PoA là gì? Nguyên lý hoạt động của Proof of Authority

Proof of Authority (PoA) là cơ chế đồng thuận dựa trên danh tính và danh tiếng của người tham gia xác thực giao dịch và thêm khối mới vào blockchain. Đây là cơ chế đồng thuận ra đời sau cơ chế Proof of Stake và được đánh giá là cơ chế có khả năng mở rộng cao hơn. Vậy cụ thể PoA là gì và cơ chế PoA có ưu nhược điểm gì, mời bạn cùng Coin568 tìm hiểu chi tiết trong bài viết dưới đây!

PoA là gì?

Proof of Authority (viết tắt PoA) tức Bằng chứng ủy quyền. Đây là thuật ngữ được đặt tên bởi Gavin Wood, người đồng sáng lập Ethereum và Parity Technologies vào năm 2017 nhằm mô tả một cơ chế đồng thuận trong mạng lưới Blockchain đề cao giá trị danh tính và danh tiếng của những người tham gia mà không dựa trên giá trị token mà họ nắm giữ.

Thuật toán PoA được đánh giá là có khả năng mở rộng quy mô dễ dàng, tốc độ giao dịch nhanh. Đặc biệt, nó không tiêu thụ quá nhiều năng lượng để duy trì và vận hành mạng lưới.

Điều kiện cho đồng thuận PoA

PoA là một biến thể của Proof of Stake. Trong Blockchain PoA, các giao dịch và khối mới được xác thực bởi các tài khoản đã được phê duyệt, gọi là trình xác thực (Validator).

Để được tham gia xác thực giao dịch, Validator cần có bằng chứng nhân thân tốt (tức là chưa từng phạm lỗi gì trong quá khứ) hoặc là một Node có địa vị nhất định trong mạng lưới.

Có ba điều kiện cơ bản mà ứng viên cần tuân thủ để được bầu chọn làm người xác thực trên blockchain sử dụng giao thức PoA như sau:

• 1. Danh tính hợp lệ và đáng tin cậy: Người xác thực cần công khai xác thực danh tính của mình.
• 2. Mức độ khó khăn để trở thành trình xác thực: Ứng viên phải sẵn sàng đầu tư tiền và chấp nhận rủi ro danh tiếng của mình. Một quá trình lựa chọn trình xác thực khó khăn giúp giảm thiểu rủi ro trong việc lựa chọn những người xác thực đáng ngờ. Điều này cũng khuyến khích họ cam kết bảo vệ mạng lưới lâu dài.
• 3. Tiêu chuẩn để phê duyệt người xác thực: Phương pháp chọn trình xác nhận phải công bằng với tất cả các ứng cử viên. Điều này cho thấy phương pháp lựa chọn các trình xác thực giữa các ứng viên là như nhau.

Điểm cốt lõi đằng sau cơ chế đồng thuận PoA chính là node được chọn làm trình xác thực. Hệ thống đảm bảo quá trình chọn trình xác thực không quá dễ dàng nhưng cũng không quá khó khăn.

Nó có khả năng loại bỏ những người xấu muốn phá hoại hệ thống và đảm bảo tất cả các trình xác thực đều phải trải qua một quy trình giống nhau. Chỉ những trình xác thực liêm chính và đáng tin cậy mới có quyền xác thực giao dịch và thêm khối mới vào chuỗi khối.

Nguyên lý hoạt động của Proof of Authority

Tất cả các giao dịch trên mạng lưới Blockchain PoA sẽ được ghi lại trên một sổ cái công khai (blockchain). Cụ thể, cơ sở dữ liệu sẽ được lưu trữ trên hàng nghìn máy tính (node). Những người tham gia xác thực giao dịch và thêm khối mới vào blockchain gọi là Validator.

Các node Validator sau khi đáp ứng điều kiện tham gia đồng thuận PoA sẽ có cơ hội như nhau để tạo khối mới và nhận phần thưởng. Như vậy, các node trong hệ thống sẽ không cần tiêu tốn nhiều năng lượng để cạnh tranh nhau. Ngoài ra, việc một node sở hữu cấu hình máy tính mạnh hay stake số lượng coin lớn trong hệ thống cũng không có nhiều lợi thế hơn so với các node khác trong hệ thống.

Nguyên lý hoạt động của giao thức PoA khá đơn giản, cụ thể như sau:

• Hệ thống sẽ chọn ngẫu nhiên một node thực hiện xác thực giao dịch và tạo khối mới để thêm vào blockchain. Node được chọn sẽ phụ thuộc vào hệ thống bỏ phiếu của node đã được ủy quyền trước đó. Node nào càng có mức độ danh tiếng cao, càng có cơ hội tham gia xác thực cao.
• Sau khi xác thực thành công, họ sẽ nhận được phần thưởng là phí giao dịch.
• Nếu người xác thực giao dịch làm sai hoặc gây hại cho mạng lưới thì danh tiếng của họ sẽ bị tổn hại và sẽ bị hệ thống loại trừ quyền được xác nhận giao dịch vĩnh viễn.

So sánh PoA, PoW và PoS

Điểm giống nhau giữa PoA, PoW và PoS đều là các cơ chế đồng thuận giúp mạng lưới blockchain duy trì hoạt động. Tuy nhiên, với mỗi cơ chế lại có cách thức hoạt động hoàn toàn khác nhau.

Tiêu chí	PoW	PoS	PoA
Người xác thực giao dịch	Thợ đào (miner)	Validator	Validator
Điều kiện trở thành người xác thực	Sở hữu máy đào Máy đào có tỷ lệ Hashrate càng lớn thì cơ hội được xác minh giao dịch càng cao.	Stake coin Số lượng coin stake càng lớn thì cơ hội được xác nhận giao dịch càng cao	Xác minh danh tính và xây dựng danh tiếng trên mạng lưới Danh tiếng ở đây được hiểu là mức độ tín nhiệm của node trên mạng lưới. Danh tiếng càng lớn, cơ hội được tham gia xác thực giao dịch càng cao.
Khả năng mở rộng	Chậm	Trung bình	Cao
Tính bảo mật	Vẫn có khả năng bị tấn công 51%	Vẫn có khả năng bị tấn công 51%.	Cao
Tính phi tập trung	Cao	Cao	Thấp
Tính phân cấp	Cao	Cao	Thấp
Năng lượng sử dụng	Rất tốn kém	Không tốn kém	Không tốn kém

PoW là thuật toán đáng tin cậy và có độ bảo mật cao, nhưng khả năng mở rộng bị hạn chế. PoS có hiệu suất giao dịch lớn hơn PoW nhưng sự khác biệt này lại không quá lớn. Chính vì thế, PoA ra đời để giải quyết vấn đề này.

Vì là một biến thể của Proof of Stake, nên cơ chế hoạt động của PoA cũng có nhiều điểm tương đồng. Điểm khác biệt là ở điều kiện trở thành Validator tham gia xác minh giao dịch. Nếu như trong PoS, Node được chọn là người stake coin, số lượng coin được stake càng lớn thì cơ hội được chọn càng cao. Thì PoA lại sử dụng danh tính và danh tiếng của Validator làm thước đo.

• Danh tính của một người hoặc tổ chức chỉ có một. Để được quyền xác thực giao dịch, họ cần phải tự nguyện tiết lộ mình là ai. Bằng cách công khai thông tin này có thể dễ dàng thiết lập trách nhiệm trong hoạt động của Blockchain.
• Danh tiếng là thứ họ phải kiên trì và trung thành trong thời gian dài mới có thể đạt được. Bất kỳ hành động nào đe dọa đến độ tính cậy và tính minh bạch của mạng đều trực tiếp thuộc về cá nhân hoặc tổ chức đó. Chỉ cần có hành động đáng ngờ cũng đủ phá hủy danh tiếng của trình xác nhận.

Chính điều này đã giúp cho các mạng lưới sử dụng cơ chế đồng thuận PoA có độ bảo mật rất cao. Mạng lưới đảm bảo loại bỏ hoàn toàn các node xấu phá hoại hệ thống, khiến quá trình giao dịch bị chậm. Hệ thống đảm bảo kết quả cuối cùng là hợp lệ và không chịu sự thâu tóm hoặc can thiệp của bất kỳ ai.

Cả PoW và PoS đều có tính phi tập trung rất cao bởi hệ thống có hàng trăm, hàng nghìn máy tính cạnh tranh xác thực giao dịch. Trong khi đó, số lượng máy tính trên mạng PoA là rất ít, điều này khiến các blockchain PoA có tính phi tập trung thấp hơn. Nhưng đây cũng là lý do lý giải vì sao mạng PoA lại có tốc độ giao dịch rất nhanh.

Tuy nhiên để có được khả năng mở rộng cao, PoA đã chấp nhận mất đi tính phân cấp (decentralization). Bởi quyền xác minh dữ liệu đã nằm trong tay một số node nhất định. Trong khi đó cả PoW và PoS đều là các cơ chế đồng thuận có sự phân cấp lớn.

Chính vì lý do này mà Blockchain PoA là giải pháp hấp dẫn cho các doanh nghiệp và tập đoàn lớn nhưng khi ứng dụng vào trong lĩnh vực tiền mã hóa thì PoA khiến nhiều nhà đầu tư “do dự”.

Một điểm giống nhau nữa của thuật toán PoA và PoS là đều không đòi hỏi sức mạnh tính toán lớn, do đó không tiêu tốn nhiều năng lượng như quá trình xác minh giao dịch của PoW.

Ưu – Nhược điểm của PoA

Có thể tóm gọn các ưu nhược điểm nhất định của một Blockchain sử dụng cơ chế đồng thuận Proof of Authority như sau:

Ưu điểm:

• PoA là giải pháp tiết kiệm năng lượng hơn so với các cơ chế đồng thuận khác.
• PoA có khả năng xử lý giao dịch rất nhanh và có phí giao dịch thấp. Trung bình mỗi khối mới được tạo ra chỉ sau 5 giây
• PoA giúp loại bỏ hoàn toàn các cuộc tấn công bởi trình xác nhận tham gia xác nhận giao dịch đều phải trải qua giai đoạn thẩm định danh tính và thước đo đánh giá mức độ đáng tin cậy.

Nhược điểm:

• Mạng PoA thường có rất ít validator node nên tính phi tập trung của mạng lưới là rất thấp.
• Tính phân cấp trong mạng Blockchain PoA là rất thấp bởi chỉ có một nhóm người nhất định có quyền tham gia xác thực khối.
• PoA ít được sử dụng trong các chuỗi khối công khai mà thường chỉ được áp dụng trong các chuỗi khối riêng tư cần có sự cho phép.
• Danh tính của Validator là công khai trên mạng lưới, do đó không loại trừ khả năng một số Validator sẽ bị thao túng bởi bên thứ ba.

Một số Blockchain đang sử dụng PoA

POA Network là mạng công cộng xây dựng trên blockchain của Ethereum sử dụng cơ chế PoA được nhiều người biết đến. Binance Smart Chain (BSC) là một trong những blockchain PoA thành công nhất, hiện hệ sinh thái BSC phát triển rất mạnh mẽ.

Một nền tảng sử dụng PoA đánh chú ý khác là Vechain. Đây là một blockchain công khai cấp doanh nghiệp, chuyên quản lý minh bạch thông tin doanh nghiệp. Đặc biệt tập trung vào quản lý chuỗi cung ứng và logistic.

Kết luận

Như vậy là bạn đã nắm được khái niệm PoA là gì, các thức hoạt động của các Blockchain PoA, cũng như các ưu – nhược điểm cụ thể của cơ chế đồng thuận này. Nhìn chung, các blockchain đang sử dụng PoA hiện nay đa phần là không ưu tiên khả năng phi tập trung. Họ cần xây dựng một hệ sinh thái Blockchain có khả năng mở rộng cao, phí giao dịch thấp và đề cao tính bảo mật.

Hy vọng thông qua bài viết bạn đã có cho mình thêm kiến thức nhất định trước khi quyết định đầu tư một đồng cryptocurrency. Chúc bạn thành công!