Proof of Stake là gì? Tìm hiểu về giao thức Proof of Stake (PoS)

Proof-of-Stake

Proof of Stake (PoS) là một khái niệm cơ bản trong đào coin. Giao thức PoS hướng đến sự đồng thuận trong Blockchain.

Mỗi khi một khối được ra đời, mạng lưới Blockchain phải đạt được sự đồng thuận của toàn bộ thợ đào để quyết định khối đó đại diện cho tất cả các giao dịch hợp lệ.

Blockchain là cỗ máy của sự tin tưởng, do đó đồng thuận là một cơ chế quan trọng của Blockchain.

Sự đồng thuận không tín nhiệm và phân tán là gì?

Sự đồng thuận không tín nhiệm và phân tán có nghĩa là nếu bạn muốn gửi và/hoặc nhận tiền từ một ai đó mà bạn không cần phải tin vào các dịch vụ của bên thứ ba.

Khi bạn sử dụng phương thức thanh toán truyền thống, bạn cần phải đặt niềm tin vào bên thứ ba để đặt giao dịch của mình (ví dụ: Visa, Mastercard, PayPal, các ngân hàng). Họ giữ sổ cá nhân của khách hàng, nơi lưu trữ các lịch sử giao dịch và số dư của mỗi tài khoản.

Ví dụ: Nếu Alice gửi cho Bob $100, dịch vụ của bên thứ ba đáng tin cậy sẽ ghi nợ cho tài khoản của Alice và ghi có cho tài khoản của Bob, vì vậy cả hai phải tin vào bên thứ ba.

Với Bitcoin và một vài loại tiền tệ số khác, mọi người đều có một bản sao của sổ cái (Blockchain), vì vậy không ai cần tin tưởng vào bên thứ ba, bởi vì bất cứ ai cũng có thể trực tiếp xác minh các thông tin được viết ra.

Proof of stake (Bằng chứng cổ phần) là gì?

Proof of Stake (Bằng chứng Cổ phần – PoS) là một cách khác để xác thực cơ sở các giao dịch và ngưỡng đạt được sự đồng thuận phân tán. PoS thực tế vẫn là một giao thức với mục đích giống như PoW nhưng quá trình để đạt được mục tiêu thì khác hoàn toàn.

Proof of Stake xảy ra khi một thợ đào góp cổ phần vào loại tiền tệ kỹ thuật số cụ thể để xác minh cho khối giao dịch. Proof of Stake khá đơn giản cho máy tính vì bạn chỉ cần chứng minh mình sở hữu một tỉ lệ cổ phần của loại tiền tệ kỹ thuật số.

Ví dụ nếu bạn sở hữu 5% lưu lượng Ethereum đang tồn tại thì bạn có quyền khai thác 5% tất cả giao dịch Ethereum.

Tất cả các đồng tiền đã được tạo ra từ trước và số lượng của chúng không bao giờ thay đổi. Điều này có nghĩa là trong hệ thống PoS không có phần thưởng khối.

Vì vậy, các thợ đào coin sẽ phải trả lệ phí giao dịch. Đây là lý do tại sao những người khai thác hệ thống PoS này được gọi là “Thợ rèn” – Forger chứ không phải là thợ đào – Miner.

Proof-of-stake là một hệ thống công bằng hơn proof-of-work khi tất cả mọi người đều có thể trở thành thợ đào. Không phân biệt nhỏ hay lớn, quy mô khai thác sẽ tỉ lệ tuyến tính với số lượng cổ phần sở hữu.

Điều đó khuyến khích cộng đồng tham gia vào việc xác nhận giao dịch, tăng cường tính phân cấp và dân chủ hơn.

Proof of Stake hoạt động như thế nào?

Để khắc phục các nhược điểm của Proof of Work. Một phương pháp đồng thuận mới trong việc đóng gói block vào chain đã được Proof of Stake đưa ra.

Trong tất cả các node tham gia, sẽ lựa chọn ngẫu nhiên một node để kiểm định và đóng gói block. Node tham gia được gọi là các validator (người kiểm định).

Các node này cần phải bỏ một khoản tiền vào mạng lưới để làm điều kiện tham gia, Vitalik Buterin – cha đẻ của Ethereum gọi là bet (đặt cược). Có thể hiểu đây là một cách chứng minh danh tính – đặt cọc tiền.

Khoản tiền đặt cọc còn được gọi là Stake.

Hệ thống thực hiện lock khoản tiền này. Và hệ thống sẽ unlock sau khi node không tham gia validator một thời gian chứ không unlock ngay lập tức.

Validator được chọn sẽ thực hiện validate block. Hành động này được gọi là forge hoặc mint (để tránh nhầm lẫn với mine của PoW).

Nếu block hợp lệ và ghi được vào chain, validator này sẽ nhận được một phần thưởng từ transaction fee.

Cách lựa chọn các nút (node) trong thuật toán POS

Proof of Stake phải xác định được node hợp lệ tiếp theo trong mỗi Blockchain.

Ví dụ: Nếu A bỏ vào tài khoản 10 USD, còn B chỉ bỏ 100 USD. Khả năng cao B sẽ được chọn làm validator tiếp theo.

Nếu việc lựa chọn validator như này thì sẽ dẫn đến việc tập trung hóa, và người giàu nhất sẽ có lợi thế. Vì thế, một số phương pháp được đưa ra như:

1. Lựa chọn dựa trên các nút ngẫu nhiên

Proof of Stake sẽ lựa chọn người xử lý các khối tiếp theo một cách ngẫu nhiên. Bằng cách sử dụng công thức tìm kiếm tỷ lệ băm (Hashrate) thấp nhất, kết hợp với khoản đặt cược cao nhất (stake).

Khi tài sản được công khai, mỗi nút sẽ “tự động” lựa chọn tài khoản được quyền xử lý block tiếp theo.

2. Lựa chọn dựa trên thời gian nắm giữ tài sản

Proof of Stake còn kết hợp phương pháp lựa chọn ngẫu nhiên với việc dựa vào “độ tuổi của tài sản” để xem xét (tính từ lúc tài sản được đưa vào) của mỗi nút.

Các tài sản chưa được xem xét trong ít nhất 30 ngày sẽ cạnh tranh vị trí xử lý khối tiếp theo. Vì thế, những tài sản chưa được lựa chọn trước đó sẽ có cơ hội lớn hơn để cạnh tranh ở lần lựa chọn validator sau.

Một khi quá trình xử lý hoàn thành, “độ tuổi tài sản” sẽ trở về số 0 và phải chờ ít nhất 30 ngày nữa trước khi được quyền xử lý một khối khác.

Ngoài ra, tỉ lệ nút được lựa chọn để xử lý các khối sẽ đạt xác suất cao nhất khi đạt mốc 90 ngày. Như vậy sẽ ngăn chặn được việc thống trị Blockchain của các tài sản rất cũ hoặc có giá trị rất lớn.

Nếu có gian lận thì sao?

Điều gì xảy ra nếu validator được chọn cố tình validate block giả mạo?

Nếu việc gian lận bị phát hiện thì người được chọn sẽ bị phạt toàn bộ số tiền trong stake.

Đó là nguyên nhân mà stake không được trả lại ngay sau khi validator từ bỏ quyền tham gia. Tránh trường hợp validate block giả mạo rồi biến mất.

Để đảm bảo lợi ích nhận được nhỏ hơn nhiều số tiền bị phạt, stake tối thiểu được quy định của Casper là 1250 ETH (Code trên github ở đây).

Nên nhớ là chỉ có 1 block được chấp nhận và thêm vào chain, còn đâu tất cả đều bị coi là giả mạo và sẽ mất toàn bộ stake.

Tấn công vào hệ thống

Với Proof of Work, việc tấn công vào hệ thông là rất khó và tốn kém (như tấn công 51%). Chi phí về năng lượng tính toán rất lớn mà lợi ích thu được lại không bằng.

Với Proof of Stake, việc tấn công cũng cực kỳ khó khăn. Nếu thất bại, kẻ tấn công sẽ bị mất hết số tiền đặt cọc (stake).

Để tấn công 51%, hacker cần phải có nhiều hơn 50% tổng số coins của hệ thống. Điều này là cực kỳ khó xảy ra.

Ưu điểm của Proof of Stake

  • Tiết kiệm năng lượng: Bởi vì PoS không đòi hỏi phần cứng hay lắp đặt quá nhiều.
  • Dễ dàng sinh lời: Lãi suất rất ổn định và là mỏ vàng cho các Holder.
  • Tính bảo mật cao: Vì một cuộc tấn công 51% sẽ là rất mạo hiểm, nếu thất bại thì sẽ mất toàn bộ số tiền cổ phần.
  • Tính linh hoạt: Proof of Stake sẽ chọn ra các nút dự trữ khác có sẵn nếu nút được chọn để xử lý khối tiếp theo không có mặt trong một khoảng thời gian xác định, để tránh tình trạng treo xử lý.

Nhược điểm của PoS

Proof of Stake khó có thể xây dựng cộng đồng bền vững do chỉ tập trung vào việc lôi kéo người tham gia kiếm lời nhanh mà không có nhiều ràng buộc trong việc đầu tư dài hạn.

Với các coins dùng POS, mọi người chẳng có gì để trao đổi như: các vấn đề kỹ thuật, cách đào, cách tối ưu máy đào… thì rất khó để giữ chân họ lâu dài.

Ngoài ra:

  • Với Ethereum Casper, khoản đặt cược là 125 ETH. Đây là 1 khoản tiền lớn. Nếu được áp dụng PoS, hệ thống chưa chắc sẽ trở nên decentralize (phân cấp) hơn.
  • Việc hạn chế chỉ người giàu có thể tham gia sẽ khiến cho sự phân hóa giàu nghèo trở lên rõ ràng. Người giàu sẽ càng giàu do thu được thêm lợi từ transaction fee.
  • PoS còn phải đối mặt với nhiều vấn đề kỹ thuật cần giải quyết như: Nothing at Stake hay Long Range Attack.

Sự khác biệt giữa PoW vs PoS

Những người ủng hộ Proof of Stake cho rằng: việc đào coin (mining) đã lỗi thời và thiếu an toàn so với staking.

  • Staking: Là hoạt động mua coin của người dùng và lưu giữ chúng trong ví của họ trong một khoảng thời gian cụ thể (sử dụng thuật toán PoS). Người dùng sẽ nhận được phần thưởng tùy theo thời gian lưu trữ coin trong ví (ví dụ điển hình là EthereumNEO).
  • Mining (hay còn gọi là đào coin): Là hoạt động sử dụng sức mạnh tính toán của máy tính để xử lý các thuật toán liên quan đến mạng lưới Blockchain.

Sự khác biệt ở đây là gì?

Rất khó để xác định giao thức PoW hay PoS tốt hơn. Bởi vì, mỗi người sẽ có quan điểm khác nhau. PoS đã khắc phục được nhược điểm của PoW:

  • PoS tốn ít thời gian và năng lượng hơn nhiều so với PoW do không cần tính toán giải các hàm hash phức tạp.
  • PoS hứa hẹn sẽ tạo ra mạng lưới an toàn và decentralize (phân cấp) hơn so với PoW

Với PoW, việc đào coin hiện nay chỉ hiệu quả với những hệ thống máy đào lớn, năng lượng cao. Điều này làm cho hệ thống trở nên centralize (tập trung), do power của toàn hệ thống chủ yếu tập trung ở các mining pool lớn.

Hiện nay, 3 mining pools lớn nhất (BTC.com, AntPool và SlushPool) đã chiếm hơn 50%. Nếu 3 mining pools này mà sát nhập lại thì hệ thống Bitcoin sẽ bị tấn công dễ dàng bởi 51% attack.

Biểu đồ phân bổ hash rate của Bitcoin.
Biểu đồ phân bổ hash rate của Bitcoin.

Với PoS, vì không đòi hỏi năng lượng và dễ dàng để tham gia đặt cược (chỉ cần số tiền vượt ngưỡng min deposit), hứa hẹn sẽ có nhiều node tham gia, giúp hệ thống trở nên decentralize hơn, và do đó an toàn hơn.

Một số kinh nghiệm khi Staking coin

Proof of Stake là cách đào coin theo dạng cổ phần. Có nghĩa là lượng coin đào được sẽ phụ thuộc vào số lượng coin bạn đang nắm giữ và tỉ lệ % Stake mà team DEV của coin đó cho phép.

Ví dụ: Tỉ lệ Coin Buzz là 1200%/năm ,  EMB 7200%/năm, B3 10000%/năm.

Tuy nhiên, việc đào không phải là cứ bỏ coin vào ví và treo 24/24 là bạn sẽ có lãi khủng như vậy. Để có lợi nhuận bạn cần có Weight (bao gồm: độ tuổi coin và số lượng coin mà bạn cần staking) thật cao để có thể cạnh tranh với các staker khác.

Mục đích là chiếm được block một cách nhanh nhất để nhận coin.

Độ tuổi coin: coin cần thời gian để trưởng thành sau khi nạp vào ví (thông thường là vài giờ đến vài ngày, tùy loại coin).

Weight = độ tuổi coin + số lượng coins

Trong thời gian đầu sẽ mất rất lâu để đào được coin vì :

  • Ở block đầu tiên thì toàn bộ coin bạn có chỉ đào được đúng 1 block duy nhất. Tuy nhiên, số coin này sẽ được chia ra nhiều block.
  • Sau khoảng 1 – 2 tuần, mạng lưới netweight đã hình thành. Khi đó, thu nhập mới bắt đầu ổn định.
  • Trong quá trình stake tuyệt đối không được nhận thêm hoặc rút bớt coin vì như vậy sẽ công sức xây dựng mạng lưới netweight sẽ bị mất hết và phải chờ nó tạo lại.

____________________________________________________________________________________

Trên đây là bài viết Proof of Stake là gì? Tìm hiểu về giao thức Proof of Stake (PoS) mà CafeBitcoin gửi tới bạn đọc! Cảm ơn độc giả đã đón đọc!