POA là gì? So sánh các thuật toán POA, POW và POS

Bên cạnh POW, POS, POA cũng là cơ chế đồng thuận thường xuyên được nhắc đến với khả năng giao dịch nhanh chóng và khá toàn diện. Vậy POA là gì, và nó có những khác biệt như thế nào khi so sánh với POW và POS? Cùng tham khảo bài viết sau để tìm hiểu kỹ hơn về thuật toán này nhé!

POA là gì?

POA là Proof of Authority, một cơ chế đồng thuận đề cao danh tiếng và uy tín của Validator – những người tham gia xác thực và thêm block mới vào trong blockchain. POA thường được coi là một biến thể của POS. Tuy nhiên, nếu POS yêu cầu bạn phải Stake (khóa) một lượng tài sản nhất định trong hệ thống như điều kiện bắt buộc để trở thành Validator, thì với POA, bạn sẽ cần chứng minh danh tính, danh tiếng của mình và phải được cộng đồng lựa chọn. 

Danh tính: Validator sẽ cần xác thực thông tin cá nhân của mình nhằm thiết lập trách nhiệm trong mọi hoạt động trên Blockchain.

Danh tiếng: Đây là điều mà bạn phải xây dựng trong một thời gian dài, để chứng minh cho cộng đồng thấy rằng bạn là một người làm việc có trách nhiệm, uy tín và được tin tưởng. Danh tiếng cũng có thể đến từ việc một người chưa từng phạm bất cứ lỗi lầm nào trong quá khứ, hoặc có địa vị cao trong mạng lưới.

Được cộng đồng chọn làm người đại diện: Bên cạnh việc có đủ “tư cách”, bạn còn cần được cộng đồng trong Blockchain lựa chọn nữa thì mới có thể trở thành Validator cho hệ thống.

Kiểu như trong lớp học thường sẽ có lớp trưởng, là người hay bị gọi lên trả bài zay đó 😆 . Lúc này lợi ích của mọi người sẽ là “có người chết thay”.

Nhưng trong blockchain thì lợi ích là phần thường khối và khả năng thao túng mạng lưới nên cần chọn người uy tín để tránh nó ôm tiền bỏ chạy

POA được ra đời khi nào?

Thuật toán này được ra đời vào khoảng năm 2017, và được đặt tên bởi Gavin Wood – cựu CTO và nhà đồng sáng lập của Ethereum và Parity Technologies. Tuy là cơ chế đồng thuận “sinh sau đẻ muộn” so với POW và POS, việc POA đề cao mức độ uy tín của Validator khiến hệ thống của nó hoạt động nhanh  hơn, đồng thời nhận được sự đón nhận và sự tin tưởng lớn của cộng đồng.

Những hạn chế của “đàn anh” được khắc phục bởi POA là gì?

Như đã đề cập, POA là thuật toán ra đời sau POW và POS (hai cơ chế đồng thuận được sử dụng khá phổ biến trong cryptocurrency) do đó Proof of Authority được xây dựng và thiết kế để đem đến những đặc điểm tối ưu hơn, khắc phục được những hạn chế của 2 cơ chế đồng thuận trước đó.

POW – An toàn nhưng chậm chạp và ô nhiễm môi trường

Với POW, tất cả Miner đều ở trong một cuộc đua về các siêu máy tính, nhằm sở hữu được sức mạnh tính toán lớn nhất, để tìm ra hàm băm nhanh và chính xác. Đặc điểm này khiến Blockchain đảm bảo được tính phi tập trung (thu hút được số lượng Node lớn); tính minh bạch (mọi dữ liệu đều được công khai và tất cả người tham gia đều có quyền hạn ngang nhau) và bảo mật (khó bị tấn công) chính vì vậy nên nó sẽ bị chậm. Nên không có cái gì trên đời này là tuyệt đối cả.. Haiz!

Với tư cách là thuật toán lâu đời nhất, POW hiện vẫn đang được sử dụng, mà ví dụ điển hình nhất là Bitcoin. Một số hạn chế khác của POW như:

Phí giao dịch cao

Việc giải mã hàm băm (Hash SHA-256) là lý do chính khiến tốc độ giao dịch trở nên chậm chạp, thời gian để một Block mới được thêm vào chuỗi trung bình là 10 phút. Với thời gian và số TPS (số giao dịch trên giây) thấp như vậy, thì phí giao dịch mà người dùng cần trả cho hệ thống sẽ đắt khi có quá nhiều người giao dịch cùng thời điểm (vì hệ thống sẽ ưu tiên xác nhận cho các giao dịch phí cao).

Tiêu tốn nhiều năng lượng

Máy móc là yếu tố không thể thiếu đối với cơ chế đồng thuận POW, bởi Miner cần có thiết bị chuyên dụng để thử liên tục các số Nonce ngẫu nhiên, cho đến khi tìm được con số phù hợp. Điều này khiến lượng điện cần thiết để tiêu thụ tăng lên đáng kể, đặc biệt là khi ngày càng có nhiều người quyết định đầu tư máy móc để tham gia vào sân chơi Miner. Tiêu tốn điện năng sẽ đem lại những ảnh hưởng không tốt đến môi trường.

POS – tối ưu nhưng chưa tuyệt đối?

Khắc phục được những nhược điểm của POW (giao dịch chậm và xài quá nhiều điện), POS lựa chọn việc Stake coin/token vào hệ thống để có quyền xác thực dữ liệu. Lúc này, blockchain sẽ không hoạt động theo cách tất cả mọi người đều cùng giải mã nữa. Thay vào đó, hệ thống sẽ chọn ra một Validator ngẫu nhiên để thêm block mới vào chuỗi.

Ngoài ra, POS áp dụng những hình phạt (Penalty) trực tiếp liên quan đến lượng tài sản đã được staking ngay từ đầu của Validator để ngăn chặn những người có ý đồ gian lận (Malicious).

Đặc điểm này đảm bảo được tính bảo mật của hệ thống, độ an toàn của giao dịch; đồng thời khiến giao dịch được diễn ra nhanh hơn và tiết kiệm chi phí hơn cho người dùng. Thế nhưng, cơ chế này cũng ẩn chứa một số rủi ro nhất định đối với Validator và người sử dụng blockchain.

Rủi ro Staking coin

Token/coin thường có sự biến động giá rất linh hoạt, có thể lên đến 30% ngày. Điều này khiến việc khóa một lượng tài sản trong hệ thống trở nên khá rủi ro. Khi validator muốn rút vốn, họ sẽ phải chờ một thời gian từ 7-14 ngày để hệ thống chắc chắn rằng validator không có những hành động gây hại đến hệ thống. Đặc điểm này khiến anh em bị động hơn trong việc kiểm soát tài sản của mình.

Rủi ro của việc quản trị tập trung

Số lượng các Node tham gia vào hệ thống của POS sẽ ít hơn POW rất nhiều, bởi họ không thể tham gia miễn phí mà buộc phải stake coin/token với những rủi ro kể trên. Số lượng Node ít cũng đồng nghĩa với việc quá trình quản trị sẽ diễn ra tập trung hơn. Điều này sẽ là một điểm trừ rất lớn nếu những người có cổ phần lớn lạm dụng quyền lực để đưa ra những quyết định không có lợi cho hệ thống.

Rủi ro mất bình đẳng

Việc hệ thống chọn ngẫu nhiên một Validator để làm việc thường dựa trên cơ sở Validator có lượng tài sản lớn trong hệ thống hay không? Đặc điểm này tạo ra khoảng cách giữa những người có nhiều tiền và những người có ít tiền. Khoảng cách này càng lớn, càng có ít Validator muốn tham gia vào việc bảo vệ mạng lưới của hệ thống.

Sự “góp mặt” của POA đem lại những gì?

Nắm được những hạn chế của POW và POS, POA đã có những cải thiện và một hướng đi mới bằng việc sử dụng danh tính và uy tín của một người làm điều kiện bắt buộc để trở thành Validator. Một số Blockchain uy tín sử dụng POA có thể kể đến như Vechain, Cronos, … Những yếu tố khiến POA có thể khắc phục được hạn chế của POW và POS; và hoàn thiện được những Blockchain lớn có thể được kể đến như sau:

Khả năng bảo mật ổn định

Việc chứng minh danh tính và trải qua quá trình thẩm định độ uy tín để trở thành Validator khiến việc có một Node xấu trong hệ thống là điều không thể. Bởi vậy, dựa vào nguyên tắc cơ bản nhất của cơ chế POA, những Blockchain sử dụng POA sẽ sở hữu được độ bảo mật ổn định, đảm bảo được những kết quả xác thực đúng, hợp lệ và không chịu sự chi phối, nắm quyền của bất cứ ai, đặc biệt là đối với những Blockchain tập trung. 

Khả năng mở rộng lớn.

Giống như cách vận hành của POS, những Validator trong POA không cùng nhau tham gia một cuộc đua, mà họ sẽ được hệ thống lựa chọn một cách ngẫu nhiên để hoàn thành công việc của mình. Với số lượng Validator có giới hạn, POA dễ dàng đảm bảo được việc tiết kiệm thời gian trong quá trình xác thực, cũng như đạt được sự đồng thuận của các Node một cách nhanh nhất. Điều đó cũng đồng nghĩa với việc Blockchain sẽ có khả năng mở rộng lớn; trong đó, mỗi Block mới được tạo ra với thời gian trung bình là khoảng 5 giây. Đặc điểm này cũng khiến chi phí giao dịch của những blockchain sử dụng POA thấp hơn hẳn những Blockchain sử dụng thuật toán khác.

Hạn chế tiêu hao năng lượng

Với số lượng Validator giới hạn và cơ chế vận hành theo cách lựa chọn Validator ngẫu nhiên, POA đã áp dụng thành công được những điểm mạnh của POS trong việc hạn chế tiêu hao năng lượng. Cũng bởi Validator được lựa chọn bởi hệ thống nên họ không cần sở hữu những siêu máy tính với sức mạnh tính toán khủng khiếp nhằm cạnh tranh với nhau như POW.

Đảm bảo tính công bằng và động lực cho Validator tham gia hệ thống.

Khác với POS, POA không lựa chọn Validator dựa trên sự chênh lệch tài sản. Như vậy, tính công bằng và bình đẳng giữa Validator được đảm bảo tốt hơn. Nhờ vậy, họ có thêm được động lực để làm việc, có trách nhiệm cho việc bảo vệ sự an toàn của mạng lưới. Tất nhiên, sau khi hoàn thành công việc, Validator cũng nhận được những phần thưởng tương tự như POW và POS.

“Niềm tin” có phải là yếu tố cho một thuật toán hoàn hảo?

Tuy khắc phục được nhiều hạn chế của những thuật toán đi trước, nhưng không có một cơ chế nào thực sự hoàn hảo để đáp ứng được mọi mặt của Blockchain. Như đã chia sẻ ở những bài viết trước, một Blockchain sẽ có 3 yếu tố chính: tính phi tập trung, tính bảo mật và khả năng mở rộng. Tính đến hiện tại 2022, mỗi Blockchain chỉ có thể lựa chọn và thực sự làm tốt được 2 trong 3 yếu tố đó. Đặc điểm này cũng không phải là ngoại lệ đối với POA.

Có thể nói POA là cơ chế đồng thuận khiến hệ thống vận hành rất nhiều bằng… niềm tin. Như vậy, dù trên lý thuyết, POA có thể đảm bảo được độ bảo mật và tính mở rộng bằng cách hạn chế được số lượng Validator tham gia; nhưng đổi lại, những đặc điểm này cũng khiến POA vận hành một cách tập trung hơn, không đảm bảo được tính phi tập trung và phân quyền. Đồng nghĩa với việc đó, POA cũng có những rủi ro và nguy cơ tương tự như những mô hình tập trung ở hiện tại khi những Validator với cái mác “uy tín” bắt tay nhau để cùng thực hiện một kế hoạch trục lợi. Cụ thể những điểm hạn chế của POA có thể được kể đến như sau:

1/ Khả năng dễ bị thao túng

Tuy danh tiếng và uy tín của Validator đã được kiểm định trước khi họ tham gia vào hệ thống, nhưng do mọi thông tin đều được công khai nên việc một bên thứ 3 cố tình khai thác và thao túng thông tin cũng là một trường hợp có thể xảy ra. Lúc này, bên thứ 3 có thể tìm cách thuyết phục Validator để họ thực hiện hành vi gian lận hoặc làm gián đoạn hệ thống bằng những chiêu trò hủy lệnh, double spending,…

Khả năng ngăn chặn gian lận không triệt để

Nếu đối với POS, những hành động gian lận phải trả giá bằng việc mất một phần hoặc toàn bộ tài sản, thì POA lại không thể áp dụng nguyên tắc này do Validator không cần Stake coin/token vào hệ thống. Việc áp dụng hình phạt với mức độ uy tín của người tham gia cũng là một việc rất khó khăn, bởi đây là một giá trị khó có thể đong đếm. Như vậy, POA sẽ khá khó khăn trong việc áp dụng những hình phạt (penalty) thực sự có tác dụng để ngăn chặn được triệt để những hành động gian lận có thể xảy ra trong mạng lưới. Và tất nhiên, chúng ta cũng không thể loại trừ được khả năng một người vận hành sẵn sàng đánh đổi sự uy tín của mình để bỏ trốn với khối lượng tài sản lên đến hàng chục nghìn hoặc trăm triệu đô.

Khó để trở thành một Validator

Do chỉ chấp nhận những người có uy tín lâu năm nên xu hướng “con vua thì lại làm vua” là điều hiển nhiên rất dễ xảy ra. Điều này đồng nghĩa với việc nếu bạn là một người mới, hoặc là một người bình thường, bạn rất khó có thể trở thành một Validator. Ngay cả khi bạn là một người ngay thẳng, chính trực và có đầy đủ khả năng để tiến hành xác thực dữ liệu, bạn cũng rất khó có thể tham gia vào hệ thống POA với tư cách một Validator. Cũng bởi đặc điểm này mà quyền lực trong Blockchain chỉ nằm trong tay một nhóm người nhất định, khiến tính phi tập trung của hệ thống cực kỳ thấp.

Như vậy, vai trò của POA sẽ rất tốt trong việc cải thiện khả năng bảo mật và mở rộng cho các nền tảng tập trung. Nó được sử dụng nhiều cho những chuỗi cung ứng hoặc logistic, nhưng lại không nhận được nhiều sự quan tâm của giới đầu tư crypto. Lý do là bởi thị trường tiền mã hóa có yêu cầu rất cao về tính phi tập trung và phân quyền.

Đây cũng là lời giải thích phù hợp cho việc tại sao mang trong mình nhiều lợi thế nhưng POA lại ít được sử dụng cho những Blockchain dành riêng cho mảng GameFi và DeFi.

Với những chia sẻ trên, chắc hẳn anh em đã hiểu rõ hơn về thuật toán POA là gì, đồng thời có những so sánh về lợi thế và hạn chế của 3 cơ chế đồng thuận POW, POS, và POA. Hy vọng, thông qua đó, anh em sẽ nắm rõ hơn về cách thức vận hành của một Blockchain ngay khi nghe đến tên thuật toán của nó, đồng thời có được cho bản thân những lựa chọn sử dụng Blockchain phù hợp hơn. Chúc anh em thành công!

Bài viết cùng chủ đề

➤ Thuật toán mới Proof of Burn (POB), có phải là tương lai của Blockchain

➤ Cách chơi Bitcoin lãi 1000% – Đầu tư theo chiến lược của CZ

➤ Tokenomics là gì? Tìm hiểu chi tiết về Tokenomics của 1 dự án chuẩn