Chứng minh sở hữu (PoS) đã trở thành cơ chế đồng thuận chủ đạo cho các mạng lưới blockchain hiện đại. Được thiết kế như một lựa chọn thay thế cho Chứng minh công việc (PoW), PoS thay thế việc khai thác tốn năng lượng bằng một hệ thống kinh tế dựa trên việc gửi tiền. Thay vì cạnh tranh về sức mạnh tính toán, các thành viên tham gia giúp bảo vệ mạng lưới bằng cách khóa tiền và nhận phần thưởng cho hành vi trung thực.
Mặc dù PoS hiện tồn tại dưới nhiều dạng khác nhau, nhưng tất cả các triển khai đều chia sẻ những ý tưởng nền tảng giống nhau. Việc hiểu rõ những khái niệm cốt lõi này sẽ giúp dễ dàng đánh giá cách các blockchain khác nhau hoạt động và lý do tại sao PoS lại được áp dụng rộng rãi đến vậy.
Chứng minh cổ phần có nghĩa là gì?
Chứng minh cổ phần lần đầu tiên được đề xuất vào năm 2011 như một phản ứng với những hạn chế của PoW. Mặc dù cả hai cơ chế đều nhằm mục đích đạt được sự đồng thuận phi tập trung, PoS loại bỏ nhu cầu về nỗ lực tính toán khổng lồ. Các xác thực viên chứng minh cam kết với mạng lưới bằng cách bỏ phiếu tiền thay vì tiêu tốn điện năng.
Trong thực tế, sự chuyển đổi này làm giảm đáng kể tiêu thụ năng lượng, đồng thời mở ra cơ hội cải thiện khả năng mở rộng và sự tham gia rộng rãi hơn.
Chứng minh cổ phần hoạt động như thế nào
Trong hệ thống PoS, các xác thực viên được chọn thông qua một quá trình gần như ngẫu nhiên. Việc chọn thường phụ thuộc vào sự kết hợp của nhiều yếu tố như quy mô cổ phần của xác thực viên, thời gian mà các token đã được bỏ phiếu, và yếu tố ngẫu nhiên được thiết kế để ngăn chặn sự tập trung tài sản.
Các khối trong mạng PoS thường được mô tả là được 'đúc' thay vì 'khai thác'. Hầu hết các blockchain PoS bắt đầu với các token đã phát hành trước, giúp các xác thực viên có thể tham gia ngay lập tức.
Để trở thành một xác thực viên, người dùng khóa một lượng token nhất định vào giao thức. Số lượng bỏ phiếu lớn thường tăng xác suất được chọn, nhưng các thiết kế hiện đại bao gồm các biện pháp bảo vệ để tránh sự thống trị liên tục bởi những người giàu nhất.
Hai phương pháp chọn lựa cổ điển minh họa rõ ý tưởng này. Chọn khối ngẫu nhiên ưu tiên các xác thực viên có chỉ số trọng số cổ phần mạnh mẽ trong khi vẫn duy trì tính bất ngờ. Chọn theo tuổi coin tính đến thời gian mà token đã được bỏ phiếu, và được reset sau mỗi khối được tạo để ngăn chặn sự thống trị lặp lại.
Xác thực giao dịch và nhận phần thưởng
Khi một xác thực viên được chọn, nó sẽ kiểm tra các giao dịch đề xuất, ký khối và thêm vào blockchain. Đổi lại, xác thực viên nhận được phí giao dịch và, trên một số mạng, các đồng tiền mới được phát hành.
Nếu một xác thực viên quyết định ngừng tham gia, số token đã bỏ phiếu của họ sẽ không được giải phóng ngay lập tức. Một thời gian khóa cho phép mạng lưới thời gian để phát hiện và trừng phạt hành vi gian lận. Việc rút tiền bị trì hoãn này củng cố an ninh bằng cách ngăn chặn các cuộc tấn công ngắn hạn.
Các blockchain sử dụng chứng minh cổ phần
Ngày nay, phần lớn các blockchain mới đều dựa vào PoS hoặc một phiên bản cải tiến của nó. Ngay cả các mạng lưới đã thành lập cũng đã áp dụng hoặc chuyển đổi sang thiết kế dựa trên PoS.
Các ví dụ tiêu biểu bao gồm Ethereum, đã hoàn thành chuyển đổi sang PoS vào năm 2022, cùng với BNB Smart Chain, Solana, Avalanche và Polkadot. Mỗi mạng điều chỉnh PoS để phù hợp với mục tiêu hiệu suất, quản trị và an ninh riêng.
Ưu điểm của chứng minh cổ phần
Một trong những điểm mạnh lớn nhất của PoS là khả năng thích ứng. Các nhà phát triển có thể điều chỉnh tinh vi các quy tắc bỏ phiếu, giới hạn xác thực viên và cấu trúc phần thưởng để phù hợp với các trường hợp sử dụng khác nhau.
PoS cũng làm giảm rào cản tham gia. Việc vận hành một xác thực viên thường rẻ hơn nhiều so với việc vận hành phần cứng khai thác chuyên dụng, khuyến khích sự tham gia rộng rãi và hỗ trợ tính phi tập trung. Mặc dù các nhóm bỏ phiếu tồn tại, nhưng các xác thực viên cá nhân có cơ hội tham gia một cách ý nghĩa cao hơn so với khai thác PoW.
Hiệu quả năng lượng là một lợi thế lớn khác. Vì PoS không phụ thuộc vào tính toán liên tục, nó tiêu thụ ít điện năng hơn nhiều so với PoW, làm cho nó bền vững hơn về môi trường.
Khả năng mở rộng cũng được cải thiện. Việc thêm các xác thực viên không yêu cầu thêm năng lượng hay cơ sở hạ tầng công nghiệp, giúp các mạng lưới dễ dàng mở rộng hơn. An ninh được đảm bảo về mặt kinh tế: các xác thực viên gian lận có nguy cơ mất một phần hoặc toàn bộ số token đã bỏ phiếu thông qua cơ chế phạt.
Nhược điểm và rủi ro của chứng minh cổ phần
Mặc dù có nhiều ưu điểm, PoS không hề thiếu nhược điểm. Một lo ngại là vấn đề 'không có gì để mất' trong các phân nhánh, khi các xác thực viên có thể cố gắng hỗ trợ nhiều chuỗi đồng thời. Các thiết kế PoS hiện đại bao gồm hình phạt để giảm thiểu hành vi này.
Khả năng tiếp cận cũng có thể là một vấn đề. Để tham gia bỏ phiếu, người dùng phải sở hữu token gốc của mạng lưới, điều này có thể đòi hỏi một khoản đầu tư ban đầu đáng kể. Trong khi đó, những người tham gia PoW đôi khi có thể thuê thiết bị hoặc tham gia các nhóm với vốn nhỏ hơn.
Cuối cùng, các mạng PoS vẫn có thể bị tổn thương về mặt lý thuyết trước các cuộc tấn công 51%. Trên các blockchain nhỏ hoặc có vốn hóa thị trường thấp, việc sở hữu cổ phần đa số có thể rẻ hơn việc sở hữu quyền lực băm đa số trong hệ thống PoW.
Chứng minh công việc so với chứng minh cổ phần
Ở mức độ cao, PoW dựa vào nỗ lực tính toán và điện năng, trong khi PoS dựa vào các động lực kinh tế và vốn bỏ phiếu. PoW có xu hướng ưu tiên các hoạt động quy mô công nghiệp, trong khi PoS khuyến khích sự tham gia rộng rãi nhờ chi phí vận hành thấp hơn.
Nói chung, PoS tiêu thụ ít năng lượng hơn, mở rộng dễ dàng hơn và cung cấp tính linh hoạt thiết kế cao hơn. Tuy nhiên, PoW có lịch sử lâu dài về độ bền và vẫn được đánh giá cao vì tính đơn giản và an ninh đã được kiểm chứng.
Các biến thể dựa trên chứng minh cổ phần
PoS không phải là một mô hình cứng nhắc duy nhất. Nhiều mạng lưới mở rộng nó theo những cách khác nhau.
Chứng minh cổ phần ủy quyền cho phép những người sở hữu token ủy quyền phần cổ phần của họ cho các xác thực viên thay vì tự vận hành các nút. Chứng minh cổ phần được đề cử, được sử dụng bởi Polkadot, giới thiệu rủi ro chung giữa những người đề cử và các xác thực viên. Chứng minh cổ phần có thẩm quyền kết hợp xác thực dựa trên danh tính với việc bỏ phiếu, như thể hiện ở BNB Smart Chain.
Những biến thể này phản ánh mức độ linh hoạt mà PoS đã đạt được trong toàn bộ hệ sinh thái blockchain.
Những suy nghĩ cuối cùng
Chứng minh cổ phần đại diện cho một bước tiến lớn trong cách các blockchain đạt được sự đồng thuận. Bằng cách thay thế sức mạnh tính toán thô bằng cam kết kinh tế, PoS giảm đáng kể tiêu thụ năng lượng trong khi mở ra cánh cửa cho các thiết kế mạng lưới có thể mở rộng và linh hoạt.
Mặc dù đi kèm với những đánh đổi và rủi ro, PoS đã chứng minh được hiệu quả trong thực tế trên nhiều blockchain hàng đầu. Khi ngành công nghiệp tiếp tục trưởng thành, chứng minh cổ phần dường như sẽ tiếp tục là nền tảng cốt lõi của các mạng lưới phi tập trung trong nhiều năm tới.