Bitcoin và nhiều loại tiền điện tử ban đầu được sinh ra dưới dạng các hệ thống Proof of Work (PoW) thuần túy.
Vào năm 2013, Proof of Stake (PoS) được xem là tiên phong đầu tiên bởi một dự án tồn tại cho đến ngày nay có tên là Peercoin.
Sự đóng góp của Peercoin vào sự phổ biến của PoS có thể bị Ethereum lấn át và mục tiêu của nó là chuyển đổi từ PoW – hóa ra là một hành trình rất dài. Các dự án như Cardano đã hoàn toàn tách khỏi PoW, quyết định chọn PoS sau khi sử dụng phương pháp chính thức để đánh giá các cơ chế đồng thuận.
Cộng đồng Bitcoin và Monero vẫn là một trong những thành phần đề xuất trung thực nhất về khai thác và Proof of Work.
Thuật toán đồng thuận là gì?
Thuật toán đồng thuận được thiết kế để giải quyết vấn đề niềm tin giữa những người tham gia mạng, trong bất kỳ blockchain nào. Đối với việc được sử dụng để thanh toán, thuật toán đồng thuận là phần cuối cùng trong câu đố mã hóa phức tạp giúp tiền điện tử hoạt động.
Các tính năng cơ bản của giao dịch, chẳng hạn như quyền sở hữu và số lượng rất dễ xác minh với sự trợ giúp của mật mã khóa công khai. Nó hoạt động thông qua các thuộc tính toán học cơ bản.
Các thuật toán đồng thuận tồn tại để giảm thiểu cuộc tấn công chi tiêu gấp đôi, trong đó một tác nhân độc hại có thể chi tiêu đến hai lần trên cùng một đồng tiền (hoặc hơn thế nữa). Giải quyết vấn đề này đòi hỏi một quyết định có chủ ý trong đó hai chi tiêu là hợp lệ.
Vì không có bất kỳ giải pháp toán học thuần túy cho vấn đề này nên, thay vào đó, các thuật toán đồng thuận sử dụng kết hợp mật mã và khuyến khích kinh tế để duy trì một mạng chức năng.
Sự đồng thuận của Bitcoin dựa trên một quy tắc đơn giản – chain dài nhất là trong block là chain duy nhất hợp lệ. Hệ thống này sau đó được gọi là Nakamoto Consensus, để vinh danh người sáng lập ẩn danh Bitcoin.
Để làm cho ý tưởng này có tác dụng, việc thêm các block vào mỗi chain trở nên tương đối khó khăn. Mỗi block được bảo mật thông qua các kỹ thuật mã hóa yêu cầu các miner cam kết khả năng tính toán để thêm các block.
Vì khả năng tính toán tỷ lệ thuận với việc sử dụng điện, Bitcoin được bảo đảm trực tiếp bởi một lượng vật lý cơ bản – năng lượng.
Theo PoS, mạng tự bảo đảm thông qua cam kết của cổ phần – một số vốn nhất định dưới dạng mã thông báo riêng của mạng. Sàn chứng khoán của nó có nghĩa là được lấy trực tiếp từ giá trị kinh tế nhận thấy được của mạng – việc mua một cổ phần tốn kém như thế nào.
Nhưng mạng PoW cũng có mối tương quan chặt chẽ giữa giá trị kinh tế và an ninh. Những miner nhận được tiền như một phần thưởng, có nghĩa là giá trị của coin càng cao, họ càng kiếm được nhiều tiền.
Những miner mới được khuyến khích bổ sung thêm phần cứng và tiêu tốn nhiều năng lượng hơn để nhận phần thưởng của họ – giúp tăng tính bảo mật. Theo thời gian, lợi nhuận cho mỗi xu hướng khai thác riêng lẻ đối với trạng thái cân bằng kinh tế được quyết định bởi giá điện.
Kết quả là, lượng điện dành riêng cho khai thác phụ thuộc vào tốc độ phát thải của Coin và vốn hóa thị trường, trong khi phần lớn được tách rời khỏi hoạt động của mạng. Nhiều người đề xướng PoS coi đây là vấn đề lớn nhất của PoW.
Vấn đề năng lượng
Trong một cuộc nói chuyện với Aggelos Kiayias, nhà khoa học trưởng của IOHK, một trong những thực thể đằng sau Cardano, để tìm hiểu thêm về quyết định sử dụng PoS của họ. Cô ấy nói:
“Các khía cạnh chi phí và tiêu thụ năng lượng của các blockchain Proof of Work chắc chắn là một điều đáng cân nhắc. Là chuyện hiển nhiên khi nghĩ: có thể có một giao thức có loại hồ sơ tương tự, ví dụ như blockchain Bitcoin, nhưng bằng cách nào đó không có cùng chi tiêu năng lượng?”
Khai thác Bitcoin tiêu thụ số lượng điện rất là đáng kể, với ước tính mới nhất từ tháng 7 năm 2019 đặt nó ở giá trị hàng năm là 70 Terawatt. Con số này gần với tổng mức sử dụng điện của một quốc gia châu Âu nhỏ như Áo – mặc dù theo quan điểm đó, nó cũng chỉ bằng 0,28% con số toàn cầu.
Tác động môi trường đang được tranh cãi, với một báo cáo tháng 7 năm 2019 ước tính rằng 74% khai thác Bitcoin được thực hiện thông qua các nguồn tái tạo. Những người ủng hộ PoW như Monero và Bitcoin thường lập luận rằng năng lượng được sử dụng trong khai thác không bị lãng phí, vì cần phải đảm bảo khả năng phục hồi và phân cấp của thuật toán đồng thuận.
Jake Wocom-Pyatt, trưởng dự án của Decred, đồng ý với các mối quan tâm về môi trường nhưng không tin rằng PoS nhất thiết phải là câu trả lời. Ông cho biết:
“PoW thực sự không thân thiện với môi trường. Tuy nhiên, phải xem xét rằng đó là hệ thống đồng thuận đầu tiên và đơn giản nhất được đề xuất. Chắc chắn có nhiều cách để cải thiện PoW trong tương lai.”
Mặc dù Proof of Stake cũng liên quan đến mức tiêu thụ năng lượng cho quá trình ủy nhiệm, nhưng nhìn chung nó được đồng ý là ít tốn năng lượng hơn nhiều so với giải pháp Proof of Work tương đương. Tuy nhiên, nhiều ý kiến cho rằng nó thỏa hiệp với quá nhiều thứ để đạt được điều này.
Lịch sử đáng tin cậy của PoS
Theo Wocom-Pyatt, PoS thuần túy có thể đảo ngược, có nghĩa là lịch sử của nó có thể được thay đổi. Điều này tương tự như một lập luận được đưa ra trong một bài báo năm 2015 của Andrew Poelstra, một nhà toán học tại công ty phát triển Bitcoin Blockstream.
Poelstra lập luận rằng người dùng không thể dựa vào PoS để khẳng định rằng một block cụ thể là hợp lệ – bởi vì chính cổ phần đó phụ thuộc vào các cổ phần trước đó trong blockchain. Anh đã viết:
“Vì không có thời gian chung (và đối với người dùng mới, không có lịch sử phổ quát), nên không có cách nào để phân biệt người dùng “hiện” đang nắm giữ tiền tệ với những người dùng đã nắm giữ tiền tệ.”
Ngược lại, lịch sử PoW có thể được xác minh về mặt toán học là chính xác và chỉ có thể bị làm giả bằng cách tạo lại toàn bộ lịch sử khai thác của nó. Như Poelstra đã lưu ý, những người đề xướng PoS sẽ lập luận rằng miễn là lịch sử ngắn hạn có thể được bảo mật, những thay đổi trong các block cũ sẽ làm mâu thuẫn với lịch sử như những người tham gia hệ thống được ghi nhớ.
Theo ông, điều này đã thay đổi mô hình tin cậy từ Bitcoin thành một nơi mà sự đồng thuận phụ thuộc vào các đồng nghiệp luôn trực tuyến. Trong khi anh ta tin rằng điều này có thể hoạt động trên lý thuyết, anh ta lại lập luận rằng một mô hình tin cậy như vậy dễ bị pháp lý gây sức ép. Nó tấn công vào các thực thể đáng tin cậy và tấn công mạng – một cách ngắn gọn, nó không bị kiểm duyệt và phi tập trung hóa.
Những người đề xuất PoS đồng ý rằng một khía cạnh nhất định của sự phối hợp và đồng thuận xã hội ngoài giao thức là cần thiết để duy trì an ninh của nó, nhưng họ cho rằng các hệ thống PoW cuối cùng cũng dựa vào sự đồng thuận xã hội.
Không có người chiến thắng rõ ràng trong dòng tranh luận này. Đây là một cuộc tranh luận triết học xoay quanh từng ý kiến cá nhân về việc liệu chủ động dựa vào sự đồng thuận xã hội có phải là một sự thỏa hiệp chấp nhận được để giảm việc sử dụng điện hay không. Có lẽ vì lý do này mà cuộc tranh luận đã chuyển sang các chủ đề gây tranh cãi khác.
Stake hay Work?
Công bằng kinh tế là một điểm thường được tranh luận cho cả hai loại đồng thuận. Theo nguyên tắc phân cấp, cả hai bên đều tìm cách giảm thiểu các vấn đề như tiếp cận không công bằng với hệ sinh thái hoặc gia tăng sự chênh lệch giàu nghèo.
Proof of Stake thường được coi là một hệ thống mà ở đó, người giàu trở nên giàu có hơn do cách thưởng cho quyền sở hữu vốn. Trong một Reddit AMA, đại diện Ethereum Foundation lập luận rằng điều ngược lại là đúng:
“Trong cả hai cơ sở, việc sở hữu một tài sản cho phép tìm kiếm lợi nhuận trên tài sản đó. Sự khác biệt giữa hai loại này là trong PoS, việc lập ra chiên lược vốn để kiếm tiền trực tiếp và công bằng hơn nhiều (nghĩa là mua token, khoá token, thực hiện nhiệm vụ, thu được X). Ở PoW, việc vạch ra chiến lược vốn tới lợi nhuận phụ thuộc rất nhiều vào các yếu tố giao thức bổ sung.”
Đối với Cardano network, Kiayias nhấn mạnh rằng PoS không có sự phân biệt giữa người giàu và người nghèo. Anh ấy đã giải thích:
“Đối với hệ thống Proof of Work, suy xét cho cùng thì chúng không thể cung cấp cho bạn một phiên bản hoàn toàn bình đẳng về sự đồng thuận. Trong khi đó, trong một hệ thống Proof of Stake, về nguyên tắc, bạn có thể gặp tình huống một đô la trong túi của người nghèo sẽ có sức mạnh ngang với một đô la trong túi của một người giàu.”
Giám đốc điều hành của Equilibrium, một dự án thiết kế stablecoin thuật toán dựa trên EOS, cũng đồng ý với lập luận Ethereum Foundation.
“Tôi hoàn toàn ủng hộ đánh giá này. Đặt token có tính thể thay thế cao không tạo ra bất kỳ rào cản gia nhập và không dẫn đến bất kỳ loại chênh lệch nào miễn là các token đã cho có thể truy cập được trên thị trường mở.”
Họ chia sẻ ý kiến rằng việc khai thác làm tăng sự chênh lệch giàu có do sự tích lũy của các yếu tố “giao thức bổ sung”. Giảm giá hàng loạt, truy cập sớm hoặc thậm chí độc quyền vào phần cứng mới – tất cả những điều này khiến Proof of Work vốn đã không công bằng, theo nhiều người đề xuất PoS.
Alejandro De La Torre, VP tại Poolin, hiện là nhóm khai thác Bitcoin lớn nhất, có ý kiến hoàn toàn ngược lại. Ông tin rằng những lợi thế về giao thức bổ sung giúp Proof of Work trở nên công bằng.
“Theo tôi, khả năng tạo ra một con chip mới, tăng tốc hệ điều hành của một giàn khai thác, hoặc theo nghĩa đen là bất kỳ khám phá nào khác mang lại cho bạn một lợi thế trong khai thác PoW về cơ bản là lý do tại sao PoW là giao thức ‘tiền điện tử’ công bằng hơn. PoS chỉ dựa vào việc có tài sản cốt lõi; và bạn càng có nhiều thì càng làm nhiều. Không có cách nào khác để cải thiện tình hình của bạn trong khai thác PoS, tất nhiên chỉ cần mua thêm tài sản được đặt cược cơ bản.”
Bình đẳng về cơ hội là điều quan trọng
Campbell R. Harvey, Giáo sư Kinh doanh Quốc tế tại Đại học Duke, đã có cuộc nói chuyện để tìm hiểu thêm về khái niệm chênh lệch kinh tế và cách nó liên quan đến các cơ chế đồng thuận. Tóm tắt vị trí của mình về khoảng cách chênh lệch giàu nghèo trong kinh tế blockchain, ông nói:
“Vâng, một chỉ trích của PoS là người giàu trở nên giàu hơn. Đối với PoW, đó là hoạt động kinh doanh nhiều hơn của các miner không cần phải giữ BTC, ETH, v.v. Trong khi đó, với PoS thì bạn cần phải giữ.”
Harvey lập luận rằng hai hệ thống có bản chất kinh tế khác nhau, tập trung vào khía cạnh hoạt động kinh doanh của PoW – nơi các công ty khai thác có thể có lợi nhuận âm, bị loại bỏ hoàn toàn hoặc thất bại hoàn toàn.
“Tôi không nghĩ rằng khai thác hiện đại là một yếu tố quan trọng để phân phối của cải. Thật vậy, một lượng lớn khai thác trở nên lỗi thời không phải vì tuổi tác mà vì sự biến động của giá BTC.”
Khi được hỏi liệu giảm giá hàng loạt có đóng góp vào sự chênh lệch giàu nghèo hay không, ông trả lời rằng đó là một hiện tượng kinh tế bình thường gọi là hiệu quả quy mô. Theo ông, việc khai thác là không khác gì bất kỳ ngành công nghiệp nào khác.
Sau đó, Harvey giải thích rằng sự bất bình đẳng giàu có thường được mong đợi trong bất kỳ hệ thống thị trường tự do nào do sự khác biệt tự nhiên của kỹ năng và may mắn.
“Chúng tôi thường tập trung vào sự bất bình đẳng về cơ hội hơn là sự giàu có. Trong một thị trường tự do, bất cứ ai có ý tưởng tốt đều có thể đưa nó lên top 1%.”
Theo quan điểm về cơ hội, các hệ thống Proof of Stake thường công bằng hơn. Harvey đã chỉ ra mô hình của Delegated Proof of Stake (dPoS) là một ví dụ, trong đó, ngay cả những người nắm giữ nhỏ cũng có thể tham gia vào các phần thưởng khai thác bằng cách ủy thác một số cổ phần của họ.
Mặc dù vậy, các nhóm đặt cược và mô hình ủy nhiệm thường có mặt trong bất kỳ hệ thống PoS nào và chúng có thể được thực hiện thông qua các biện pháp giao thức bổ sung – tương tự như các nhóm khai thác PoW.
Nhưng De La Torre lập luận rằng sự bình đẳng về cơ hội cũng áp dụng cho ngành khai thác ASIC.
“Về mặt lịch sử, máy móc tồn tại được ba hoặc bốn năm trước khi chúng bị lỗi thời – hỏng, độ khó quá cao, v.v. Giống như chúng ta đang thấy bây giờ, với sự kết thúc của kỷ nguyên Bitmain S9 hùng mạnh, toàn bộ chu kỳ của ngành khai thác mỏ bắt đầu lại. Chu trình này là việc tạo ra các công cụ khai thác mới, hệ điều hành mới (operating systems), tìm nguồn cung ứng điện rẻ hơn trên toàn cầu. Chu kỳ này cũng mang đến những người tham gia mới muốn tận dụng khai thác PoW.”
Khai thác không phải lúc nào cũng giống nhau
Kristy Leigh-Minehan, cựu CTO của Genesis Mining và là một trong những người tạo ra ProgPow, tin rằng nhiều mối quan tâm bình đẳng chống lại PoW có liên quan cụ thể đến khai thác ASIC. Khi sử dụng phần cứng tiêu dùng để khai thác, tính khả dụng rộng rãi của chúng làm giảm nhiều thực tiễn cạnh tranh được cho là không công bằng. Cô ấy đã giải thích:
“Các CPU và GPU có các chain cung ứng hiện có được sử dụng để phân phối cho hàng trăm ngàn cá nhân mỗi ngày trên toàn thế giới. Vì vậy, khi bạn xây dựng thuật toán Proof of Work tận dụng phần cứng đó, bạn sẽ gánh vác chain cung ứng đó và kênh phân phối đó, thay vì tạo và phát minh ra cái của chính mình.”
Theo quan điểm của cô, việc đảm bảo rằng Alice và Bob có cùng khả năng kiếm coin là rất quan trọng trong việc thiết kế một thuật toán PoW thích hợp. Cô thừa nhận rằng các công ty khai thác sẽ luôn có xu hướng chuyên môn hóa và tối ưu hóa hoạt động của họ, vì vậy, điều quan trọng là đảm bảo rằng các công ty khai thác cạnh tranh công bằng về phía CapEx.
Chi phí vốn (CapEx) cho ASIC có thể giảm đáng kể cho người chơi lớn do hiệu ứng quy mô. Mặt khác, GPU và phần cứng tiêu dùng khác rẻ hơn nhiều và dễ kiếm nguồn hơn cho người bình thường, theo Minehan.
Đóng góp cơ bản của PoW
Minehan là một người tin tưởng mạnh mẽ vào sự đóng góp cho hoạt động mạng từ các công cụ khai thác GPU – đặc biệt là từ rất sớm. Cô nhấn mạnh rằng “con người không muốn chi tiêu fiat kiếm được nhiều tiền vào tiền ma thuật trên mạng”. Mặt khác, cô tin rằng đóng góp với sức mạnh máy tính đã sở hữu là một đề xuất phù hợp hơn nhiều.
Trên thực tế, khái niệm về việc cung cấp tiền xu ban đầu (ICO) về cơ bản là dành fiat cho tiền ảo thuật trên mạng. Nhưng điều này không thể tự xảy ra – đó là kết quả của nền tảng được đặt ra bởi Bitcoin và Ethereum.
Các người sáng tạo đã hợp pháp hóa toàn bộ khái niệm về tiền ảo thuật trên mạng. Hơn 17 tháng trôi qua giữa block genesis Bitcoin vào tháng 1 năm 2009 và giao dịch pizza Bitcoin nổi tiếng vào ngày 22 tháng 5 năm 2010 – lần đầu tiên mang lại cho BTC một giá trị fiat.
Ethereum được xây dựng dựa trên điều này bằng cách là một trong những ICO đầu tiên vào năm 2013 và chứng minh rằng khái niệm này có thể hoạt động.
Phân phối Bitcoin ban đầu về cơ bản là không thể trong môi trường đặt cược. Chỉ sau khi mạng được ổn định, Minehan lập luận rằng việc chuyển sang đặt cược có thể xảy ra.
Wocom-Pyatt cũng nhấn mạnh PoW là một nguồn entropy chất lượng cao để đảm bảo phân phối mã thông báo hợp lý. Peercoin cũng dựa vào PoW để phân phối ban đầu.
Các hệ thống là khác nhau, không nhất thiết phải tốt hơn hay tồi tệ hơn
Tóm lại, các cuộc tranh luận về sự bình đẳng kinh tế của Proof of Stake và Proof of Work có lẽ là cách nhìn sai về nó, như Harvey đề xuất. Thật khó để kết luận rằng một hệ thống tập trung sự giàu có hơn hệ thống kia.
Trong hầu hết các hệ thống PoW, những người khai thác có thể đạt được những lợi thế không công bằng so với những người khác – nhưng họ cũng có thể thất bại và mất toàn bộ khoản đầu tư của mình mà không phải do lỗi của họ, điều mà thường là không thể trong các hệ thống PoS.
Wocom-Pyatt, có dự án lai, đã tóm tắt rằng PoS thuần túy khác biệt đáng kể so với PoW thuần túy.
Ông lập luận rằng việc lai chúng cho phép Decred hưởng lợi từ những điều tốt nhất của cả hai phía. Phía PoW hoạt động tốt như một phương tiện để đánh dấu thời gian và do đó đảm bảo tính bất biến, nhưng PoS vẫn cần thiết để sắp xếp các khuyến khích cho quản trị.
Wocom-Pyatt tin rằng lợi ích của các công ty khai thác không được liên kết chặt chẽ với tiền điện tử như đối với các nhà đầu tư, điều này dẫn đến những thiếu sót trong bối cảnh quản trị.
Kinh nghiệm của Decred đã có thể cho thấy nó là sai lầm khi tranh luận về PoS đối lập với PoW. Kết hợp cả hai dường như tạo ra bất kỳ điểm yếu nhận thức nào mà chúng có thể có riêng lẻ – điều không thể áp dụng cho các cuộc tranh luận blockchain khác, như Ethash so với ProgPow.
Nhưng từ quan điểm quản trị, việc tiếp quản trao đổi gần đây của Steem nhấn mạnh rằng những người kiểm soát token nhất thiết phải là chủ sở hữu của các token đó.
- Tại sao Proof of Stake (PoS) kém an toàn hơn Proof of Work (PoW)?
- Bản nâng cấp PoS của Cardano là một trong những phát triển tiền điện tử được chờ đợi nhất năm 2020
Trinh Nguyễn
Theo Cointelegraph
