PoW, PoS, DPoS: Hiểu rõ logic hoạt động của ba cơ chế đồng thuận chính của blockchain

Những người mới bước chân vào lĩnh vực blockchain thường bị rối mắt bởi các viết tắt tiếng Anh. Thực ra, cơ chế đồng thuận là chìa khóa để hiểu cách hoạt động của blockchain, hôm nay chúng ta sẽ phân tích nguyên lý cốt lõi của ba cơ chế chính: PoW, PoS, DPoS.

PoW (Proof-of-Work): Chứng minh đóng góp bằng sức mạnh tính toán

PoW là gì?

Cơ chế chứng minh công việc có logic rất đơn giản — bạn bỏ ra nhiều sức mạnh tính toán hơn, quyền lợi nhận được sẽ lớn hơn. Trong hệ thống PoW, tất cả các thành viên tham gia cần giải một bộ bài toán toán học khó khăn giống nhau, ai giải ra trước sẽ có quyền ghi chép và nhận phần thưởng khối.

Bitcoin là ví dụ điển hình của cơ chế PoW. Thợ mỏ cạnh tranh giải các bài toán mật mã phức tạp để tranh giành quyền ghi chép, người thắng cuộc sẽ nhận Bitcoin mới được tạo ra làm phần thưởng.

Hiệu suất của PoW như thế nào?

Về mặt an toàn, PoW có thiết kế khá đơn giản, để phá vỡ hệ thống cần kiểm soát hơn 50% sức mạnh tính toán, chi phí cực kỳ cao, do đó có mức độ an toàn nhất định. Tuy nhiên, cái giá phải trả rõ ràng: cuộc đua sức mạnh tính toán dẫn đến tiêu hao lớn về tài nguyên, đặc biệt là tiêu thụ điện năng khủng khiếp. Thống kê cho thấy, chi phí điện năng hàng năm của Bitcoin lên tới hàng chục tỷ USD, bị các nhà bảo vệ môi trường chỉ trích lâu dài. Ngoài ra, thời gian xác nhận giao dịch khá lâu, khó đáp ứng các kịch bản có lượng giao dịch cao đồng thời.

PoS (Proof-of-Stake): Quyết định quyền lực dựa trên phần vốn

PoS hoạt động như thế nào?

Cơ chế chứng minh quyền lợi đổi sang một cách tiếp cận khác: ai nắm giữ nhiều tài sản hơn trên chuỗi, giữ lâu hơn, người đó dễ dàng hơn trong việc có quyền ghi chép. Nói đơn giản, là “giữ nhiều, lợi nhuận nhiều”.

Ưu điểm của PoS là:

Trước hết, hoàn toàn loại bỏ tiêu hao sức mạnh tính toán, không còn cần lượng điện năng khổng lồ, thân thiện với môi trường hơn nhiều. Thứ hai, chi phí tấn công trở nên cực kỳ cao — để tấn công 51% mạng lưới, cần tích trữ 51% số coin của mạng, không chỉ đòi hỏi nguồn vốn lớn mà còn phải chịu chi phí cơ hội của việc giữ coin lâu dài. Ngoài ra, PoS rút ngắn đáng kể thời gian tạo khối và chu kỳ xác nhận, qua đó tăng khả năng xử lý của hệ thống.

Nhược điểm của PoS:

Tuy nhiên, PoS cũng mang lại những thách thức mới. Một mặt, xu hướng tập trung vốn rõ rệt — các cá nhân nắm giữ nhiều coin vì lợi nhuận cao sẽ tích lũy thêm nhiều token hơn, dẫn đến phân phối của cải ngày càng bất bình đẳng. Mặt khác, khi nắm giữ coin đã có thể mang lại lợi nhuận, người nắm giữ thiếu động lực để bán ra, thích giữ lâu dài, điều này làm giảm tính thanh khoản của token.

DPoS (Delegated Proof-of-Stake): Phương thức ghi chép dân chủ hơn

Ý tưởng thiết kế của DPoS

Cơ chế chứng minh quyền lợi ủy quyền có thể so sánh như cuộc bầu cử hội đồng quản trị của công ty niêm yết. Người nắm giữ coin bình thường không cần tham gia xác thực hay ghi chép trực tiếp, mà bỏ phiếu chọn ra một số lượng nút đại diện thực hiện các nhiệm vụ này. Nếu các nút được chọn không hoàn thành nhiệm vụ (ví dụ, không tạo ra khối khi đến lượt), hệ thống sẽ tự động thay thế bằng nút mới. Từ góc độ nào đó, DPoS nằm giữa trung tâm và phi tập trung, thuộc hệ thống yếu trung tâm.

Hiệu suất của DPoS:

Vì số lượng nút ghi chép giảm đáng kể, hệ thống có thể hợp tác hiệu quả và tạo khối nhanh chóng. Hiệu quả ghi chép vượt xa hai cơ chế còn lại. Tuy nhiên, cái giá phải trả là mức độ phi tập trung bị giảm — quyền lực thực tế được ủy thác cho một số ít nút đại diện, tồn tại rủi ro tập trung quyền lực nhất định.

Ba cơ chế này chọn như thế nào?

Hiện tại, các cơ chế đồng thuận chính trên thị trường đều có đặc điểm riêng, không có cái nào hoàn toàn tốt hoặc xấu. PoW an toàn nhất nhưng tiêu hao năng lượng; PoS thân thiện môi trường hơn nhưng dễ tập trung; DPoS hiệu quả nhất nhưng ít phi tập trung nhất. Cùng với sự tiến bộ của công nghệ blockchain, các cơ chế đồng thuận cũng sẽ liên tục đổi mới và tối ưu, trong tương lai chắc chắn sẽ xuất hiện các giải pháp cân bằng hơn.