PoA là gì? Ưu – Nhược điểm của thuật toán Proof of Authority (PoA)

Bởi admin - Đăng ngày: 07/04/2022 - Cập Nhật: 29/09/2022

Các thuật toán quen thuộc như Proof of Work (PoW) và Proof of Stake (PoS) được sử dụng trong nhiều Blockchain hiện hành. Tuy nhiên, các thuật toán này đều có nhược điểm là tốc độ xử lý giao dịch chậm. Với khả năng thực hiện giao dịch mỗi giây nhanh hơn, thuật toán Proof of Authority (PoA) đã trở thành phương thức thay thế trong nhiều trường hợp. Hãy cùng soriaforcongress.com tìm hiểu PoA là gì, ưu nhược điểm của PoA để dễ dàng đánh giá thuật toán đồng thuận này một cách toàn diện.

Proof of Authority (PoA) là gì?

Thuật toán PoA ra đời vào năm 2017 và được Gavin Wood – nhà đồng sáng lập, cựu CTO của Ethereum và Parity Technologies đặt tên. PoA là tên viết tắt của Proof of Authority (bằng chứng ủy quyền). Đây là cơ chế đồng thuận đề cao danh tính và danh tiếng của những người tham gia xác thực giao dịch và thêm khối mới vào blockchain. 

Trong đó: 

• Danh tính là thứ chỉ có một. Người xác thực (validator) cần công khai xác nhận thông tin cá nhân thực sự của mình để có thể dễ dàng thiết lập trách nhiệm trong hoạt động của blockchain.
• Danh tiếng là thứ mà người xác thực phải xây dựng rất lâu. Để trở thành người xác thực thì họ phải có độ uy tín cao, sự tín nhiệm lớn. Họ chưa từng phạm lỗi gì trong quá khứ hoặc có một địa vị nhất định trong mạng lưới. Nếu có bất kỳ hành động đáng ngờ nào, danh tiếng của người xác thực sẽ bị ảnh hưởng.

PoA là một biến thể của cơ chế đồng thuận Proof of Stake (PoS). Tuy nhiên, PoA không dựa vào số token mà những người xác thực nắm giữ. Thay vì tập trung vào giá trị kinh tế của token, PoA tập trung vào danh tính của người xác thực. Những người này sẽ stake “uy tín” của mình lên hàng đầu để có quyền xác thực giao dịch.

Proof of Authority giải quyết vấn đề gì?

Trước khi PoA ra đời, thế giới tiền điện tử đã xuất hiện rất nhiều thuật toán, tiêu biểu là PoW và PoS. Mỗi thuật toán đều có ưu điểm riêng, nhưng nó vẫn còn tồn tại một số nhược điểm nhất định. 

1. Thuật toán PoW (Proof of Wor)

PoW đảm bảo được tính phi tập trung vì có hàng trăm, hàng nghìn máy tính cùng tham gia xác thực giao dịch. Tính bảo mật của thuật toán PoW cũng tương đối cao. Tuy nhiên, thuật toán này có nhược điểm là:

• Vẫn có khả năng bị tấn công: Khả năng bị tấn công là 51%.
• Tốc độ giao dịch chậm, phí giao dịch cao: Blockchain dựa vào một mạng lưới gồm các node phân tán. Một giao dịch mới trước khi được thêm vào block thì cần phải nhận được sự xác thực, đồng thuận và phê duyệt của đa số các Node. Giống như việc tất cả các nhân viên của một công ty đều làm cùng một công việc. Như vậy có thể thấy PoW đảm bảo tính phi tập trung và độ bảo mật cao, nhưng khó có thể mang lại khả năng mở rộng lớn. Vì số lượng giao dịch mỗi giây (TPS) thấp nên theo đó chi phí giao dịch cũng rất cao.
• Tiêu tốn năng lượng: Thuật toán PoW đòi hỏi nhiều nỗ lực tính toán và thiết bị chuyên dụng. Muốn trở thành người xác thực giao dịch, thợ đào phải sở hữu máy đào chuyên dụng. Máy đào có tỷ lệ hashrate càng lớn thì cơ hội trở thành người xác minh giao dịch càng cao. 

2. Thuật toán PoS (Proof of Stake)

PoS ra đời sau PoW đảm bảo được tính phi tập trung, tính bảo mật cao và không tốn kém năng lượng. Tốc độ giao dịch của PoS cao hơn PoW. PoS mở ra cánh cửa cho sharding (phân đoạn), hứa hẹn khả năng mở rộng cho mạng blockchain. PoS cũng cung cấp động lực tài chính mạnh mẽ hơn cho các validator hoạt động.

Tuy nhiên, PoS còn tồn tại một số nhược điểm nhất định như vẫn có khả năng bị tấn công 51%, tốc độ giao dịch của PoS vẫn thấp và khả năng mở rộng mạng trung bình. Đặc biệt, một nhược điểm lớn của PoS là giảm động lực tham gia bảo vệ mạng lưới của các validator, cụ thể như sau:  

• Mạng lưới PoS gồm sự tham gia của hàng nghìn node trên khắp thế giới. Để trở thành người xác thực họ cần stake một số lượng token của mạng lưới nhất định. Những ai càng stake nhiều token thì càng có cơ hội tham gia xác thực giao dịch và thêm block mới cao. 
• Khi một block mới xuất hiện, hệ thống sẽ chọn “ngẫu nhiên” node nào đang stake đồng coin của hệ thống tham gia xử lý giao dịch. Cơ chế này đảm bảo blockchain phi tập trung, bảo mật cao nhưng vô hình chung sẽ “tập trung” quyền xác thực giao dịch vào trong tay một số node “giàu”. Điều này khiến giảm động lực tham gia bảo vệ mạng lưới của các node trong hệ thống mạng.

3. Thuật toán PoA

Sự ra đời của PoA đã đánh dấu một bước phát triển mới của thuật toán trên blockchain. PoA đã giúp giải quyết bốn vấn đề chính và PoW và PoS đang phải đối mặt trước đó là:

• Năng lượng sử dụng không tốn kém: PoA không đòi hỏi nhiều nỗ lực tính toán và thiết bị chuyên dụng như PoW. 
• Độ bảo mật tuyệt đối: Nếu muốn trở thành người xác thực giao dịch, validator cần xác minh danh tính và xây dựng danh tiếng trên mạng lưới. Điều này giúp loại bỏ hoàn toàn các node xấu phá hoại hệ thống và làm cho giao dịch bị chậm. Cơ chế này cũng giúp đảm bảo kết quả xác thực là hợp lệ, công bằng, không chịu sự chi phối của bất kỳ ai.
• Tốc độ giao dịch nhanh, khả năng mở rộng lớn: Khi một block mới hình thành, hệ thống sẽ lựa chọn ngẫu nhiên một node tham gia xác thực giao dịch và thêm block này vào mạng lưới dựa trên sự đồng thuận của các node khác. PoA hoạt động dựa trên số lượng validator có giới hạn. Vì thế, PoA trở thành mô hình có tốc độ giao dịch rất nhanh và khả năng mở rộng lớn.
• Cung cấp động lực tài chính mạnh mẽ hơn cho các validator hoạt động: Khác với mô hình PoS, PoA không cần phải xem xét sự chênh lệch tiền tệ giữa những validator. Điều này giúp đảm bảo rằng tất cả những người tham gia xác thực mạng đều có động lực làm việc như nhau sự thành công của mạng và chính mình. Hơn nữa, sau khi tham gia xác thực giao dịch, validator sẽ nhận được phần thưởng là token của blockchain. Vì thế, họ càng có động lực tham gia hơn.

Ưu – nhược điểm của PoA

Mỗi thuật toán đồng thuận đều tồn tại cả ưu điểm và nhược điểm và PoA cũng không ngoại lệ. Dưới đây là một số ưu, nhược điểm của PoA:

Ưu điểm:

• Tốc độ giao dịch nhanh và khả năng mở rộng mạng lớn: Mỗi khối mới được tạo ra trong khoảng thời gian trung bình là 5 giây.
• Chi phí giao dịch thấp: Nhờ tốc độ xử lý giao dịch nhanh mà PoA có chi phí giao dịch thấp hơn hẳn các thuật toán khác.
• Không yêu cầu nỗ lực tính toán và thiết bị chuyên dụng: Vì thế, PoA là giải pháp tiết kiệm năng lượng để duy trì và vận hành mạng hơn thuật toán khác.
• Tính bảo mật cao: Người tham gia xác nhận giao dịch đều phải trải qua giai đoạn thẩm định danh tính và sử dụng thước đo đánh giá mức độ tin cậy. Do đó, thuật toán PoA giúp loại bỏ hoàn toàn các cuộc tấn công.

Nhược điểm:

• Mất đi khả năng phi tập trung: Do có rất ít validator node nên tính phi tập trung của mạng lưới PoA là rất thấp.
• Validator dễ bị thao túng: Danh tính của validator được công khai trên mạng lưới. Vì thế, khả năng một số validator bị bên thứ ba khai thác, thao túng là có thể xảy ra. Ví dụ: Nếu muốn gián đoạn mạng, đối thủ có thể tận dụng nhược điểm này của thuật toán PoA để cố gắng thuyết phục những người xác thực công khai danh tính thực hiện các hành vi gian lận. Điều này sẽ làm cho hệ thống bị phá hủy từ bên trong.
• Tính  phân cấp thấp: Quyền xác thực khối chỉ nằm trong tay một nhóm người nhất định.
• Khả năng trở thành người xác thực không cao: Các mạng PoA thường chỉ chấp nhận cho những người có uy tín lâu năm làm người xác nhận giao dịch. Vì thế, những người bình thường khó có thể trở thành người xác thực của mạng lưới.

Như vậy bạn có thể thấy, thuật toán PoA là sự lựa chọn tối ưu cho các công ty muốn đảm bảo tính bảo mật của mình mà vẫn tận dụng được các lợi ích của công nghệ blockchain như chuỗi cung ứng, logistic…  Vì tính phi tập trung và phân cấp thấp nên thuật toán PoA này khiến nhiều nhà đầu tư do dự khi ứng dụng vào lĩnh vực tiền mã hóa. Đó là lý do khiến PoA ít được sử dụng cho các blockchain dành riêng cho mảng DeFi, GamFi. 

Các Blockchain đang sử dụng cơ chế PoA

Với những đặc điểm nổi bật trên, PoA đang được một số blockchain như PoA blockchain, Binace Smart Chain, Vechain, OKExChain, HECO, Cronos, Gatechain… sử dụng. Trong đó:

• PoA blockchain: Đây là mạng công cộng được xây dựng trên blockchain của Ethereum.
• Binace Smart Chain: Đây là một trong những blockchain PoA có sự phát triển mạnh mẽ và thành công nhất. Ngay từ khi ra mắt, Binance Smart Chain đã thu hút được rất nhiều người dùng. Dữ liệu on-chain của BSC cũng có sự tăng trưởng vượt bậc.
• Vechain: Vechain là blockchain công khai cấp doanh nghiệp. Blockchain này chuyên quản lý thông tin doanh nghiệp một cách minh bạch và tập trung vào quản lý chuỗi cung ứng, logistic.

Kết luận

So với các thuật toán trước, PoA đã chứng minh mình giải quyết được vấn đề đảm bảo tốc độ giao dịch nhanh, phí giao dịch thấp, khả năng mở rộng cao nhưng vẫn đảm bảo tính bảo mật cao. Tuy nhiên để có được các ưu điểm trên thì PoA đã chấp nhận mất đi tính phi tập trung của blockchain. Hy vọng thông qua bài viết chúng tôi hy vọng bạn đã nắm được khái niệm PoA là gì, từ đó có thêm kiến thức vững chắc trước khi tham gia đầu tư vào thị trường Crypto