Ngoài Proof of Stake, còn có những phương pháp đồng thuận Blockchain nào đáng chú ý khác?

Cơ chế đồng thuận của blockchain là một phần quan trọng trong quá trình vận hành. Nó giúp đảm bảo tính trung thực, đồng nhất và liên tục để blockchain hoạt động hiệu quả nhất. Vậy, các cơ chế đồng thuận khác là gì? Hãy cùng Mytour khám phá trong bài viết dưới đây.

Tổng quan về các phương pháp đồng thuận trên blockchain

Cơ chế đồng thuận trên Blockchain hoạt động như thế nào?

Về cơ bản, blockchain là hệ thống dữ liệu phân tán không tập trung có khả năng ghi lại lịch sử hoạt động mà không cần sự can thiệp của tổ chức trung gian. Để thực hiện điều này, cần có một cơ chế đồng thuận để đảm bảo sự đồng bộ và thống nhất giữa các điểm xác thực (Node), và đó chính là Cơ chế đồng thuận (Consensus Mechanism). 

Yêu cầu gì cần được đáp ứng từ cơ chế đồng thuận?

Việc phát triển và xây dựng cơ chế đồng thuận là một phần quan trọng trong việc phát triển blockchain, vì cơ chế này ảnh hưởng đến các khía cạnh chính của blockchain: Phân quyền, mở rộng và bảo mật. 

Vấn đề đồng thuận trong blockchain phải đảm bảo được những điều sau:

• Điều đầu tiên: đảm bảo rằng khối tiếp theo trong blockchain là phiên bản duy nhất để tránh các vấn đề phân nhánh.
• Thứ hai: duy trì mạng lưới blockchain ổn định và kháng lại các lỗi do ngẫu nhiên hoặc cố ý từ kẻ tấn công mạnh mẽ nhằm phá hủy mạng lưới.

Để giải quyết những thách thức này, các blockchain và giao thức phải đáp ứng một số yêu cầu như sau:

• Tính kết thúc: Đảm bảo rằng cuối cùng, các thành viên phải đồng thuận về một quyết định, tức là quá trình đồng thuận không kéo dài vô hạn hoặc không vượt quá một khoảng thời gian cụ thể.
• Tính vẹn toàn: Quyết định của mỗi thành viên không được ảnh hưởng quá nhiều.
• Tính thống nhất: Tất cả các thành viên cuối cùng phải đồng ý về một giá trị duy nhất.
• Tính chịu lỗi: các giao thức đồng thuận phải có khả năng chịu lỗi hoặc khôi phục nếu có lỗi xảy ra trong quá trình đồng thuận.

Dựa trên các thách thức và giải pháp trên, cộng đồng blockchain đã phát triển nhiều phương pháp và cơ chế đồng thuận để đáp ứng nhu cầu người dùng.

Những cơ chế đồng thuận nổi bật

Bằng Chứng Công Việc (Proof of Work - PoW)

Đặc Điểm của Bằng Chứng Công Việc

Blockchain sử dụng thuật toán đồng thuận Bằng Chứng Công Việc là một trong những cơ chế cổ điển và nổi tiếng nhất. Mặc dù có nhiều lý do khiến cơ chế này trở nên phổ biến, nhưng tính trung thực và bảo mật của nó tương đối cao, ổn định và có thể chịu đựng được các vấn đề Byzantine (BFT).

Vấn đề Byzantine Fault Tolerance (BFT) đề cập đến khả năng của blockchain vượt qua tình huống khi các Node hoạt động chống lại sự đồng thuận. Với sự hỗ trợ từ tính chất BFT, thuật toán PoW hoạt động bằng cách các nút mạng xác nhận một khối trong mạng lưới bằng cách giải một phép toán phức tạp.

Cách Hoạt Động

Khi người dùng muốn thực hiện việc gửi token cho nhau trên blockchain, Hệ thống sẽ sử dụng một cuốn sổ cái phân quyền để ghi lại các giao dịch vào một khối. Tuy nhiên, công việc xác nhận giao dịch và sắp xếp các khối vẫn cần sự can thiệp của con người.

Trách nhiệm chính trong quá trình này thường được biết đến với tên gọi là đào khối, và những người tham gia công việc này được gọi là các thợ đào.

Nguyên lý chính của quá trình là giải một phương trình toán học phức tạp và nhanh chóng tìm ra cách giải quyết hiệu quả nhất.

Người đầu tiên giải được phương trình sẽ được chấp nhận để chọn một khối để thêm vào blockchain và nhận được phần thưởng là token. Ví dụ, trong mạng Bitcoin, phần thưởng là BTC.

Ưu Điểm

• Ngăn chặn được các cuộc tấn công DDoS.
• Công bằng và minh bạch.
• Hạn chế ảnh hưởng của các đơn vị crypto nhỏ do thợ đào kiểm soát.
• Thu hút cộng đồng thông qua việc duy trì một mạng lưới khỏe mạnh.

Nhược Điểm

• Chi phí lớn để mua các thiết bị máy tính chuyên nghiệp, phụ kiện và tiêu thụ năng lượng.
• Các phép toán phức tạp không có ích trong việc giáo dục hoặc công việc hàng ngày, chỉ có giá trị khi xác nhận khối.
• Gây ra sự tập trung hóa hơn là phi tập trung cho blockchain.
• Hoạt động đào sẽ giảm dần khi phần thưởng không còn hấp dẫn nữa.

Các Ứng Dụng của Blockchain

Hiện nay, do áp lực từ việc tiêu thụ quá nhiều năng lượng và vấn đề pháp lý, cơ chế đồng Proof of Work không nhận được sự ủng hộ lớn từ phía chính phủ các quốc gia. Tuy nhiên, vẫn còn các blockchain nổi tiếng đang hoạt động như:

• Bitcoin (BTC)
• Ethereum Classic (ETC)

Bằng Chứng Dựa trên Tài Sản (Proof of Stake - PoS)

Đặc Điểm của Bằng Chứng Dựa trên Tài Sản

Bằng Chứng Dựa trên Tài Sản (PoS) có thể hiểu là phương pháp đòi hỏi người dùng Stake coin để tham gia vào việc xác nhận giao dịch trên block. 

Cách Hoạt Động

Proof of Stake yêu cầu người tham gia phải đóng góp một số coin nhất định để xác nhận đồng thuận cho khối. Khi đồng thuận thành công (mở khóa), phần thưởng của khối sẽ được chia cho những người đã đóng góp. Mỗi người tham gia sẽ nhận phần thưởng dựa trên số coin họ đã đóng góp trước đó. (Ví dụ: đóng góp 1000$, lãi suất 10% sẽ nhận được 100$).

Ai muốn tham gia vào quá trình đặt cổ phần này phải sở hữu một số coin trong hệ thống blockchain. Sau khi đặt cược thành công, coin sẽ bị khóa để làm tài sản thế chấp cho mạng lưới.

Trong Proof of Stake, tham gia xác thực các khối sẽ được khuyến khích thông qua việc thanh toán một khoản phí giao dịch. Khác biệt so với việc tiền mới được tạo ra trong các hệ thống POW.

Ưu Điểm

• Chi phí vận hành thấp hơn so với cơ chế Proof of Work
• Khả năng mở rộng cao
• Tiết kiệm năng lượng
• Tác động tới môi trường thấp

Nhược Điểm

• Tính bảo mật cần được xem xét
• Tính mở rộng

Các Ứng Dụng của Blockchain

Hiện nay (2022), hầu hết các blockchain đang phát triển theo mô hình cơ chế đồng thuận Proof of Stake.

Các ví dụ điển hình bao gồm:

• Ethereum (ETH)
• Near Protocol (NEAR)
• Avalanche (AVAX)

Ngoài ra, cơ chế Proof of Stake có nhiều biến thể như Delegated Proof of Stake, Nominated Proof of Stake, Liquid Proof-of-Stake (LPoS),…, cho thấy sự phát triển và linh hoạt của blockchain.

Bằng Chứng Lịch Sử (Proof of History - PoH)

Đặc Điểm của Bằng Chứng Lịch Sử

Bằng Chứng Lịch Sử là công nghệ giúp việc xác thực trên Solana có thể tạo các khối tiếp theo mà không cần phối hợp với toàn bộ mạng trước, bởi chúng có thể tin tưởng vào timestamp và thứ tự của các thông báo mà chúng đã nhận được.

Cách Thức Vận Hành

Bằng Chứng Lịch Sử cho phép tất cả giao dịch trên blockchain Solana đều được hashing bằng cách sử dụng hàm băm SHA256. Thuật toán này nhận một đầu vào và tạo ra một đầu ra duy nhất cực kỳ khó dự đoán. Solana lấy đầu ra của một giao dịch và sử dụng nó làm đầu vào cho lần băm tiếp theo.

Quá trình băm này tạo ra một chuỗi giao dịch được mã hoá liên tục, tạo ra một thứ tự giao dịch rõ ràng, có thể xác minh được. Nhờ điều này, mạng Solana có thể tin tưởng vào thứ tự của các giao dịch được tạo ra và tăng tốc độ giao dịch lên cao.

Ưu Điểm

• Tăng tốc độ giao dịch
• Khả năng mở rộng

Nhược Điểm

• Cần cải thiện tính bảo mật
• Độ tập trung cao
• Hiện chỉ có Solana sử dụng cơ chế đồng thuận này

Các Ứng Dụng của Blockchain

Hiện tại, chỉ có blockchain Solana (SOL) sử dụng cơ chế đồng thuận này.

Bằng Chứng về Sự Duy Nhất và Sự Tồn Tại

Đặc Điểm của Bằng Chứng về Sự Duy Nhất và Sự Tồn Tại

Không giống với Proof of Stake hoặc Proof of Work, Humanode hoạt động dựa trên hai cơ chế hoàn toàn mới là Proof of Uniqueness (bằng chứng cho sự duy nhất) và Proof of Existence (bằng chứng cho sự tồn tại).

Với cơ chế này, người dùng cần sử dụng mật khẩu sinh học cùng với crypto để xác minh tính duy nhất và sự tồn tại. Điều này cho phép mỗi người có thể tự động trở thành một node tham gia vào mạng lưới

Cách Hoạt Động

Để triển khai và vận hành một Node trên mạng lưới của Humanode với cơ chế Proof of Uniqueness (bằng chứng cho sự duy nhất) và Proof of Existence (bằng chứng cho sự tồn tại), các Validator cần trải qua quy trình xác thực sinh học để chứng minh họ là duy nhất trong mạng lưới này. 

Mỗi người chỉ có thể tạo và vận hành một Node, và mỗi Node có một phiếu quyết định trong hệ thống. Cơ chế đồng thuận PoU và PoE không quan tâm đến số tiền, địa chỉ, danh tính, chủng tộc, tín ngưỡng, giới tính, giai cấp, xã hội, quốc tịch hoặc hình dạng. Điều mà hệ thống quan tâm là Validator là một con người và có tồn tại duy nhất. Chính vì cơ chế này tạo ra sức mạnh thông qua sự phân phối công bằng quyền lực.

“Bạn chỉ có 1 phiếu, tôi cũng chỉ có 1 phiếu, chúng ta đều có quyền lực như nhau”.

Hơn nữa, nếu bạn là một kẻ lừa đảo và có ý định lừa đảo toàn bộ dự án, dấu vân tay sinh trắc học của bạn sẽ bị đưa vào danh sách đen và phải chịu án phạt tùy thuộc vào mức độ vi phạm. Trong trường hợp tồi tệ nhất, bạn có thể mất quyền truy cập vào mạng lưới.

Ưu điểm

• Chi phí vận hành tổng thể tiết kiệm
• Người dùng tự trở thành một nút tăng tính phi tập trung
• Tương thích với Máy ảo Ethereum (EVM)
• Mở rộng thị trường phi tập trung

Nhược điểm

• Công nghệ còn mới và chưa được nhiều người biết đến.

Các ứng dụng của blockchain

Humanode (HMND) là một ví dụ xuất sắc về việc áp dụng công nghệ đồng thuận Proof of Uniqueness và Proof of Existence.

So sánh các cơ chế đồng thuận

Kết luận

Tổng thể, cơ chế đồng thuận là một phần không thể thiếu trong hoạt động của một blockchain và trong tương lai, chúng sẽ tiếp tục phát triển và mở rộng.

Mytour Không chịu trách nhiệm về bất kỳ quyết định đầu tư nào của bạn. Chúc bạn thành công và thu được nhiều lợi nhuận từ thị trường tiềm năng này.