Khi Năm 2025 Đến Gần
Các cơ chế đồng thuận cơ bản hỗ trợ Bitcoin và Ethereum—Proof-of-Work (PoW) và Proof-of-Stake (PoS)—đang phải đối mặt với nhiều chỉ trích sau khi xảy ra các vụ tấn công cùng lo ngại về ngân sách do halving. Những đối thủ như Proof-of-Authority (PoA) của Stellar và Proof-of-Entropy-Minima (PoEM) của Quai Network đang tuyên bố sẽ khắc phục những lỗ hổng này.
Cái Nhìn Sát Hơn Về PoW và PoS
Ryan Berckmans, nhà nghiên cứu trong hệ sinh thái crypto và thành viên lâu năm của cộng đồng Ethereum, đã chia sẻ với Cryptonews rằng PoW là cơ chế đồng thuận ban đầu, được phát minh bởi Satoshi Nakamoto. Ông giải thích rằng PoW giải quyết vấn đề của một mạng lưới công cộng gồm nhiều máy tính đồng ý về một trạng thái chung. Đồng thời, PoW cũng cho phép khai thác Bitcoin.
“PoW là một phát minh rất quan trọng vì nó đã giải quyết vấn đề niềm tin ‘Tướng Byzantine’ và bắt đầu mở ra một con đường tốt hơn cho tự do và thịnh vượng toàn cầu,” Berckmans nói.
Ông cũng nhấn mạnh rằng PoS mang lại bảo mật cải tiến cho các blockchain Layer-1 (L1) muốn bảo vệ các tài sản khác nhau.
“Với PoS, một token gốc có giá trị vốn hóa thị trường 1 triệu đô la có thể bảo vệ một lớp ứng dụng trị giá 100 triệu đô la đang đối mặt với rủi ro. PoW không thể thực hiện điều này,” ông nói.
Berckmans cho rằng sức mạnh của PoW nằm ở khả năng giảm thiểu rủi ro đơn giản, đồng thời gia tăng niềm tin và độ tin cậy.
“Quá trình khai thác rất đơn giản (tìm kiếm số magic needle trong cỏ khô) và không yêu cầu bất kỳ quỹ nào bị khóa lại mà có thể bị đánh cắp nếu thợ mỏ gặp vấn đề,” ông nhấn mạnh.
Ngược lại, ông lưu ý rằng các validator của PoS có quỹ đang gặp rủi ro có thể bị đánh cắp hoặc thậm chí bị bức bách nếu khóa riêng tư của họ bị lộ.
Các Thách Thức Với Blockchain PoW và PoS
Vẫn còn nhiều thách thức tồn tại với cả hai cơ chế đồng thuận PoW và PoS. Chẳng hạn, các blockchain PoS phụ thuộc vào khuyến khích kinh tế, nơi các validator đặt cược token và được thưởng cho hành vi trung thực, đồng thời bị phạt về tài chính cho hành vi xấu. Vì vậy, PoS có thể bị khai thác theo những cách làm suy yếu bảo mật của nó.
Năm 2023, một nhóm tấn công đã chi một số tiền nhỏ từ số token bị đặt cược của họ để trở thành nhà sản xuất khối trên Ethereum. Sau đó, họ đã phát động một cuộc tấn công nhằm vào mạng lưới MEV-Boost, từ đó thu lợi khoảng 25 triệu đô la stablecoin.
Berckmans cũng chỉ ra rằng một thách thức lớn đối với PoS là việc giảm độ phức tạp trong khi duy trì bảo mật.
“Ethereum có bốn khách hàng sản xuất cho nút validator của mình – điều này khiến Ethereum trở thành L1 duy nhất có sự đa dạng khách hàng thực tiễn, điều này thúc đẩy đáng kể việc phân quyền,” ông cho biết. “Tuy nhiên, nhược điểm của việc có bốn khách hàng là nó làm gia tăng độ phức tạp trong thực tế, bao gồm cả rủi ro ‘chia nhánh’ mà mọi người lo ngại.
Rủi ro này có thể xảy ra nếu bốn khách hàng không đồng ý với nhau về trạng thái chuỗi thực sự và đã dẫn đến việc Vitalik và Quỹ Ethereum xác định việc đơn giản hóa giao thức là một trong những mục tiêu chiến lược trong những năm tới.
Về PoW, Berckmans chỉ ra rằng Bitcoin cần giải quyết cuộc khủng hoảng ngân sách bảo mật của nó.
“Mỗi lần halving diễn ra cứ bốn năm lại làm giảm ngân sách bảo mật của Bitcoin bằng cách cắt giảm phần thưởng khai thác một nửa. Ý định của Satoshi là phí giao dịch của Bitcoin tăng tương ứng để bù đắp cho sự sụt giảm trong ngân sách bảo mật, nhưng điều này chưa diễn ra,” ông nói.
Berckmans tin rằng Bitcoin có thể sẽ rất dễ bị tổn thương trước các cuộc tấn công 51% vào năm 2032. Ông cho biết cách duy nhất thực tiễn để giải quyết khủng hoảng ngân sách bảo mật là thêm lạm phát đuôi vào nguồn cung BTC vĩnh viễn. Tuy nhiên, điều này sẽ khiến tổng số BTC vượt quá giới hạn “hard cap” 21 triệu vào giữa những năm 2030.
Thay Thế Các Cơ Chế Tổ Chức Khác
Dựa trên những thách thức liên quan đến các blockchain PoW và PoS, một số mạng lưới đã triển khai cơ chế đồng thuận riêng của họ. Chẳng hạn, Stellar sử dụng một cơ chế đồng thuận gọi là “Proof-of-Agreement” (PoA). Garand Tyson, kỹ sư phần mềm cao cấp tại Quỹ Phát triển Stellar, cho biết, PoA hoàn toàn khác biệt so với PoW và PoS.
“PoA không dựa vào sức mạnh tính toán hay quyền sở hữu token, mà được xây dựng dựa trên niềm tin xã hội và sự đồng thuận lẫn nhau,” ông nói.
Tyson giải thích rằng để trở thành một validator, cần có sự tin tưởng từ một validator đã có trong mạng.
“Bất kỳ ai trong mạng đều có thể mời bất kỳ ai họ muốn trở thành validator, nhưng lòng tin là thứ cần phải giành được,” ông nhấn mạnh.
Các validator đáng tin cậy trên Stellar sau đó hình thành một “quorum set”, nơi mỗi cá nhân đều biết đến nhau, giúp cung cấp sự minh bạch và làm cho thông tin về các validator dễ dàng tiếp cận, đặc biệt trong bối cảnh quy định và kiểm toán.
Tyson cũng cho biết, các thực thể ngẫu nhiên có thể ác ý không thể gia nhập mạng chỉ bằng cách đặt cược một số lượng lớn token, như đã thấy trên các blockchain PoS. Điều này giúp ngăn chặn nhiều cuộc tấn công, chẳng hạn như cuộc tấn công trị giá 25 triệu đô la trên Ethereum.
Về mặt bảo mật, Tyson giải thích rằng sự đồng thuận cuối cùng, hay “state finality”, phụ thuộc vào một nhóm các tổ chức đáng tin cậy, bao gồm các tổ chức quốc tế lớn.
“Một kẻ tấn công sẽ cần thuyết phục nhiều tổ chức trong số đó chấp nhận một phiên bản sai lệch của sổ cái để thực hiện một hành động xấu. Nếu chỉ cần một người từ chối, cuộc tấn công sẽ thất bại. PoA cung cấp sự hoàn tất nhanh chóng và xác định,” ông nhận xét.
PoA cũng có tính năng bảo vệ fork tích hợp, ngăn chặn các validator trong cùng một quorum set fork ra khỏi mạng.
“Các validator sẽ không xây dựng khối cho đến khi việc chia nhánh được giải quyết, khác với hầu hết các mô hình đồng thuận khác, sẽ xây dựng các ‘fork không hợp lệ’ trong trường hợp có lỗi,” ông nói.
Quai Network cũng áp dụng cơ chế đồng thuận riêng, gọi là “Proof-of-Entropy-Minima” (PoEM). Alan Orwick, đồng sáng lập Quai Network, cho biết PoEM được lấy cảm hứng từ PoW của Bitcoin. PoEM sử dụng các hash tính toán của thợ mỏ để đo lường entropy, hoặc sự ngẫu nhiên, bị loại bỏ bởi mỗi khối đề xuất, qua đó đảm bảo rằng các nút nhanh chóng đồng ý về khối tiếp theo.
“Điều này mang lại sự hoàn tất tức thì, đồng thuận vĩnh cửu và khả năng phối hợp vô hạn các sharding thực thi, đạt hơn 50.000 giao dịch mỗi giây với phí dưới 0.01 đô la,” Orwick cho biết. “Khác với PoW truyền thống, PoEM cung cấp sự đồng thuận xác định và khách quan với hiệu suất và khả năng mở rộng cao hơn.”
Orwick khẳng định rằng Quai Network đã quyết định áp dụng PoEM thay vì PoW hoặc PoS vì nhiều lý do. Để tránh sự tập trung và yêu cầu đặt cược lớn có thể xảy ra với PoS, cấu trúc dựa trên công việc của PoEM phù hợp với tầm nhìn của Quai về một hệ thống tiền tệ công bằng, dễ tiếp cận và có khả năng mở rộng toàn cầu.
“Điều này cũng trao quyền cho cả thợ mỏ và người dùng trong khi vẫn duy trì hiệu suất năng lượng thông qua khai thác hợp nhất và công việc chia sẻ,” ông nói.
PWR Chain là một blockchain Layer-0 sử dụng cơ chế đồng thuận gọi là “Delegated Proof-of-Power” (DPOP). Cơ chế này được xây dựng dựa trên giao thức Tendermint nhưng có những cải tiến cụ thể cho bảo mật lượng tử và tốc độ tạo khối nhanh hơn.
Edy Haddad, giám đốc công nghệ của PWR Chain, cho biết DPOP sử dụng chữ ký Falcon—một sơ đồ mã hóa sau lượng tử—cho các phiếu bầu của validator trên khối. Ông thêm rằng DPOP cung cấp cho tất cả các validator được chọn cơ hội ngang nhau để sản xuất khối. Điều này rất quan trọng bởi vì tài liệu trắng của PWR Chain giải thích rằng trong các hệ thống PoS thông thường, các validator nhận cơ hội tạo khối tỷ lệ thuận với số tiền họ đã đặt cược.
Theo tài liệu trắng, nhiều blockchain đã áp dụng cách tiếp cận này, nhưng nó có thể dẫn đến sự tập trung.
“Khi cơ hội tạo khối được gán cho kích thước đặt cược, các validator lớn sẽ tự nhiên tạo ra phần lớn các khối. Điều này dẫn đến lợi suất ổn định cho những người ủy quyền của họ, qua đó thu hút thêm nhiều người ủy quyền. Kết quả là, những validator lớn này ngày càng lớn hơn và có ảnh hưởng theo thời gian,” tài liệu nhấn mạnh.
Haddad cũng cho biết sự hoàn tất tức thì là một tính năng cốt lõi của PWR Chain, cho phép các nhà phát triển xây dựng mà không cần lo lắng về việc quay vòng mạng lưới. DPOP đạt được điều này bằng cách yêu cầu 2/3 các validator phải phê duyệt mỗi khối, tạo ra sự hoàn tất tức thì và không thể khôi phục ngay sau khi khối được tạo.
“PoW và PoS cho phép sự tham gia mở, tuy không có quyền hạn nhưng lại chịu đựng thời gian tạo khối chậm, sự hoàn tất trì hoãn và chi phí cao (đặc biệt trong PoW),” Haddad đưa ra. DPOP, ngược lại, được thiết kế để hỗ trợ các mục tiêu của PWR Chain—cung cấp thời gian tạo khối nhanh và sự hoàn tất tức thì, điều này lý tưởng cho các ứng dụng nhạy cảm với hiệu suất.
Các Thách Thức Cần Xem Xét
Mặc dù các cơ chế đồng thuận thay thế đang mang lại những đổi mới, nhưng chúng vẫn còn xa hoàn hảo. Ví dụ, Tyson đã đề cập rằng một trong những câu hỏi thường gặp về PoA là về niềm tin.
Vì mạng lưới phụ thuộc vào một nhóm các validator đáng tin cậy, ai sẽ được coi là đáng tin cậy? Câu hỏi tiếp theo là liệu mạng có thể trở nên quá tập trung hay không?” Tyson nhấn mạnh rằng Stellar đã giải quyết vấn đề này bằng cách thiết kế mạng trở nên mở và phi tập trung.
“Bất kỳ ai cũng có thể điều hành một validator, nhưng ảnh hưởng không được quyền làm chủ bởi sự giàu có hay sức mạnh tính toán; nó phải được giành được qua niềm tin lẫn nhau. Các validator cũng là những tổ chức có uy tín—các ngân hàng, công ty fintech, các tổ chức kế thừa, những đối tác mà họ phải bảo vệ danh tiếng của mình. Điều này giảm thiểu rủi ro từ những kẻ xấu mà không bị phát hiện,” ông nhận xét.
Nhưng một rủi ro khác của PoA có thể là sự tập trung ảnh hưởng. Nếu có quá ít validator được tin cậy, mạng có thể bị kéo về phía tập trung. Để giải quyết thách thức này, Tyson giải thích rằng Stellar khuyến khích sự đa dạng trong các bộ quorum.
“Các validator được mong đợi xây dựng lòng tin với nhiều tổ chức độc lập. Sự xác minh chéo đó giới hạn khả năng của một tác nhân hay nhóm nào đó thống trị và ảnh hưởng,” ông giải thích.
Một vấn đề đáng chú ý là thiếu các phần thưởng tài chính trực tiếp trong PoA, có thể được coi là một thách thức cho việc tham gia. Tyson cho biết một số lịch sử cho thấy Stellar có ít validator hơn vì các tổ chức khai thác và hạ tầng không thể trực tiếp hưởng lợi từ việc xác thực.
“Nhưng đây cũng là một con dao hai lưỡi; các validator không được trả tiền để phê duyệt giao dịch, họ tham gia vì muốn có tiếng nói trong cách mạng phát triển. Điều này có thể hấp dẫn hơn đối với các tổ chức quan tâm đến quản trị, không chỉ đơn thuần là lợi nhuận,” Tyson chia sẻ.
Về PoEM, Orwick Nhấn mạnh rằng cách tiếp cận này có thể quá phức tạp cho những người mới.
“Bằng cách tạo ra nhiều ứng dụng người tiêu dùng và cách thức tiếp cận mạng, chúng tôi có thể trừu tượng hóa các chi tiết kỹ thuật khỏi người dùng,” ông nói.
