Thuật toán đồng thuận PoS trong tiền điện tử là gì?

Năm 2011, một người dùng diễn đàn Bitcointalk với biệt danh QuantumMechanic đã chỉ trích cơ chế đồng thuận Proof-of-Work (PoW) đầu tiên và duy nhất lúc bấy giờ, gọi việc khai thác là lãng phí. Thay vào đó, anh ta đề xuất một lựa chọn thay thế dưới dạng thuật toán Proof-of-Stake (PoS) mới và hiệu quả hơn, vốn ngày nay đang là nền tảng cho nhiều blockchain hiện đại.

Trong bài viết này, chúng ta sẽ xem xét điều gì làm cho Proof-of-Stake trở nên vượt trội và cách nó hoạt động. Ở phần cuối, bạn sẽ tìm thấy danh sách các đồng coin dựa trên PoS, cũng như lời giải thích tại sao chúng lại phổ biến trong cộng đồng crypto.

Proof-of-Stake Hoạt Động Như Thế Nào?

Proof-of-Stake (PoS) là một trong những thuật toán đồng thuận phổ biến nhất trong crypto, nơi các validator xác nhận giao dịch và giữ cho mạng lưới ổn định mà không cần sức mạnh tính toán khổng lồ. Cách hoạt động của nó là PoS sử dụng một quy trình ngẫu nhiên để chọn validator cho block tiếp theo dựa trên sự kết hợp của nhiều yếu tố, bao gồm thời gian staking, tính ngẫu nhiên và lượng token được stake. Theo khái niệm PoS ban đầu, quyền kiểm soát blockchain được phân bổ cho những người tham gia theo tỷ lệ số coin mà họ nắm giữ. Người dùng trở thành validator bằng cách khóa một lượng crypto nhất định trong mạng lưới.

Quá trình tạo block mới được gọi là forging, và phần thưởng cho validator thường đến từ phí giao dịch. Người dùng muốn tham gia quá trình forging cần cam kết một số lượng token nhất định — tức là stake coin của họ — vào mạng lưới. Quy mô stake ảnh hưởng đến xác suất một node được chọn làm validator cho block tiếp theo: stake càng lớn thì cơ hội càng cao. Khi một node forge block tiếp theo, validator sẽ xác minh các giao dịch và thêm block mới vào blockchain.

Để ngăn các node giàu nhất thống trị quá trình xác thực, các mạng PoS thường triển khai thêm cơ chế như chọn block ngẫu nhiên hoặc chọn theo tuổi coin. Là phần thưởng, node được chọn sẽ nhận phí giao dịch từ block đã xác thực.

Mục Đích Của Proof-of-Stake

Mục đích chính của Proof-of-Stake là cung cấp bảo mật cho mạng lưới với hiệu suất năng lượng cao. Thuật toán này giải quyết chi phí năng lượng khổng lồ của Proof-of-Work bằng cách đưa ra một mô hình đồng thuận hiệu quả hơn. Thay vì cuộc đua cạnh tranh để tạo block như trong PoW, người tham gia PoS thể hiện cam kết vào hoạt động công bằng của mạng lưới thông qua staking — “đóng băng” một phần token của họ. Bất kỳ ai có đủ lượng coin tối thiểu đều có thể trở thành validator hoặc ủy thác coin của mình vào staking pool. Điều này làm cho việc tham gia hỗ trợ mạng lưới trở nên dễ tiếp cận hơn nhiều và giảm đáng kể rào cản gia nhập, loại bỏ nhu cầu về thiết bị đắt tiền hay điện giá rẻ.

PoS Vs. PoW

Rất thường xuyên có tranh luận về cái nào hiệu quả hơn: Proof-of-Work hay Proof-of-Stake? Để trả lời câu hỏi này, chúng tôi đã chuẩn bị bảng so sánh với các tiêu chí chính:

Cả Proof-of-Work và Proof-of-Stake đều có vị trí trong hệ sinh thái crypto, và khó có thể nói chắc chắn giao thức nào vượt trội hơn. PoW bị chỉ trích vì lượng khí thải carbon cao trong quá trình mining, nhưng nó đã chứng minh là một thuật toán an toàn để bảo mật các mạng blockchain.

Ngược lại, PoS là lựa chọn thay thế phổ biến cho PoW, với những lợi thế rõ ràng như tốc độ giao dịch nhanh hơn, cách tiếp cận “xanh” hơn và rào cản gia nhập thấp hơn nhiều. Trong khi mining yêu cầu phần cứng đắt đỏ mà không phải ai cũng có thể mua, staking chỉ liên quan đến việc khóa một lượng coin nhất định trong mạng lưới.

Sự khác biệt cốt lõi giữa PoW và PoS nằm ở cách mỗi cơ chế xác định ai được quyền xác thực block giao dịch tiếp theo — và lựa chọn giữa hai cái phụ thuộc vào mục tiêu và ưu tiên cụ thể của từng blockchain.

Các Đồng Crypto PoS Phổ Biến

Giờ bạn đã biết rằng mỗi crypto chạy trên Proof-of-Stake đều có tập hợp quy tắc và phương pháp riêng với sự kết hợp hiệu quả nhất cho validator, chẳng hạn như chọn block ngẫu nhiên hoặc chọn theo tuổi coin. Cũng cần lưu ý rằng một mạng có thể áp dụng PoS ngay từ giai đoạn phát triển ban đầu hoặc từ khi bán token lần đầu. Trong một số trường hợp, blockchain ban đầu chạy trên thuật toán Proof-of-Work rồi sau đó chuyển sang Proof-of-Stake, như Ethereum.

Hãy cùng xem xét một số đồng crypto dựa trên PoS:

• Ethereum (ETH): blockchain này ban đầu chạy trên thuật toán PoW (Ethash) nhưng gặp phải giới hạn nghiêm trọng dưới dạng phí cao và tốc độ xử lý giao dịch chậm. Với việc chuyển sang Ethereum 2.0 và giới thiệu Proof-of-Stake, mạng lưới đã rời bỏ mining để chuyển sang bảo mật dựa trên validator. Giờ đây, bất kỳ người dùng nào cũng có thể trở thành validator bằng cách stake 32 ETH. Với PoS, Ethereum đã giảm mức tiêu thụ điện năng hơn 99.95% và đặt nền móng cho các nâng cấp trong tương lai, bao gồm sharding, giúp tăng khả năng mở rộng.

• Cardano (ADA): sử dụng thuật toán Ouroboros độc quyền, cơ chế PoS đầu tiên được xác minh chính thức dựa trên nghiên cứu khoa học. Hệ thống được cấu trúc thành epoch và slot, nơi validator được chọn để sản xuất block vào những thời điểm nhất định. Người dùng có thể ủy thác ADA vào staking pool và nhận phần thưởng. Sự tham gia không yêu cầu khóa vốn — staker vẫn giữ token ở trạng thái thanh khoản. Cardano nhấn mạnh sự phi tập trung bền vững, tính bao quát rộng rãi và bảo mật toán học chặt chẽ.

• Avalanche (AVAX): sử dụng biến thể PoS độc quyền trong giao thức Avalanche Consensus, đặc trưng bởi tốc độ cao và xử lý song song. Validator tham gia ra quyết định thông qua local subsampling thay vì toàn mạng, cho phép đạt đồng thuận trong chưa đầy một giây. Để tham gia staking, validator phải stake tối thiểu 2000 AVAX. Điểm khác biệt quan trọng là validator không được chọn ngẫu nhiên mà tham gia xác thực tất cả các block, giảm xác suất tấn công và tăng khả năng chịu lỗi.

• Algorand (ALGO): triển khai mô hình Pure Proof-of-Stake (PPoS), trong đó bảo mật và đồng thuận đạt được bằng cách chọn ngẫu nhiên một ủy ban từ tất cả holder ALGO. Chỉ cần một số dư tối thiểu trong ví là đủ để tham gia — thuật toán PPoS không yêu cầu khóa vốn. Nhờ thuật toán nhẹ, Algorand xử lý giao dịch trong chưa đầy 5 giây và đảm bảo tính finality ngay lập tức — block không thể bị hoàn tác hay viết lại.

Ngày nay, chúng ta có thể thấy Proof-of-Stake đã trở thành một cột mốc trong sự phát triển công nghệ blockchain và mang đến một mô hình đồng thuận tiết kiệm năng lượng và hợp lý về kinh tế. Nó mở ra quyền truy cập xác thực cho nhiều người tham gia hơn, hạ thấp rào cản gia nhập và tăng cường phi tập trung. Các mạng hiện đại như Ethereum, Cardano và Avalanche đã chứng minh tiềm năng của PoS trong khả năng mở rộng và bảo mật. Do đó, với những lợi thế này, PoS ngày càng trở thành nền tảng của các hệ sinh thái phi tập trung trong tương lai.

Bài viết này có hữu ích với bạn không? Hãy viết cảm nhận trong phần bình luận và theo dõi blog Cryptomus để nâng cao kiến thức crypto của bạn!