เปรียบเทียบ Proof-of-Work และ Proof-of-Stake

ระบบ Proof-of-Work ที่เป็นพื้นฐานของ Blockchain ต้นตำรับอย่าง Bitcoin กับ Proof-of-Stake ระบบที่ Blockchain รุ่นใหม่นิยมนำมาใช้กัน ทั้ง 2 ระบบมีความแตกต่างกันอย่างไร เราจะมาไขข้อสงสัยไปด้วยกันในบทความนี้

การทำงานของ Blockchain

บล็อกเชนเป็นระบบที่ผู้มีส่วนร่วมในเครือข่ายไม่จำเป็นต้องรู้จักกัน แต่ระบบก็สามารถดำเนินการได้โดยไม่มีฝ่ายใดฝ่ายหนึ่งมีอำนาจเด็ดขาด หรือเรียกว่า Trustless system

การที่จะเป็น Trustless system ได้นั้น ต้องมีสิ่งที่เรียกว่า Consensus Algorithm ซึ่งก็คือชุดคำสั่งทางคอมพิวเตอร์ที่จะทำให้เครื่องคอมพิวเตอร์ทั้งเครือข่ายสามารถบรรลุข้อตกลงกันได้โดยไม่ต้องใช้ตัวกลาง Consensus Algorithm ที่คนในวงการน่าจะคุ้นเคยกันดีก็คือ Proof-of-Work กับ Proof-of-Stake

พิสูจน์ด้วยการลงมือทำ Proof-of-Work

Consensus Algorithm ที่คนในวงการน่าจะคุ้นเคยกันดีที่สุดก็คือ Proof-of-Work (PoW) นิยมใช้ใน Blockchain รุ่นแรก ๆ อย่าง Bitcoin (ฺBTC), Ethereum (ETH), หรือ Litecoin (LTC) เป็นต้น

PoW คือการที่เครื่องคอมพิวเตอร์ในเครือข่ายหรือโหนด (Node) ต้องแข่งกันแก้ไขสมการทางคณิตศาสตร์เพื่อยืนยันความถูกต้องของธุรกรรม และสร้างบล็อกใหม่ขึ้นบนบล็อกเชน หากมีโหนดใดแก้ไขสมการได้ก่อนและสร้างบล็อกขึ้นมา โหนดอื่นๆในเครือข่ายก็จะเข้ามาตรวจสอบความถูกต้องของบล็อกนั้นอีกที ก่อนที่จะส่งขึ้นไปอยู่บนบล็อกเชนแบบถาวร กระบวนการนี้นิยมเรียกกันว่า “การขุด” ซึ่งคำว่า “Work” ใน Proof-of-Work มาจากการทำงานของโหนดเพื่อแลกกับสิทธิ์ในการยืนยันธุรกรรมและรางวัลจากการขุด

ระบบ PoW ขึ้นชื่อที่สุดในเรื่องของความปลอดภัย โดยในทางทฤษฏีการที่จะสามารถโจมตีหรือแฮกเครือข่ายสำเร็จจะต้องมีกำลังในการประมวลมากกว่า 51% ของทั้งเครือข่าย แต่ในทางปฏิบัติเป็นไปได้ยากมาก ยิ่งเครือข่ายบล็อกเชนใหญ่แค่ไหน โอกาสที่จะถูกโจมตีสำเร็จก็เป็นได้ไปยากขึ้นเท่านั้น

อย่างไรก็ตาม เมื่อเครือข่าย Blockchain แบบ PoW มีผู้ใช้งานเป็นจำนวนมากขึ้นเรื่อย ๆ ทำให้ระบบ PoW ที่มีข้อจำกัดในเรื่องของ Scalability ไม่สามารถรองรับจำนวนธุรกรรมที่เพิ่มขึ้นได้อย่างเพียงพอ ส่งผลให้เครือข่ายตอบสนองช้าลง อีกทั้งยังกินพลังงานไฟฟ้าเป็นอย่างมาก เพราะเมื่อมีโหนดแข่งกันขุดเป็นจำนวนมากขึ้น ชุดคำสั่งตั้งต้นของบล็อกเชน โดยเฉพาะ Bitcoin จะสั่งให้สมการมีความยากขึ้น ส่งผลให้โหนดต้องทำงานกันหนักขึ้น

ต่อมา เหล่าผู้พัฒนาจึงเริ่มหาทางแก้ไขข้อจำกัดดังกล่าวของระบบ PoW ไม่ว่าจะเพิ่มความจุข้อมูลของบล็อก หรือลดระยะเวลาในการสร้างบล็อก แต่ก็ไม่สามารถแก้ไขปัญหาดังกล่าวได้อย่างยั่งยืน เหล่านักพัฒนาจึงเปลี่ยนแนวคิดหันมาใช้ระบบใหม่ๆ หนึ่งในระบบที่เป็นที่นิยมก็คือ Proof-of-Stake

พิสูจน์ด้วยทรัพย์สิน Proof-of-Stake

Proof-of-Stake (PoS) ถูกนำมาประยุกต์ใช้ในบล็อกเชนรุ่นใหม่ๆอย่าง Cardano (ADA), Polkadot (DOT), หรือ Stella (XLM) รวมถึง Ethereum ที่จะเปลี่ยนมาใช้ PoS ในเวอร์ชัน 2.0

นักพัฒนาเชื่อว่า PoS จะสามารถแก้ไขจุดอ่อนของ Proof-of-Work ได้ โดยจุดที่ Proof-of-Stake แตกต่างออกไปคือ เงื่อนไขในการรับสิทธิ์รับรองธุรกรรม โหนดที่สามารถตรวจสอบและยืนยันธุรกรรมได้จะต้องมีการฝากทรัพย์สินขั้นต่ำไว้กับเครือข่าย โดยส่วนใหญ่จะเป็นสกุลเงินดิจิทัลของบล็อกเชนนั้นๆเอง

เมื่อฝากทรัพย์สินถึงเกณฑ์ที่แต่ละบล็อกเชนกำหนดและได้รับสิทธิ์ในการยืนยันธุรกรรมแล้ว เมื่อมีธุรกรรมเกิดขึ้น บล็อกเชนจะเลือกโหนดขึ้นมาให้ทำการยืนยันธุรกรรม โดยเกณฑ์ในการเลือกก็อาจแตกต่างกันออกไปในแต่ละบล็อกเชน บ้างก็สุ่มเลือก บ้างก็เลือกระยะเวลาที่โหนดคงอยู่ในระบบ หรือบ้างก็เลือกโหนดที่มีการฝากเหรียญสูง ๆ ก่อน

หลังจากได้โหนดที่จะยืนยันธุรกรรมแล้ว โหนดนั้นก็จะทำการยืนยันธุรกรรม หากโหนดนั้นทำหน้าที่ได้ถูกต้องก็จะได้รับรางวัลเป็นเหรียญดิจิทัลไป แต่ถ้าโหนดไหนไม่ทำตามหน้าที่ ไม่คงอยู่ในระบบ หรือสร้างธุรกรรมที่ผิด ๆ ขึ้นมา บล็อกเชนก็จะมีบทลงโทษโหนดที่ปฏิบัติหน้าที่ไม่เหมาะสม เช่น ยึดเหรียญที่ฝากไว้บางส่วน หรือระงับสิทธิ์ในการยืนยันธุรกรรม เป็นต้น

PoS สามารถเพิ่มความเร็วให้กับการประมวลผลของเครือข่ายบล็อกเชนได้อย่างก้าวกระโดด ยกตัวอย่างเช่นบล็อกเชนแบบ PoW อาจใช้เวลาในการสร้างบล็อกอยู่ที่ 2 นาที ในขณะที่บล็อกเชนแบบ PoS สามารถสร้างบล็อกได้ภาย 6 วินาที เป็นต้น นอกจากนี้ PoS ยังลดการใช้พลังงานและอุปกรณ์ในการขุดลงไปได้เกือบทั้งหมด เนื่องจากไม่ต้องใช้กำลังประมวลของคอมพิวเตอร์มากมายมหาศาลเหมือนกับ PoW

อย่างไรก็ตาม ในวงการมีการถกเถียงกันว่าระบบ PoS อาจขัดแย้งกับหลักความเป็น Decentrailzed network เนื่องจากโหนดที่มีการฝากทรัพย์สินเข้ามามากก็จะมีอำนาจในการยืนยันธุรกรรมมากขึ้นตาม หากมีรายใหญ่ที่ครองส่วนแบ่งทางตลาดของบล็อกเชนนั้นมากกว่า 51% ก็จะมีอำนาจควบคุมเครือข่ายได้ ไม่ต่างอะไรกับ Centralized network แต่ละบล็อกเชนจึงพยายามมีมาตรการป้องกันกรณีดังกล่าว เช่น โหนดที่ยืนยันธุรกรรมไปแล้วจะไม่สามารถยืนยันธุรกรรมติดต่อกันได้เป็นการชั่วคราว หรือ สุ่มเลือกโหนดแบบไม่เกี่ยวกับจำนวนเหรียญที่ฝากเข้ามา เป็นต้น

สรุป

ระบบ Proof-of-Work นิยมใช้กันในบล็อกเชนรุ่นแรกๆอย่าง Bitcoin (BTC), Ethereum (ETH) หรือ Litecoin (LTC) ขณะที่ Proof-of-Stake นิยมใช้กันในบล็อกเชนรุ่นใหม่อย่าง Cardano (ADA), Polkadot (DOT), หรือ Stella (XLM)

Proof-of-Work ใช้พลังประมวลผลของคอมพิวเตอร์เพื่อแก้สมการทางคณิตศาสตร์แลกกับสิทธิ์ยืนยันธุรกรรม PoW โดดเด่นในเรื่องของความปลอดภัยสูง แต่มีข้อจำกัดเรื่อง Scalabity ทำให้เครือข่ายตอบสนองช้าเมื่อมีจำนวนธุรกรรมสูงๆ

Proof-of-Stake ผู้ที่จะตรวจสอบธุรกรรมบนบล็อกเชนที่ระบบนี้ได้ต้องมีการฝากสินทรัพย์เข้ามาตามเกณฑ์เพื่อแลกกับสิทธิ์ยืนยัน โดยแต่ละบล็อกเชนจะมีนโยบายในการสุ่มเลือกผู้ยืนยันที่แตกต่างกันออกไป PoS โดดเด่นในเรื่องของความรวดเร็ว แต่ยังเป็นถกเถียงกันว่าขัดแย้งกับหลักความเป็น Decentralized ที่เป็นหัวใจหลักของบล็อกเชนหรือไม่

ทั้งนี้ บล็อกเชนยังเป็นเทคโนโลยีที่ค่อนข้างใหม่และมีการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง จึงยังไม่สามารถตัดสินได้อย่างชัดเจนว่าระบบไหนดีที่สุด ไม่แน่ว่าในอนาคตอาจมีระบบใหม่เกิดขึ้นและได้รับการยอมรับจากทั้งวงการ ดังนั้นเราจึงควรติดตามข่าวสารของเทคโนโลยีนี้กันอย่างใกล้ชิด

อ้างอิง Cryptoslate, Investopedia(PoW), Investopedia(PoS), Blockgeeks