- Các thuật toán Consensus của blockchain đảm bảo tất cả các nút mạng đều nhất trí về một sổ cái chung mà không cần dựa vào một cơ quan trung ương.
- Proof of Work và Proof of Stake sử dụng các mô hình tài nguyên và khuyến khích khác nhau để đảm bảo việc tạo Block và hành vi của trình xác thực.
- Các cơ chế Consensus là nền tảng cho phép blockchain hỗ trợ tiền tệ, ứng dụng và bảo mật mạng lâu dài.
Các thuật toán Consensus Blockchain , giải thích cách PoW và PoS bảo mật tiền điện tử, ngăn chặn chi tiêu kép và cho phép các mạng phi tập trung đạt được sự đồng thuận.
THUẬT Consensus THUẬN BLOCKCHAIN & TIỀN ĐIỆN TỬ
Thuật toán Consensus Blockchain đóng vai trò nền tảng trong cách thức hoạt động của tiền điện tử. Trong hệ thống tiền điện tử, số dư của người dùng được ghi lại trong một cơ sở dữ liệu chung được gọi là blockchain. Để duy trì tính nhất quán trên toàn mạng, mỗi người tham gia—chính xác hơn là mỗi nút—phải duy trì một bản sao giống hệt nhau của cơ sở dữ liệu này.
Nếu các nút khác nhau lưu giữ các bản ghi mâu thuẫn, mạng lưới sẽ nhanh chóng mất đi tính nhất quán, làm suy yếu mục đích cốt lõi của một hệ thống tiền tệ phi tập trung.
Mật mã hóa khóa công khai đảm bảo người dùng không thể sử dụng các token không thuộc sở hữu của họ. Tuy nhiên, chỉ riêng mã hóa thôi vẫn chưa giải quyết triệt để vấn đề. Mạng lưới vẫn cần một nguồn thông tin duy nhất, được chấp nhận rộng rãi để xác định xem tiền đã được sử dụng hay chưa, ngăn chặn việc chi tiêu hai lần mà không cần dựa vào một cơ quan trung ương.
Để giải quyết thách thức này, người sáng lập Bitcoin, Satoshi (SATS) Nakamoto, đã giới thiệu hệ thống Bằng chứng Công việc (Proof of Work - PoW) như một cách để điều phối các bên tham gia trong một môi trường phi tập trung. Mặc dù PoW chỉ là một trong những cách triển khai, nhiều cơ chế Consensus hiện đại đều chia sẻ một tập hợp các nguyên tắc thiết kế cốt lõi bắt nguồn từ phương pháp này.
Đầu tiên, những người tham gia muốn thêm các khối mới—thường được gọi là người xác thực—phải cam kết một khoản Stake nào đó. Stake này thể hiện giá trị được đặt vào rủi ro để ngăn chặn hành vi gian lận. Nếu người xác thực cố gắng gian lận, họ sẽ mất những gì đã cam kết. Tùy thuộc vào hệ thống, Stake này có thể là tài nguyên tính toán, tiền điện tử, hoặc thậm chí là danh tiếng tích lũy.
Tại sao người tham gia lại sẵn lòng đặt nguồn lực của chính mình vào rủi ro? Câu trả lời nằm ở động cơ. Người xác thực được thưởng cho sự tham gia trung thực, thường thông qua sự kết hợp giữa token của giao thức gốc, phí giao dịch do người dùng trả, đơn vị tiền tệ mới phát hành hoặc sự kết hợp của các phần thưởng này.
Cuối cùng, tính minh bạch là một yêu cầu quan trọng. Hệ thống phải cho phép phát hiện hành vi gian dối. Lý tưởng nhất là việc tạo ra một Block nên tốn kém, trong khi việc xác minh nó nên tương đối rẻ. Sự bất đối xứng này đảm bảo rằng người dùng thông thường có thể giám sát các trình xác thực một cách hiệu quả, củng cố trách nhiệm giải trình và duy trì niềm tin trên toàn mạng.
>>> Đọc thêm: 6 loại cơ chế Consensus phổ biến trong Blockchain
CÁC LOẠI THUẬT TOÁN Consensus THUẬN
📌 Bằng chứng về công việc (PoW)
Thuật toán Consensus Blockchain lần đầu tiên được biết đến rộng rãi thông qua Proof of Work (PoW), thường được coi là mô hình Consensus ban đầu và có ảnh hưởng nhất. Mặc dù PoW được Bitcoin phổ biến, nhưng khái niệm cơ bản của nó đã có từ nhiều năm trước khi tiền điện tử ra đời.
Trong hệ thống PoW (Proof of Work), các trình xác thực—thường được gọi là Thợ đào—cạnh tranh để thêm dữ liệu mới vào chuỗi khối bằng cách băm dữ liệu đó nhiều lần cho đến khi tìm ra lời giải hợp lệ.
Hash (hash) là một chuỗi ký tự và số dường như ngẫu nhiên được tạo ra khi dữ liệu được xử lý thông qua một hàm Hash . Điều quan trọng là, cùng một dữ liệu đầu vào sẽ luôn tạo ra cùng một dữ liệu đầu ra. Tuy nhiên, ngay cả một thay đổi nhỏ nhất đối với dữ liệu đầu vào cũng sẽ dẫn đến một Hash hoàn toàn khác .
Nhờ đặc tính này, hàm băm cực kỳ hữu ích để chứng minh rằng một mẩu dữ liệu cụ thể đã được biết đến tại một thời điểm nhất định. Người ta có thể chia sẻ Hash trước và sau đó tiết lộ dữ liệu gốc, cho phép người khác xác minh tính xác thực của nó bằng cách chạy nó qua cùng một hàm và xác nhận rằng kết quả đầu ra khớp nhau.
Trong hệ thống Proof of Work (Bằng chứng công việc), giao thức định nghĩa những gì làm cho một Block hợp lệ. Ví dụ, nó có thể yêu cầu Hash của khối phải bắt đầu bằng một số lượng chữ số 0 cụ thể. Cách duy nhất để Thợ đào tìm ra Hash như vậy là thông qua phương pháp vét cạn – liên tục điều chỉnh các tham số nhất định trong dữ liệu và băm lại cho đến khi tạo ra kết quả hợp lệ.
Trên các mạng blockchain lớn, các yêu cầu này được cố ý đặt ở mức rất cao. Để cạnh tranh hiệu quả, Thợ đào thường dựa vào các kho chứa đầy phần cứng chuyên dụng được gọi là ASIC (Mạch tích hợp chuyên dụng), được thiết kế dành riêng cho các hoạt động băm.
Trong PoW (Proof of Work), "Stake" của người khai thác bao gồm chi phí ban đầu cho phần cứng cũng như chi phí điện năng liên tục cần thiết để vận hành nó. Vì ASIC hầu như không có công dụng nào khác ngoài việc Đào coin tiền điện tử, cách duy nhất để thu hồi khoản đầu tư này là Đào coin thành công các khối. Nếu người khai thác thêm được một Block hợp lệ vào chuỗi khối, họ sẽ được thưởng tương ứng.
Từ góc độ mạng lưới, việc xác minh một Block hợp lệ tương đối dễ dàng. Ngay cả khi một thợ đào phải thử hàng nghìn tỷ tổ hợp để tìm ra Hash chính xác, các nút khác chỉ cần chạy dữ liệu qua hàm Hash một lần. Nếu Hash thu được đáp ứng các yêu cầu của giao thức, Block sẽ được chấp nhận và thợ đào sẽ nhận được phần thưởng. Nếu không, Block sẽ bị từ chối và tất cả thời gian và năng lượng đã bỏ ra đều bị lãng phí.
>>> Đọc thêm: Proof of Work (PoW) là gì?
📌 Bằng chứng cổ phần (Proof of Stake - PoS)
Bằng chứng Stake (Proof of Stake - PoS) được giới thiệu từ những ngày đầu của Bitcoin như một giải pháp thay thế cho bằng chứng công việc (Proof of Work - PoW). Không giống như PoW, hệ thống PoS không phụ thuộc vào Thợ đào, phần cứng chuyên dụng hoặc tiêu thụ năng lượng quy mô lớn. Về nguyên tắc, việc tham gia chỉ cần một máy tính thông thường.
Tuy nhiên, PoS vẫn yêu cầu người tham gia phải cam kết nguồn lực. Thay vì sử dụng các nguồn lực bên ngoài như điện và phần cứng, PoS dựa vào các nguồn lực nội bộ—chính là tiền điện tử. Mặc dù các quy tắc cụ thể khác nhau tùy theo giao thức, nhưng nhìn chung, người xác thực được yêu cầu phải nắm giữ và khóa một lượng tiền tối thiểu để đủ điều kiện tham gia Staking.
Số tiền này được khóa trong ví và không thể chuyển nhượng trong suốt thời gian Staking . Các trình xác thực cùng nhau thống nhất về những giao dịch nào nên được đưa vào Block tiếp theo. Về cơ bản, người tham gia đang đặt Stake vào việc Block nào sẽ được chọn, và giao thức sẽ chọn một khối tương ứng.
Nếu Block do người xác thực đề xuất được chọn, họ sẽ nhận được một phần phí giao dịch, tỷ lệ thuận với số Stake họ đã khóa. Càng nhiều tiền bị khóa, phần thưởng tiềm năng càng lớn. Tuy nhiên, nếu người xác thực cố gắng gian lận bằng cách đề xuất các giao dịch không hợp lệ, một phần hoặc toàn bộ Stake họ đã khóa có thể bị tịch thu. Điều này tạo ra một cấu trúc khuyến khích tương tự như PoW – hành vi trung thực sẽ có lợi hơn hành vi không trung thực.
Trong nhiều hệ thống PoS, các token mới được tạo ra không được phát hành như phần thưởng cho người xác thực. Do đó, tiền tệ gốc của blockchain phải được phân phối thông qua các cơ chế khác. Điều này có thể bao gồm phân phối ban đầu, chẳng hạn như Initial Coin Offering (ICO) hoặc IEO , hoặc khởi chạy mạng với PoW trước khi chuyển sang PoS ở giai đoạn sau.
Cho đến nay, các hệ thống hoàn toàn dựa trên PoS chủ yếu được triển khai trên các mạng lưới tiền điện tử nhỏ hơn. Do đó, vẫn chưa rõ liệu PoS có thể thay thế hoàn toàn PoW ở quy mô lớn hay không. Mặc dù mô hình này có vẻ hợp lý về mặt lý thuyết, nhưng việc triển khai thực tế lại phát sinh thêm nhiều phức tạp.
Một khi hệ thống PoS được triển khai trên một mạng lưới có giá trị kinh tế đáng kể, nó sẽ trở thành một thử nghiệm thực tế về lý thuyết trò chơi và thiết kế cơ chế khuyến khích. Bất kỳ người tham gia nào hiểu cách khai thác điểm yếu của hệ thống đều có thể thử làm như vậy nếu điều đó mang lại lợi nhuận. Cuối cùng, cách duy nhất để xác định xem PoS có khả thi ở quy mô lớn hay không là quan sát hiệu suất của nó trong điều kiện thực tế.
>>> Đọc thêm: Proof of Stake (PoS) là gì?
Consensus LUẬN THUẬT TOÁN ĐỒNG THUẬN BLOCKCHAIN
Các cơ chế Consensus là nền tảng cho hoạt động của các hệ thống phân tán. Nhiều người coi bước đột phá quan trọng nhất của Bitcoin là việc sử dụng Bằng chứng công việc (Proof of Work), cho phép người tham gia thống nhất về một tập hợp các sự kiện chung mà không cần dựa vào một cơ quan trung ương.
Ngày nay, các thuật toán Consensus không chỉ hỗ trợ các hệ thống tiền tệ kỹ thuật số mà còn đóng vai trò quan trọng. Chúng là nền tảng của chính các chuỗi khối, cho phép các nhà phát triển chạy mã và ứng dụng trên các mạng phi tập trung. Do đó, các thuật toán Consensus đã trở thành trụ cột của công nghệ chuỗi khối và là yếu tố then chốt quyết định sự tồn tại lâu dài của các mạng phi tập trung.
ꚰ CoinRank x Bitget – Đăng ký & Giao dịch!
〈 Thuật toán Consensus Blockchain là gì? 〉這篇文章最早發佈於《 CoinRank 》。
