Thuật toán đồng thuận Blockchain là gì?

0
445
Thuật toán blockchain chính là một phần vô cùng quan trọng của blockchain. Bên cạnh đó nó không chỉ đóng vai trò giữ vững bảo mật mạng lưới, tất cả những thuật toán này còn giúp cho các blockchain có thể đảm bảo sự phi tập trung trong phương pháp hoạt động.

Nếu như mà ai tìm hiểu một cách kỹ càng về thị trường crypto thì chắc hẳn cũng biết rằng Bitcoin có thuật toán đồng thuận chính là Proof of Work, đồng coin còn có vốn hoá lớn thứ 2 Ethereum thời điểm trước đây cũng thế. Vậy thì vì sao đến đây Ethereum sẽ bắt buộc cần phải thực hiện The Merge 2.0 chuyển hoàn toàn sang Proof of Stake.

Vậy thuật toán blockchain là gì? Có tất cả những loại thuật toán nào? Ở thời điểm hiện tại các blockchain thường dùng loại thuật toán nào nhiều nhất? Những cơ chế của thuật toán đồng thuận này có gì khác nhau? Đây chính là những câu hỏi mà mình nhận được từ nhiều người nhất. Nếu như mà muốn biết câu trả lời thì sau đây hãy cùng mình tìm hiểu chi tiết liên quan về các loại thuật toán đồng thuật ngay tại bài viết dưới đây.

Trước lúc bắt đầu vào bài viết thì chúng ta sẽ tìm hiểu về kiến thức trọng tâm:

  • Thuật toán đồng thuật của blockchain chính là một cơ chế đảm bảo tuyệt đối những giao dịch được tạo ra trên blockchain là chính xác 100%, minh bạch và trung thực.
  • Tất cả những blockchain cần thuật toán đồng thuận nguyên nhân bởi vì đây chính là cơ chế tạo dựng và đồng thời duy trì sự phi tập trung ngang hàng của mạng lưới.
  • Ở thời điểm hiện tại có cực kỳ nhiều loại thuật toán blockchain, trong đấy nổi tiếng nhất có thể kể tới đó chính là Proof of Stake.

Xem thêm

Thuật toán đồng thuận Blockchain là gì?

Thuật toán đồng thuật của blockchain chính là một cơ chế đảm bảo tuyệt đối giao dịch được tạo ra trên blockchain là chính xác, minh bạch và trung thực. Nói một cách chi tiết về bản chất, blockchain gồm có rất nhiều node kết hợp lại tạo ra một mạng lưới. Để cho một giao dịch có thể được ghi lại trên blockchain, nó cần phải được chấp nhận đồng thời bởi toàn bộ các node trên mạng lưới.

Thuật toán đồng thuận Blockchain là gì?

Nếu như mà ở trong mạng lưới có một block bị thay đổi hoàn toàn, dữ liệu này được so sánh với các dữ liệu của các khối khác. Ở một trường hợp khác nếu có sự khác biệt thì nó sẽ không cho phép dữ liệu ấy được ghi vào bên trong Blockchain. Đó chính là phương pháp blockchain được thiết kế để có thể chống lại sự thay đổi dữ liệu.

Bên cạnh đó thuật toán đồng thuận cũng chính là một phần vô cùng quan trọng của một blockchain, nó đóng vai trò cốt lõi giữ các blockchain hoạt động một cách phi tập trung và bảo mật. Ở khoảng thời gian lúc đầu, cơ chế đồng thuận Proof of Work của Bitcoin chính là một lựa chọn chính của các developer, mặc dù vậy nhưng mà đến hiện nay, đã có cực kỳ nhiều cơ chế đồng thuận khác nhau. Trong đấy, nổi tiếng nhất có thể kể tới là Proof of Stake.

Để có thể hiểu một cách chi tiết hơn liên quan về cấu trúc và phương pháp hoạt động của Blockchain, bạn cũng có thể tham khảo thêm bài viết dưới đây.

Tìm hiểu: Công nghệ Blockchain là gì?

Tại sao một blockchain cần có thuật toán đồng thuận?

Một blockchain luôn luôn cần phải có thuật toán đồng thuận, vì sao lại như thế? Sau đây mình sẽ giải đáp câu hỏi này cho các bạn.

Nguyên nhân các blockchain cần thuật toán đồng thuận bởi vì đây chính là cơ chế tạo dựng và đồng thời duy trì sự phi tập trung ngang hàng của mạng lưới. Thay vì một số tổ chức hay cá nhân kiểm soát tất cả hệ thống, blockchain cho phép bất cứ một ai cũng có thể tham gia mạng lưới bằng phương pháp trở thành một node.

Bên cạnh đó cơ chế đồng thuận cũng chính là một lớp bảo vệ vô cùng vững chắc, kiên cố của blockchain khỏi việc thay đổi dữ liệu và chống lại các giao dịch không trung thực của hacker, nhờ vào có cơ chế đồng thuận, một giao dịch sẽ luôn luôn được xác thực bởi các node trong mạng lưới một cách ngang hàng.

Nếu như mà các cơ chế đồng thuận luôn luôn an toàn, ổn định và vững chắc, thì sẽ không có bất cứ một bên nào có thể tấn công hay khai thác vào blockchain. Ngoài ra càng có nhiều node/validator, blockchain đó càng trở nên phi tập trung và bảo mật. Việc này hoàn toàn đồng nghĩa với việc Ethereum và Bitcoin chính là 2 blockchain an toàn và ổn định nhất cho đến thời điểm hiện tại.

Thuật toán đồng thuận Blockchain là gì?Số lượng validator trên các blockchain phổ biến (không tính Bitcoin). Nguồn: Coin98 Analytics

Các thuật toán đồng thuận Blockchain phổ biến hiện nay

Thuật toán đồng thuận Blockchain là gì?Các thuật toán đồng thuận blockchain nổi tiếng

Proof of Work

Proof of Work chính là một thuật toán đồng thuận blockchain thứ nhất có mặt trên thế giới này, thuật toán này được dùng bởi Bitcoin – đồng tiền mã hoá đầu tiên trên thế giới.

Proof of Work (PoW) hay còn được mọi người gọi là chứng cứ công việc. Riêng đối với cơ chế đồng thuận này, những node sẽ dùng sức mạnh mãnh liệt của máy tính để có thể giải những bài toán tạo ra mã hash. Node trước hết giải bài toán, giành quyền xác thực giao dịch, sau đấy sẽ hoàn toàn được nhận phần thưởng đó chính là Bitcoin. Trong suốt quá trình này được gọi là “mining” (đào coin), trong đó các node đóng vai trò là các miners (thợ đào).

Khi có một node giải bài toán và đồng thời xác nhận giao dịch, giao dịch đấy cũng sẽ được kiểm tra một cách kỹ càng và xác nhận bởi toàn bộ những node khác trong mạng lưới. Nếu như mà câu trả lời được thông qua nhanh chóng, toàn bộ những node sẽ thêm giao dịch này vào blockchain, làm cho blockchain có thể xác minh và đồng bộ hoá một cách đơn giản hơn.

Chính bởi vì việc dùng sức mạnh máy tính để có thể bảo mật cho blockchain, Proof of Work đề nghị một lượng tiêu thụ điện lớn và chi phí tương đối đắt đỏ cho các phần cứng bắt buộc.

Bên cạnh đó, một block trên một blockchain Proof of Work cũng cần phải có rất nhiều thời gian hơn, công sức để có thể được tạo ra và xác thực, việc này khiến thuật toán này vô cùng kém hiệu quả và rất tốn tài nguyên (thậm chí là còn không thân thiện với môi trường) hơn các thuật toán đồng thuận khác.

Đây chính là cơ chế đồng thuận thứ nhất và gắn liền với Ethereum (ETH) Bitcoin (BTC),…

Thuật toán đồng thuận Blockchain là gì?Proof of Work gắn liền với Bitcoin

Proof of Stake

Bằng chứng cổ phần hay còn được gọi là Proof of Stake (PoS), chính là cơ chế thuật toán đồng thuận nổi tiếng nhất ở thời điểm hiện tại, ngoài ra thì nó còn được dùng đầu tiên bởi Ethereum. Thay vì dùng sức mạnh kinh khủng của máy tính, Proof of Stake đề nghị những node tham gia xác thực giao dịch bắt buộc cần phải đặt cược (stake) một số lượng nhất định native token của blockchain để có thể giành quyền tham gia xác thực và đồng thời tạo khối.

Thường thường thì những blockchain dùng Proof of Stake sẽ đề nghị một vài lượng token nhất định để có thể được tham gia làm validator.

Thí dụ, để có thể trở thành validator của Ethereum, người sử dụng sẽ bắt buộc cần phải stake ít nhất là 32 ETH (tại thời điểm viết bài khoảng tầm 33 nghìn USD). Số token này được đặt cọc để có thể đảm bảo các node hoạt động một cách tốt nhất, nghĩa là nếu như mà node đó offline quá lâu hoặc là có những hành vi, cử chỉ không trung thực, số token đã stake cũng có thể bị mất toàn bộ hoặc thu một phần tùy thuộc vào mức độ.

Ngoài ra Validator node trong mạng lưới Proof of Stake sẽ nhận được phí giao dịch làm phần thưởng. Khi một giao dịch được diễn ra, các validator sẽ hoàn toàn được chọn ngẫu nhiên để có thể xác thực giao dịch, số lượng token stake càng nhiều tỉ lệ được chọn cũng sẽ tăng tương ứng.

Đối với tất cả những hoạt động ở phía bên trên, Proof of Stake chính là thuật toán thân thiện với môi trường, tiết kiệm chi phí hơn Proof of Work. Để có thể trở thành một validator node cũng dễ dàng hơn rất nhiều và đồng thời không cần phải dùng những thiết bị phần cứng quá “khủng”.

Thuật toán đồng thuận Blockchain là gì?

Proof of Stake được tất cả mọi người đánh giá chính là ưu việt hơn Proof Of Work và đang vô cùng thịnh hành với cực kỳ nhiều blockchain dùng có thể kể đến như Ontology (ONT), Cosmos (ATOM) và Binance Coin (BNB),…

Delegated Proof of Stake (DPoS)

Bằng chứng uỷ quyền cổ phần hay còn được gọi là Delegated Proof of Stake (DPoS), chính là một phiên bản phát triển của Proof of Stake.

Nó khác hoàn toàn so với PoS thay vì chọn validator một cách ngẫu nhiên, token holders sẽ chọn một số các node chuyên nghiệp để các node này có thể vận hành mạng, bù lại, token holders sẽ được chia sẻ một phần phần thưởng cho công việc duy trì an ninh cho mạng. Trong mỗi một block, số lượng delegators được chọn để có thể xác thực giao dịch là ngẫu nhiên và giới hạn.

Bên cạnh đó, Delegated Proof of Stake có số lượng validator có giới hạn, thường thường là sẽ giao động từ 10 tới 100, so với PoS nguyên bản, DPoS được nhận xét và đánh giá là hiệu suất tốt hơn và nhanh hơn rất nhiều.

DPoS giúp có thể đảm bảo sự công bằng và trung thực bằng việc thực hiện tất cả những hoạt động bỏ phiếu liên tù tì và đồng thời cũng liên tục xáo trộn trong hệ thống, để có thể đảm bảo tất cả những người được chọn chính là có tinh thần trách nhiệm và trung thực.

Có thể kể tới một số dự án dùng cơ chế này đó chính là: Tron (TRX), Cosmos (ATOM), EOS (EOS)

Thuật toán đồng thuận Blockchain là gì?

Proof of History (PoH)

Proof of History, hay còn được mọi người gọi theo cách khác là bằng chứng lịch sử, là thuật toán đồng thuận tương đối mới được giới thiệu bởi Solana. Thay vì là xét hoàn toàn theo logic, PoH dùng timeline giao dịch làm tài liệu tham khảo. Vì thế cho nên tất cả những validator node của mạng Solana có thể tạo các block tiếp theo mà không cần phải phối hợp với tất cả mạng lưới.

Nói chung là Proof of History không tính toán output từ dữ liệu input, thay vào đấy thì PoH dùng một tính năng để có thể dùng những output đã có trước đó làm input. Cơ chế này được xây dựng để có thể xử lý vấn đề liên quan về thời gian trong các mạng phi tập trung ở nơi không có cùng mốc thời gian.

Proof of Authority (PoA)

Proof of Authority, hay còn được gọi theo một cách khác là bằng chứng uỷ quyền, là thuật toán đồng thuận dựa trên danh tiếng. Khác hoàn toàn so với PoS, những validators làm nhiệm vụ xác thực khối sẽ không được chọn dựa trên số coin họ nắm giữ mà sẽ dựa trên chính danh tiếng của mình.

Bên cạnh đó lượng validator của mạng lưới được giới hạn, giúp cho Proof of Authority có thẻ trở thành một mô hình có thể mở rộng một cách nhanh chóng. Trong đấy những giao dịch được xác thực bởi các validator đã hoàn toàn được phê duyệt và chọn lọc một cách kỹ càng đây cũng chính là những người điều tiết hệ thống.

Thuật toán đồng thuận Blockchain là gì?

PoA đề cao giá trị danh tính, có nghĩa là tất cả những người được chọn là các validator đáng tin tưởng, việc này giúp cho một số doanh nghiệp và công ty có thể ứng dụng thuật toán này. Không đơn giản chỉ có vậy, thuật toán đồng thuật PoA có thể được mọi người xem là một lựa chọn giá trị cho các ứng dụng trong ngành hậu cần, chuỗi cung ứng.

Để có được tất cả những ưu điểm ở phía bên trên, PoA bắt buộc cần phải đánh đổi bằng sự phi tập trung, hi sinh sự phi tập trung để có thể đổi lấy hiệu suất và khả năng mở rộng, hay nghĩ theo một cách đơn giản hơn, mô hình này chỉ làm các hệ thống tập trung trở nên hiệu quả hơn chứ không bao giờ bị sụt đi.

PoA được đề xuất lần thứ nhất bởi cựu CTO của Etherueum, Gavin Wood vào năm 2017, sau đó được dùng bởi Binance Smart Chain (BNB Chain) và những exchange chain khác có thể kể tới như Gatechain, HECO, Cronos, OKExChain…

Proof of Contribution (PoC)

Proof of Contribution (tạm dịch là bằng chứng cống hiến) giám sát một cách chặt chẽ hành động của toàn bộ validator trong mạng lưới và đồng thời xếp hạng các validator đó dựa theo đóng góp của họ – một cơ chế tương đối tương đồng với hệ thống tín dụng xã hội. Sự uy tín của một người sử dụng được nhận xét và đánh giá dựa trên số lượng token đã stake và những giao dịch trong lịch sử.

Trước lúc gia nhập vào mạng lưới, người sử dụng sẽ bắt buộc cần phải stake một khoản tiền gọi là security deposit. Sau khi hoàn thành tất cả những công việc tính toán, những node có các kết quả được xác thực sẽ được thưởng phí giao dịch và staked token từ các node không có kết quả đúng đắn.

Proof of Reputation (PoR)

Proof of Reputation (dịch bằng chứng danh tiếng), chính là phiên bản nâng cấp của Proof of Contribution. Tiến trình hoạt động của PoR tương đồng với PoC, điểm không giống nhau ở đây đó chính là phương pháp chọn validator. Trong khi bất cứ một ai cũng có thể trở thành 1 node của một blockchain PoC, PoR đề nghị một quy trình chọn lọc khắt khe,nghiêm ngặt hơn.

Để có thể được trở thành một validator trên blockchain PoR, danh tiếng của người sử dụng phải lớn đến mức việc có các hoạt động gian lận trên blockchain ngay tức thì có thể huỷ hoại danh tiếng.

Do đấy, những validator của mạng lưới thường sẽ là công ty. Đây chính là khái niệm khá trừu tượng nguyên nhân bởi vì đa số tất cả những công ty gia nhập vào hệ thống nếu như mà gian lận, không trung thực sẽ bị ảnh hưởng trực tiếp tới danh tiếng, những công ty lớn sẽ thiệt hại, mất mát nhiều hơn.

Dự án dùng thuật toán PoR đó chính là GoChain Coin (GO).

Byzantine Fault Tolerance (BFT)

Byzantine Fault Tolerance (hay Hệ thống chịu lỗi Byzantine – BFT) chính là hệ thống có thể xử lý được tất cả vấn đề của bài toán Byzantine. Việc này tức là hệ thống BFT có thể tiếp tục hoạt động ngay cả khi mà có một số node bị lỗi nghiêm trọng hoặc thực hiện hành động gây hại cho mạng chung.

Bên cạnh đó thuật toán này cho phép những người thực hiện xác minh quản lý mỗi trạng thái của một chuỗi, và còn được chia sẻ tất cả những thông điệp với một chuỗi khác, để có được những bản ghi giao dịch đúng đắn và đảm bảo sự trung thực.

Có thể kể tới một số dự án dùng thuật toán này: Stellar (XLM), NEO (NEO)Ripple (XRP)

Các thuật toán đồng thuận khác

Ở thời điểm hiện tại đã xuất hiện cực kỳ nhiều cơ chế đồng thuận không giống nhau, phục vụ cả nhu cầu riêng tư và công cộng. Ngoài ra thì có thể kể tới một vài cái tên khác như Direct Acyclic Graph Tangle (DAG), Proof of Burn (PoB), Proof of Zero (PoZ), Proof of Location (PoL), Proof of Weight (PoWeight),…

Những thuật toán blockchain này tương đối khó để có thể thay đổi, do đất người ta thường nghĩ đến việc tạo ra một cơ chế mới cho nhanh. Những cơ chế đồng thuận mới hơn và những blockchain mới hơn sẽ có thể mang tới sự phát triển rất mạnh của blockchain trong tương lai.

Tổng kết

Thuật toán đồng thuận chính là một phần vô cùng quan trọng của blockchain. Đối với sự phát triển liên tục, có thể ở trong tương lai sẽ có những thuật toán ưu việt hơn, đáp ứng các nhu cầu cao hơn của người sử dụng. Ngoài ra cũng có thể sẽ thay thế sự độc tôn hiện tại của Proof of Stake. Anh em hãy luôn luôn nhớ rằng các loại thuật toán mới sẽ mãi mãi được update trên các kênh của Tienao.com.vn! Nếu như anh em thấy bài viết này hay thì hãy chia sẻ cho những anh em khác cùng biết nhé. Còn bây giờ thì xin chào và hẹn gặp lại anh em ở những bài viết tiếp theo.