Thuật toán đồng thuận Proof of Stake được giới thiệu vào năm 2011 thông qua diễn đàn Bitcointalk nhằm giải quyết các vấn đề liên quan đến Proof of Work. Mặc dù cả hai thuật toán đều có chung mục tiêu là đạt được sự đồng thuận trên blockchain, nhưng quá trình thực hiện lại rất khác nhau. Thay vì yêu cầu người tham gia cung cấp bằng chứng tính toán phức tạp, họ chỉ cần chứng minh rằng họ đã stake (đặt cọc) token.

Proof of Stake hoạt động như thế nào?

Thuật toán Proof of Stake sử dụng quy trình bầu chọn ngẫu nhiên giả để chọn trình xác thực từ một nhóm các nút. Hệ thống này xem xét nhiều yếu tố, bao gồm tuổi stake (một yếu tố ngẫu nhiên) và tài sản của nút.

Trong hệ thống Proof of Stake, các khối được "rèn" (forged) thay vì "đào" (mined). Tuy nhiên, đôi khi bạn vẫn có thể nghe thấy thuật ngữ "đào". Hầu hết các loại tiền mã hóa Proof of Stake khi ra mắt đều cung cấp sẵn token "được rèn trước" để khởi động mạng lưới ngay lập tức.

Người tham gia vào quá trình rèn phải khóa một lượng token nhất định vào mạng như stake của họ. Quy mô stake quyết định cơ hội một nút được chọn làm trình xác thực tiếp theo—stake càng lớn, cơ hội càng cao. Để đảm bảo quy trình không chỉ ưu tiên các nút giàu nhất, quá trình lựa chọn được bổ sung nhiều phương pháp đặc biệt.

Ưu điểm của Proof of Stake

Proof of Stake có nhiều ưu điểm vượt trội so với Proof of Work. Do đó, các blockchain mới hầu như luôn sử dụng Proof of Stake. Những lợi ích bao gồm:

Khả năng thích ứng

Proof of Stake thay đổi theo nhu cầu người dùng và sự phát triển của blockchain, như được minh chứng rõ ràng qua nhiều ứng dụng điều chỉnh. Cơ chế này linh hoạt và dễ dàng áp dụng cho hầu hết các trường hợp sử dụng blockchain.

Phi tập trung

Nhiều người dùng được khuyến khích chạy nút do phương pháp này tiết kiệm chi phí hơn. Sự khuyến khích cùng quy trình ngẫu nhiên hóa giúp tăng cường tính phi tập trung của mạng. Mặc dù có các pool stake, cá nhân có cơ hội rèn khối thành công cao hơn nhiều nhờ cơ chế Proof of Stake. Nhìn chung, điều này làm giảm nhu cầu về pool stake.

Hiệu suất năng lượng

Proof of Stake tiết kiệm năng lượng hơn nhiều so với Proof of Work. Chi phí tham gia phụ thuộc vào giá trị kinh tế của token stake, chứ không phải chi phí tính toán để giải câu đố. Cơ chế này giúp giảm đáng kể năng lượng cần thiết để vận hành quy trình đồng thuận.

Khả năng mở rộng

Do không phụ thuộc vào phần cứng vật lý để đạt đồng thuận, Proof of Stake có khả năng mở rộng tốt hơn. Nó không cần các trang trại đào lớn hay nguồn năng lượng khổng lồ. Việc thêm trình xác thực vào mạng rẻ hơn, đơn giản hơn và dễ thực hiện hơn.

Bảo mật

Stake đóng vai trò như động lực kinh tế để trình xác thực không xử lý giao dịch gian lận. Nếu mạng phát hiện giao dịch giả mạo, trình xác thực sẽ mất một phần stake và quyền tham gia trong tương lai. Do đó, miễn là stake cao hơn phần thưởng, việc gian lận sẽ khiến họ mất nhiều token hơn số có thể kiếm được.

Để kiểm soát mạng và phê duyệt giao dịch giả, một nút phải nắm giữ đa số stake—còn gọi là tấn công 51%. Tùy thuộc vào giá trị của tiền mã hóa, việc sở hữu 51% nguồn cung lưu thông để kiểm soát mạng gần như là không thể.

Nhược điểm của Proof of Stake

Dù có nhiều ưu điểm so với Proof of Work, Proof of Stake vẫn tồn tại một số hạn chế:

Fork (Phân nhánh)

Cơ chế Proof of Stake tiêu chuẩn không ngăn chặn việc khai thác cả hai nhánh của fork. Với Proof of Work, điều này gây lãng phí năng lượng. Nhưng với Proof of Stake, chi phí thấp hơn đáng kể, nghĩa là người dùng có thể "đặt cược" vào cả hai nhánh.

Khả năng tiếp cận

Để bắt đầu stake, bạn cần sở hữu token gốc của blockchain, nghĩa là phải mua chúng thông qua sàn giao dịch hoặc cách khác. Tùy theo số lượng cần thiết, bạn có thể phải đầu tư lớn để stake hiệu quả.

Với Proof of Work, bạn có thể mua hoặc thuê thiết bị đào giá rẻ, sau đó tham gia mining pool để nhanh chóng bắt đầu xác thực và kiếm lợi nhuận.

Tấn công 51%

Dù Proof of Work cũng dễ bị tấn công 51%, nhưng với Proof of Stake, việc này dễ dàng hơn. Nếu giá token sụp đổ hoặc vốn hóa thị trường của blockchain thấp, về lý thuyết, việc mua hơn 50% token để kiểm soát mạng có thể rẻ hơn.

Kết luận

Kể từ Bitcoin, cách chúng ta thêm khối giao dịch vào mạng đã thay đổi đáng kể. Giờ đây, chúng ta không cần dựa vào sức mạnh tính toán để đạt đồng thuận. Hệ thống Proof of Stake mang lại nhiều ưu điểm, và lịch sử đã chứng minh hiệu quả của nó. Theo thời gian, Bitcoin có lẽ là một trong số ít mạng lưới Proof of Work còn tồn tại. Hiện tại, Proof of Stake dường như sẽ tiếp tục phát triển.