Những ý chính:
Cơ chế đồng thuận nằm ở cốt lõi của cách một blockchain vận hành, đảm bảo tính bảo mật và hợp lệ của mạng lưới. Nói một cách đơn giản, đó là phương thức giúp blockchain có thể hoạt động trên nhiều máy tính thay vì chỉ dựa vào một máy chủ tập trung. Hiện nay, có hai nhóm cơ chế đồng thuận phổ biến: Proof of Work (PoW) và Proof of Stake (PoS). Cả hai hệ thống này đều cần một phương thức để đảm bảo rằng những người tham gia xác thực giao dịch hành xử trung thực, đây là đặc điểm then chốt của mọi blockchain.
Với các blockchain Proof-of-Work, thợ đào phải giải các bài toán toán học phức tạp và tiêu tốn nhiều tài nguyên, đòi hỏi thiết bị đắt đỏ. Trong khi đó, để bảo mật mạng Proof of Stake, validator phải khóa một lượng crypto làm tài sản thế chấp. Ngay trong nhóm Proof-of-Stake cũng tồn tại vô số biến thể nhằm đạt được những mục tiêu riêng biệt.
Một ví dụ điển hình là Nominated Proof of Stake (NPoS). Dù NPoS được xây dựng trên nền tảng của hệ thống Proof-of-Stake phi tập trung, nó còn hướng tới tính dân chủ cao hơn so với phiên bản tiền nhiệm thông qua việc giới thiệu hai vai trò là nominator và validator. Tuy nhiên, cơ chế này còn nhiều khía cạnh thú vị hơn thế. Trong bài viết này, DigiBit sẽ phân tích Nominated Proof of Stake là gì, cách thức hoạt động ra sao cũng như những ưu và nhược điểm của nó.
Validator (Người xác thực)
Validator là các node tham gia trực tiếp vào quá trình vận hành mạng blockchain, có nhiệm vụ xác minh giao dịch, tạo block mới và duy trì tính bảo mật của hệ thống. Để trở thành validator, người vận hành phải stake một lượng token nhất định của mạng lưới và duy trì node hoạt động ổn định, liên tục. Đổi lại, validator sẽ nhận phần thưởng staking từ mạng lưới khi tham gia xác thực và sản xuất block. Một phần phần thưởng này thường được chia lại cho những người đã ủy quyền token (nominator) cho validator đó.
Nominator (Người đề cử)
Nominator là những người nắm giữ token của mạng lưới nhưng không trực tiếp vận hành node validator. Thay vào đó, họ có thể ủy quyền (nominate hoặc delegate) token của mình cho các validator mà họ tin tưởng để tham gia quá trình staking.
Nominated Proof of Stake (NPoS) là gì?
Nominated Proof of Stake là một biến thể của cơ chế đồng thuận Proof-of-Stake với mục tiêu trở nên dân chủ và công bằng hơn so với mô hình trước đó. Nói ngắn gọn, cơ chế này cho phép những người nắm giữ token đề cử các validator đại diện cho họ trong quá trình xác thực block. Chỉ những validator được đề cử mới có thể tham gia vào việc tạo block và mỗi nominator có thể đề cử một số lượng validator nhất định.
Tiếp đó, mạng lưới sẽ tự động phân bổ lượng stake cho các validator tham gia một cách đồng đều, đồng thời áp dụng cơ chế phạt đối với cả validator lẫn nominator trong trường hợp có hành vi độc hại. Polkadot là blockchain đầu tiên thiết kế và sử dụng hệ thống Nominated Proof of Stake, hỗ trợ cho sứ mệnh cốt lõi về khả năng tương tác và phi tập trung của mạng này. Vậy cơ chế đó hoạt động cụ thể như thế nào?
Nominated Proof-of-Stake (NPoS) hoạt động như thế nào?
Nominated Proof-of-Stake kết hợp cơ chế Proof-of-Stake truyền thống với hình thức bỏ phiếu của các bên liên quan bằng cách chia mạng lưới thành hai nhóm tham gia: validator và nominator. Các block validator có vai trò tương tự như validator trong PoS truyền thống, họ giúp duy trì bảo mật bằng cách xác minh tính hợp lệ của giao dịch cho block tiếp theo của blockchain.
Tuy nhiên có một điểm khác biệt quan trọng: thay vì được lựa chọn ngẫu nhiên như trong hầu hết các cơ chế PoS, các node validator trong NPoS được đề cử bởi những node khác. Cơ chế bỏ phiếu của NPoS dựa trên kỹ thuật bầu chọn tuần tự Phragmen nhằm đảm bảo tính đại diện công bằng. Nghe có vẻ phức tạp, nhưng có thể hiểu đơn giản như sau.
Trước hết, mỗi block được xử lý bởi một tập validator đang hoạt động, đây là nhóm validator do các nominator lựa chọn. Nominator có thể đề cử một số lượng node validator nhất định. Sau đó, các validator sẽ nhận được vị trí trong tập hoạt động tương ứng với lượng stake ủng hộ họ. Để lựa chọn validator phù hợp, nominator có thể xem xét nhiều chỉ số như lịch sử hoạt động, danh tính on-chain, website hay các liên kết hỗ trợ khác.
Việc thẩm định này vô cùng quan trọng bởi hành động của validator ảnh hưởng trực tiếp tới lượng stake của nominator. Những validator nhận được nhiều đề cử nhất, đồng nghĩa có lượng stake hậu thuẫn lớn hơn, sẽ trở thành tập validator cho block đó. Quá trình này thay đổi theo từng “era”, một khoảng thời gian được định nghĩa sẵn từ 4 đến 24 giờ. Khi tập hoạt động được chốt, mạng lưới sẽ phân bổ stake giữa các validator được chọn để đảm bảo sự công bằng.
NPoS Vs DPoS khác nhau ở điểm nào?
Nếu bạn từng tìm hiểu về Delegated Proof-of-Stake (DPoS), có thể nhận thấy hai cơ chế này có nhiều điểm tương đồng, nhưng thực tế chúng không hoàn toàn giống nhau. Trong cả NPoS và DPoS, việc xác thực đều xoay quanh hai nhóm người dùng, trong đó một nhóm có quyền bầu chọn nhóm còn lại.
Tuy nhiên, trong DPoS người bầu được gọi là delegator, còn trong NPoS là nominator. Ngoài ra còn một khác biệt quan trọng khác: với NPoS, cả nominator lẫn validator đều phải đặt stake làm tài sản thế chấp, đồng nghĩa cả hai đều có thể bị phạt slashing khi có hành vi xấu. Ngược lại, trong DPoS thông thường chỉ validator bị trừng phạt, còn delegator không phải chịu trách nhiệm cho hành động của validator, dù ngày nay một số hệ thống DPoS cũng đã bổ sung cơ chế phạt delegator, khiến ranh giới giữa hai mô hình đôi khi trở nên mờ nhạt.
Lợi ích của NPoS
Có rất nhiều lý do để lựa chọn Nominated Proof-of-Stake, từ mức tiêu thụ năng lượng thấp cho tới khả năng mở rộng tốt hơn. Nhưng ưu điểm nổi bật nhất so với các biến thể PoS khác chính là tăng cường bảo mật và tính dân chủ. So với PoS truyền thống, NPoS tạo ra hệ sinh thái công bằng hơn nhờ cho phép nominator tự chọn các validator mà họ tin tưởng. Các blockchain sử dụng NPoS thường áp dụng lý thuyết bầu cử, lý thuyết trò chơi hoặc tối ưu rời rạc để đảm bảo quy trình minh bạch. Sau khi validator được chọn, mạng lưới tiếp tục cân bằng bằng cách phân bổ stake đồng đều. Bên cạnh đó, NPoS triển khai hệ thống thưởng phạt nghiêm ngặt cho cả hai bên, khác với DPoS chỉ phạt validator. Việc này khuyến khích mọi thành phần hành xử trung thực và giảm nguy cơ thông đồng, từ đó tăng cường bảo mật cho mạng.
Một Cách Tiếp Cận Dân Chủ Trong Việc Lựa Chọn Validator
Để giải thích rõ hơn, so với cơ chế PoS truyền thống, NPoS tạo ra một hệ sinh thái công bằng hơn bằng cách cho phép nominator lựa chọn những validator mà họ tin tưởng. Các blockchain sử dụng NPoS thường áp dụng những hệ thống như cơ chế bầu cử (election), lý thuyết trò chơi (game theory) hoặc thậm chí tối ưu hóa rời rạc (discrete optimization).
Những cơ chế này nhằm đảm bảo toàn bộ quá trình lựa chọn diễn ra một cách minh bạch và công bằng. Sau khi các validator được chọn, mạng lưới tiếp tục cân bằng sân chơi bằng cách phân bổ stake đồng đều giữa các validator này.
Cơ Chế Trừng Phạt Công Bằng Cho Tất Cả Người Tham Gia
NPoS đặt bảo mật mạng lưới lên mức ưu tiên cao nhất. Để đạt được điều này, NPoS triển khai một hệ thống phần thưởng và hình phạt chặt chẽ dành cho cả validator lẫn nominator.
Khác với những hệ thống truyền thống như DPoS, vốn chỉ trừng phạt validator, NPoS còn áp dụng cơ chế slashing đối với phần stake của nominator đã bảo chứng cho validator đó. Nói cách khác, nếu validator hoạt động sai lệch hoặc có hành vi gian lận, cả validator lẫn nominator đều có thể bị cắt giảm stake. Điều này khuyến khích cả hai bên hành động trung thực nhằm tránh bị phạt. Đồng thời, nguy cơ thông đồng (collusion) cũng được giảm đáng kể, từ đó giúp mạng lưới trở nên an toàn hơn nhiều.
Nhược Điểm Của NPoS
Tham gia vào hệ thống NPoS mang lại nhiều lợi ích, chẳng hạn như quy trình lựa chọn mang tính dân chủ. Tuy nhiên, biến thể Proof-of-Stake này cũng tồn tại một số hạn chế nhất định. Hãy cùng xem những nhược điểm chính. Rủi Ro Khi Đề Cử Validator Độc Hại Với vai trò nominator trong mạng lưới NPoS, bạn phải chấp nhận mức rủi ro cao hơn so với PoS truyền thống. Cụ thể, nominator sẽ bị phạt trực tiếp nếu lựa chọn validator độc hại, đồng nghĩa với việc có thể mất một phần hoặc toàn bộ số stake nếu xảy ra vấn đề. Bên cạnh đó, phần thưởng của bạn cũng phụ thuộc vào hiệu suất của validator, vì vậy việc lựa chọn đúng validator là yếu tố cực kỳ quan trọng. Tập Hợp Validator Hoạt Động (Active Validator Set) NPoS cho phép nominator đề cử một số lượng validator xác định trong cùng một thời điểm. Tuy nhiên, không phải tất cả validator bạn đề cử đều được đưa vào tập validator hoạt động. Ví dụ, trên mạng Polkadot, nominator có thể đề cử tối đa 16 validator. Nếu bạn đề cử 15 validator nhưng chỉ 4 validator được chọn vào tập hoạt động, thì mạng lưới sẽ phân bổ phần stake của bạn giữa 4 validator đó.
Cơ Chế Đồng Thuận Proof-of-Stake: Không Chỉ Đơn Giản Như Bạn Nghĩ
Mặc dù Proof-of-Stake là một cơ chế đồng thuận an toàn và thân thiện với môi trường, nhưng không phải blockchain nào cũng triển khai nó theo cùng một cách. Một số blockchain có mức độ tập trung (centralization) cao hơn những blockchain khác — điều này có thể xuất phát từ số lượng validator node ít hơn, quy trình staking thiếu tính phi tập trung, hoặc sự phân bổ quyền lực không đồng đều.
Khi lựa chọn một blockchain sử dụng Proof-of-Stake, điều quan trọng là phải đánh giá mức độ tập trung của mạng lưới và tác động của nó đối với khả năng tồn tại lâu dài của blockchain. Một blockchain phi tập trung sẽ mang lại mức độ bảo mật cao hơn và đảm bảo rằng tài sản crypto của bạn giữ được giá trị theo thời gian.
Tuy nhiên, việc lựa chọn một blockchain phi tập trung chỉ mới là bước đầu tiên. Khi nói đến bảo mật, cách bạn tương tác với blockchain cũng quan trọng không kém. Việc sử dụng ví non-custodial, chẳng hạn như các thiết bị Ledger có mặt tại DigiBit, giúp bạn toàn quyền kiểm soát private key của mình. Với Ledger, bạn có thể tương tác trực tiếp và khám phá các blockchain một cách an toàn mà không cần phụ thuộc vào các bên trung gian.
