Nếu bạn là người thường xuyên tìm hiểu về blockchain, chắc chắn rằng bạn sẽ nghe đến các thuật toán đồng thuận. Mặc dù vậy, cũng còn rất nhiều người chưa hiểu rõ về định nghĩa này. Bài viết dưới đây sẽ giải thích về cụm từ các thuật toán đồng thuận cho bạn được nắm vững kiến thức về nó.
Mục Lục
Định nghĩa về các thuật toán đồng thuận
Thuật toán đồng thuận được hiểu là tổng hợp các quy tắc điều khiển hoạt động của một hệ thống phân tán. Những quy tắc này sẽ xác minh chức năng căn bản của các bộ phận khác nhau, cách chúng hỗ trợ lẫn nhau và các điều kiện bắt buộc để có thể hoạt động một cách suôn sẻ.
Thuật toán đồng thuận nói về các quy tắc cần tuân thủ để đạt được sự đồng thuận và thường diễn tả một cách cụ thể điều kiện để thực hiện các hoạt động trên.
Tóm lại, các thuật toán đồng thuận là một quá trình giải quyết việc đồng bộ hóa dữ liệu giữa các nút không tin tưởng lẫn nhau trong một hệ thống phân tán.
Đây là một yếu tố quan trọng của mỗi mạng blockchain vì chúng chịu trách nhiệm duy trì tính toàn vẹn và bảo mật của hệ thống phân tán. Thuật toán đồng thuận đầu tiên được tạo ra là Proof of Work (PoW), được thiết kế bởi Satoshi Nakamoto và được thực hiện trên mạng lưới Bitcoin.
Sự khác nhau giữa các thuật toán đồng thuận và giao thức
Các thuật toán đồng thuận và giao thức có mối quan hệ bổ trợ cho nhau. Tuy nhiên, ý nghĩa của chúng là hoàn toàn khác nhau. Cơ bản, giao thức là các luật lệ cơ bản của mạng Blockchain. Còn các thuật toán đồng thuận là cơ chế mà luật lệ giao thức sẽ được tuân thủ.
Blockchain ở bất kỳ lĩnh vực nào thì nó cũng được xây dựng dựa trên một protocol. Nó có rất nhiều ứng dụng. Dựa trên giao thức được xây dựng, một hệ thống sẽ có cách thức hoạt động khác nhau. Vì lẽ đó, từng người một khi tham gia vào hệ thống này đều phải tuân thủ theo những quy tắc của protocol.
Một điểm đặc biệt, các thuật toán đồng thuận sẽ giúp cho hệ thống được thực hiện theo những bước để đảm bảo làm đúng những luật lệ. Từ đây, sẽ giúp người tạo lập đạt được những kết quả như kỳ vọng.
Một ví dụ về Bitcoin và Ethereum xác định sự hợp lệ của các giao dịch và khối:
- Bitcoin, Ethereum là những giao thức.
- Bằng chứng công việc (PoW) và bằng chứng cổ phần (PoS) là những thuật toán đồng thuận của hai giao thức trên.
Các thuật toán đồng thuận nổi trội
Hiện tại, có rất nhiều thuật toán đồng thuận được sử dụng, nhưng hôm nay chúng tôi chắt lọc 4 thuật toán có mức độ phổ biến được sử dụng thường xuyên để giới thiệu cho các bạn. Cụ thể như sau:
Bằng chứng công việc – Proof of Work (PoW)
Đây là thuật toán đồng thuận đầu tiên được tạo ra. Hiện nay, Proof of Work vẫn đang được sử dụng bởi Bitcoin và một số các đồng cryptocurrency khác như Ethereum, Litecoin, ZCash, Monero và một số đồng khác.
Proof of Work đòi hỏi những người tham gia thực hiện các công việc chuyên sâu về tính toán nhưng lại có thể được xác minh một cách dễ dàng bởi những người khác trong mạng.
Ví dụ như với Bitcoin, “thợ mỏ” cạnh tranh để thêm một bộ giao dịch, được gọi là một block, vào chuỗi blockchain toàn cầu trong mạng lưới. Để làm được điều này, người khai thác mỏ phải là người đầu tiên tìm ra “nonce” một cách chính xác, một chữ số sẽ được nối vào cuối chuỗi để tạo một hash bắt đầu với bằng một số chữ số “0”.
Ưu điểm
- Đã chạy từ 2009 và vẫn hoạt động tốt đến tận bây giờ
Nhược điểm
- Chậm
- Tốn nhiều năng lượng
Được sử dụng
- Bitcoin, Ethereum, Litecoin, Dogecoin etc.
Type : Đồng thuận cạnh tranh (Competitive consensus) .
Bằng chứng cổ phần PoS – Proof of Stake
Năm 2011, hình thành nên thuật toán đồng thuận Proof of Stake (PoS). Nó ra đời như là một giải pháp thay thế cho PoW. Mặc dù PoS và PoW có các mục tiêu giống nhau, chúng có một số khác biệt và đặc thù cơ bản, đặc biệt là trong quá trình xác nhận khối mới.
Có chế đồng thuận này đang áp dụng với một số đồng tiền tệ phổ biến trên sàn giao dịch hiện nay. Cơ chế này yêu cầu nhà giao dịch phải thực hiện đặt cọc một phần coin để được xác minh giao dịch. Để thợ mỏ phù hợp với mạng lưới phải đảm bảo thực hiện hoạt động dựa trên một số tiêu chí:
- Giá trị đặt cọc so với tổng giá trị của mạng lưới.
- Thời gian mà tiền điện tử bị khóa.
Giao thức để PoS ngăn chặn những hành vi không đúng đắn chính là giao hẳn quyền xác minh cho những người đang sở hữu tổng giá trị cao nhất trên toàn hệ thống. Cách này giúp cho tránh được tình trạng gian lận của các người thọ mỏ. Nếu họ thực hiện hành vi xấu thì sẽ bị mất toàn bộ số tiền đã đặt cọc trước đó.
Ưu điểm
- Tiết kiệm năng lượng
- Tốn nhiều chi phí để tấn công hơn
Được sử dụng
- Ethereum 2.0, Peercoin, Nxt.
Type : Đồng thuận cạnh tranh (Competitive consensus) .
Bằng chứng ủy quyền cổ phần DPoS – Delegated Proof of Stake
Cách thức hoạt động của Delegated Proof of Stake tương tự như Proof of Stake. Nhưng thay vì đặt cọc trước thì mạng lưới sẽ thực hiện thuật toán bỏ phiếu cho một nhóm người được quyền xác nhận giao dịch.
Để đảm bảo được tính công bằng và minh bạch thì DPoS sẽ thường xuyên thực hiện bỏ phiếu và liên tục thay đổi hệ thống để đảm những cá nhân được chọn là trung thực.
Ưu điểm
- Tiết kiệm năng lượng
- Nhanh
Nhược điểm
- Tập trung.
- Những người tham gia stake nhiều có thể tự bỏ phiếu để trở thành validator.
Được sử dụng
- BitShares, Steemit, EOS, Lisk, Ark
Type : Đồng thuận hợp tác (Collaborative consensus) .
Proof of Elapsed Time – POET
Đây là một trong những thuật toán đồng thuận được sử dụng khá phổ biến để quyết định quyền khai thác hoặc ai sẽ là “winner” trong mạng lưới. Cơ chế này hoạt động dựa vào hệ thống sổ xố và tất cả các nút đều đảm bảo tính công bằng nhằm ai cũng có thể trở thành người chiến thắng.
Proof of Elapsed Time đáp ứng được tiêu chí mà nền kinh tế tiền điện tử đang yêu cầu. Đó chính là kiểm soát toàn bộ chi phí theo một quy trình đồng thuận nhất định. Đồng thời POET phải thực hiện nhiệm vụ đảm bảo cho quy trình chi phí diễn ra nhanh chóng nhưng vẫn tỷ lệ thuận với giá trị thu được.
Ưu điểm
- Tiết kiệm năng lượng
- Nhanh
Nhược điểm
- Không phân tán. Có thể sử dụng trong cách blockchain public nhưng thường được dùng trong các blockchain private và permissioned blockchains.
Được sử dụng
- POA.Network, Ethereum Kovan testnet, VeChain
Type : Đồng thuận hợp tác (Collaborative consensus) .
Tầm quan trọng của các thuật toán đồng thuận
Như đã đề cập ở trên, các thuật toán đồng thuận là rất quan trọng để duy trì tính toàn vẹn và bảo mật của mạng tiền điện tử. Chúng cung cấp phương tiện để các nút phân tán đạt được sự đồng thuận về phiên bản đúng của blockchain. Việc đồng thuận với trạng thái blockchain hiện tại là điều cần thiết cho một hệ thống kinh tế kỹ thuật số hoạt động đúng.
Thuật toán đồng thuận Proof of Work được coi là một trong những lời giải tốt nhất cho bài toán các vị tướng Byzantine. Nó cho phép tạo ra Bitcoin như một hệ thống chịu lỗi Byzantine. Điều này có nghĩa rằng blockchain Bitcoin có khả năng chống lại các cuộc tấn công, chẳng hạn như tấn công 51% (hoặc tấn công nhờ vào chiếm đa số). Khả năng này có được không chỉ nhờ vào tính phi tập trung của mạng mà còn nhờ vào thuật toán PoW. Chi phí cao liên quan đến quá trình đào khiến cho các thợ đào sẽ không đầu tư nguồn lực của họ để phá vỡ mạng lưới.
Kết luận
Bài viết trên chúng tôi đã chia sẻ những kiến thức về các thuật toán đồng thuận, hy vọng với những thông tin đó sẽ hữu ích với bạn. Việc bổ sung thêm kiến thức về thị trường forex là không hề dư thừa. Vì vậy các nhà đầu tư hãy theo dõi giavang.com để bổ sung thêm nhiều thông tin có ích nhé.
