Tổng quan

Nếu bạn đã từng một lần tìm hiểu sâu về Cryptocrrency (tiền mã hóa) thì chắc ít nhiều bạn nghe nói đến những thuật ngữ như: Proof of Work (PoW) – Proof of Stake (PoS) – Masternode hay Delegated Proof of Stake (DPoS)

Thật sự những thuật ngữ này được nhắc đến nhiều nhưng có lẽ trên thực tế chỉ có khoảng chưa đến 10% những người quan tâm đến tiền mã hóa hiểu ý nghĩa thực sự của nó là gì? Thông thường mỗi khi có một loại tiền mã hóa (coin) chuẩn bị được phát hành cộng đồng sẽ hỏi nhau là:

Coin này hoạt động dựa trên thuật toán gì vậy?

Hàm ý ở câu hỏi này chính là: Coin này dùng thuật toán (cơ chế) gì để được tạo ra? Nó dùng thuật toán Proof of Work (PoW) – Proof of Stake (PoS) – Proof of Stake voting- POA?? Masternode hay Delegated Proof of Stake (DPoS)?  Vậy ý nghĩa thực sự sau các thuật toán trên đây là gì, ưu và nhược điểm của mỗi thuật toán này ra sao?

Hãy cùng GFS Blockchain cùng tìm hiểu ở bên dưới đây nhé!

Proof of Work (PoW) là gì?

Proof of Work (viết tắt là PoW) được hiểu là bằng chứng công việc. Thuật ngữ này được nhắc đến rất nhiều trong lĩnh vực đào coin.

Như các bạn đã biết Blockchain là một cuốn sổ ghi chép mọi dữ liệu, giao dịch và bất cứ ai cũng có thể mở sổ ra xem tất cả thông tin ngoại trừ danh tính. Tất cả các giao dịch diễn ra trên blockchain sẽ được xác nhận (validate), sau đó được lưu vào khối – block (cho tới khi đầy sẽ sinh ra khối mới). Và những người xác nhận giao dịch được gọi là Validator sẽ được nhận coin từ khối mới. Vậy làm thế nào để trở thành validator và nhận thêm coin? Đối với những đồng coin như Bitcoin, Ethereum và nhiều Altcoin khác, bạn chỉ có thể trở thành Validator nếu tham gia vào PoW. Tức là tham gia vào việc khai thác coin qua bằng chứng công việc. Đó chính là hoạt động của thuật toán PoW. Thuật toán này giúp các thợ mỏ giải quyết những phương trình toán học trong quá trình đào Bitcoin, Etherum… Để giải quyết các phương trình toán học có khá nhiều cách, tuy nhiên hệ thống chỉ chọn ra duy nhất một đáp án tốt nhất mà thôi.

Vậy đúng với cái tên gọi bằng chứng công việc, bạn sẽ phải “làm việc” mới được thưởng/trả công, bằng cách :

• Cung cấp máy móc + sức mạnh của máy (mạnh hay yếu).
• Tiêu thụ điện để giải các thuật toán vô cùng phức tạp. Ai có càng nhiều máy, máy càng mạnh, đốt nhiều điện sẽ giải các thuật toán nhanh hơn, và chính xác hơn.
• Sau đó, hệ thống sẽ chọn ra đáp án tốt nhất. Người nào đưa ra đáp án này sẽ trở thành Validator (người xác nhận). Và người đó có quyền khai thác block mới, xác nhận các giao dịch trong block đó.
• Cuối cùng là nhận phần thưởng chính là coin

Đó là lý do chúng ta mới thấy các xưởng đào coin, nơi nhà đầu tư bỏ rất nhiều tiền vào để mua các dàn máy, chạy ngày chạy đêm để giải các thuật toán nhằm thu về những đồng coin.

Thuật toán đồng thuận Proof Of Work (PoW)

Bản đồ các quốc gia tiêu thụ ít điện hơn lượng tiêu thụ của hoạt động khai thác bitcoin trên toàn cầu

Nhược điểm của thuật toán Proof Of Work (PoW)

Về cơ bản những đồng coin như Bitcoin, Ethereum đều sử dụng thuật toán PoW.

Và thuật toán này cũng có một số nhược điểm như sau:

• Cần tốn rất nhiều điện năng và máy móc (phần cứng) để đào. Việc tiêu tốn một lượng lớn điện năng và máy móc như vậy là quá phung phí. Hình ảnh dưới đây là bản đồ so sánh mức điện năng hệ thống của Bitcoin sử dụng (ứng dụng Proof of Work) so với mức điện năng của các quốc gia trên thế giới, với màu cam là các nước sử dụng ít điện năng hơn và màu đen là các nước sử dụng nhiều điện năng hơn.
• Các Miner (thợ đào) sẽ dễ dàng chuyển qua đào một loại coin khác nếu cảm thấy lợi nhuận khác biệt. Điều này dễ gây ra nghẽn mạng đột ngột nếu có 1 lượng đủ lớn Miner làm như vậy. Và việc đó gây ảnh hưởng không tốt cho hệ sinh thái.
• Các Miner lớn hưởng lợi nhất. Vì họ chỉ cần sở hữu một lượng máy mạnh khổng lồ. Thì họ sẽ tìm ra đáp án đúng và nhanh hơn. Điều này dễ tạo ra sự độc quyền. Chưa kể nếu có được sức mạnh tính toán đủ lớn. Họ có thể làm những việc không đúng đối với hệ thống. Điều này sẽ đi ngược ý muốn của phần lớn người nắm giữ coin.

Ví dụ: Tấn công 51% là tình trạng xảy ra khi một thợ mỏ hay một mining-pool kiếm soát được 51% sức mạnh tính toán trong mạng lưới. Khi đó họ có thể thao túng toàn bộ giao dịch và gian lận. Họ sẽ tạo ra những khối giả mạo, họ có thể hủy bỏ những khối hợp lệ mà cộng đồng khai thác được.

Vậy có giải pháp nào để thể cải thiện được những nhược điểm nêu trên của thuật toán PoW không? Đó chính là Proof of Stake!

Proof of Stake (PoS) là gì?

Pos Proof of Stake viết tắt là PoS – được hiểu là Bằng chứng kí gửi hay Bằng chứng cổ phần.

Là giao thức mà nó đòi hỏi bạn phải stake (đặt cọc -ký gửi) một lượng coin mới được tham gia. Giao thức PoS với khả năng hỗ trợ nhiều giao dịch hơn PoW và khó bị tấn công 51% hơn. Proof of stake được xem là một hệ thống công bằng hơn so với Proof-of-Work khi tất cả mọi người đều có thể trở thành thợ mỏ. Không phân biệt lớn hay nhỏ, quy mô khai thác sẽ tỉ lệ tuyến tính với số lượng cổ phần sở hữu. Điều này giúp khuyến khích cộng đồng tham gia vào việc xác nhận giao dịch, tăng khả năng phân cấp và dân chủ hơn. Nói một cách dễ hiểu là bạn có một lượng coin, bạn stake, giống như hodl, và bạn sẽ nhận được thêm coin qua thời gian. Giá trị coin lên hay xuống không ảnh hưởng tới số coin (phần thưởng) mà bạn sẽ nhận được. Đây được gọi là đúc coin.

Thuật toán Proof of Stake (PoS)

Ưu điểm của thuật toán PoS

• Tăng số lượng coin nắm giữ. Về điểm này rất thích hợp cho các Holder (những người muốn nắm giữ coin với thời gian lâu)
• Tiết kiệm được chi phí cơ sở hạ tầng. Tức là thay vì phải đầu tư các dàn máy với kinh phí lớn (trâu cày) như PoW thì với PoS bạn chỉ cần 1 chiếc máy tính với cấu hình bình thường, mạng ổn định và bật máy chạy 24/24.
• Tăng cường phân quyền, dân chủ hơn, công bằng hơn
• Stake khá an toàn vì nó có bản back up.

Nhược điểm của thuật toán PoS

Một trong những vấn đề của Proof of Stake là khuynh hướng thưởng cho các holder có cổ phần cao hơn. Các nút (node) thường được chọn ngẫu nhiên, dựa trên số lượng của tiền đặt cọc. Số tiền (coin) được đặt cược (stake) nhiều hơn thì cơ hội để được lựa chọn sẽ cao hơn. Đối với những người chủ nhỏ có thể không có lợi nhuận, cơ hội được chọn là khá thấp và phần thưởng không phải là bằng chứng cho nỗ lực để giữ một bản sao của blockchain và quỹ cổ phần. Các cổ đông lớn được khen thưởng nhanh hơn, nhiêu hơn và bằng cách này họ lại càng lớn mạnh hơn nữa. Tức là ai có nhiều coin, tham gia stake nhiều thì người đó sẽ nhận thêm nhiều coin. Còn người có ít, stake ít thì nhận được rất ít!

Ví dụ: Giả dụ Ngọc stake với giá trị 10 USD, Tuấn có stake là 100 USD. Vậy Tuấn sẽ có cơ hội cao để được lựa chọn hơn Ngọc và Tuấn sẽ nhận được nhiều coin và phát triển mạnh hơn những người còn lại.

Có cách nào giải quyết nhược điểm này? Đó chính là DPoS

Delegated Proof of Stake (DPoS) là gì?

Delegated Proof of Stake viết tắt là DPoS, tức là Ủy quyền bằng chứng kí quỹ hay còn gọi là Bằng chứng ủy quyền cổ phần là một dạng nâng cấp của PoS. Là một phương pháp tiên tiến nhất để bảo đảm mạng lưới của đồng tiền điện tử. DPoS cố gắng giải quyết các vấn đề của cả hai hệ thống Proof of Work và hệ thống Proof of Stake

Thay vì tự stake một mình hay mạo hiểm lập nhóm chạy Masternode (xem Masternode ở dưới). Coinholder (người nắm giữa coin) chỉ cần ủy quyền bằng chứng kí quỹ của họ cho một validator (người đại diện, thuyền trưởng) nào đó. Nghĩa là bạn sẽ có quyền biểu quyết vì bạn có bằng chứng là số tiền kí quỹ. Nhưng bạn sẽ chỉ ủy quyền quyền biểu quyết thôi. Còn coin của bạn thì bạn vẫn giữ. Điều này giúp coinholder nhỏ vẫn có thể tham gia DPoS mà không lo mất coin vì thuyền trưởng “biến mất”. Tùy vào quyết định của dev team (nhóm phát triển dự án), có thể coin mà bạn delegate (uỷ quyền) sẽ bị khóa hoặc đặt vô một pool/chỗ nào đó an toàn. Validator trong DPoS là những người vận hành các Masternode (gọi supernode hay thuyền trưởng). Và để trở thành validator, họ sẽ phải thuyết phục các coin holder lớn hoặc nhiều coin hodler nhỏ vote cho họ. Vote bằng cách delegated proof of stake. Hoặc nếu họ có 1 lượng coin đủ lớn, họ có thể tự vote cho bản thân để trở thành validator.

Các Validator sẽ được hệ thống lựa chọn để khai thác các block mới, đưa ra quyền quyết định cho hệ thống. Từ đó nhận được thêm coin. Các delegator (người ủy quyền coin) sau đó sẽ trả cho validator một khoản coin xem như tiền công. Nếu con số coin không phù hợp, khả năng cao delegator (những người tham gia uỷ quyền) sẽ muốn làm việc với validator khác. Tóm lại cơ chế hoạt động của DPoS gần như bầu cử và đại điện Quốc Hội vậy:

• Các bên nắm giữ coin (chủ sở hữu coin) có thể bầu bất kỳ số đại biểu nào để tạo ra các khối.
• Số đại biểu X hàng đầu theo tổng số phê duyệt được chọn.
• Mỗi lần một đại biểu tạo ra một khối, họ được trả cho các dịch vụ của mình theo tỷ lệ do các bên liên quan quyết định thông qua các đại biểu được bầu của họ.

Ví dụ: Vào năm 2017, dự án CyberMiles (CMT) khá được quan tâm với cộng đồng tiền mã hóa tại Việt Nam và dự án áp dụng cơ chế của DPoS. Tức là bạn có thể mang số coin CMT của bạn để vote và stake theo các “thuyền trưởng” (validator). Nhìn vào hình bên dưới bạn sẽ thấy validator tên là CyberMiles VietNam, hiện đang nắm giữ và stake khoảng 19 triệu CMT. Tỷ lệ coin phân chia là (55%), tức là nếu bạn cũng nắm giữ CMT và bạn muốn vote cho validator này thì khi số CMT được đúc ra dựa họ sẽ lấy 55%. Số 45% còn lại sẽ chia đều cho tất cả những thành viên (coinholder) – trong đó có bạn, vì bạn đã chọn lên thuyền của CyberMiles VietNam. Nếu CyberMiles VietNam làm không tốt bạn có thể “xuống thuyền” và “lên một thuyền” khác ví dụ nư SSSnodes chẳng hạn.

Tức là bạn vẫn giữ coin của mình trên ví, nhưng sẽ stake và bỏ phiếu cho “thuyền trưởng” nào bạn muốn. Nếu họ làm không tốt bạn sẽ vote cho người khác. Coin của bạn vẫn an toàn và rất dân chủ.

Cơ chế hoạt động của DPoS

Ưu điểm của Dpos

• Tiết kiệm chi phí năng lượng: Trái ngược với PoW, đòi hỏi 1 năng lượng lớn để quyết định ai có thể thêm khối tiếp theo vào blockchain, với Dpos, các nhân chứng được đưa ra một thời gian cụ thể để thêm khối tiếp theo vào blockchain. Do đó các máy tính chuyên dụng không cần thiết để giải quyết các vấn đề toán học phức tạp cần thiết cho PoW.
• Tăng cường phân quyền: Để trở thành một nhà khai thác thành công của Cryptocurrency sử dụng cơ chế PoW bạn phải xây dựng các giàn khai thác lớn để tăng cơ hội thêm khối tiếp theo. Điều này thúc đẩy tập trung bởi vì chỉ có những người có đủ khả năng cho các giàn khai thác lớn sẽ có thể khai thác cho một mật mã bí mật. Ngược lại, cơ chế đồng thuận Dpos cho phép các bên liên quan lựa chọn ai để xác nhận các giao dịch, do đó thúc đẩy việc phân cấp.

Proof of Stake (PoS) là một cấu trúc đồng thuận, như PoW nhưng thay vì đòi hỏi công việc hoặc quyền lực tính toán, nó đòi hỏi người thợ mỏ phải giữ một lượng lớn Cryptocurrency. PoS nhằm mục đích ngăn chặn các cuộc tấn công bằng cách yêu cầu cao cho các cuộc tấn công và bằng cách hạ thấp ưu đãi một cách đáng kể. Trong POS, blockchain được xác nhận bởi những người vận hành ví của họ trên các máy tính thông thường. Không thường xuyên hơn, nó đòi hỏi một phần cứng đặc biệt, sử dụng quá nhiều năng lượng, và phân bổ phần thưởng không phải là tất cả những gì công bằng cho nó dựa trên sự lựa chọn ngẫu nhiên theo sự giàu có và / hoặc độ tuổi. Ngoài ra, xác nhận giao dịch có thể là một nhiệm vụ mệt mỏi vì nó yêu cầu bạn để lại ví của bạn mở trên máy tính được mở khóa của bạn. Delegated Proof of Stake (Dpos) Dpos là một cấu trúc đồng thuận mới hơn, nó hơi tương tự như PoS nhưng có các tính năng “dân chủ” khác nhau và nhiều hơn nữa mà một số người cho rằng làm cho nó hiệu quả hơn và công bằng hơn. Trong DPOS, các nút (node) được ủy nhiệm sẽ chăm sóc mọi thứ. Tất cả người dùng phải làm là bỏ phiếu cho các đại biểu nhất định và nhập vào bất cứ khi nào cần bỏ phiếu.

Masternode là gì?

Masternode nó giống như 1 hình thức stake coin và sẽ nhận thêm coin. Nhưng hoàn toàn không phải mô hình lending rồi nhận lãi như Ponzi nhé.

Về cơ bản Masternode – Hiểu 1 cách đơn giản là máy chủ. Tức là bạn có thể setup máy tính của bạn để trở thành máy chủ (phải chạy 24/24). Hoặc thuê bên thứ ba sẽ thực hiện các giao dịch trong mạng lưới hoặc cung cấp các dịch vụ khác (tùy dự án). Và để bảo vệ mạng lưới, những người muốn vận hành Masternode cần stake 1 lượng coin rất lớn vào đó. Một Masternode sẽ chỉ chứa được một lượng coin nhất định. Ví dụ nếu tôi có 60% lượng coin và muốn stake tất cả. Tôi sẽ phải có ít nhất vài Master-node mới stake hết được. Có dự án đòi hỏi phải stake 1 lượng X coin cụ thể mới có thể chạy được. Có dự án lại có các gói, tùy theo số lượng coin mà sẽ nhận được % cao hơn hay thấp hơn.

Nói chung, nó chính là giao thức PoS, nhưng nếu bạn stake bằng Masternode thì sẽ :

• Nhận được nhiều coin hơn so với việc stake bình thường.
• Số coin cần stake là khá lớn đối với Coinholder nhỏ lẻ.

Từ đó sẽ nảy sinh ra vấn đề có khá nhiều nhà đầu tư nhỏ lẻ gom coin với nhau để chạy Masternode. Họ sẽ chọn ra một người tin tưởng nhất để quản lí. Việc này rất mạo hiểm nếu một ngày nào đó thuyền trưởng “biến mất” thì… Nhưng có lợi là nó tăng kết quả rõ rệt.

Mạng lưới Masternode của dự án Gobyte

Lời kết

Như vậy với bài viết này GFS Blockchain hy vọng đã cung cấp cho bạn các kiến thức để có thể phân biệt và hiểu rõ hơn về các giao thức Proof of Work (PoW) – Proof of Stake (PoS) – Masternode và Delegated Proof of Stake (DPoS).

GFS tổng hợp lại khái niệm 1 cách đơn giản, ngắn gọn như sau:

• Proof of Work (PoW) là bằng chứng công việc: Áp dụng vào việc đào coin qua việc giải các phương trình toán học bằng máy tính và ai càng mạnh càng đầu tư nhiều vào phần cứng thì càng giải được nhiều phương trình toán học. Từ đó các block mới được tạo ra và phần thưởng cho họ là coin.
• Proof of Stake (PoS) là Bằng chứng kí gửi: Là giao thức mà nó đòi hỏi bạn phải stake (đặt cọc -ký gửi) một lượng coin mới được tham gia. Giao thức PoS với khả năng hỗ trợ nhiều giao dịch hơn PoW. Bạn có một lượng coin, bạn stake, giống như hodl, và bạn sẽ nhận được thêm coin qua thời gian. Giá trị coin lên hay xuống thì không biết, nhưng số lượng sẽ tăng. Đây được gọi là đúc coin.
• Delegated Proof of Stake là Ủy quyền bằng chứng kí quỹ: Tức là bạn thay vì tự stake một mình hay mạo hiểm lập nhóm chạy Masternode. Coinholder (người nắm giữa coin) chỉ cần ủy quyền bằng chứng kí quỹ của họ cho một validator (người đại diện, thuyền trưởng) nào đó. Nghĩa là bạn sẽ có quyền biểu quyết vì bạn có bằng chứng là số tiền kí quỹ. Nhưng bạn sẽ chỉ ủy quyền quyền biểu quyết thôi. Còn coin của bạn thì bạn vẫn giữ.

Bạn nghĩ sao về các giao thức Proof of Work (PoW) – Proof of Stake (PoS) – Masternode và Delegated Proof of Stake (DPoS)? Nếu có góc nhìn khác hay sự phân tích nào về các thuật toán đồng thuận trong mạng lưới Blockchain thì thảo luận ở dưới cùng GFS nhé!