Bằng chứng cổ phần được ủy quyền (DPoS) là gì?

Bằng chứng cổ phần được ủy quyền (delegated proof of stake, DPoS) là một loại cơ chế đồng thuận blockchain, trong đó người giữ token bỏ phiếu bầu ra một nhóm bên sản xuất block, rồi nhóm này lần lượt tạo block. Cơ chế đồng thuận là bộ quy tắc mà các bên tham gia blockchain dùng để xác nhận giao dịch và block nào được ghi vào bản ghi chung.

DPoS chia câu hỏi "ai tham gia tạo block" thành hai giai đoạn: người giữ token trước tiên bầu ra bên sản xuất hiện hành bằng bỏ phiếu theo trọng số cổ phần, sau đó bên được chọn tạo block theo lịch phân công; còn việc một block nhận đủ xác nhận để thành bản ghi chung cuộc do quy tắc xác nhận của từng mạng quyết định. Trọng số cổ phần nghĩa là ảnh hưởng của phiếu thường liên quan tới số token dùng để bỏ phiếu hoặc đem stake. Cách tính phiếu, số người được bầu, tần suất cập nhật danh sách và cách một block thành bản ghi chung cuộc không giống nhau giữa các mạng.

DPoS do người bỏ phiếu, ứng viên và bên sản xuất block cùng vận hành

Mạng DPoS thường có ba nhóm vai trò chính:

• Người bỏ phiếu: dùng quyền bỏ phiếu liên quan tới số token đang giữ hoặc đang stake để chọn ứng viên;
• Ứng viên: chạy node và vận động phiếu, mong vào được danh sách bên sản xuất block đang hoạt động;
• Bên sản xuất block: sau khi được chọn thì kiểm tra giao dịch trong khung thời gian được phân, tạo block và ký bằng khóa ký của mình. Khóa ký là dữ liệu bí mật cần có để tạo chữ ký số cho block.

Các node khác trong mạng vẫn có thể nhận và xác thực block. Việc chỉ node được chọn mới tạo được block trong lịch hiện tại không có nghĩa các node khác phải chấp nhận kết quả của họ một cách vô điều kiện. Node sẽ kiểm tra block có được bên sản xuất đang đến lượt ký hay không, giao dịch có đúng quy tắc giao thức hay không, và block có nối đúng vào bản ghi hiện có hay không.

Tùy mạng, "bên sản xuất block" còn có thể gọi là witness, delegate hay super representative. Tên khác nhau không làm thay đổi nhiệm vụ cốt lõi, nhưng quyền mà mỗi mạng trao cho những vai trò này có thể khác nhau.

Một vòng đồng thuận đi từ bầu chọn tới tạo block và xác nhận

Một quy trình DPoS tiêu biểu có thể chia thành các bước sau:

1. ứng viên đăng ký thông tin dùng để nhận diện node và ký block;
2. người giữ token dùng quyền bỏ phiếu liên quan tới cổ phần token để chọn một hoặc nhiều ứng viên;
3. mạng kiểm phiếu theo quy tắc và bầu ra nhóm bên sản xuất đang hoạt động xếp hạng cao hoặc đạt điều kiện;
4. giao thức phân cho nhóm đang hoạt động thứ tự tạo block và khung thời gian;
5. bên sản xuất đến lượt kiểm tra giao dịch đang chờ, đưa giao dịch hợp lệ vào block và ký;
6. các node khác kiểm tra chữ ký block, giao dịch và thay đổi trạng thái, rồi quyết định có chấp nhận hay không theo quy tắc giao thức;
7. các bên sản xuất tiếp theo tiếp tục xây trên block hợp lệ, hoặc gửi thông điệp xác nhận riêng, cho tới khi block đạt điều kiện xác nhận chung cuộc của mạng;
8. sau khi kiểm phiếu lại, danh sách bên sản xuất đang hoạt động có thể được cập nhật.

Đây chỉ là khung chung, không phải thời gian biểu thống nhất cho mọi mạng DPoS. Một số mạng cập nhật danh sách bên sản xuất theo định kỳ, một số mạng kiểm phiếu gần như liên tục; bên sản xuất có thể chỉ tạo một block mỗi vòng, hoặc tạo liên tiếp nhiều block.

Ủy quyền thường chỉ quyền bỏ phiếu, không phải giao token

Trong DPoS, "ủy quyền" thường có nghĩa là người giữ token giao quyền chọn bên sản xuất block cho đại diện được bầu, chứ không phải chuyển số dư token sang địa chỉ của đại diện. Khi bỏ phiếu, token có thể vẫn nằm ở địa chỉ gốc, hoặc bị khóa một thời gian theo quy tắc mạng; đại diện thường không thể chuyển token của người bỏ phiếu chỉ vì đã nhận được phiếu của họ.

Một số mạng còn cho phép giao chính quyết định bỏ phiếu cho người đại diện bỏ phiếu. Người này chọn bên sản xuất block thay cho các tài khoản khác, và quyền bỏ phiếu vẫn có thể được rút lại hoặc chuyển sang lựa chọn khác theo quy tắc. Người đại diện bỏ phiếu và bên sản xuất block được bầu không phải cùng một vai trò: bên trước bỏ phiếu thay người khác, bên sau thực sự tạo block.

"Ủy quyền" cũng có thể chỉ việc phân trọng số stake cho validator ở các mạng bằng chứng cổ phần khác. Không phải mạng nào hỗ trợ ủy quyền stake cũng dùng DPoS; tiêu chí là mạng có bầu ra một nhóm đại diện qua bỏ phiếu dựa trên cổ phần một cách rõ ràng hay không, và nhóm đó có đảm nhiệm việc tạo block đang hoạt động hay không.

DPoS và bằng chứng cổ phần thông thường khác nhau ở cách hình thành bên sản xuất

DPoS và bằng chứng cổ phần (proof of stake, PoS) đều dùng quy tắc gắn với cổ phần token để giới hạn ai được tham gia đồng thuận, nhưng cách chọn bên tham gia đang hoạt động thì khác nhau.

Bảng này mô tả cấu trúc phổ biến, không phải định nghĩa cố định của mọi mạng. Bản thân DPoS cũng thuộc nhóm thiết kế bằng chứng cổ phần theo nghĩa rộng; điểm thực sự phân biệt nó là việc bầu đại diện một cách rõ ràng và tập hợp bên sản xuất đang hoạt động có giới hạn, chứ không phải việc có xuất hiện hai chữ "stake" hay "ủy quyền".

Bầu được bên sản xuất không có nghĩa block đã chung cuộc

Bầu chọn trong DPoS giải quyết việc "hiện ai tạo block", còn xác nhận chung cuộc giải quyết việc "khi nào một block không còn bị nhánh khác thay thế". Hai việc có liên quan, nhưng không phải cùng một bước.

Một số cách triển khai yêu cầu các bên sản xuất tiếp theo tiếp tục xây trên block và chỉ coi nó là không thể đảo ngược sau khi đạt số lượng quy định; một số khác để bên sản xuất đang hoạt động gửi thêm xác nhận và xác nhận block khi đạt một mức đa số nhất định. Ngưỡng cụ thể, thời gian chờ và quy tắc chọn nhánh đều do giao thức của mạng quy định.

Tài liệu đồng thuận của Antelope tách rõ hai quá trình: lớp DPoS lo việc hình thành lịch phân công bên sản xuất thông qua bỏ phiếu, còn một lớp khác dùng xác nhận của các bên sản xuất đang hoạt động để đưa block tới trạng thái chung cuộc. Đây là một ví dụ triển khai, không có nghĩa mọi mạng DPoS đều dùng cùng thuật toán xác nhận.

Cách thưởng và phạt do từng mạng tự quyết định

Bên sản xuất block thường nhận phần thưởng từ giao thức vì chạy node và tạo block, nhưng phần thưởng đến từ đâu, tính thế nào, và có chia cho người bỏ phiếu hay không đều không phải quy tắc thống nhất của DPoS. Có mạng cũng phân phần thưởng cho tài khoản tham gia bỏ phiếu, hoặc cho phép bên sản xuất đặt tỷ lệ chia lại cho người bỏ phiếu.

Khi bên sản xuất bỏ lỡ khung thời gian được phân, các kết quả thường gặp gồm không nhận được phần thưởng tương ứng, bị ghi nhận vắng mặt, hoặc rời khỏi danh sách đang hoạt động do phiếu giảm. Một số mạng bằng chứng cổ phần sẽ cắt bớt token bị khóa của bên vi phạm, hình phạt này thường gọi là slashing; nhưng không thể vì vậy mà giả định mọi mạng DPoS đều có cơ chế slashing.

Phần thưởng còn ảnh hưởng tới hành vi bỏ phiếu và vận động. Khi đánh giá một mạng cụ thể, cần đối chiếu riêng thù lao của bên sản xuất, phần thưởng bỏ phiếu, cơ chế bỏ phiếu đại diện, chi phí ứng cử và cách xử lý vi phạm, chứ không chỉ nhìn con số phần thưởng hiển thị trên trang.

Bầu bên sản xuất và quản trị on-chain có thể chồng lấn nhưng không tất yếu giống nhau

Ở một số mạng DPoS, bên sản xuất được bầu không chỉ tạo block mà còn có thể trình hoặc biểu quyết việc thay đổi tham số mạng. Một số mạng khác giao việc nâng cấp giao thức, sử dụng ngân quỹ hay các vấn đề quản trị khác cho những vai trò và quy trình khác.

Dù dùng cùng một token để bỏ phiếu, việc bầu bên sản xuất và việc biểu quyết đề xuất quản trị vẫn có thể là hai quy trình độc lập. Việc trước quyết định ai vào danh sách tạo block hiện hành, việc sau quyết định một quy tắc hay đề xuất có được thông qua. Bên sản xuất có được sửa tham số, triển khai nâng cấp hay đóng băng tài khoản hay không thì phải xem quyền trong giao thức cụ thể, không thể suy ra từ cái tên "DPoS".

Các mạng DPoS khác nhau dùng số lượng và quy tắc bỏ phiếu khác nhau

DPoS không có số lượng đại diện hay cách bầu thống nhất. Tài liệu DPoS của BitShares mô tả cơ chế trong đó người giữ token bỏ phiếu quyết định số lượng witness và phiếu được kiểm lại theo định kỳ. Tài liệu đồng thuận của TRON ghi lại cách triển khai trong đó người stake bỏ phiếu bầu 27 super representative, rồi những đại diện này tạo block theo lịch và thúc đẩy xác nhận chung cuộc của block.

Những con số và quy tắc đó thuộc về các mạng tương ứng, không phải định nghĩa của DPoS. Khi so sánh các mạng cụ thể, còn phải xem một lá phiếu chọn được bao nhiêu ứng viên, quyền bỏ phiếu có thay đổi theo thời gian hay không, có cho phép bỏ phiếu đại diện hay không, ứng viên vào hoặc ra bằng cách nào, và danh sách đang hoạt động cập nhật nhanh đến đâu.

Tập hợp bên sản xuất có giới hạn tạo ra đánh đổi giữa hiệu quả và rủi ro tập trung

Để ít bên sản xuất đã được lên lịch trước phối hợp tạo block có thể giảm số node phải trực tiếp tham gia vào từng block, và khiến thời gian tạo block dễ sắp xếp hơn. Đổi lại, quyền tạo block đang hoạt động tập trung vào một tập hợp có giới hạn, nên hệ thống phụ thuộc nhiều hơn vào quy tắc bầu chọn và tính độc lập của những bên sản xuất đó.

Mức độ phi tập trung của mạng DPoS không thể chỉ nhìn tổng số ứng viên, mà còn phải kiểm tra phiếu thực tế và quyền tạo block có bị tập trung hay không. Các rủi ro thường gặp gồm:

• một số bên giữ lượng lớn token hoặc nền tảng lưu ký kiểm soát nhiều quyền bỏ phiếu;
• nhiều người giữ token không bỏ phiếu, khiến một số ít tài khoản đang hoạt động quyết định kết quả bầu chọn;
• người đại diện bỏ phiếu nhận được nhiều ủy quyền rồi đưa ra cùng một lựa chọn cho rất nhiều tài khoản;
• các ứng viên hỗ trợ nhau, trao đổi lợi ích hoặc hình thành liên minh cố định lâu dài;
• nhiều bên sản xuất dùng cùng một nhà cung cấp cloud, cùng khu vực hoặc cùng đội vận hành, tạo thành điểm hỏng chung;
• bên sản xuất đang hoạt động từ chối thu nhận một số giao dịch, hoặc hành động phối hợp trong việc chọn nhánh;
• phiếu cập nhật chậm, nên bên sản xuất kém hiệu quả không bị thay thế kịp thời;
• phần thưởng bỏ phiếu khiến người bỏ phiếu quan tâm tới phân phối ngắn hạn hơn là chất lượng vận hành node.

Nghiên cứu thực nghiệm trên nhiều mạng DPoS cho thấy tỷ lệ tham gia bỏ phiếu và ảnh hưởng của những người bỏ phiếu có tính quyết định làm thay đổi cấu trúc kiểm soát thực tế. Nghiên cứu về quản trị bằng bỏ phiếu theo token trên các chuỗi DPoS cho thấy người bỏ phiếu có tính quyết định và lượng token chưa từng tham gia bầu chọn có thể cùng tồn tại. Kết quả này cho thấy bỏ phiếu công khai không tự động dẫn tới mức tham gia đồng đều, và cũng không có nghĩa mọi mạng đều tập trung ở cùng một mức.

Đánh giá mạng DPoS phải xét riêng bầu chọn, tạo block và quản trị

Khi tìm hiểu một mạng DPoS cụ thể, có thể kiểm tra riêng từng điểm:

1. quyền bỏ phiếu đến từ số dư khả dụng, token bị khóa hay một cách tính khác;
2. một người bỏ phiếu chọn được bao nhiêu ứng viên, có cho phép bỏ phiếu đại diện hay không;
3. có bao nhiêu bên sản xuất đang hoạt động, danh sách ứng viên và bên sản xuất cập nhật bao lâu một lần;
4. bên sản xuất tạo block theo thứ tự nào, bỏ lỡ khung thời gian thì xảy ra chuyện gì;
5. node thông thường xác thực block do bên sản xuất tạo ra bằng cách nào;
6. block trở thành bản ghi chung cuộc trong điều kiện nào;
7. phần thưởng phân phối thế nào, có slashing hay cách xử lý vi phạm khác hay không;
8. phiếu, ứng viên và tỷ lệ tạo block thực tế có bị tập trung hay không;
9. bên sản xuất có đồng thời nắm quyền thay đổi tham số, nâng cấp giao thức hay các quyền quản trị khác hay không;
10. người dùng có thể tự chạy node đầy đủ — tức node lưu và xác thực dữ liệu on-chain cần thiết theo quy tắc giao thức — để tự đối chiếu bản ghi hay không.

Bộ câu hỏi này cho nhiều thông tin hơn so với nhãn "có dùng DPoS". Hai mạng cùng áp dụng DPoS vẫn có thể khác nhau rất nhiều về ngưỡng bỏ phiếu, số lượng bên sản xuất, xác nhận chung cuộc, quyền quản trị và mức độ tập trung.

Câu hỏi thường gặp

Sau khi tôi bỏ phiếu trong DPoS, bên sản xuất block có chuyển được token của tôi không?

Thông thường bên sản xuất không thể chuyển token của người bỏ phiếu chỉ dựa vào phiếu, nhưng việc bỏ phiếu có cần khóa token hay không, cách mở khóa, và người đại diện bỏ phiếu được làm gì thì phụ thuộc quy tắc của mạng cụ thể. Cũng nên phân biệt việc bỏ phiếu ở tầng giao thức với việc gửi tài sản vào nền tảng bên thứ ba để họ bỏ phiếu thay.

Bên sản xuất block trong DPoS có phải là validator không?

Tên gọi phụ thuộc vào mạng. Bên sản xuất được bầu sẽ xác thực giao dịch và tạo block, còn các node đầy đủ khác cũng có thể xác thực block nhận được. Một số tài liệu gọi nhóm được bầu là validator, một số khác dùng bên sản xuất, witness hoặc super representative.

Càng ít bên sản xuất thì giao dịch chắc chắn càng nhanh?

Không hẳn. Tập hợp đang hoạt động nhỏ hơn có thể giảm số bên cần phối hợp, nhưng năng lực xử lý thực tế còn phụ thuộc độ trễ mạng, tham số block, cách triển khai phần mềm, chi phí thực thi giao dịch và quy tắc xác nhận chung cuộc. Ít bên sản xuất cũng làm tăng mức tập trung quyền lực và rủi ro hỏng chung.

Bỏ phiếu cho bên sản xuất là chắc chắn có phần thưởng?

Không hẳn. Có phần thưởng bỏ phiếu hay không, ai trả, tính thế nào, khi nào nhận được, và có đặt thời gian khóa hay không đều do từng mạng quyết định. Bản thân cái tên DPoS không hứa bất kỳ mức lợi nhuận nào.

DPoS chắc chắn phi tập trung hơn PoS?

Không thể chỉ dựa vào tên cơ chế để kết luận. Kết quả thực tế phụ thuộc vào phân bố token, mức tham gia bỏ phiếu, sự tập trung quyền đại diện, cạnh tranh giữa các ứng viên, hạ tầng của bên sản xuất và quyền quản trị, cùng nhiều yếu tố khác.

Khái niệm liên quan

Tìm hiểu thêm về cơ chế đồng thuận, bằng chứng cổ phần, block, node blockchain và phi tập trung, hoặc trở lại bảng thuật ngữ tiền mã hóa.

Nguồn

• BitShares Documentation: Delegated Proof of Stake — một cách triển khai DPoS về bỏ phiếu witness, kiểm phiếu, nhiệm vụ tạo block và cơ chế thay thế.
• Antelope Developer Documentation: Consensus Protocol — một cách triển khai tách lớp giữa bầu bên sản xuất, lịch phân công, xác thực block và xác nhận chung cuộc.
• TRON Developer Documentation: Consensus and DPoS — một cách triển khai bầu super representative, tạo block theo lịch và hoàn tất xác nhận block.
• ICWSM: Characterizing Coin-Based Voting Governance in DPoS Blockchains — nghiên cứu thực nghiệm về tỷ lệ tham gia bỏ phiếu DPoS và ảnh hưởng của những người bỏ phiếu có tính quyết định.