Giới thiệu về Proof of Stake (PoS)

Một phần của tài liệu báo cáo bài tập lớn công nghệ phần mềm đề tài blockchain công nghệ chuỗi khối (Trang 21 - 30)

2.1. Proof of Stake (PoS) la gi?

Proof of Stake (PoS) là một cơ ché déng thuận được thiết kế để cho phép người dùng đóng góp vào việc xác thực và đảm bảo an toàn cho các giao dịch trên mạng lưới. PoS cho phép người dùng trở thành người xác thực (hay còn gọi là validator) bằng cách “ đặt cược” (staking) một lượng tài sản nhất định của họ dưới dạng token gốc của blockchain đó.

Trong cơ chế PoS, khả năng một người đùng được chọn làm validator phụ thuộc vào số lượng token mà họ đã ký gửi. Người dùng sở hữu nhiều token hơn có khả năng cao hơn đề được chọn xác thực khối tiếp theo, và từ đó có cơ hội nhận được phần thưởng lớn hơn từ việc xác minh các giao dịch trên chuỗi.

2.2. Lich ste phat trién ctia co ché Proof of Stake Lịch sử phát triển của Proof of Stake (PoS) bắt nguồn từ việc các nhà nghiên cứu bắt đầu nhận ra những hạn chế của cơ chế Proof of Work (PoW), đặc biệt là về mức độ tiêu thụ năng lượng và khả năng mở rộng. Mặc dù PoW đã chứng minh được sự an toàn và ôn định trong việc đuy trì số cái phi tập trung như trong trường hợp của Bitcoin, nhưng nó lại đòi hỏi một lượng lớn sức mạnh tính toán, dẫn đến tiêu thụ điện năng cao và tốc độ xử lý giao dịch hạn ché.

Proof of Stake được đề xuất như một giải pháp thay thế, với ý tưởng rằng việc sở hữu một lượng lớn token sẽ đủ dé chứng minh động cơ và khả năng đóng góp vào

mạng lưới mà không cần thiết phải giải các bài toán phức tạp. Cơ chế này được thiết kế đề giảm bớt vẫn đề tiêu thụ năng lượng và tăng tốc độ xử lý giao dịch.

Nam 2012, Peercoin tro thanh déng tiền điện tử đầu tiên triển khai một biến thể của PoS, kết hợp cả PoW và PoS trong giao thức của mình đề tận dụng ưu điểm của cả hai hệ thống. Kế từ đó, nhiều dự án tiền điện tử khác đã áp dụng và tiếp tục phát triển các biến thể của PoS, bao gồm cả các hình thức như Delegated Proof of Stake (DPoS) va Proof of Stake Velocity (PoSV), nham téi uu hoa sw can bang gitra tinh bao mat, céng bang va hiéu suat mang.

Sự chuyền dịch lớn nhất trong lich sử phát triển của PoS có lẽ là quá trình Ethereum chuyên từ PoW sang PoS thông qua cập nhật Ethereum 2.0. Quá trình này không chỉ đánh dấu một bước tiễn lớn trong việc áp dụng PoS ở quy mô lớn mà còn chứng tỏ tiềm năng của PoS trong việc hỗ trợ các hệ thống blockchain lớn, phức tạp và mở rộng khả năng ứng đụng của blockchain vào nhiều lĩnh vực khác nhau.

2.3. Cách thức hoạt động của cơ chế đồng thuận Prooƒ oƒ Stake (PoS) Phương thức đồng thuận của cơ chế Proof of Stake (PoS) hoạt động thông qua một quy trình được cầu trúc rõ ràng dé đảm bảo sự toàn vẹn và bảo mật của mạng blockchain.

Bước đầu tiên trong quá trình này là việc các người đùng cần ‘stake’ token cia ho vào mạng, tức là họ phải đóng băng một lượng token nhất định mà họ sở hữu. Việc này không chỉ chứng tỏ cam kết của họ đối với mạng lưới mà còn tạo ra một hình thức

“cổ phần” trong hệ thống, giúp đảm bảo rằng các node (các điểm kết nỗi mạng) hoạt động một cách trung thực và có trách nhiệm.

Tiếp theo, mạng lưới sẽ chọn một số node ngẫu nhién tir nhom da stake token dé tham gia vao qua trinh déng thuận. Điều này được thực hiện dựa trên các tiêu chí như số lượng token được stake và có thể kèm theo các yêu cầu về hiệu suất tính toán và bảo mật. Cách thức chọn node này giúp đảm bảo rằng quá trình đồng thuận được thực hiện bởi những người đùng có động cơ cao nhất đề duy trì tính ôn định và an toàn của mạng.

Sau khi được chọn, các node này có nhiệm vụ xác minh tính hợp lệ của các g1ao dịch mới trên mạng. Quá trình xác minh này đảm bảo răng tất cả các giao dịch được thêm vào block mới tuân thủ các quy tắc của mạng và không gian lận. Khi một giao dich được xác minh thành công va đạt được sự đồng thuận giữa các node, nó sẽ được đóng gói vào một block mới.

Các node sau đó cùng nhau tạo ra bloek mới nảy và thêm nó vào chuỗi blockchain, với sự hỗ trợ của token mà họ đã stake. Việc tạo block mới này không chỉ cập nhật chuỗi blockchain mà còn củng cố tính liên kết và bảo mật của mạng thông qua sự tham gia của các node đã stake token.

Cuối cùng, sau khi bloek mới được thêm vào chuỗi, các node tham gia vào quá trinh tạo block và xác minh giao dịch sẽ nhận được phần thưởng. Phần thưởng này, thường dưới dạng token, tương ứng với số lượng token mà các node đã stake và công

sức họ đã bỏ ra trong quá trình đồng thuận và tạo block mới. Quy trình này không chỉ khuyến khích sự tham gia tích cực và trung thực từ các node mà còn đảm bảo sự ôn định và phát triển lâu dài của hệ thống blockchain dựa trên cơ chế PoS.

2.4. Uu điểm và nhược điểm của PoS Proof of Stake (PoS) mang lại nhiều ưu điểm đáng kế so với các cơ chế đồng thuận khác:

- _ Khả năng tiếp cận: Người dùng không cần máy tính cấu hình cao đề tham gia vào mạng lưới; chỉ cần một máy tính cá nhân hoặc máy chủ là đủ đề thiết lập các node chuyên biệt, làm cho PoS trở nên dễ dàng và tiện lợi cho mọi người.

- _ Tính phân quyền: PoS khuyến khích một mạng lưới phi tập trung mạnh mẽ bởi việc valiđate không giới hạn ở một nhóm người dùng nhất định, mà mở ra cho bất kỳ ai có stake token, tăng cường sự dân chủ trong quá trình đồng thuận.

- Tinh nang delegate: Người dùng có thể “ủy quyền” coin của mình cho Validator để tăng cường quyền vote của họ, giúp người dùng kiếm được phần thưởng mà không cần phải tham gia trực tiếp vào quá trình xác minh giao dịch.

- _ Tăng khả năng mở rộng và tốc độ giao dịch: PoS cải thiện đáng kế khả năng mở rộng vả tốc độ giao dịch của mạng lưới, nhờ vảo việc bat ky ai da stake token cũng có thê tham gia vào quá trình xác minh, giúp mạng lưới phát triển một cách linh hoạt.

- _ Thân thiện với môi trường: PoS tiêu thụ it năng lượng hơn đáng kế so với PoW do không yêu câu tính toán phức tạp, giảm tác động tiêu cực đến môi trường và hướng tới một giải pháp bền vững cho tương lai của blockchain.

- _ Cũng như các thuật toán đồng thuận khác, thuật toán của Proof of Stake cũng nảy sinh những điểm yếu cần được tìm cách khắc phục:

- _ Thách thức cho người mới: Người dùng mới tham gia vào mạng lưới có thê gặp khó khăn khi cô gắng tham gia vào quá trình xác thực do sự ưu tiên cho những người dùng giàu có hơn về token, giảm bớt cơ hội tham gia cho những người moi.

- _ Tập trung quyên lực: Trong hệ thống PoS, sự phân phối quyền lực không đều giữa các thành viên: người giữ nhiều token có ảnh hưởng lớn hơn trong mạng, dẫn đến một cầu trúc phân cấp, mâu thuẫn với nguyên tắc phi tập trung của blockchain.

- _ Nguy cơ bị kiếm soát: PoS mở ra khả năng cho một người giữ lượng token lon trở thành Valiđator một cách dé dàng. Điều này tạo điều kiện cho việc thực hiện tân công 51%, nơi họ có thê làm thay đôi quá trình xác thực giao dịch thông qua các node giả mạo, thuyết phục các validator tham gia vào hành vi gian lận mà không cần đến sự đầu tư lớn.

- Thời gian unstake token đài: Một số hệ thông PoS yêu cầu một khoảng thời gian chờ kéo dải, có thể từ một đến hai tuần, trước khi có thê rút token từ stake,

làm giảm khả năng linh hoạt của các valiđator trước những biến động của thị trường.

- _ Khả năng phân tách: Một nhóm nhỏ người dùng sở hữu số lượng lớn token có thê gây ra sự phân tách trong mạng bằng cách tạo ra một chuỗi mới, gây ra sự mắt ôn định cho hệ thống gốc.

2.5. So sánh PoS và Polf Trong cau tric blockchain, PoS (Proof of Stake) va PoW (Proof of Work) la hai co chế đồng thuận phô biến nhất, nhưng cách thức chúng đạt được sự đồng thuận lại rat khác biệt.

Trong blockchain sử dụng PoW, các thợ đào (miner) giải quyết các bài toán toán học phức tạp đề xác minh giao dịch và cần thiết bị đào chuyên dụng đề thực hiện điều này. Ngược lại, trên một blockehain dựa trên PoS, người dùng chỉ cần đặt cược một lượng nhất định coin gốc của mạng đề đủ điều kiện trở thành người xác thực (validator).

Dưới đây là một sô đặc diém chinh của hai co chê đồng thuận:

Tiêu Chí

Quá trình tạo thêm một block mới

Hiệu suốt năng lượng

Khỏ năng mở rộng

Bỏo một

Phôn quyền

3. Distributed Ledger:

Proof of Stake

Validator được chon dua trén sé lượng token ho stake va/hodc cóc yếu tố khóc như thời gian stake

Đóng kể thốp hơn do không yêu cổu sức mọợnh tính toón lớn

Có khỏ năng mở rộng tốt hơn do không bị giới hạn bởi sức mạnh tính toán

Có thể dễ bị ảnh hưởng bởi sự tập trung token vò tốn công 51%

nếu một người dùng nắm giữ lượng lớn token.

Có thể dẫn đến sự phôn cốp thốp hơn nếu sự phôn phối token không đồng đều

Proof of Work

Miner giỏi các bời toán toán học phức tạp bằng cóch sử dụng sức manh tinh toan

Tiêu thụ năng lugng cao do qua trình mining đòi hỏi sức mạnh tính toán lớn

Hạn chế khỏ năng mở rộng do thời gian và tời nguyên cồn thiết cho việc mining

Cung cốp bỏo một mọnh mẽ thông qud sự cạnh tranh công bằng nhưng đối mặt với rủi ro như tập trung sức mẹnh tính toán.

Phôn quyền cao do bất kỳ ơi cũng có thể tham gia vao qua trinh mining mà không cổn sở hữu token

Đây là cơ sở đữ liệu phân tán mà blockchain sử dụng đề lưu trữ tất cả giao địch.

Mỗi nút trong mạng có một bản sao của sô cái phân tán.

3.1. Đặc điểm chính của DLT:

3.2.

Phi tập trung: Không có một bên nào kiểm soát toàn bộ hệ thống.

Minh bạch: Mọi người tham gia mạng lưới đều có thế xem tất cả đữ liệu trong sô cái.

Bảo mật: Dữ liệu được mã hóa và bảo vệ bởi các kỹ thuật mật mã tiên tiến.

Bất biến: Dữ liệu đã được ghi vào số cái không thể thay đổi hoặc xóa.

DLT hoạt động như thể nào?

Khi một giao dịch mới xảy ra, nó sẽ được truyền di cho tat ca cac nút mạng. Các nút mạng sẽ xác minh tính hợp lệ của giao dịch và sau đó thêm nó vào sô cái. Sau khi được thêm vảo số cai, giao dich sé tro thanh vĩnh viên và không thê thay đôi.

3.3. Ứng dụng của DLT:

DLT có thê được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, bao gồm:

Tài chính: Thanh toán, chuyên tiền, quản lý chuỗi cung ứng, v.v.

Chính phủ: Bỏ phiếu, quản lý danh tính, theo dõi đất đai, v.v.

Y tế: Chia sẻ hồ sơ bệnh án, quản lý chuỗi cung ứng thuốc, v.v.

Chuỗi cung ứng: Theo dõi nguồn gốc sản phẩm, chống hàng giả, v.v.

Lợi ích của DLT:

Tăng cường bảo mật: Dữ liệu được bảo vệ bởi các kỹ thuật mật mã tiên tiến và không thé bi thay đổi hoặc xóa.

Tăng cường minh bạch: Mọi người tham gia mạng lưới đều có thê xem tất cả dữ liệu trong SỐ cái.

Giảm chỉ phí: Loại bỏ nhu cầu cho các bên trung gian, giúp giam chi phí giao dịch.

Tăng hiệu quả: Tăng tốc độ và hiệu quả của các quy trình.

Hạn chế của DLT:

Khả năng mở rộng: Khả năng mở rộng của DLT vẫn còn là một vấn đề cần được giải quyết.

Quy định: Hiện nay vẫn chưa có quy định rõ ràng về việc sử dụng DLT.

Công nghệ mới: DLT là một công nghệ mới và vẫn đang trong giai đoạn phát triển ban đầu.

Blockchain la mét ing dung cua DLT

Blockchain la mot loat DLT str dung cac khối được liên kết với nhau đề lưu trữ dữ liệu. Mỗi khối chứa một số lượng giao dịch nhất định và được liên kết với khối trước đó bằng một hàm băm. Hàm băm là một thuật toán mã hóa biến dữ liệu đầu vào thành một chuỗi ký tự duy nhất. Khi một giao dich moi duoc thém vao blockchain, tất cả các nút mạng sẽ xác minh tính hợp lệ của giao dịch và sau đó thêm nó vào khối mới nhất.

Khối mới nhất sau đó được liên kết với khối trước đó, tạo thành một chuỗi các khối không thể thay đôi.

DLT là một công nghệ mới đầy hứa hẹn với tiềm năng thay đổi nhiều ngành công nghiệp khác nhau. Bloekchain là một ứng dụng của DLT đang ngày càng được sử dụng rộng rãi.

VY, Ứng dụng và Sản phẩm Các ứng dụng của Blockcharn hiện nay được phân loại chính thành bốn loại dựa trên tình trạng phát triển và các lĩnh vực ứng dụng:

- _ Hợp đồng thông minh (Smart Contracts): Được xem là một sự mở rộng của Blockchain, hợp đồng thông minh đưa các ứng dụng tài chính vảo thị trường.

Các tài sản có thê bao gồm cô phiếu, chỉ phiếu, nợ, quyền sở hữu và mọi điều có liên quan đến thỏa thuận hoặc hợp đồng. Ví đụ, các ứng dụng như xe tự lái, hợp đồng thuê nhà dạng chìa khóa trao tay hoặc thu phí bảo hiểm có thể được điều chỉnh thông qua hợp đồng thông minh.

- _ Tiền kỹ thuat s6 (Digital Currencies): Bao gồm các ứng đụng như chuyền đổi tiền tệ, kiều hối và hệ thống thanh toán kỹ thuật số. Lĩnh vực này là nơi xuất phát của Bitcoin và các loại tiền mã hóa khác. Tiền kỹ thuật số đang ngày càng trở nên phổ biến và quen thuộc trong các giao dịch tài chính và thanh toán trực tuyến.

- Bảo tồn văn thư số sách (Record Keeping): Đưa Blockchain ra khỏi giới hạn tài chính và áp dụng vào nhiều lĩnh vực như giáo dục, chính phủ, y tế và nghệ thuật. Các ứng dụng này sử dụng Blockchain đề lưu trữ và quản lý đữ liệu một cách an toàn và minh bạch, từ việc lưu trữ hồ sơ học sinh đến quản lý thông tin

y tế của bệnh nhân.

- _ Chứng khoán (Securities): Bao gồm các ứng dụng cụ thê như Debt, Crowdfunding, và nhiều hình thức chứng khoán khác. Blockchain được sử dụng đề cải thiện quá trình phát hành, giao dịch và quản lý chứng khoán, tăng tinh minh bach va giam chi phi giao dich.

Trong mỗi loại ứng dụng này, Blockchain vẫn tiếp tục được nghiên cứu và phát triên đề tạo ra các sản phẩm và ứng dụng mới trong nhiều lĩnh vực khác nhau như dịch vụ tài chính, y tế - chăm sóc sức khỏe, bán lẻ, bat động sản và nhiều lĩnh vực khác.

1. Tài chính ngân hàng Trong lĩnh vực tài chính và ngân hàng, Blockchain đã tạo ra một cuộc cách mạng lớn, mang lại nhiều ứng dụng tiềm năng:

-_ Giao dịch xuyên biên giới: Truyên thông, việc chuyên tiên qua biên giới thường mất thời gian và tôn kém do phải thông qua nhiêu bước qua nhiêu ngân

hàng. Sử dụng Blockchain cho các giao dịch xuyên biên giới giúp rút ngắn và tăng tốc quá trình, đồng thời giảm chi phí và tăng tính chính xác của giao dịch.

- Nén tang tai trợ thương mại: Blockchain cũng được sử dụng trong tài trợ thương mại, nơi mà nhiều ngân hàng đang triển khai các nền tảng Blockchain dé tạo ra các hợp đồng thông minh giữa các bên tham gia. Điều này giúp tăng cường hiệu quả và minh bạch của các quy trình, đồng thời mở ra cơ hội doanh thu mới.

- _ Thanh toán bù trừ: Trong tương lai, Blockchain có thê giúp giảm thiêu các thủ tục phức tạp của quy trình thanh toán bù trừ hiện tại. Điều này có thể làm cho giao dịch trở nên nhanh chóng hơn và giảm thiêu chỉ phí cho các tổ chức tai chính.

- Xác minh danh tính nhanh chóng và an toản: Quy trình xác minh danh tính thông thường thường rất phức tạp và tốn thời gian. Sử đụng Blockchain giúp

đơn giản hóa quy trình này bằng cách ghi nhận và xử lý thông tin khách hàng

một cách nhanh chóng và an toàn hơn. Điều này giúp tăng sự tin tưởng từ công chúng và giảm thiểu rủi ro về gian lận.

- Báo cáo tín dụng an toàn hơn: Blockchain cung cấp một nên tảng an toàn cho việc lưu trữ và truy cập các báo cáo tín dụng. So với các hệ thống truyền thống, Blockchain dam bao tính bảo mật cao hơn và g1úp tăng tinh minh bach trong quá trình đánh giá tín dụng.

- Giao dich mua ban tai sản: Blockchain loại bỏ sự cần thiết của bên trung gian trong các giao dịch mua bán tài sản. Điều này giúp giảm chi phi va thời gian cho các giao dịch, đồng thời giảm bớt sự bất ồn trong thị trường chứng khoán.

Cơ sở đữ liệu phi tap trung về tài sản kỹ thuật số: Blockchain tạo ra một số cái phân tán cho việc lưu trữ thông tin về tài sản kỹ thuật số. Điều này giúp quản lý tài sản một cách hiệu quả hơn và giảm thiêu rủi ro mat mát hoặc sửa đối thông tin không ủy quyền.

Tóm lại, Bloekchain không chỉ đơn thuần là công nghệ cho các giao dịch tài chính mà còn là một công cụ mạnh mẽ dé tăng cường tính minh bạch, an toàn và hiệu qua trong việc quản lý thông tin va giao dịch tài chính.

2. Ứng dụng công nghệ Blockchain trong lĩnh vực y tế và chăm sóc sức khỏe mang lại nhiều lợi ích quan trọng, bao gồm:

- _ Thanh toán dịch vụ trực tiếp: Blockchain cho phép việc thanh toán dịch vụ y tế diễn ra trực tiếp giữa bệnh nhân và nhà cung cấp dịch vụ, mà không cần sự can thiệp của bên thứ ba như các công ty bảo hiểm. Điều này giúp giảm chỉ phí và tăng tính tiện lợi cho cả hai bên.

- _ Theo dõi lịch sử giao dịch: Dữ liệu về các dịch vụ y tế và các giao dịch liên quan cú thờ được ứhI lại và theo dừi một cỏch minh bạch trờn blockchain.

Một phần của tài liệu báo cáo bài tập lớn công nghệ phần mềm đề tài blockchain công nghệ chuỗi khối (Trang 21 - 30)

Tải bản đầy đủ (PDF)

(31 trang)