อัลกอริทึม PoS Consensus ในสกุลเงินดิจิทัลคืออะไร?

ในปี 2011 ผู้ใช้ฟอรั่ม Bitcointalk ที่ใช้นามแฝงว่า QuantumMechanic ได้วิจารณ์กลไกฉันทามติแบบแรกและเป็นแบบเดียวในขณะนั้นคือ Proof-of-Work (PoW) โดยมองว่าการขุด (mining) เป็นการสิ้นเปลือง ทว่ามีการเสนอทางเลือกที่มีประสิทธิภาพกว่าในรูปแบบอัลกอริทึม Proof-of-Stake (PoS) ซึ่งปัจจุบันเป็นฐานสำคัญของบล็อกเชนสมัยใหม่จำนวนมาก

ในบทความนี้ เราจะพาคุณดูว่าเหตุใด Proof-of-Stake จึงโดดเด่นและทำงานอย่างไร ตอนท้ายเราจะมีรายชื่อเหรียญที่ใช้ PoS พร้อมคำอธิบายว่าเหตุใดจึงได้รับความนิยมในหมู่ชุมชนคริปโต

PoS Algorithm ทำงานอย่างไร?

Proof-of-Stake (PoS) เป็นหนึ่งในอัลกอริทึมฉันทามติที่ได้รับความนิยมในโลกคริปโต โดยที่ validators ยืนยันธุรกรรมและคงความเสถียรของเครือข่ายได้โดยไม่ต้องพึ่งพาพลังประมวลผลจำนวนมาก วิธีการทำงานคือ PoS ใช้กระบวนการสุ่มเพื่อเลือกผู้ตรวจสอบบล็อกถัดไปจากปัจจัยผสม เช่น อายุของการ staking การสุ่ม (randomization) และความมั่งคั่งของโหนด (จำนวนโทเคนที่ stake) ตามแนวคิดดั้งเดิมของ PoS อำนาจควบคุมบล็อกเชนถูกกระจายตามสัดส่วนจำนวนเหรียญที่ผู้เข้าร่วมถืออยู่ ผู้ใช้จะเป็น validators ได้โดยทำการล็อกคริปโตจำนวนหนึ่งไว้ในเครือข่าย

กระบวนการสร้างบล็อกใหม่เรียกว่า forging และรางวัลของ validator มักมาจากค่าธรรมเนียมธุรกรรม ผู้ใช้ที่ต้องการเข้าร่วมกระบวนการนี้ต้องนำโทเคนจำนวนหนึ่งไป stake ไว้ในเครือข่าย ขนาดของ stake มีผลต่อความน่าจะเป็นที่โหนดจะถูกเลือกเป็นผู้สร้างบล็อกถัดไป: ยิ่งส่วนแบ่งมาก โอกาสยิ่งสูง เมื่อโหนดทำการ forge บล็อกถัดไปแล้ว validators จะตรวจสอบธุรกรรมและเพิ่ม บล็อกใหม่ เข้าในบล็อกเชน

เพื่อป้องกันไม่ให้โหนดที่ร่ำรวยที่สุดครอบงำกระบวนการตรวจสอบ เครือข่าย PoS มักใช้กลไกเพิ่มเติม เช่น randomized block selection และ coin age selection เป็นรางวัล โหนดที่ได้รับเลือกจะได้ค่าธรรมเนียมธุรกรรมจากบล็อกที่ตรวจสอบ

วัตถุประสงค์ของอัลกอริทึม Proof-of-Stake

เป้าหมายหลักของ Proof-of-Stake คือมอบความปลอดภัยให้เครือข่ายควบคู่กับประสิทธิภาพด้านพลังงาน อัลกอริทึมนี้ตอบโจทย์ต้นทุนพลังงานที่สูงของ Proof-of-Work ด้วยโมเดลฉันทามติที่ “ทนทานกว่า” แทนการแข่งขันเพื่อสร้างบล็อกแบบ PoW ผู้เข้าร่วมใน PoS แสดง “ส่วนได้ส่วนเสีย” ต่อการทำงานที่ยุติธรรมของเครือข่ายผ่านการ staking—การ “แช่แข็ง” โทเคนของตนเองบางส่วน ผู้ใช้ใดก็ตามที่มีจำนวนเหรียญขั้นต่ำตามที่กำหนดสามารถเป็น validator หรือมอบหมาย (delegate) เงินของตนไปยัง staking pool ได้ สิ่งนี้ทำให้การมีส่วนร่วมดูแลเครือข่ายเปิดกว้างต่อผู้ใช้วงกว้าง ลดอุปสรรคในการเข้าอย่างมีนัยสำคัญ โดยไม่ต้องใช้ฮาร์ดแวร์ราคาแพงหรือไฟฟ้าราคาถูก

PoS เทียบกับ PoW

บ่อยครั้งมีข้อถกเถียงว่าอะไรมีประสิทธิภาพกว่ากัน: Proof-of-Work หรือ Proof-of-Stake? เพื่อตอบคำถาม เราเตรียมตารางเปรียบเทียบตามเกณฑ์สำคัญไว้ให้:

ทั้ง Proof-of-Work และ Proof-of-Stake ต่างก็มีที่ยืนในระบบนิเวศคริปโต และยากจะชี้ชัดว่าโปรโตคอลใด “ดีกว่า” PoW แม้ถูกวิจารณ์เรื่องการปล่อยคาร์บอนจากการขุด แต่ก็พิสูจน์แล้วว่าเป็นอัลกอริทึมที่ปลอดภัยสำหรับรักษาความมั่นคงบล็อกเชน

ในอีกด้าน PoS เป็นทางเลือกยอดนิยมของ PoW ที่มีข้อได้เปรียบชัดเจน ทั้งความเร็วธุรกรรมที่สูงกว่า แนวทางที่ “เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม” และอุปสรรคในการเข้าร่วมน้อยกว่า การขุดต้องใช้ฮาร์ดแวร์ราคาแพงที่ผู้ใช้ทั่วไปอาจไม่สามารถจัดหาได้ ขณะที่ staking ต้องเพียงล็อกเหรียญจำนวนหนึ่งในเครือข่ายเท่านั้น

ความแตกต่างแก่นแท้ระหว่าง PoW และ PoS คือวิธีการตัดสินว่าใครจะได้สิทธิ์ตรวจสอบบล็อกธุรกรรมถัดไป — และการเลือกใช้อันใดอันหนึ่งขึ้นอยู่กับเป้าหมายและลำดับความสำคัญของเครือข่ายบล็อกเชนนั้น ๆ

คริปโตที่ใช้ PoS ยอดนิยม

ตอนนี้คุณทราบแล้วว่าแต่ละเครือข่ายที่ทำงานบน Proof-of-Stake จะมีกฎและวิธีการเฉพาะของตนเอง เพื่อหาจุดผสมที่มีประสิทธิภาพสำหรับ validators เช่น randomized block selection และ coin age selection ทั้งนี้ เครือข่ายสามารถรับเอา PoS มาใช้ได้ตั้งแต่ระยะพัฒนาเริ่มต้นหรือช่วงขายโทเคนเริ่มแรก บางกรณีบล็อกเชนเริ่มจาก Proof-of-Work แล้ว “สลับ” มายัง Proof-of-Stake เช่นกรณีของ อีเธอเรียม (Ethereum)

ต่อไปมาดูตัวอย่างคริปโตที่ใช้ PoS กัน:

• อีเธอเรียม (ETH): เดิมบล็อกเชนทำงานด้วย PoW (Ethash) แต่ติดข้อจำกัดเรื่องค่าธรรมเนียมสูงและความเร็วการประมวลผลที่ช้า เมื่อเปลี่ยนสู่ Ethereum 2.0 และนำ Proof-of-Stake มาใช้ เครือข่ายจึงเลิก mining และหันมาใช้ความปลอดภัยจาก validator ผู้ใช้คนใดก็เป็น validator ได้ด้วยการ stake 32 ETH ด้วย PoS อีเธอเรียมลดการใช้พลังงานลงกว่า 99.95% และปูทางสู่การอัปเกรดในอนาคต เช่น sharding ที่จะเพิ่มสเกลได้อย่างมาก

• คาร์ดาโน (ADA): ใช้โอโรโบรอส (Ouroboros) อัลกอริทึมเฉพาะทางซึ่งเป็น PoS กลไกแรกที่ผ่านการตรวจพิสูจน์เชิงรูปแบบ (formally verified) บนฐานงานวิจัยเชิงวิชาการ ระบบแบ่งเป็น epochs และ slots โดยเลือกผู้สร้างบล็อกตามเวลาที่กำหนด ผู้ใช้ทุกคนสามารถมอบหมาย ADA ไปยัง staking pool เพื่อรับส่วนแบ่งรางวัล การมีส่วนร่วมไม่ต้อง “ล็อกออกนอกระบบ”—ผู้ stake ยังถือเหรียญแบบ liquid ได้ คาร์ดาโนเน้นการกระจายศูนย์อย่างยั่งยืน ความครอบคลุมที่กว้าง และความปลอดภัยที่พิสูจน์ได้ทางคณิตศาสตร์

• Avalanche (AVAX): ใช้ PoS เวอร์ชันเฉพาะภายใต้โปรโตคอล Avalanche Consensus ที่โดดเด่นด้วยความเร็วสูงและการประมวลผลแบบขนาน Validators มีส่วนร่วมตัดสินใจผ่านการสุ่มตัวอย่างเฉพาะกลุ่ม (local subsampling) แทนการโหวตทั้งเครือข่าย ทำให้ได้ฉันทามติภายในไม่ถึงหนึ่งวินาที การเข้าร่วม staking ต้อง stake ขั้นต่ำ 2,000 AVAX อีกความต่างคือ validators ไม่ได้ถูกสุ่ม “ครั้งละคน” แต่ร่วมตรวจสอบบล็อกได้ทั้งหมด ลดโอกาสโจมตีและเพิ่มความทนทานต่อความล้มเหลว

• Algorand (ALGO): ใช้โมเดล Pure Proof-of-Stake (PPoS) ที่ทำฉันทามติด้วยการสุ่มเลือกคณะกรรมการจากผู้ถือ ALGO ทั้งหมด แม้มียอดคงเหลือขั้นต่ำเพียงเล็กน้อยก็เข้าร่วมได้—อัลกอริทึม PPoS ไม่บังคับให้ล็อกเหรียญ ด้วยความเบาของอัลกอริทึม Algorand ประมวลธุรกรรมได้ในเวลาต่ำกว่า 5 วินาทีและให้ finality ทันที—บล็อกที่ยืนยันแล้วไม่สามารถย้อนกลับหรือเขียนใหม่

ทุกวันนี้ Proof-of-Stake กลายเป็นหมุดหมายสำคัญในพัฒนาการของเทคโนโลยีบล็อกเชน และนำเสนอโมเดลฉันทามติที่ทั้งประหยัดพลังงานและมีเหตุผลทางเศรษฐศาสตร์ มันเปิดโอกาสการเป็นผู้ตรวจสอบให้กับผู้คนวงกว้าง ลดเพดานการเข้าร่วมและเพิ่มการกระจายศูนย์ เครือข่ายสมัยใหม่อย่าง อีเธอเรียม (Ethereum), คาร์ดาโน (Cardano) และ Avalanche แสดงให้เห็นศักยภาพของ PoS ในด้านสเกลและความปลอดภัย ดังนั้นด้วยข้อได้เปรียบเหล่านี้ PoS จึงกำลังกลายเป็นรากฐานของระบบนิเวศกระจายศูนย์ในอนาคตมากขึ้นเรื่อย ๆ

บทความนี้มีประโยชน์กับคุณหรือไม่? เขียนคอมเมนต์บอกเรา และติดตาม บล็อก Cryptomus เพื่ออัปสกิลความรู้คริปโตของคุณ!