cơ hội nhận được phần thưởng khối. Một vài nhóm thợ đào lớn đầu tư hàng triệu USD và sở hữu hàng nghìn phần cứng khai thác ASIC nhằm tạo ra nhiều sức mạnh băm nhất có thể.

Tháng 12 năm 2021, 4 nhóm khai thác hàng đầu đã kiểm soát khoảng 50% tổng sức mạnh băm Bitcoin. Điều đó khiến cho các cá nhân đam mê tiền mã hóa gặp khó khăn trong việc tự mình khai thác một khối. 

Một số người cho rằng mặc dù việc khai thác vẫn diễn ra phi tập trung, nhưng trên thực tế, nó không phi tập trung hoàn toàn. Ở một số nơi, các nhà sản xuất thiết bị đào và năng lượng vẫn chiếm số lượng lớn trong việc khai thác. Điều đó làm giảm sự phi tập trung tổng thể của các blockchain Proof of Work.

Đối với cơ chế đồng thuận Proof of Stake, có cách tiếp cận khác có thể thay thế sức mạnh tính toán bằng cách stake. Cơ chế này giúp giảm các rào cản gia nhập của các cá nhân trong việc xác thực giao dịch, giảm vai trò của vị trí địa lý, thiết bị cùng nhiều yếu tố khác. Người dùng có thể stake bằng số tiền mình có.

Mặc dù vậy, thường các mạng lưới PoS đều yêu cầu bạn chạy một node để bắt đầu xác thực các giao dịch. Điều này có thể hơi tốn kém, nhưng sẽ không nhiều như các thiết bị phần cứng đào chuyên dụng. Đặc biệt, khi người dùng stake các token của họ sau một số trình xác thực nhất định sẽ mang đến cho họ một nhóm tương tự như các nhóm thợ đào. Mặc dù PoS dễ để tham gia hơn đối với người dùng, nhưng nó cũng gặp phải vấn đề về tập trung hóa tương tự như các hội thợ đào.

Rủi ro bảo mật

Ngoài rủi ro tập trung hóa, thực tế là 4 nhóm thợ đào hàng đầu cùng nhau sở hữu sức mạnh băm có khả năng làm tăng nguy cơ mạng lưới Bitcoin bị tấn công 51%. Đó là một cuộc tấn công nhắm vào hệ thống bảo mật của blockchain bởi một tổ chức – tác nhân độc hại với mục đích kiểm soát hơn 50% tổng sức mạnh băm của mạng lưới. 

Những kẻ tấn công có thể ghi đè thuật toán đồng thuận blockchain, đồng thời thực hiện các hành vi độc hại để mang lợi nhuận về cho bản thân, ví dụ như việc từ chối, thay đổi hồ sơ giao dịch hoặc ngăn người dùng khai thác Bitcoin. Mặc dù vậy, khó có thể xảy ra điều đó trên Bitcoin vì quy mô mạng lưới của nó.

Đối với blockchain PoS, nếu có kẻ tấn công, họ sẽ phải sở hữu hơn 50% số tiền mã hóa trên mạng lưới. Nó sẽ làm tăng nhu cầu của thị trường và giá tiền mã hóa cũng tăng theo, có thể lên tới hàng chục tỷ USD. 

Khi họ thực hiện cuộc tấn công 51%, các đồng tiền mà họ stake sẽ giảm giá trị đáng kể khi mạng lưới bị xâm phạm. Vì vậy, sẽ không có khả năng xảy ra các cuộc tấn công 51% đối với tiền mã hóa khi sử dụng thuật toán PoS, đặc biệt hơn nếu là một cuộc tấn công vào đồng tiền có vốn hóa thị trường lớn.

Điểm hạn chế của Proof of Stake (PoS)

Proof of Stake được coi là một giải pháp khắc phục những hạn chế của Proof of Work. Tuy nhiên, PoS vẫn có những điểm hạn chế. Cơ chế phân phối phần thưởng, người xác thực với nhiều tiền để stake sẽ có nhiều cơ hội xác thực khối tiếp theo. Người xác thực tích lũy nhiều tài sản hơn thì họ càng có thể stake và kiếm được nhiều tiền hơn. Điều đó khiến một số người cho rằng, PoS sẽ khiến người giàu càng trở nên giàu có hơn. Vì vậy, điều đó có thể làm ảnh hưởng đến việc bỏ phiếu trên mạng lưới, vì các blockchain PoS thường cấp quyền quản trị trình xác thực.

Một vấn đề khác là rủi ro bảo mật của tiền mã hóa có vốn hóa thị trường nhỏ hơn khi PoS được thông qua. Như đã đề cập trước đó, một cuộc tấn công 51% vào các loại tiền mã hóa phổ biến như ETH hoặc BNB là không thể. Tuy nhiên, các loại tiền mã hóa có vốn hóa thị trường nhỏ hơn với giá trị thấp hơn sẽ dễ bị tấn công. 

Những kẻ tấn công có thể làm mọi cách có đủ tiền để đạt được lợi thế trước các trình xác thực khác. Họ có thể lợi dụng hệ thống PoS thông qua việc thường xuyên được bầu để trở thành người xác thực. Phần thưởng họ kiếm được sau đó có thể được sử dụng để stake thêm và cơ hội được chọn trong vòng tiếp theo sẽ cao hơn.

Tổng kết

Proof of Work và Proof of Stake đều có vai trò khác nhau trong hệ sinh thái tiền mã hóa. Mỗi giao thức đều có những ưu và nhược điểm riêng. Qua bài viết mà Coinvn cung cấp, hy vọng sẽ mang lại cho bạn đọc nhiều thông tin bổ ích về hai cơ chế đồng thuận phổ biến này. Hãy tìm hiểu nhiều kiến thức mới từ cơ bản đến nâng cao của Coinvn để có thể thành công trong thị trường tiền mã hóa đầy biến động này nhé.