Nhiều người cho rằng thuật toán đồng thuận Bằng chứng cổ phần (PoS) được ủy quyền (DPoS) là một phiên bản hiệu quả và dân chủ hơn của cơ chế Proof of Stake (PoS) trước đó.
Cả PoS và DPoS đều được sử dụng để thay thế cho thuật toán đồng thuận Bằng chứng Công việc (Proof of Work - PoS), bởi thiết kế của hệ thống PoW yêu cầu rất nhiều các tài nguyên bên ngoài. Thuật toán PoW sử dụng một số lượng lớn các phép tính toán để bảo mật một sổ cái phân tán không thể thay đổi, phi tập trung và minh bạch. Ngược lại, PoS và DPoS yêu cầu ít nguồn lực hơn và thiết kế của chúng bền vững và thân thiện với sinh thái hơn. Để hiểu cách thức hoạt động của Proof of Stake được ủy quyền, chúng ta cần hiểu khái niệm cơ bản về các thuật toán PoW và PoS xuất hiện trước nó.
Bằng chứng công việc (PoW)
Hầu hết các hệ thống tiền điện tử hoạt động trên một sổ cái phân tán gọi là blockchain và thuật toán PoW là thuật toán đồng thuận đầu tiên được sử dụng. Thuật toán này được triển khai như một yếu tố cốt lõi của giao thức Bitcoin, chịu trách nhiệm tạo các khối mới và duy trì bảo mật của mạng (qua quá trình đào). Bitcoin được đề xuất như một sự thay thế cho hệ thống tiền tệ toàn cầu, một hệ thống tập trung và không hiệu quả. PoW cung cấp một giao thức đồng thuận có thể tồn tại được, trong đó việc chuyển tiền không cần phải được quản lý bởi một cơ quan tập trung. Nó cho phép thực hiện các giao dịch thanh toán phi tập trung trong thời gian thực trên một mạng kinh tế ngang hàng, xóa bỏ các bên trung gian và giảm chi phí giao dịch tổng quát.
Cùng với các loại node khác, hệ thống PoW được duy trì bởi một mạng gồm nhiều node thợ đào, các node này sử dụng phần cứng chuyên biệt (ASIC) để thử và giải các bài toán mật mã phức tạp. Trung bình, cứ mỗi 10 phút lại có một khối mới được đào. Thợ đào chỉ có thể thêm một khối mới vào blockchain nếu anh ta có thể tìm được lời giải cho khối đó. Nói cách khác, thợ đào chỉ có thể làm được điều đó sau khi hoàn thành một proof of work, điều đó sẽ mang lại cho anh ta phần thưởng là các xu mới được tạo và toàn bộ phí giao dịch của khối đó. Tuy nhiên, điều này cũng tốn một chi phí đắt đỏ vì nó sử dụng rất nhiều điện năng và những lần thử thất bại. Ngoài ra, phần cứng ASIC khá đắt đỏ.
Ngoài nỗ lực duy trì hệ thống, còn có các câu hỏi được đặt ra về mức độ áp dụng hệ thống PoW – đặc biệt liên quan đến khả năng mở rộng của hệ thống (số lượng giao dịch mỗi giây rất hạn chế). Tuy nhiên, các blockchain PoW được xem là bảo mật và đáng tin cậy nhất và tiếp tục là tiêu chuẩn cho một giải pháp với sự chấp nhận các sự cố.
Bằng chứng cổ phần (PoS)
Thuật toán đồng thuận PoS là thuật toán thay thế phổ biến nhất cho PoW. Các hệ thống PoS được thiết kế để giải quyết sự thiếu hiệu quả và các vấn đề mới thường xuất hiện trên các blockchain dựa trên PoW. Nó đặc biệt giải quyết vấn đề về các chi phí liên quan đến việc đào PoW (sự tiêu thụ điện năng và phần cứng). Về cơ bản, blockchain dựa trên PoS được bảo mật theo một cách thức tiền định. Ở các hệ thống này không có việc đào khối và sự xác thực các khối mới phụ thuộc vào số lượng xu mà những người xác thực nắm giữ. Người nào có số lượng xu càng lớn càng có khả năng cao được chọn là người xác thực khối (còn gọi là người đúc xu hoặc người rèn xu).
Trong khi các hệ thống PoW dựa vào các khoản đầu tư từ bên ngoài (tiêu thụ điện năng và phần cứng), blockchain PoS lại được bảo mật qua các khoản đầu tư nội bộ (bản thân tiền điện tử của nó).
Ngoài ra, các hệ thống PoS khiến việc tấn công một blockchain trở nên tốn kém hơn, vì để thực hiện một cuộc tấn công thành công, kẻ tấn công phải sở hữu ít nhất 51% tổng số xu đang lưu hành. Các cuộc tấn công thất bại sẽ dẫn đến các khoản tổn thất tài chính khổng lồ. Mặc dù có những điểm tích cực và những lập luận thuyết phục về PoS, nhưng những hệ thống này vẫn đang ở trong các giai đoạn đầu của nó và vẫn chưa được thử nghiệm ở các quy mô lớn hơn.
PoS được ủy quyền (DPoS)
Thuật toán đồng thuận PoS được ủy quyền (DPoS) được phát triển bởi Daniel Larimer vào năm 2014. Bitshares, Steem, Ark, và Lisk là một số dự án tiền điện tử sử dụng thuật toán đồng thuận DPoS.
Một blockchain sử dụng DPoS dựa vào một hệ thống bầu chọn trong đó những chủ sở hữu cổ phần giao các công việc của mình cho bên thứ ba. Nói cách khác, họ có thể bầu chọn ra một số đại diện để thay họ làm công việc bảo mật mạng. Những đại diện này có thể được gọi là những nhân chứng và họ có trách nhiệm phải đạt được sự đồng thuận khi tạo ra và xác thực các khối mới. Quyền bầu chọn tương ứng tỉ lệ với số lượng xu của mỗi người dùng. Hệ thống bầu chọn thay đổi theo từng dự án, nhưng nói chung, mỗi đại diện trình bày một đề xuất riêng khi yêu cầu nhận phiếu bầu. Thông thường, các phần thưởng mà các đại diện nhận được được chia theo tỉ lệ với những người đã bầu chọn cho họ
Vì vậy, thuật toán DPoS tạo ra một hệ thống bầu chọn phụ thuộc trực tiếp vào danh tiếng của những đại diện. Nếu một node được bầu chọn cư xử sai trái hoặc hoạt động không hiệu quả, node đó sẽ nhanh chóng bị trục xuất và được thay bởi node khác.
Liên quan đến hiệu suất, các blockchain DPoS có khả năng mở rộng hơn, có thể xử lý nhiều giao dịch mỗi giây (TPS) hơn so với PoW và PoS.
DPoS và PoS
Mặc dù PoS và DPoS giống nhau ở chỗ cùng sử dụng hình thức cổ phần, nhưng DPoS có một hình thức bầu chọn dân chủ hơn, và qua đó chọn ra những người tạo ra các khối. Do hệ thống DPoS được duy trì bởi những người bầu chọn, nên những đại diện được bầu có động lực để làm việc trung thực và hiệu quả nếu không sẽ bị trục xuất. Ngoài ra, các blockchain DPoS có vẻ xử lý nhanh hơn với số lượng giao dịch mỗi giây lớn hơn các blockchain PoS.
DPoS và PoW
Trong khi PoS cố gắng để giải quyết các vấn đề của PoW, thì DPoS tìm cách cải thiện quá trình tạo khối mới. Vì lý do này, các hệ thống DPoS có khả năng xử lý một số lượng giao dịch lớn hơn trên blockchain với tốc độ nhanh hơn. Hiện tại, DPoS không được sử dụng theo cách thức giống như PoW hoặc PoS. PoW vẫn được coi là thuật toán đồng thuận bảo mật nhất, và như vậy, là nơi thực hiện nhiều giao dịch chuyển tiền nhất. PoS nhanh hơn PoW và có thể có nhiều tính năng sử dụng hơn. DPoS chỉ sử dụng cổ phần để bầu chọn ra những người tạo khối. Việc tạo khối thực sự của nó đã được xác định trước, ngược lại với hệ thống dựa trên sự cạnh tranh của PoW. Mỗi nhân chứng đều có một lượt để tạo khối. Một số người cho rằng DPoS nên được coi là một hệ thống Proof of Authority (Bằng chứng về Quyền lực).
Kết luận
DPoS rất khác biệt so với PoW và thậm chí cả PoS. Trong hệ thống này, việc các chủ sở hữu cổ phần bầu chọn là một cách thức để tìm ra và thúc đẩy những đại diện (hoặc nhân chứng) trung thực và hiệu quả. Tuy nhiên, việc tạo ra khối mới thực sự khác so với các hệ thống PoS và trong phần lớn các trường hợp, nó mang lại hiệu suất cao hơn tính theo số lượng giao dịch được thực hiện mỗi giây.