Vitalik: Vì sao chọn PoS?
Tuyển chọn TechFlowTuyển chọn TechFlow
Vitalik: Vì sao chọn PoS?
V神 cho rằng, mạng lưới blockchain sử dụng cơ chế đồng thuận PoS (bằng chứng cổ phần) an toàn hơn so với PoW (bằng chứng công việc), có các biện pháp phòng vệ tốt hơn trước các cuộc tấn công và ngưỡng tham gia xác thực thấp hơn.
Chuyên sâu báo cáo Web3Tác giả: Vitalik Buterin
Biên dịch: Tyronepan - Bifrost Finance
Ngày 15 tháng 9, một ngày ghi danh sử ký mã hóa, Ethereum hoàn thành việc hợp nhất, chuyển từ cơ chế POW sang POS, dường như tuyên bố kết thúc một thời đại.
Chọn POW hay POS, đó là một câu hỏi?
Vào ngày đặc biệt này, TechFlow mang đến cho mọi người ba bài viết kinh điển, lần lượt là "Vẻ đẹp của sức mạnh tính toán" do Wu Jihan, cựu đồng sáng lập Bitmain viết; "Tại sao chọn PoS?" (Why Proof of Stake?) của Vitalik Buterin, người sáng lập Ethereum; và "Cuộc tranh luận lớn giữa PoW và PoS: Ai sở hữu tính mở thực sự? Ai có thể thoát khỏi kết cục nhiệt động lực học?" của Jan, Kiến trúc sư trưởng Nervos.
Tại sao chọn Proof of Stake (PoS)?
So với cơ chế đồng thuận PoW (bằng chứng công việc), PoS là một cơ chế bảo mật blockchain tốt hơn, chủ yếu vì ba lý do:
1. PoS an toàn hơn với cùng mức chi phí
Phương pháp so sánh đơn giản nhất là đặt hai cơ chế cạnh nhau để xem chi phí tấn công mạng mỗi ngày ứng với mỗi 1 đô la phần thưởng khối là bao nhiêu.
-
PoW khai thác dựa trên GPU
Việc thuê GPU rất rẻ, nên chi phí tấn công mạng chỉ đơn thuần là chi phí thuê đủ GPU để vượt qua các thợ mỏ hiện tại. Với mỗi 1 đô la phần thưởng khối, các thợ mỏ hiện tại sẽ chi khoảng 1 đô la (nếu chi nhiều hơn, họ sẽ rút lui vì không có lợi nhuận; nếu chi ít hơn, các thợ mỏ mới có thể gia nhập để kiếm lợi nhuận cao). Do đó, chỉ cần tạm thời chi hơn 1 đô la mỗi ngày trong vài giờ là có thể tấn công được mạng.
Tổng chi phí tấn công: khoảng 0,26 đô la (giả sử thời gian tấn công 6 giờ), có thể giảm về 0 khi kẻ tấn công nhận được phần thưởng khối.
-
PoW khai thác bằng chip ASIC
Chip ASIC là một loại chi phí vốn, dự kiến có thể sử dụng khoảng 2 năm trước khi bị hao mòn hoặc thay thế bởi phần cứng tốt hơn. Nếu một chuỗi bị tấn công 51%, cộng đồng rất có thể phản ứng bằng cách thay đổi thuật toán PoW, khiến các chip ASIC mất giá trị. Trung bình, khoảng 1/3 chi phí liên tục và 2/3 chi phí vốn cho việc khai thác. Vì vậy, với mỗi 1 đô la phần thưởng khối mỗi ngày, thợ mỏ sẽ chi khoảng 0,33 đô la cho điện và bảo trì, và khoảng 0,67 đô la cho chi phí ASIC. Giả sử tuổi thọ chip ASIC khoảng 2 năm, thợ mỏ phải chi 486,67 đô la cho lượng phần cứng ASIC đó.
Tổng chi phí tấn công: 486,67 đô la (ASIC) + 0,08 đô la (điện + bảo trì) = 486,75 đô la
Không chỉ chi phí tấn công trong PoW dùng ASIC cao hơn, mà việc cung cấp khả năng phòng chống tấn công chi phí cao này cũng khiến toàn bộ mạng lưới ngày càng tập trung hóa, vì rào cản gia nhập của thợ mỏ cũng tăng lên.
-
Bằng chứng cổ phần (Proof of Stake - PoS)
Trong PoS, gần như toàn bộ là chi phí vốn (token gửi vào), chi phí vận hành duy nhất là chi phí chạy nút. Hiện tại, mọi người sẵn sàng khóa bao nhiêu vốn để nhận phần thưởng 1 đô la mỗi ngày? Khác với ASIC, token gửi vào không bị khấu hao, sau khi hoàn tất质押, có thể rút lại sau một thời gian chờ ngắn. Do đó, người tham gia nên sẵn sàng trả chi phí vốn cao hơn cho cùng mức phần thưởng.
Chúng ta giả định tỷ suất lợi nhuận khoảng 15% là đủ để khuyến khích mọi người stake (đây cũng là tỷ lệ lợi nhuận dự kiến của Ethereum 2.0). Như vậy, phần thưởng 1 đô la mỗi ngày sẽ thu hút khoản tiền gửi tương đương 6,667 năm lợi nhuận, tức là 2.433 đô la. Chi phí phần cứng và điện cho một nút rất nhỏ, một máy tính giá vài trăm nhân dân tệ có thể hỗ trợ việc stake hàng chục nghìn đô la, chi phí điện và mạng mỗi tháng khoảng 100 đô la là đủ đáp ứng nhu cầu. Nhưng nói một cách thận trọng, những chi phí liên tục này chiếm khoảng 10% tổng chi phí stake, do đó chỉ khoảng 0,9 đô la phần thưởng mỗi ngày cuối cùng tương ứng với chi phí vốn, vì vậy cần giảm dữ liệu trên khoảng 10%.
Tổng chi phí tấn công: 0,9 đô la/ngày × 6,667 năm = 2.189 đô la
Về dài hạn, khi tỷ lệ stake tăng lên, chi phí này dự kiến sẽ còn cao hơn nữa. Cá nhân tôi dự đoán con số này cuối cùng sẽ tăng lên khoảng 10.000 đô la.
Chi phí duy nhất để duy trì hệ thống an ninh này chỉ nằm ở chỗ tài sản stake mất tính thanh khoản. Thậm chí có thể xảy ra trường hợp: công chúng biết rằng những tài sản này bị khóa sẽ dẫn đến giá tiền tăng, do đó tổng lượng tiền lưu thông trong cộng đồng sẵn sàng đầu tư vẫn giữ nguyên! Trong khi ở PoW, chi phí duy trì đồng thuận là tiêu tốn một lượng lớn điện năng.
-
An toàn hơn hay chi phí thấp hơn?
Có hai cách để đạt được lợi ích an ninh cao gấp 5-20 lần với chi phí thấp. Một là giữ nguyên phần thưởng khối và hưởng lợi từ việc tăng cường an ninh; hai là giảm mạnh phần thưởng khối (từ đó giảm "sự lãng phí" của cơ chế đồng thuận), giữ mức độ an toàn không đổi.
Cả hai cách đều khả thi. Cá nhân tôi nghiêng về phương án thứ hai, vì như chúng ta sẽ thấy bên dưới, ngay cả một cuộc tấn công thành công trong PoS cũng ít gây hại hơn nhiều so với tấn công trong PoW, và dễ phục hồi hơn!
2. Dưới cơ chế đồng thuận PoS, việc phục hồi sau tấn công dễ dàng hơn.
Trong mạng PoW, nếu chuỗi của bạn bị tấn công 51%, bạn có thể làm gì? Cho đến nay, biện pháp đối phó duy nhất trong thực tiễn là "chờ đến khi kẻ tấn công tự ngừng". Nhưng điều này bỏ qua một khả năng tấn công nguy hiểm hơn, gọi là tấn công "pawn camping", trong đó kẻ tấn công lặp đi lặp lại nhiều lần nhằm mục đích làm tê liệt toàn bộ chuỗi.
Trong hệ thống dựa trên GPU, không có biện pháp phòng thủ nào, một kẻ tấn công dai dẳng có thể dễ dàng làm tê liệt vĩnh viễn toàn bộ chuỗi (hoặc buộc nó phải chuyển sang PoS hoặc PoA). Thực tế, sau vài ngày tấn công, chi phí của kẻ tấn công có thể giảm xuống rất thấp, vì các thợ mỏ trung thực không nhận được phần thưởng khối trên chuỗi bị tấn công, từ đó rút lui.
Trong hệ thống dựa trên ASIC, cộng đồng có thể đối phó với cuộc tấn công đầu tiên, nhưng sau đó lại trở nên bất lực. Trước tiên cộng đồng sẽ phản ứng bằng hard fork để thay đổi thuật toán PoW, từ đó "khóa" tất cả các chip ASIC (của cả kẻ tấn công lẫn thợ mỏ trung thực). Nhưng nếu kẻ tấn công sẵn sàng chịu chi phí ban đầu này, thì sau đó tình hình sẽ quay lại giống như trường hợp GPU (vì không đủ thời gian để xây dựng và phân phối ASIC cho thuật toán mới), nên kẻ tấn công có thể tiếp tục tấn công pawn camping với chi phí rẻ, điều này là không thể tránh khỏi.
Tất nhiên, trong trường hợp PoS sẽ tốt hơn nhiều. Đối với một số dạng tấn công 51% nhất định (đặc biệt là lùi lại các khối đã được xác nhận cuối cùng), trong PoS có một cơ chế "phạt (slashing)" tích hợp sẵn, theo đó phần lớn cổ phần của kẻ tấn công (không bao gồm của người khác) sẽ bị tự động tiêu hủy. Đối với các cuộc tấn công khó phát hiện hơn (liên minh 51% kiểm duyệt mọi người khác), cộng đồng có thể phối hợp trên một soft fork do người dùng kích hoạt thiểu số (UASF), vốn của kẻ tấn công một lần nữa bị tiêu hủy phần lớn (trên Ethereum, điều này được thực hiện thông qua "cơ chế rò rỉ không hoạt động"). Không cần rõ ràng "loại bỏ tiền tệ bằng hard fork", ngoài việc yêu cầu phối hợp lựa chọn một vài khối thiểu số trên UASF, mọi thứ còn lại là tự động, chỉ cần tuân theo quy tắc giao thức.
Do đó, cuộc tấn công đầu tiên vào chuỗi sẽ khiến kẻ tấn công thiệt hại hàng triệu đô la, trong khi cộng đồng sẽ trở lại bình thường trong vài ngày. Cuộc tấn công thứ hai vẫn khiến kẻ tấn công mất hàng triệu đô la, vì họ cần mua token mới để thay thế token cũ đã bị phá hủy, và lần thứ ba sẽ tốn kém hơn nữa. Trò chơi này bất đối xứng, rất bất lợi cho kẻ tấn công.
3. So với ASIC, PoS phi tập trung hóa hơn.
PoW khai thác bằng GPU là hợp lý về mặt phi tập trung hóa, việc có được một GPU không khó. Nhưng khai thác bằng GPU về cơ bản không đạt tiêu chuẩn "an toàn" mà chúng ta đã đề cập ở trên. Trong khi khai thác bằng ASIC thì cần hàng triệu đô la vốn mới có thể tham gia (nếu bạn mua ASIC từ người khác, trong hầu hết trường hợp, công ty sản xuất máy khai thác sẽ hưởng lợi nhiều hơn).
Đây cũng là câu trả lời đúng cho lập luận phổ biến rằng "PoS nghĩa là người giàu càng giàu thêm". Khai thác ASIC cũng có nghĩa là người giàu càng giàu thêm, và trò chơi này chỉ dành cho người giàu. Ít nhất trong PoS, số tiền tối thiểu cần thiết để stake khá thấp, nhiều người bình thường đều có thể chịu đựng được.
Hơn nữa, PoS khó kiểm duyệt hơn. Việc khai thác GPU và ASIC rất dễ bị phát hiện: chúng cần tiêu thụ lượng điện lớn, mua phần cứng đắt tiền và kho bãi quy mô lớn. Trong khi đó, PoS có thể được thực hiện trên một chiếc laptop bình thường, thậm chí có thể qua VPN.
Ưu điểm của PoW
Tôi cho rằng PoW có hai ưu điểm thực sự, mặc dù tôi nghĩ những ưu điểm này khá yếu.
1. PoS giống như một "hệ thống khép kín" hơn, sự tập trung tài sản diễn ra chậm.
Trong PoS, nếu bạn có một ít coin, bạn có thể stake chúng để nhận thêm phần thưởng. Trong PoW, bạn có thể liên tục kiếm thêm phần thưởng, nhưng bạn cần thêm nguồn lực bên ngoài. Vì vậy, chúng ta có thể nói rằng về dài hạn, việc phân bổ coin trong PoS có khả năng ngày càng tập trung hơn.
Tỷ lệ phần thưởng phổ biến trong PoS (thu nhập của trình xác thực) rất thấp; trong Ethereum 2.0, chúng tôi dự kiến phần thưởng hàng năm cho trình xác thực tương đương khoảng 0,5-2% tổng nguồn cung ETH, và càng nhiều trình xác thực thì lãi suất càng thấp. Do đó, việc tập trung có thể mất hơn một thế kỷ để tăng gấp đôi, và trong quy mô thời gian như vậy, các áp lực khác (người muốn tiêu tiền, phân bổ cho từ thiện hoặc con cái, v.v.) rất có thể sẽ chiếm ưu thế.
2. PoS cần "chủ quan yếu (weak subjectivity)", còn PoW thì không
Về khái niệm "chủ quan yếu" (xem phần giới thiệu gốc của Vitalik). Về cơ bản, khi một nút lần đầu tiên khởi động, hoặc bất kỳ nút nào khởi động lại sau thời gian ngoại tuyến dài (vài tháng), nút đó phải tìm một nguồn bên thứ ba để xác định đầu chuỗi chính xác. Đó có thể là bạn bè, sàn giao dịch, trang web tìm kiếm khối, nhà phát triển client, v.v. Nhưng PoW không có yêu cầu này.
Có thể nói yêu cầu này rất dễ thực hiện, người dùng cần tin tưởng ở mức độ nào đó vào nội dung do nhà phát triển client hoặc cộng đồng cung cấp. Ít nhất, người dùng cần tin rằng ai đó (thường là nhà phát triển client) sẽ cho họ biết giao thức là gì và mọi bản cập nhật giao thức. Điều này là không thể tránh khỏi trong mọi ứng dụng phần mềm. Do đó, yêu cầu tin tưởng bổ sung cận biên mà PoS mang lại vẫn khá thấp.
Mặc dù có thể tồn tại một số rủi ro nhất định, tôi vẫn tin rằng mạng PoS sở hữu hiệu quả và khả năng phục hồi vượt xa mạng PoW.
Chào mừng tham gia cộng đồng chính thức TechFlow
Nhóm Telegram:https://t.me/TechFlowDaily
Tài khoản Twitter chính thức:https://x.com/TechFlowPost
Tài khoản Twitter tiếng Anh:https://x.com/BlockFlow_News
@VitalikButerin
