Proof-of-Work (PoW) เทียบกับ Proof-of-Stake (PoS) ในบล็อกเชน

Proof-of-Work และ Proof-of-Stake เป็นกลไกฉันทามติที่มีชื่อเสียงที่สุดในโลกคริปโต เหรียญคริปโตชั้นนำต่างพึ่งพาพวกมันเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพและรักษาความปลอดภัยของเครือข่าย บทความนี้จะแจกแจงวิธีการทำงาน ข้อดี และข้อเสียของแต่ละแบบ

Proof-of-Work (PoW) คืออะไร?

Proof-of-Work (PoW) เป็นกลไกฉันทามติที่อนุญาตให้ผู้ขุด (ผู้ตรวจสอบ) ยืนยันธุรกรรม และเพิ่มเข้าไปในบล็อกใหม่ เพื่อทำเช่นนี้ พวกเขาจะต้องแก้โจทย์คณิตศาสตร์ที่ซับซ้อน และได้รับรางวัลตอบแทน ระบบนี้เป็นวิธีที่โปร่งใสและเชื่อถือได้ที่ทั้งเครือข่ายสามารถตกลงกันได้เกี่ยวกับสถานะของบล็อกเชนและธุรกรรมทั้งหมด และถือว่าเป็นระบบที่ปลอดภัยที่สุด การสร้างบล็อกที่ถูกต้องต้องผ่านการลองผิดลองถูกของตัวเลขนับล้านล้านแบบ

PoW ทำงานอย่างไร?

อัลกอริทึม Proof-of-Work ทำงานดังนี้: ผู้ขุดแข่งขันกันเพื่อแก้ปริศนาทางคณิตศาสตร์ที่ซับซ้อนให้เร็วที่สุด เป้าหมายคือการหาค่า nonce ที่ถูกต้อง — หมายเลขเฉพาะที่ทำให้ค่าแฮชของบล็อกตรงตามเงื่อนไข เมื่อผู้ขุดพบแล้ว เขาจะเผยแพร่บล็อกใหม่นี้ไปยังเครือข่าย หากผู้เข้าร่วมคนอื่นตรวจสอบแล้วถูกต้อง บล็อกนั้นจะถูกเพิ่มเข้าไปในเชน และผู้ขุดจะได้รับรางวัล

หนึ่งในความก้าวหน้าที่สำคัญที่สุดของวิธีนี้คือการแก้ปัญหา double-spending ที่ใครบางคนอาจพยายามใช้คริปโตเดียวกันมากกว่าหนึ่งครั้ง ผู้ขุดในระบบ PoW ต้องพิสูจน์ว่าพวกเขาใช้ความพยายามจริง — ทั้งเวลาและพลังการคำนวณ — ในการสร้างบล็อกใหม่แต่ละบล็อก นี่จึงเป็นที่มาของชื่อ: หลักฐานว่าได้มีการทำงานจริง

ตัวอย่างเหรียญ PoW

มีเหรียญหลายตัวที่ใช้กลไกฉันทามติ PoW ตัวอย่างเช่น:

• Bitcoin (BTC): ผู้บุกเบิกที่ใช้ Proof-of-Work โดยใช้ SHA-256 อัลกอริทึม เช่นเดียวกับเครือข่าย PoW ทั้งหมด Bitcoin มอบความปลอดภัยที่แข็งแกร่ง แต่ต้องใช้พลังงานจำนวนมาก ความเร็วในการสร้างบล็อกอยู่ที่ทุก 10 นาที หรือช้ากว่าในช่วงเวลาที่มีการใช้งานสูง ซึ่งจำกัดความเร็วของธุรกรรม ถึงกระนั้น Bitcoin ยังคงเป็นมาตรฐานของการกระจายศูนย์ ได้รับฉายาว่า “ทองคำดิจิทัล” ของโลกคริปโต
• Kaspa (KAS): เหรียญ PoW รุ่นใหม่ที่ใช้โปรโตคอล GHOSTDAG กับอัลกอริทึม kHeavyHash Kaspa รองรับการประมวลผลบล็อกแบบขนานและให้ความเร็วสูงมาก — หลายสิบบล็อกต่อวินาที — ขณะใช้พลังงานน้อยกว่า ถูกออกแบบมาสำหรับการขุดด้วย GPU และโดดเด่นด้วยแนวทางที่ทันสมัยด้านการปรับขยาย
• Litecoin (LTC): มักถูกเรียกว่า “เงิน” เมื่อเทียบกับ “ทอง” ของ Bitcoin Litecoin ก็ใช้ PoW เช่นกันแต่กับอัลกอริทึม Scrypt สร้างบล็อกทุก 2.5 นาที ทำให้ธุรกรรมเร็วและถูกกว่า BTC โครงสร้างที่เบากว่าทำให้เป็นที่นิยมสำหรับการชำระเงินในชีวิตประจำวัน
• Dogecoin (DOGE): เหรียญมีมตัวแรกที่ได้รับความนิยมในกระแสหลัก Dogecoin ใช้อัลกอริทึม Scrypt และสร้างบล็อกทุก 1 นาที ประหยัดพลังงานกว่า BTC และผู้ขุดสามารถเข้าร่วม pool ได้ง่ายขึ้น แต่ละบล็อกจะให้รางวัลคงที่ 10,000 DOGE — หนึ่งในเหตุผลที่สร้างชุมชนที่ภักดีอย่างมาก

หลังจากที่เราได้พูดถึงโมเดลฉันทามติแบบดั้งเดิมและผ่านการทดสอบมากที่สุดแล้ว มาดูทางเลือกหลัก — Proof-of-Stake

Proof-of-Stake (PoS) คืออะไร?

Proof-of-Stake (PoS) เป็นกลไกฉันทามติทางเลือกและเป็นหนึ่งในอัลกอริทึมยอดนิยมในคริปโต ที่ ผู้ตรวจสอบ (validators) ทำการยืนยันธุรกรรมและรักษาเสถียรภาพของเครือข่ายโดยไม่ต้องใช้พลังคำนวณขนาดใหญ่

เป้าหมายหลักของ PoS คือการสร้างความปลอดภัยให้เครือข่ายพร้อมกับประสิทธิภาพพลังงานสูง แทนที่จะเป็นการแข่งขันเพื่อสร้างบล็อกแบบ PoW ผู้เข้าร่วม PoS แสดงความมุ่งมั่นต่อการทำงานที่ยุติธรรมของเครือข่ายโดยการ staking — “ล็อก” โทเคนบางส่วน ผู้ใช้ที่มีจำนวนเหรียญขั้นต่ำที่กำหนดสามารถเป็นผู้ตรวจสอบได้ หรือสามารถฝากเหรียญเข้ากับ staking pool

สิ่งนี้ทำให้การมีส่วนร่วมเพื่อสนับสนุนเครือข่ายเข้าถึงได้ง่ายขึ้น และลดอุปสรรคในการเข้าร่วมลงอย่างมาก โดยไม่ต้องมีฮาร์ดแวร์ราคาแพงหรือไฟฟ้าราคาถูกแบบที่ต้องใช้ใน PoW

PoS ทำงานอย่างไร?

PoS ทำงานผ่านกระบวนการสุ่มที่อิงกับปัจจัยหลายอย่าง รวมถึงอายุการ stake การสุ่ม และความมั่งคั่งของโหนด (จำนวนโทเคนที่ stake) เพื่อตัดสินใจเลือกผู้ตรวจสอบถัดไป (ซึ่งเทียบเท่ากับผู้ขุดใน PoW) ตามแนวคิดดั้งเดิมของ PoS การควบคุมบล็อกเชนกระจายตามสัดส่วนจำนวนเหรียญที่ผู้ใช้ครอบครอง ผู้ใช้กลายเป็นผู้ตรวจสอบได้โดยการล็อกเหรียญคริปโตจำนวนหนึ่งบนเครือข่าย

กระบวนการสร้างบล็อกใหม่เรียกว่า forging และค่าตอบแทนของผู้ตรวจสอบมักมาจากค่าธรรมเนียมธุรกรรม ผู้ที่ต้องการเข้าร่วมต้อง stake โทเคนของตน จำนวน stake มีผลต่อความน่าจะเป็นที่จะถูกเลือก ยิ่ง stake มาก ยิ่งมีโอกาสสูง เมื่อโหนดสร้างบล็อกใหม่ ผู้ตรวจสอบจะตรวจสอบธุรกรรมและเพิ่มบล็อกใหม่เข้าสู่บล็อกเชน

เพื่อป้องกันไม่ให้โหนดที่รวยที่สุดครองการตรวจสอบ เครือข่าย PoS มักใช้กลไกเพิ่มเติม เช่น การเลือกบล็อกแบบสุ่มและการพิจารณาอายุเหรียญ อัลกอริทึมเลือกผู้ stake โดยใช้ระบบลอตเตอรีจากสัดส่วนของเงินที่ถูก stake เช่น หากผู้ stake คนหนึ่งถือ 30% ของทั้งหมด ก็มีโอกาส 30% ที่จะสร้างบล็อกถัดไป

ตัวอย่างเหรียญ PoS

บาง cryptocurrency ทำงานบน Proof-of-Stake และควรทราบว่าเครือข่ายสามารถนำ PoS มาใช้ตั้งแต่ต้น หรือหลังจากเริ่มจาก PoW แล้วย้ายมา PoS เช่น Ethereum

• Ethereum (ETH): เดิมทีใช้ PoW (Ethash) แต่เจอปัญหาค่าธรรมเนียมสูงและความเร็วในการโอนต่ำ ด้วยการเปลี่ยนไปใช้ Ethereum 2.0 และ Proof-of-Stake เครือข่ายเปลี่ยนจากการขุดไปสู่ระบบผู้ตรวจสอบ ตอนนี้ผู้ใช้ใดก็สามารถเป็น validator ได้โดย staking 32 ETH ด้วย PoS Ethereum ลดการใช้พลังงานได้กว่า 99.95% และปูทางสำหรับการอัปเกรดในอนาคต เช่น sharding ที่ช่วยเพิ่มการปรับขยาย
• Avalanche (AVAX): ใช้รูปแบบ PoS ภายใต้โปรโตคอล Avalanche Consensus ที่โดดเด่นด้วยความเร็วสูงและการประมวลผลขนาน ผู้ตรวจสอบเข้าร่วมการตัดสินใจผ่านการสุ่มตัวอย่างในท้องถิ่น ทำให้บรรลุฉันทามติได้ภายในไม่ถึง 1 วินาที การ stake ขั้นต่ำ 2000 AVAX สำหรับ validator ความต่างที่สำคัญคือ ผู้ตรวจสอบไม่ได้ถูกเลือกแบบสุ่ม แต่เข้าร่วมตรวจสอบทุกบล็อก ลดความเสี่ยงการโจมตี
• Cardano (ADA): ใช้อัลกอริทึม Ouroboros ที่เป็น PoS ตัวแรกที่ได้รับการตรวจสอบทางวิทยาศาสตร์ ระบบแบ่งเป็น epochs และ slots โดย validator ถูกเลือกตามเวลา ผู้ใช้สามารถมอบหมาย ADA ของตนไปยัง staking pool เพื่อรับรางวัลบางส่วน การเข้าร่วมไม่ต้องล็อกเหรียญ ผู้ stake ยังถือครองเหรียญได้ Cardano เน้นการกระจายศูนย์ที่ยั่งยืนและความปลอดภัยที่พิสูจน์ได้
• Algorand (ALGO): ใช้โมเดล Pure Proof-of-Stake (PPoS) โดยสุ่มเลือกคณะกรรมการจากผู้ถือเหรียญ ALGO ทุกคน แม้ถือเหรียญจำนวนน้อยก็เข้าร่วมได้ ไม่ต้องล็อกเงิน ระบบเบาช่วยให้ Algorand ประมวลผลธุรกรรมได้ภายในไม่ถึง 5 วินาที และบล็อกไม่สามารถย้อนกลับหรือแก้ไขได้

การเปรียบเทียบ PoW และ PoS

Proof-of-Work และ Proof-of-Stake เป็นสองวิธีหลักในการตรวจสอบธุรกรรมคริปโต ความแตกต่างหลักคือ PoS ต้องการให้ผู้เข้าร่วม stake เหรียญเพื่อใช้ยืนยันธุรกรรม ขณะที่ PoW ต้องการการแก้สมการที่ซับซ้อน แต่แบบไหนมีประสิทธิภาพกว่ากัน? มาดูกันทีละเกณฑ์

การใช้พลังงาน

PoW ใช้พลังงานสูงมาก แม้จะทำให้เครือข่ายปลอดภัยขึ้น แต่ก็ช้าและมีค่าใช้จ่ายสูง Proof-of-Stake ถูกพัฒนามาเพื่อลดการใช้พลังงาน เครือข่าย PoS ใช้พลังงานน้อยกว่ามาก ลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม การ stake ไม่ต้องการฮาร์ดแวร์ราคาแพงหรือไฟฟ้าถูกแบบ PoW

PoW มีผลกระทบเชิงลบต่อสิ่งแวดล้อม ยิ่งมีคอมพิวเตอร์มาก ยิ่งใช้พลังงานมาก และก่อให้เกิดปัญหาขยะอิเล็กทรอนิกส์ ในขณะที่ PoS เป็นทางเลือกที่ “เขียว” กว่า

ความปลอดภัย

แม้ PoW จะถูกวิจารณ์เรื่องการปล่อยคาร์บอนสูง แต่ก็พิสูจน์แล้วว่าเป็นอัลกอริทึมที่ปลอดภัย ผู้ขุดแก้ปัญหาที่ยาก ทำให้ยากต่อการสร้างบล็อกปลอมหรือใช้เหรียญซ้ำ ในทางกลับกัน PoS อาศัยผู้ตรวจสอบที่รักษาความปลอดภัยผ่านแรงจูงใจทางเศรษฐกิจ หากตรวจสอบผิด จะถูกลงโทษ (slashing) อย่างไรก็ตาม บางระบบเลือกผู้มี stake มากที่สุด ทำให้เสี่ยงต่อความรวมศูนย์มากกว่า PoW

การปรับขยาย

PoS สัญญาว่าจะปรับขยายได้ดีกว่า PoW เพราะธุรกรรมและบล็อกได้รับการอนุมัติเร็วกว่าโดยไม่ต้องแก้สมการยากๆ แต่ PoS ยังใหม่และไม่ได้ถูกทดสอบในระดับเดียวกับ PoW

ตารางเปรียบเทียบ PoW และ PoS

หลังจากอ่านบทความนี้ คุณสามารถเลือกได้ว่าอัลกอริทึมใดเหมาะกับเป้าหมายและความสำคัญของเครือข่ายบล็อกเชนของคุณมากที่สุด หากยังมีคำถาม สามารถแสดงความคิดเห็นได้เลย!