Giới thiệu
Trong một thiết lập tập trung, chỉ có một thực thể duy nhất có quyền đối với hệ thống. Trong hầu hết các trường hợp, thực thể này có thể thực hiện các thay đổi khi họ muốn – không có một hệ thống quản trị phức tạp nào để đạt được sự đồng thuận giữa nhiều quản trị viên.
Nhưng trong một thiết lập phi tập trung, đó là một câu chuyện hoàn toàn khác. Giả sử chúng ta đang làm việc với cơ sở dữ liệu phân tán – làm cách nào để chúng ta đạt được thỏa thuận về những mục được thêm vào?
Giải quyết được bài toán đồng thuận giữa những người xa lạ, không cần tin tưởng nhau là một trong những ưu điểm lớn nhất của blockchain. Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu các thuật toán đồng thuận quan trọng như thế nào đối với hoạt động của tiền mã hóa và sổ cái phân tán.
Thuật toán đồng thuận và tiền mã hóa
Satoshi Nakamoto, người tạo ra Bitcoin, đã đề xuất một hệ thống Proof of Work để điều phối hoạt động này. Chúng ta sẽ sớm tìm hiểu cách PoW hoạt động – nhưng trước mắt, chúng ta sẽ tìm hiểu một số đặc điểm chung các thuật toán đồng thuận đang có.
Các loại thuật toán đồng thuận
Proof of Work (PoW)
Nhìn vào đầu ra, bạn không thể biết thông tin nào đã được đưa vào hàm. Do đó, chúng rất hữu ích để chứng minh rằng bạn đã biết một phần dữ liệu trước một thời điểm nhất định. Bạn có thể cung cấp cho ai đó hàm băm của nó và khi bạn tiết lộ dữ liệu sau đó, người đó có thể chạy nó thông qua hàm để đảm bảo đầu ra giống nhau.
Với các blockchain lớn, rất khó để tìm được chuỗi băm chính xác. Để cạnh tranh với các thợ đào khác, bạn sẽ cần một kho chứa đầy đủ các thiết bị phần cứng có khả năng chạy hàm băm cực mạnh (như ASIC) để có cơ hội tạo ra một khối hợp lệ.
Việc mạng xác minh rằng bạn đã thực sự tạo đúng khối là điều không cần thiết. Ngay cả khi bạn đã thử hàng nghìn tỷ kết hợp để có được chuỗi băm phù hợp, họ chỉ cần chạy dữ liệu của bạn thông qua một hàm một lần. Nếu dữ liệu của bạn tạo ra một chuỗi băm hợp lệ, nó sẽ được chấp nhận và bạn sẽ nhận được phần thưởng. Nếu không, mạng sẽ từ chối nó, và bạn sẽ lãng phí thời gian và điện năng mà không thu được gì.
Proof of Stake (PoS)
Khi đó, bạn cần khóa tiền của mình trong một chiếc ví (bạn không thể di chuyển tiền của mình khi đang stake). Thông thường, bạn sẽ đồng ý với các trình xác thực khác về những giao dịch nào sẽ đi vào khối tiếp theo. Theo một nghĩa nào đó, bạn đang stake vào một khối có thể được chọn và giao thức sẽ chọn một khối.
Nhìni chung, không có tiền mới được tạo ra để làm phần thưởng dành cho các trình xác thực. Do đó, đồng tiền gốc của blockchain phải được phát hành theo một số cách khác. Điều này có thể được thực hiện thông qua phân phối ban đầu (tức là ICO hoặc IEO) hoặc bằng cách khởi chạy giao thức với cơ chế PoW trước khi chuyển đổi sang PoS.
Cho đến nay, Proof of Stake thuần túy chỉ thực sự được triển khai với các loại tiền mã hóa nhỏ. Do đó, không rõ liệu nó có thể phục vụ như một giải pháp thay thế khả thi cho PoW hay không. Về mặt lý thuyết, nó được đánh giá là hiệu quả nhưng thực tế có thể sẽ rất khác.
Một khi PoS được triển khai trên một mạng lưới với một lượng lớn giá trị, hệ thống sẽ trở thành một sân chơi của lý thuyết trò chơi và các khuyến khích tài chính. Bất kỳ ai có bí quyết “hack” hệ thống PoS chỉ muốn làm như vậy nếu họ có thể thu được lợi ích từ nó – do đó, cách duy nhất để tìm hiểu xem nó có khả thi hay không là trực tiếp sử dụng mạng.
Các loại thuật toán đồng thuận
Proof of Work và Proof of Stake là những thuật toán đồng thuận được biết tới nhiều nhất. Nhưng còn có rất nhiều loại khác, tất cả đều có ưu và nhược điểm riêng. Bạn có thể đọc thêm các bài viết này để tham khảo:
- Giải thích về Delayed Proof of Work
- Giải thích về Leased Proof of Stake
- Giải thích về Proof of Authority
- Giải thích về Proof of Burn
- Giải thích về Delegated Proof of Stake
- Giải thích về Hybrid PoW/PoS
Tổng kết
Các cơ chế để đạt được sự đồng thuận là rất quan trọng đối với hoạt động của các hệ thống phi tập trung. Nhiều người tin rằng sự đổi mới lớn nhất trong Bitcoin là việc sử dụng Proof of Work để cho phép người dùng đồng ý về một tập hợp các sự kiện được chia sẻ.
Các thuật toán đồng thuận ngày nay không chỉ củng cố các hệ thống tiền kỹ thuật số mà còn là các blockchain cho phép các nhà phát triển chạy code trên một mạng phi tập chung. Chúng hiện là nền tảng của công nghệ blockchain và là phần quan trọng quyết định khả năng tồn tại lâu dài của các mạng.
Trong số tất cả các thuật toán đồng thuận, Proof of Work vẫn là thuật toán thống trị và phổ biến nhất. Một giải pháp thay thế đáng tin cậy và an toàn hơn vẫn chưa được đề xuất. Tuy vậy, điều đó cũng đồng nghĩa rằng có rất nhiều nghiên cứu và phát triển nhằm mục đích thay thế PoW và chúng ta có thể sẽ chứng kiến các cơ chế mới xuất hiện trong những năm tới.