Proof-of-Authority là khái niệm khá mới đối với một số nhà đầu tư trên thị trường. Bên cạnh các thuật toán lâu đời như PoW và PoS, PoA cũng chiếm vị thế không hề kém cạnh, khi các giải pháp mà thuật toán này đem lại giúp ích nhiều cho các blockchain.

Proof of Authority 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 tạo ra bock mới trên blockchain. 

Trong đó: 

• Danh tính là là duy nhất. 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 Work)

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. 

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.

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.
• 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.
• 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.
• Ngoài Binance Smart Chain, các exchange chain khác cũng sử dụng PoA chính là HECO, Gate.io, Cronos, OKExChain,…Hiện nay, thị trường crypto ngày càng phát triển, vì thế sẽ cần đến rất nhiều exchange chains để đáp ứng nhu cầu của người dùng. Chính vì vậy, PoA sẽ phát triển mạnh hơn nữa trong tương lai.

Kết thúc

Như vậy qua bài viết trên đã cung cấp những thông tin liên quan tới khái niệm Proof of Authority (PoA) là gì. Theo đó có thể thấy được rằng hiện tại không có bất cứ một cơ chế đồng thuận nào là lý tưởng. Mỗi một cơ chế đều có một số những nhược điểm nhất định. 

Hiện tại không có bất cứ một cơ chế đồng thuận nào là lý tưởng PoW và PoS đang thiếu đi khả năng mở rộng và ai cũng biết được sự phân quyền đang được đánh giá cao từ cộng đồng tiền điện tử. Tuy nhiên PoA, với tư cách là cơ chế đồng thuận sẽ hy sinh đi sự phân quyền để có thể đạt được thông lượng cũng như khả năng mở rộng cao. 

Những tính năng bẩm sinh trong hệ thống PoA hiện tại đang trái ngược hoàn toàn so với cách thức mà những blockchains vẫn hoạt động. Nhưng trên thực tế PoA vẫn đang làm một công nghệ vô cùng tuyệt vời và hoàn toàn không thể nào bỏ qua. Do đây đang được đánh giá là một giải pháp blockchain mới nổi và hoàn toàn có thể phù hợp cho những ứng dụng blockchain riêng tư.