Mục Lục
Bạn có từng thắc mắc vì sao blockchain lại có thể hoạt động phi tập trung mà vẫn bảo mật và minh bạch? Câu trả lời nằm ở thuật toán đồng thuận blockchain. Đây là yếu tố cốt lõi giúp duy trì sự ổn định và đáng tin cậy của hệ thống. Trong bài viết này, bạn sẽ khám phá rõ thuật toán đồng thuận blockchain là gì, nguyên lý vận hành. Đặc biệt là các loại phổ biến nhất hiện nay như PoW, PoS, BFT,… dành cho cả người mới lẫn người đang tìm hiểu chuyên sâu.
Thuật toán đồng thuận blockchain là gì?
Thuật toán đồng thuận blockchain là một cơ chế cho phép các nút trong mạng blockchain đồng ý với trạng thái dữ liệu hiện tại mà không cần một bên trung gian. Nói cách khác, đây là phương thức để mọi thành viên trong mạng lưới xác nhận rằng một giao dịch là hợp lệ và được ghi nhận vào chuỗi khối.
Bạn có thể hiểu đơn giản nếu blockchain là một cuốn sổ cái kỹ thuật số thì thuật toán đồng thuận blockchain chính là quy trình mà qua đó mọi người đồng thuận việc ghi chép vào sổ cái đó.
Vì sao cơ chế đồng thuận blockchain quan trọng?
Bạn sẽ thấy rõ tầm quan trọng của thuật toán đồng thuận blockchain khi xem xét các yếu tố sau:
Đảm bảo tính toàn vẹn và độ tin cậy của dữ liệu
Trước tiên, thuật toán đồng thuận blockchain đảm bảo mọi bản sao của blockchain đều giống nhau. Khi một giao dịch được thêm vào, nó phải được phần lớn các node xác thực. Bạn thử tưởng tượng, nếu ai đó cố gắng sửa đổi dữ liệu thì các node khác sẽ phát hiện và từ chối ngay. Nhờ vậy, dữ liệu luôn chính xác và đáng tin cậy cho người dùng. Điều này đặc biệt quan trọng trong các ứng dụng cần độ chính xác cao.
Ngăn chặn vấn đề Double Spending
Tại đây, bạn cần hiểu rằng Double Spending là “chi tiêu nhân đôi”. Làm sao bạn biết rằng đồng coin của mình chỉ có 1 mình bạn sở hữu? Vậy nên, cơ chế đồng thuận blockchain chính là giải pháp. Nó đảm bảo mỗi giao dịch chỉ được xác thực và ghi lại một lần duy nhất. Khi một giao dịch được xác nhận, các node khác sẽ kiểm tra xem số tiền đó đã được dùng trước đó chưa. Nếu bạn dùng rồi, giao dịch sẽ bị từ chối. Như vậy, bạn hoàn toàn có thể yên tâm rằng tiền của bạn không thể bị chi tiêu gấp đôi trong thế giới tiền điện tử.
Tạo điều kiện cho sự phi tập trung
Tiếp đến, cơ chế đồng thuận cho phép nhiều node tham gia xác thực giao dịch, thay vì chỉ một bên trung gian. Điều này giúp hệ thống ít bị kiểm duyệt và tấn công hơn. Bạn có thể hình dung, không ai có thể kiểm soát toàn bộ hệ thống. Vì vậy sự phi tập trung tăng cường tính minh bạch và công bằng cho tất cả mọi người.
Tăng cường bảo mật
Với các thuật toán phức tạp, cơ chế này tạo ra một lớp bảo mật vững chắc. Để tấn công blockchain, kẻ xấu cần kiểm soát phần lớn sức mạnh tính toán hoặc số lượng lớn token. Dĩ nhiên, điều này cực kỳ tốn kém và bất khả năng. Bạn có thể an tâm vì cơ chế đồng thuận cũng giúp phát hiện và ngăn chặn các hoạt động gian lận đảm bảo an toàn cho dữ liệu của bạn.
Duy trì tính minh bạch và công bằng
Nhìn chung, bất cứ ai cũng muốn mọi thứ được công khai và công bằng? Lại một lần nữa thuật toán đồng thuận blockchain đảm bảo rằng tất cả các giao dịch được ghi lại công khai và ai cũng có thể kiểm tra. Bạn có thể xem mọi giao dịch, nhưng không ai có thể sửa đổi hay xóa chúng. Các quy tắc và thuật toán được xác định trước đảm bảo rằng mọi người đều có cơ hội bình đẳng tham gia vào quá trình xác thực và nhận phần thưởng.
Có những thuật toán đồng thuận blockchain phổ biến nào?
Thế giới blockchain hiện nay sử dụng rất nhiều dạng thuật toán đồng thuận blockchain, mỗi loại phục vụ một mục tiêu cụ thể như hiệu suất, bảo mật, hoặc khả năng mở rộng. Việc hiểu rõ các loại này sẽ giúp bạn lựa chọn nền tảng phù hợp khi đầu tư hoặc phát triển ứng dụng blockchain.
Cơ chế đồng thuận blockchain hoạt động như thế nào?
Cơ chế đồng thuận trong blockchain hoạt động dựa trên việc các nodes tham gia đưa ra quyết định về tính hợp lệ của dữ liệu, thông qua một nguyên tắc hoặc thuật toán cụ thể. Mỗi loại thuật toán đồng thuận blockchain sẽ có cách vận hành khác nhau, nhưng mục tiêu chung là tránh gian lận và đảm bảo dữ liệu được xác nhận chính xác.
4 nguyên tắc cơ bản sau:
- Phân tán và không tin tưởng lẫn nhau (trustless & decentralized)
- Phải đồng ý về một “sự thật duy nhất” (single source of truth)
- Đa số thắng (majority rule)
- Khuyến khích hành vi đúng thông qua cơ chế thưởng – phạt
Xem tiếp phần dưới bài viết này sẽ nêu rõ những thuật toán cụ thể của cơ chế đồng thuận blockchain.
Những thuật toán đồng thuận Blockchain
Cùng DK Tech khám phá ngay những loại thuật toán đồng thuận blockchain phổ biến và được ứng dụng nhiều hiện nay:
Proof of Work
Chắc hẳn bạn đã nghe nói đến Bitcoin, đúng không? PoW là thuật toán đồng thuận được sử dụng trong Bitcoin. Về cơ bản cách hoạt động của thuật toán PoW là các thợ đào BTC sẽ cạnh tranh giải các bài toán phức tạp để thêm các block mới vào blockchain. Ai giải được trước sẽ được thưởng. Bạn có thể hình dung nó như một cuộc thi toán học khổng lồ, đòi hỏi rất nhiều năng lượng tính toán của máy chủ. Tuy bảo mật cao, nhưng PoW lại tiêu thụ rất nhiều điện năng, gây ra những lo ngại về môi trường.
Proof of Stake
Nếu bạn không thích tiêu thụ quá nhiều điện với cơ chế đồng thuận blockchain, PoS có thể là lựa chọn tốt hơn. Thay vì đào coin, PoS chọn người tạo block dựa trên số lượng coin mà họ stake (tức là khóa lại). Bạn càng stake nhiều, cơ hội được chọn càng cao. PoS tiết kiệm năng lượng hơn PoW. Tuy nhiên, đôi khi cơ chế này lại bị chỉ trích vì có thể dẫn đến sự tập trung quyền lực vào tay những người giàu có.
Delegated Proof of Stake (DPoS)
Tiếp theo, DPoS là một biến thể của PoS. Thay vì stake trực tiếp, bạn bầu ra các người đại diện (delegate) để xác thực các giao dịch và tạo block. Các delegate này sau đó sẽ được thưởng cho công việc của họ. Nếu bạn không hài lòng với delegate của mình, bạn có thể bầu người khác. DPoS thường nhanh hơn PoS, nhưng có thể ít phi tập trung hơn vì chỉ có một số lượng nhỏ delegate được chọn.
Proof of History (PoH)
PoH là một thuật toán đồng thuận độc đáo được sử dụng bởi Solana. Nó tạo ra một trình tự mã hóa bài bản. Thay vì tranh nhau đồng thuận, PoH cho phép các node chứng minh thứ tự và thời gian của các sự kiện. Bạn có thể hình dung nó như một dấu thời gian không thể giả mạo. PoH cho phép Solana đạt được tốc độ giao dịch rất nhanh. Tuy nhiên, nhược điểm là về tính bảo mật không cao bằng các loại đồng thuận blockchain khác.
Proof of Authority (PoA)
Về cơ bản, PoA dựa vào danh tiếng của các node xác thực. Chỉ những node được phê duyệt trước mới có thể tạo block. Bạn có thể hình dung nó như một hệ thống được quản lý bởi một nhóm người đáng tin cậy. Tổng quan thì PoA nhanh và hiệu quả, nhưng lại kém phi tập trung hơn các thuật toán khác. Do đó, nó thường được sử dụng trong các blockchain riêng tư hoặc được cấp phép bởi tổ chức.
>>>> Xem thêm: Mối liên hệ giữ Blockchain và Web 3.0
Proof of Contribution (PoC)
Thay vì đào coin, PoC sẽ thưởng cho các node dựa trên đóng góp của họ cho mạng. Bạn có thể hình dung nó như một hệ thống đánh giá hiệu suất. Cụ thể, đây là nơi các node được đánh giá dựa trên các hoạt động như lưu trữ dữ liệu, cung cấp băng thông, hoặc tham gia vào quá trình phát triển. PoC khuyến khích sự tham gia tích cực vào mạng, nhưng việc đo lường chính xác đóng góp có thể là một thách thức.
Byzantine Fault Tolerance (BFT)
Loại hình đồng thuận blockchain tiếp theo là BFT. Đây là một loại thuật toán đồng thuận có thể chịu được một số lượng nhất định các node bị lỗi hoặc độc hại. Bạn có thể hình dung nó như một hệ thống bỏ phiếu, nơi ngay cả khi một số người bỏ phiếu sai, kết quả cuối cùng vẫn đúng. BFT thường được sử dụng trong các hệ thống quan trọng nơi độ tin cậy là tối quan trọng.
Các thuật toán đồng thuận khác
Ngoài những thuật toán trên, còn rất nhiều thuật toán đồng thuận khác đang được phát triển và thử nghiệm như PoB, FBA, DAG,… Hiện tại, mỗi thuật toán có những ưu điểm và nhược điểm riêng. Bạn có thể tìm hiểu thêm về chúng và chọn thuật toán phù hợp nhất với nhu cầu của mình. Thế giới blockchain luôn thay đổi và phát triển, vì vậy hãy luôn cập nhật những thông tin mới nhất!
Kết
Như bạn thấy, thuật toán đồng thuận blockchain không chỉ là một yếu tố kỹ thuật mà còn là nền tảng giúp toàn bộ hệ sinh thái blockchain hoạt động ổn định và đáng tin cậy. Việc hiểu rõ về chúng sẽ giúp bạn đầu tư hiệu quả hơn, đồng thời khai thác tối đa tiềm năng của công nghệ này.
Xem thêm:
