Ra đời như một lựa chọn thay thế cho giao thức Proof of Work của Bitcoin, Proof of Stake (PoS) là giao thức dựa trên quyền sở hữu tài sản số thay vì dựa vào sức mạnh tính toán. Giao thức PoS được giới thiệu trong một bài viết do hai nhà phát triển blockchain Sunny King và Scott Nadal công bố năm 2012, tập trung vào việc loại bỏ mức tiêu thụ năng lượng khổng lồ mà đào Bitcoin đòi hỏi cùng một số vấn đề khác. Peercoin là đồng tiền mã hóa đầu tiên sử dụng giao thức PoS.
Giao thức Proof of Work dùng trong mạng lưới Bitcoin là hệ thống mà thợ đào nắm phần lớn năng lực xử lý sẽ có tiếng nói lớn hơn trong mạng lưới, và nhờ đó thu về nhiều phần thưởng hơn. Đào Bitcoin ngốn rất nhiều điện, còn giao thức Proof of Stake thì không phân bổ quyền lực mạng lưới theo sức mạnh bộ xử lý. Trong PoS, việc tạo ra block kế tiếp có thể do những người vận hành chạy đồng thời nhiều tổ hợp khác nhau đảm nhiệm. Giao thức Proof of Stake cũng có nhiều biến thể.
Trong giao thức Proof of Stake, người dùng muốn được xác thực giao dịch và hưởng một phần doanh thu phải khóa lượng tiền mã hóa mình đang nắm giữ để dùng cho việc xác thực. Trong quá trình khóa này — gọi là "Staking" (nhận một phần doanh thu) — số tiền muốn dùng cho hoạt động đó sẽ không thể rút khỏi ví cho tới khi được mở khóa, và được đánh dấu trên mạng lưới như phần vốn góp của người dùng.
Ở các blockchain dùng giao thức proof-of-stake, người dùng chia nhau phần thưởng xác thực block và phí chuyển khoản (phí trả cho thợ đào) do những người dùng khác trả, theo tỷ lệ phần vốn góp của mình. Có thể ví quá trình này với việc sở hữu cổ phần của một công ty niêm yết. Người dùng dành nhiều tiền mã hóa hơn cho "staking" sẽ nhận phần doanh thu lớn hơn, hệt như người nắm nhiều cổ phần hơn thì hưởng phần lợi nhuận công ty chia ra nhiều hơn.
Đặc điểm của giao thức Proof of Stake
Điểm nổi bật nhất của Proof of Stake là nó đề cao sức mạnh vốn thay vì sức mạnh tính toán. Vậy nên thay vì khởi động một dàn máy để bắt đầu, bạn cần có tài sản để đặt vào. Trong giao thức PoS, người dùng nắm nhiều tiền mã hóa hơn cũng có thể gia tăng quyền lực của mình trong mạng lưới. Quá trình xác thực dựa trên một số quy tắc nhất định. Người dùng có nhiều tài sản trong ví hơn thì khả năng trở thành người xác thực cũng cao hơn. Khái niệm "staking" bắt nguồn từ đó. Giao thức PoS đặt nền tảng trên việc chủ ví kiếm tiền bằng cách xác nhận giao dịch. Ai nắm nhiều tài sản hơn thì hưởng phần doanh thu lớn hơn. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng cơ chế này không vận hành giống nhau ở mọi biến thể PoS.
Để ngăn người nắm nhiều vốn nhất độc chiếm mạng lưới, giao thức Proof of Stake dùng nhiều phương án khác nhau cho việc xác định block. Hai kiểu lựa chọn PoS phổ biến nhất là chọn ngẫu nhiên và chọn theo thâm niên nắm giữ coin.
Ở cách chọn ngẫu nhiên, những người xác nhận giao dịch được chọn trong số các node yếu nhất về giá trị tính toán (hash) nhưng giàu nhất về giá trị vốn góp (share). Ở cách chọn theo thâm niên nắm giữ, những người nắm tài sản lâu nhất được chọn làm validator, và sau khi xác thực, họ nhận phần thưởng.
Các biến thể của Proof of Stake
Giao thức Proof of Stake, vốn đề cao quyền sở hữu tài sản của người dùng, đã tiến hóa theo thời gian và xuất hiện dưới nhiều dạng khác nhau. Delegated Proof of Stake (dPoS) và Leased Proof of Stake (LPoS) là hai biến thể nổi bật của PoS.
Delegated Proof of Stake (DPoS)
Trong giao thức Proof of Stake dựa trên quyền sở hữu tiền mã hóa, người dùng có quyền xác thực giao dịch và tạo block bằng cách giữ tài sản mã hóa trong ví được kết nối với blockchain tương ứng. dPoS thì đi kèm một vài tính năng bổ sung và tận dụng sức mạnh của những người nắm vốn để đạt đồng thuận thông qua bỏ phiếu công bằng.
Nó dùng một hệ thống uy tín mang tính cộng đồng để dẫn dắt sự đồng thuận trên toàn mạng lưới blockchain Delegated Proof-of-Stake (dPoS). Dù được xem là giao thức ít phi tập trung nhất so với các giao thức còn lại, dPoS hướng tới việc trao cho người nắm giữ tiền mã hóa tiếng nói trong việc quản trị mạng lưới.
Khác với hệ thống Proof-of-Stake, ở đây người dùng ủy quyền tài sản mã hóa trong ví của mình cho một người dùng khác. Tài sản mã hóa không rời khỏi ví, nhưng được tính như tài sản của người được ủy quyền, qua đó làm tăng tiếng nói của người này trong mạng lưới. Người nhận được quyền ủy nhiệm từ những người dùng khác sẽ hưởng phần doanh thu lớn hơn trong mạng lưới, rồi chia lại doanh thu cho những người đã ủy quyền theo tỷ lệ phần góp của họ.
Leased Proof of Stake (LPoS)
Trong giao thức Proof of Stake, người dùng được chọn theo những tiêu chí nhất định rồi mới xác thực block. Nói cách khác, họ không thể kiếm thu nhập từ mọi block được tạo ra. Còn ở giao thức Leased Proof of Stake (LPoS), người dùng được phép cho thuê một tỷ lệ nhất định của cả một node. Hệ thống này vận hành y hệt PoS, nhưng bổ sung cơ chế cho thuê nhằm tạo động lực tham gia cho những người dùng chỉ nắm lượng tài sản nhỏ. Trong số các đồng tiền mã hóa dùng giao thức LPoS, nổi tiếng nhất là Waves.
Người dùng cho những người xác nhận giao dịch trên mạng lưới thuê lại số tiền mã hóa trong ví của mình. Trong quá trình cho thuê, lượng tài sản đem cho thuê không rời khỏi ví người dùng, nhưng bị khóa với các thao tác rút, mua và bán. Người được cho thuê sẽ hưởng phần thu nhập lớn hơn trong lúc thực hiện hoạt động đào, rồi chia lại phần kiếm được cho những người góp vốn theo tỷ lệ. Người dùng có thể chấm dứt việc cho thuê hoặc cho thuê thêm tiền mã hóa vào bất cứ lúc nào.