Proof-of-Work vs. Proof-of-Stake cho việc mở rộng Blockchain.

Không có gì bí mật rằng tiền điện tử có vấn đề về mở rộng, vì vậy chúng tôi xem xét nhiều cách khác nhau mỗi POW hoặc POS có thể có hiệu quả .

Hầu hết mọi người trong thế giới tiền điện tử đều biết rằng xác thực mạng thường có một trong hai hình thức: bằng chứng công việc (POW) hoặc bằng chứng cổ phần (POS). Có những cái khác nữa, nhưng những hệ thống này là phổ biến và cung cấp sức mạnh cho nhiều blockchain phổ biến nhất. Họ có cùng một vấn đề cơ bản là – xác minh các giao dịch – và giải quyết nó theo những cách độc đáo. Tuy nhiên, cả hai đều đưa ra các giải pháp khác nhau cho cuộc tranh luận đang diễn ra về quy mô. Liệu một người có một lợi thế thực sự so với người khác, hay họ chỉ là những triết lý khác nhau? Chúng tôi sẽ xem xét cả hai.

Giải thích về Bằng chứng công việc,

Hầu hết mọi người đã nghe nói về các công cụ khai thác Bitcoin (BTC), nhưng họ phải làm gì? Về bản chất, các thợ mỏ làm việc cạnh tranh để giải quyết các vấn đề toán học phức tạp nhằm đảm bảo các giao dịch trên mạng. Hãy xem, một trong những rủi ro lớn nhất đối với một blockchain là một thứ được gọi là một cuộc tấn công chi tiêu gấp đôi trên mạng. Đây không phải là vấn đề với các loại tiền truyền thống, nhưng với các loại tiền kỹ thuật số, cần có một hệ thống để đảm bảo ai đó không thể gửi cùng một Bitcoin cho nhiều bên.

Đây là nơi các công ty khai thác biết đến. Như đã đề cập, họ sử dụng các bộ xử lý mạnh mẽ để xác thực từng khối trên chuỗi với các chức năng mã hóa phức tạp, đảm bảo rằng các giao dịch không hợp lệ, như chi tiêu kép, được loại bỏ. Sử dụng sự đồng thuận phân tán, tất cả các công cụ khai thác và nút khác trên mạng sau đó có thể đồng ý rằng các giao dịch này là hợp lệ. Quá trình này được gọi là bằng chứng công việc, hoặc PoW.

Mối đe dọa chính đối với hệ thống này đến từ khả năng của cuộc tấn công 51%. Đây là nơi mà một kẻ tấn công đạt được hơn một nửa tổng sức mạnh tính toán trên mạng, điều đó có nghĩa là sự đồng thuận của người dùng là bất cứ điều gì nó nói. Điều này đã xảy ra trước đây và vẫn là mối quan tâm của nhiều blockchain cho đến ngày nay.

Với PoW, bảo mật đạt được không chỉ do tính chất phức tạp của các chức năng mã hóa được xử lý mà còn bởi chi phí tương đối cao mà nó mất về mặt năng lượng. Điều này làm cho việc tấn công mạng trở nên đắt đỏ. Ưu điểm là việc tiếp quản toàn bộ sẽ đòi hỏi 51% toàn bộ sức mạnh xử lý liên quan đến blockchain, điều này không khả thi đối với các chuỗi lớn hơn như Bitcoin. Tuy nhiên, nhược điểm là cần một lượng năng lượng lớn để bảo vệ mạng, làm cho toàn bộ hoạt động kém hiệu quả hơn so với một giải pháp thay thế tập trung. Đây cũng chỉ là một vấn đề lớn hơn khi tiền điện tử mang lại nhiều người dùng hơn.

Trong nhiều năm nay, các nhà phát triển đã tìm cách để làm cho công nghệ blockchain nhanh hơn, hiệu quả hơn và có thể mở rộng. Nếu Bitcoin, hoặc bất kỳ dự án nào, sẽ thấy sự chấp nhận toàn cầu, các giải pháp cho những vấn đề này phải được tìm thấy. Các ý tưởng đã bao gồm làm cho các khối lớn hơn hoặc tách chúng thành các mảnh, cũng như các giải pháp nhiều lớp khác nhau như sidechains. Chúng tôi sẽ xem xét tất cả những điều này ngay lập tức, nhưng trước tiên hãy xem xét bằng chứng cổ phần, đây là một câu trả lời khả dĩ cho giải pháp nhân rộng

Bằng chứng cổ phần khác nhau như thế nào

Bằng chứng cổ phần, hoặc PoS, được loại bỏ hoàn toàn các công cụ khai thác và thay vào đó có các trình xác nhận hợp lệ. Các trình xác nhận không sử dụng sức mạnh xử lý để bảo mật các khối, thay vào đó, theo nghĩa đen, họ đặt cược vào quỹ của họ trên các khối mà họ tin là hợp lệ. Một trình xác nhận thường có thể là bất kỳ ai sẵn sàng đặt tiền trên mạng và thuật toán xác định trình xác nhận nào sẽ được chọn cho mỗi khối. Trong khi các thợ mỏ muốn tăng cơ hội giải quyết vấn đề toán học phức tạp bằng cách ném thêm sức mạnh xử lý vào nó, các trình xác nhận sẽ tăng cơ hội được chọn để xác thực một khối bằng cách ném thêm tiền vào nó. Những người khai thác được khuyến khích với phần thưởng là những đồng tiền mới, nhưng những người xác nhận thường chỉ nhận được một phần phí trong khối, tỷ lệ thuận với số tiền họ đã đặt trước đó.

Nếu kẻ tấn công cố gắng xác nhận một khối xấu, kẻ tấn công sẽ mất cổ phần và bị cấm các đặc quyền xác nhận thêm. Đối với vấn đề 51%, giờ đây, một bên có ác ý sẽ tìm cách chiếm quyền điều khiển mạng và cần hơn một nửa sức mạnh xử lý – nó sẽ cần hơn một nửa số tiền đang lưu hành. Điều này rõ ràng là rất khó xảy ra, vì không có cộng đồng tiền điện tử nào có nhiều niềm tin vào bất kỳ đồng tiền nào, nơi điều này thậm chí có thể bắt đầu từ xa. Cuối cùng, điều này khắc phục vấn đề tiêu thụ năng lượng hiện có với PoW, vì hiện tại không cần số lượng lớn máy tính mạnh mẽ hoạt động 24/7.

Một trong những lời chỉ trích của PoS là nó vẫn cho phép một hình thức tập trung. Về cơ bản, có nhiều tài sản hơn có nghĩa là bạn có nhiều trọng lượng hơn để xác nhận, điều này giúp bạn kiếm được nhiều phần thưởng hơn cho việc đặt cược, điều đó có nghĩa là bây giờ bạn thậm chí còn có trọng lượng hơn, v.v. Những người khác đã chỉ ra vấn đề không có gì để đặt cược, trong đó các trình xác nhận có thể tranh cãi về các quỹ đầu tư trên nhiều lịch sử blockchain khác nhau. Cuối cùng, việc có quá nhiều trình xác nhận vẫn làm chậm mạng, vì điều đó khiến cho sự đồng thuận mất nhiều thời gian hơn để đạt được tương đối với số lượng trình xác nhận. May mắn thay, cách để giải quyết tất cả những vấn đề này đang được khám phá.

Đến bằng chứng ủy quyền

Một giải pháp tiềm năng cho những thiếu sót của thiết kế PoS ban đầu được gọi là bằng chứng ủy quyền hoặc DPoS. Mô hình DPoS khác nhau vì thay vì mọi tài nguyên đặt cọc của người dùng để trở thành người xác nhận hợp lệ, người dùng sẽ bỏ phiếu cho bên nào sẽ là người xác nhận hợp lệ của khối tiếp theo. Việc đặt nhiều tài nguyên mang lại nhiều trọng lượng hơn cho phiếu bầu của bạn, nhưng chỉ một số trình xác nhận hạn chế thực sự được sử dụng và chúng có thể được bỏ phiếu hoặc quay lại với mỗi khối.

Vì tất cả người dùng đều có thể tham gia và bỏ phiếu, cộng đồng nên giữ quyền kiểm soát nếu cảm thấy trình xác nhận không hoạt động vì lợi ích tốt nhất của mình. Trình xác nhận rõ ràng có động cơ làm việc với cộng đồng vì được bầu vào vị trí cho phép bạn nhận phần thưởng khối. Cuối cùng, bằng cách giới hạn số lượng các bên tham gia, sự đồng thuận có thể đạt được nhanh hơn nhiều, điều này có khả năng cho phép tăng tốc độ mạng đáng chú ý. Một số dự án lớn nhất triển khai hệ thống này bao gồm EOS và Tron.

Tất nhiên, tập trung hóa là một mối quan tâm ở đây, vì vẫn còn cơ hội cho những người có nguồn lực lớn để thao túng phiếu bầu. Đây là một mối quan tâm công bằng, nhưng nói chung, cộng đồng lớn hơn vẫn nên duy trì quyền biểu quyết lớn hơn bất kỳ thực thể nào có thể có, và một người xác nhận được bầu vẫn chỉ là một trong số nhiều người, do đó hạn chế quyền lực thực sự của nó.

Các cách khác để mở rộng bằng chứng công việc

Không phải ai cũng tin rằng PoS là tương lai, do đó vẫn còn một vài con đường khả thi đang được khám phá để nhân rộng PoW. Như đã đề cập, một trong những hệ thống trên bàn chỉ đơn giản là làm cho các khối tự giữ nhiều giao dịch hơn. Trong ngắn hạn, điều này thực sự có vẻ khá hợp lý. Các khối lớn hơn là một cách tốt để tăng thông lượng mạng khá nhanh, nhưng chúng có thể đi kèm với một số cảnh báo. Đối với một mình, các khối lớn hơn không nhất thiết phải là giải pháp khắc phục tất cả. Về lâu dài, bạn không thể cứ làm cho khối lớn hơn và lớn hơn vô thời hạn. Chuyển đổi từ các khối 1 megabyte sang các khối 2 MB hoặc 4 MB không thực sự là một vấn đề lớn, nhưng nó kết thúc ở đâu? 1 gigabyte? 10 GB? Ít nhất là đối với các blockchain được thiết kế như Bitcoin, kích thước được thêm vào của các khối sẽ bắt đầu khiến việc lưu trữ toàn bộ chuỗi trở nên cực kỳ nặng nề. Tất nhiên, nếu tốc độ giao dịch ít được ưu tiên hơn so với việc lưu trữ dữ liệu trên blockchain, thì các khối lớn lại trở nên hữu ích và thực sự đảm bảo rằng chúng được đồng bộ hóa, trở thành khía cạnh quan trọng nhất.

Một triết lý khác nhau mà một số dự án đang tìm kiếm là một kỹ thuật gọi là “sharding”. Việc bảo vệ hoạt động bằng cách chia các khối thành các phân đoạn, mà sau đó được xử lý trên mạng – chỉ không phải mọi người khai thác phải xử lý mọi phân đoạn. Điều này có nghĩa là mỗi khối chỉ được khai thác một phần bởi mỗi người khai thác, điều đó có nghĩa là cần sử dụng ít năng lượng hơn và khối cũng có thể được xác nhận nhanh hơn. Logic tương tự cũng có thể được áp dụng cho hệ thống PoS, chỉ thay vì các công cụ khai thác, nó sẽ là các trình xác nhận. Theo một nghĩa nào đó, kế hoạch là tăng độ trễ tổng thể bằng cách không làm cho mọi người chơi trên mạng phải xử lý toàn bộ phạm vi của mọi khối.

Sharding không đi kèm với một số nhược điểm vẫn chưa được giải quyết đầy đủ, tuy nhiên. Đối với một người, sau khi chia blockchain thành các phân đoạn, các phân đoạn này không thể giao tiếp với nhau. Điều này có thể có vấn đề đối với các ứng dụng dựa trên nhiều phân đoạn. Mặc dù một hệ thống cho giao tiếp cứng có thể được phát triển, nhưng nó sẽ cực kỳ phức tạp và có nguy cơ gây ra vô số lỗi dữ liệu có khả năng tàn phá.

Trong một mạch dẫn tương tự, sharding cũng mở ra một rủi ro bảo mật mới. Về lý thuyết, tin tặc giờ đây có thể tấn công mạng bằng cách chỉ tập trung vào một mảnh vỡ duy nhất, việc này sẽ chiếm ít tài nguyên hơn nhiều so với cố gắng chiếm lấy toàn bộ một khối. Sau đó, họ có thể tạo các giao dịch dường như hợp lệ vào phân đoạn và gửi lại cho chuỗi chính. Một cuộc tấn công như vậy sẽ vô nghĩa nếu các khối được giữ nguyên, vì vậy nó vẫn là một rủi ro hợp lệ đối với tiền của người dùng.

Một nhà nghiên cứu khu vực quan trọng đang tìm kiếm thứ gì đó được gọi là sidechains hoặc “giải pháp lớp thứ hai”. Tóm lại, đây thường là một mạng riêng biệt nằm trên đỉnh của blockchain và xử lý các giao dịch ngoại tuyến. Người dùng có thể mở “các kênh” ở giữa và giao dịch theo cách họ thấy phù hợp và chỉ khi họ đóng kênh này, dữ liệu mới được đóng gói và ghi vào chuỗi chính để tạo bản ghi bất biến. Nhiều kênh có thể được liên kết với nhau để tạo thành một mạng thanh toán toàn cầu được sao lưu bởi blockchain nhưng có thể di chuyển nhanh hơn nhiều trong thời gian thực. Điều này đặc biệt lý tưởng cho các giao dịch thường xuyên và nhỏ hơn và có thể cung cấp một con đường để xem tiền điện tử được sử dụng làm tiền mặt.

Có một số nhược điểm, vì trong các kênh hình thức hiện tại thường cần phải được thế chấp. Điều này có nghĩa là tiền phải được đưa vào kênh trước khi có thể được sử dụng. Kết hợp với thực tế là không phải tất cả các lỗi đã được khắc phục, điều này chắc chắn có thể có nghĩa là rủi ro nghiêm trọng đối với các khoản tiền nếu có sự cố xảy ra trước khi nó được ghi lại trên blockchain. Nói chung, cần phải có công việc rất chính xác trong các giao thức này để đảm bảo rằng các chuỗi bên và chuỗi chính luôn đồng bộ hoàn hảo, nhưng cho đến nay, kết quả rất lạc quan.

Một số phiên bản phổ biến nhất của công nghệ này bao gồm Lightning Network cho Bitcoin và Raiden Network cho Ethereum. Các dự án này chắc chắn vẫn còn sớm, và trên thực tế có nhiều phiên bản của Lightning Network đang được phát triển. Vẫn chưa rõ phiên bản nào sẽ trở thành tiêu chuẩn, nếu có. Một ví dụ khác về dự án giải pháp lớp thứ hai cho Ethereum được gọi là Plasma và sẽ thấy các hợp đồng thông minh được sử dụng để xây dựng các dữ liệu giao dịch bên lề, một lần nữa, chỉ thỉnh thoảng ghi vào lớp chính. Tương tự, Charles Hoskinson, người tạo ra Cardano, đã thảo luận về dự án Hydra công nghệ sắp tới của Hydra, giới thiệu các yếu tố của lớp thứ hai cũng như bảo vệ với hy vọng đạt được 1 triệu giao dịch mỗi giây.

Một dự án khác đang lấy các yếu tố của nhiều giải pháp khác nhau này và đưa chúng lại với nhau đó là ILCoin. ILCoin sử dụng một cái gì đó gọi là giao thức Rift và nó tiếp cận chuỗi khối theo một cách hơi khác để tạo ra Hệ thống chuỗi khối hỗn hợp phân cấp, hay còn gọi là DHCB. Đây là một hệ thống nhiều lớp vẫn dựa trên thuật toán PoW SHA-256 mà Bitcoin sử dụng, nhưng ở đây, chuỗi gồm các khối được lấp đầy bởi các khối nhỏ. Các khối nhỏ được cố định ở mức 25 MB, tuy nhiên, số lượng chúng có thể nằm gọn trong một khối thông thường, về mặt lý thuyết, không có giới hạn. Nhóm tuyên bố đã tạo thành công các khối lên tới 5 GB và theo tài liệu của nó:

Giả sử mỗi giao dịch đang chiếm số lượng byte tối thiểu có thể, mỗi khối có thể chứa tối đa 21551724 giao dịch. Với thời gian khai thác khối trung bình từ 3 – 5 phút, tương đương với khoảng 71839 đến 119731 giao dịch mỗi giây bằng cách sử dụng khối 5 GB.

Nhờ giao thức RIFT, các khối 5 GB và kiến trúc khối nhỏ, ILCoin đã lên lịch ra mắt cho Blockchain đám mây phi tập trung, “DCB“, trong năm nay. Nhóm nghiên cứu nói rằng DCB sẽ cho phép lưu trữ trên chuỗi một loạt nội dung kỹ thuật số, bao gồm hình ảnh, video và hơn thế nữa. Cho đến thời điểm hiện tại, việc lưu trữ một lượng lớn dữ liệu trên chuỗi là không thể do sự phình to của blockchain.

Vẫn còn nhiều việc phải làm

Thực tế có thể là không chỉ có một giải pháp chính xác để nhân rộng. Mỗi dự án có thể cần xem xét cách nó đang được sử dụng và hỏi đường dẫn hoặc đường dẫn nào là tốt nhất cho nó. Chưa kể các chiến lược và công nghệ mới liên tục xuất hiện có thể làm rung chuyển toàn bộ trò chơi bất cứ lúc nào. Trong khi tất cả các ý tưởng ở đây cho thấy lời hứa to lớn, cuốn sách vẫn chưa được viết về cách mở rộng quy mô chuỗi khối. Có khả năng là sự kết hợp của nhiều ý tưởng này và nhiều ý tưởng khác cuối cùng sẽ định hình cách thức tiền điện tử tiếp cận đối tượng đại chúng, nhưng vấn đề cần phải được giải quyết trước khi nó xảy ra. Mặt khác, có thể một chuỗi được cho phép tập trung sẽ là loại duy nhất có thể truy cập được đối với dân số toàn cầu.

Theo Cointelegraph – https://cointelegraph.com/news/proof-of-work-vs-proof-of-stake-for-scaling-blockchains