Một trong những sự kiện thu hút được nhiều sự chú ý nhất của cộng đồng Crypto trong những ngày gần đây có lẽ chính là The Merge sắp được diễn ra chính thức trên Ethereum. Nói ngắn gọn và dễ hiểu thì sau sự kiện này, blockchain Ethereum sẽ chuyển sang cơ chế đồng thuận mới, từ cơ chế Proof of Work (PoW) sang cơ chế Proof of Stake (PoS). Vậy thì PoS là gì và PoW là gì mà tại sao lại được quan tâm đến như vậy? Hôm nay hãy cùng mình xem thử nhé!

Proof of Work (PoW)

Định nghĩa

Proof of Work (Bằng chứng công việc – PoW) là cơ chế đồng thuận đầu tiên được tạo ra trên công nghệ Blockchain và khá phổ biến trong thế giới tiền điện tử trong khoảng thời gian mới hình thành. Proof of Work được Satoshi Nakamoto áp dụng thành công cho Bitcoin vào năm 2009. Từ đó đến nay, PoW là một trong những cơ chế đồng thuận phổ biến nhất trong hệ sinh thái Cryptocurrency.

Proof of Work yêu cầu thợ đào phải giải các bài toán mật mã phức tạp để hợp thức hoá các khối (block) trong blockchain và nhận lại phần thưởng dưới dạng coin hay token. Ví dụ như các thợ đào Ethereum hoặc Bitcoin.

Cơ chế hoạt động

Để blockchain có thể hoạt động bình thường, cần đến sự ra đời liên tục của block mới để chứa các thông tin giao dịch. Việc này được đảm nhận bởi thành phần gọi là “Thợ đào” – Miners. Họ sẽ phải giải đáp các bài toán phức tạp và gửi đáp án đúng đến toàn mạng lưới nhanh nhất, và để đáp ứng các yêu cầu đó thợ đào sẽ cần đến các máy đào là các thiết bị có khả năng tính toán cao để giải quyết các bài toán.

Về quy trình hoạt động, trước tiên các node  phải tìm giải pháp cho vấn đề thông qua sức mạnh tính toán. Điều này có nghĩa là những node có sức mạnh tính toán cao nhất có khả năng tìm ra giải pháp cho vấn đề toán học cao nhất.

Sau đó quá trình xác minh các giao dịch trong block sẽ được thêm vào. Tổ chức các giao dịch này theo trình tự thời gian trong block và thông báo block mới được khai thác cho toàn bộ mạng (quá trình này không tốn nhiều năng lượng và thời gian). Phần tiêu thụ năng lượng đang giải quyết vấn đề toán học khó khăn để liên kết block mới với block cuối cùng trong blockchain

Proof of Stake (PoS)

Định nghĩa

Proof of Stake (PoS – Bằng chứng cổ phần) là một thuật toán làm việc của Blockchain. Có thể hiểu nôm na là người dùng sẽ ký gửi (Stake) một lượng tài sản nhất định để trở thành Validator (người xác thực) của Blockchain.

Các Validator này sẽ xác minh các giao dịch trên mạng lưới, gửi bằng chứng vào khối. Nếu đúng, các Validator sẽ được nhận thưởng là token của Blockchain, hoặc phí giao dịch thu về. Nếu sai, họ sẽ chịu phạt là mất đi tất cả, hoặc một lượng tài sản đã ký gửi

Cơ chế hoạt động

PoS sẽ hoạt động bằng cách yêu cầu những người tham gia phải đóng góp một lượng coin để xác nhận đồng thuận cho block. Sau đó, coin sẽ bị lock (khóa) để làm tài sản thế chấp của mạng lưới. Khi xác nhận thành công (unlock), phần thưởng của block sẽ xuất hiện và được chia cho những người đã đóng góp. Mỗi người tham gia sẽ nhận theo tỉ lệ họ đã đóng góp trước đó

Hiện nay, việc Staking không chỉ đơn thuần gói gọn trong Blockchain, mà nó cũng đưa vào những dự án thông thường với mục đích giảm lưu thông nguồn cung, giảm áp lực bán. Đổi lại, người dùng chấp nhận khóa token cũng sẽ nhận được phần thưởng là token dự án. Tuy nhiên, đây cũng chính là con dao 2 lưỡi: 

• Nếu trong thời gian lock, dự án hoạt động tốt và chứng minh được vì sao người dùng cần giữ token và không bán, thì sau thời gian lock, sẽ không có áp lực bán.
• Ngược lại, nếu trong khoảng thời gian này mà vẫn không có gì thay đổi, khả năng cao họ sẽ xả hết cả token thưởng cùng với gốc, dự án sẽ bị tổn thất nặng hơn

Sự khác biệt giữa PoW và PoS

Mặc dù cả PoS và PoW đều là cơ chế đồng thuận của blockchain với mục đích bảo đảm tính bảo mật cũng như là giúp blockchain hoạt động liền mạch nhưng vẫn có sự khác biệt nhất định giữa 2 cơ chế này. Chủ yếu là việc lựa chọn người xác thực cho các block, và dường như mặc dù PoW khá phổ biến trong khoảng thời gian đầu của thế giới Crypto do tính bảo mật cao và được áp dụng bởi người ảnh cả Bitcoin và Ethereum nhưng PoS lại cho thấy khả năng mở rộng và tốc độ xử lí giao dịch nhanh hơn, điều mà khá nhiều blockchain bây giờ cần đến khi lượng người dùng gia tăng nhanh chóng. Dưới đây là một bảng so sánh ngắn gọn giữa PoS và PoW

Đây là những sự khác biệt cơ bản về cơ chế hoạt động giữa PoS và PoW, tất nhiên vẫn còn nhiều yếu tố khác liên quan đến tính bảo mật cũng như Blockchain Trilemma dẫn đến việc các blockchain khác nhau sẽ có những yêu tiên trong việc lựa chọn cơ chế đồng thuận khác nhau

Liệu PoS có thực sự tốt hơn PoW 

Khi mà sự kiện Ethereum Merge đang ngày càng tới gần, sự khác biệt giữa PoS và PoW ngày càng thu hút được nhiều sự chú ý và câu hỏi đặt ra là liệu PoS có thực sự tốt hơn PoW hay không. Điều này tạo ra nhiều luồng ý kiến trái chiều từ cộng đồng Bitcoin và cả Ethereum, những người ủng hộ PoS cho rằng nó giải quyết được vấn đề về khả năng mở rộng và tốc độ giao dịch, thứ mà Ethereum đang rất cần ở thời điểm hiện tại, bên cạnh đó vấn đề về tiêu thụ năng lượng cũng là một ưu thế của PoS. Ngược lại, nhiều người ủng hộ PoW cho rằng PoS, với tư cách là một công nghệ mới hơn, vẫn chưa chứng minh được tiềm năng về mặt an ninh mạng. Thực tế là các mạng PoW yêu cầu một lượng tài nguyên đáng kể (phần cứng khai thác, điện, v.v.) khiến cho việc tấn công chúng trở nên đắt đỏ. Điều này đặc biệt đúng đối với Bitcoin, blockchain lớn nhất sử dụng PoW. Tất nhiên, mỗi cơ chế đề sẽ có những ưu điểm và nhược điểm khác nhau, dưới đây là một số ví dụ:

Nhược điểm của PoW

Rủi ro bảo mật

PoW có một rủi ro khá lớn về tính bảo mật, đó là rủi ro về khả năng bị tấn công 51%. Bởi vì PoW hoạt động dựa trên sức mạnh tính toán nên nếu có 1 nhóm hay một tổ chức nào đó có thể sở hữu hơn 51% tổng sức mạnh tính toán của một mạng lưới thì họ sẽ chiếm được quyền kiểm soát mạng lưới trong việc xác nhận sai lệch các bằng chứng, khiến cho mạng lưới bị tình trạng double spending (chi tiêu kép), gây thiệt lại rất lớn. Mặc dù đối với Bitcoin, khả năng bị tấn công 51% là khá thấp do quy mô mạng lớn nên yêu cầu về chi phí sẽ cực cao và khó có thể đáp ứng được nhưng khả năng tấn công 51% hoàn toàn có thể xảy ra với các blockchain có quy mô mạng nhỏ, ít miners dẫn đến rủi ro bảo mật hệ thống là tương đối lớn 

Lãng phí năng lượng

Lãng phí năng lượng luôn là một vấn đề gây tranh cãi rất lớn không chỉ trong cộng đồng Crypto mà còn lại góc nhìn của thế giới đối với Bitcoin. Mặc dù đối với PoW, việc tiêu thụ nhiều điện năng đồng nghĩa với việc blockchain có thể bảo đảm tính bảo mật cao hơn nhưng đối với những blockchain quy mô lớn như Bitcoin, tổng điện năng mà các thợ đào BTC đã tiêu thụ trong 2020 lên đến con số 128 tỷ kWh, lớn gấp 10 lần toàn bộ điện mà hệ thống Google đã sử dụng trong 2019. Điều này khiến cho Bitcoin không điều nhiều nhà hoạt động môi trường ủng hộ và phần nào khiến Crypto mất đi thiện cảm đối với thế giới trong hành trình tiến tới “Mass Adoption”

Nhược điểm của PoS 

Mặc dù có thể giải quyết được các vấn đề liên quan đến khả năng tấn công 51%, tốc độ xử lí giao dịch và mở rộng mạng lưới, PoS vẫn còn nhiều hạn chế của nó. Ví dụ như khi anh em trở thành validator stake tài sản của mình trên blockchain thì anh em sẽ bị lock lượng tài sản đó và thường thì việc unlock sẽ tốn thời gian để mạng lưới phân bổ lại các node, chính vì vậy khi thị trường điều chỉnh và biến động mạnh, anh em sẽ không thể xoay sở kịp khiến cho lợi nhuận từ việc staking đôi khi không đủ để bù lỗ nhận lại. 

Hoặc là vấn đề về governance, đối với một số dự án thì việc vote proposal thường dựa vào số token nắm giữ, do đó ai khóa càng nhiều token thì tiếng nói của người đó sẽ có trọng lượng hơn, đó chính là lý do vì sao Validator cũng cần người dùng ủy thác token cho họ. Điều này dẫn đến trường hợp Blockchain mang tính tập trung: Một số ít người có quyền hạn quá lớn, dự án phải làm theo họ, đôi khi có những ý kiến không mang lợi ích gì cho dự án nhưng vẫn phải làm

Tổng kết

Trên đây là một số khái niệm cơ bản giữa PoS và PoW, nói chung mỗi cơ chế đều có ưu và nhược điểm riêng mang lại cho blockchain và tuỳ vào mục tiêu phát triển mà mỗi blockchain sẽ lựa chọn cơ chế đồng thuận khác nhau. Hi vọng qua bài viết anh em sẽ hiểu thêm một chút về những khái niệm này trong bối cảnh khi mà The Merge trên Ethereum sắp diễn ra.