Proof of Work และ Proof of Stake คือชุดคำสั่งทางคอมพิวเตอร์ (Algorithm) ที่ใช้สร้างฉันทามติ (Consensus) ในเครือข่ายแบบอัตโนมัติ โดยที่ผู้ใช้ในเครือข่ายไม่จำเป็นต้องรู้จักหรือไว้ใจกัน หรือเรียกว่า Consensus Algorithm



Consensus Algorithm ถือกำเนิดขึ้นเพื่อส่งเสริมระบบกระจายอำนาจแบบไม่มีศูนย์กลาง (Decentralized) โดยหันมาพึ่งพาบล็อกเชน ซึ่งเป็นเครือข่ายที่ผู้ใช้ทุกคนมีอำนาจเท่าเทียมกัน ขณะเดียวกัน Consensus Algorithm เองก็มีหลายประเภทและแตกต่างกันออกไปในแต่ละเครือข่าย โดยระบบที่หลาย ๆ คนน่าจะคุ้นเคยกันดี ก็คือ PoW กับ  PoS นั่นเอง



Proof of Work คืออะไร?



Proof of Work (PoW) มีกลไกหลักเป็นการแก้โจทย์ที่ระบบกำหนดมาเพื่อหาค่าสมการที่ถูกต้อง ผู้ใช้ทุกคนที่อยู่บนบล็อกเชนประเภทนี้จะมีสิทธิ์ในการเข้าร่วม โดยผู้ที่มีส่วนร่วมในเครือข่ายนี้มักถูกเรียกว่า “นักขุด”



PoW ถูกคิดค้นเพื่อแก้ไขปัญหา Double-spending หรือการใช้สินทรัพย์ดิจิทัลหนึ่งหน่วยมากกว่าหนึ่งครั้ง โดยผู้สร้างได้เพิ่มกลไกลายเซ็นต์ดิจิทัล (Digital signature) เพื่อกำกับเวลาที่ใช้เหรียญนั้น ๆ ไม่ให้สามารถถูกนำไปใช้ซ้ำได้



นักขุดทุกคนจะได้รับชุดสมการที่ต้องแก้เพื่อหากลุ่มตัวเลขตามที่ระบบตั้งไว้ โดยระบบจะตั้งค่าที่เรียกว่า “Nonce” ขึ้นมา ซึ่งจะเป็นตัวกำหนดความยากในการสุ่มซึ่งจะแปรผันไปกับจำนวนนักขุดนั่นเอง



หากมีนักขุดจำนวนมาก ความยากในการขุดก็จะสูงขึ้น หากมีนักขุดน้อย ความยากก็จะต่ำลง เพื่อให้สอดคล้องกับระยะเวลาที่ตั้งไว้ เมื่อนักขุดสุ่มหาสมการและสามารถแก้ได้เป็นคนแรก ระบบจะประกาศให้ทราบโดยทั่วถึง และนักขุดคนนั้นจะได้รับเหรียญเป็นรางวัลค่าตอบแทน



นักขุดที่มีเครื่องมือคอมพิวเตอร์หรือฮาร์ดแวร์ประสิทธิภาพสูง มักจะมีโอกาสสุ่มเจอได้มากกว่า  เนื่องจากจะมีความเร็วในการสุ่มสูงขึ้น แต่ก็ไม่ได้เป็นการการันตีว่าจะแก้สมการได้แน่นอน ดังนั้นโชคก็นับเป็นอีกปัจจัยที่มีผลในระบบ PoW



แต่อย่างไรก็ตาม ระบบ PoW เป็นระบบที่กินพลังงานไฟฟ้าอย่างมหาศาล เพราะต้องใช้พลังประมวลผลของฮาร์ดแวร์ในการหาตัวเลขนับล้าน ๆ ตัวเพื่อมาแก้โจทย์



Proof of Stake คืออะไร?



ระบบ Proof of Stake (PoS) คืออีกหนึ่งอัลกอริธึมที่นิยมใช้สร้าง Consensus บนบล็อกเชน แต่แทนที่ผู้ใช้จะมาแข่งกันแก้โจทย์สมการ PoS จะใช้วิธีวางสินทรัพย์ค้ำประกันหรือ  Stake เหรียญไว้ในระบบ เพื่อแลกกับสิทธิ์ในการตรวจสอบและยืนยันธุรกรรม



PoS ถูกสร้างขึ้นมาเพื่อแก้ปัญหาของ PoW ซึ่งคือการใช้พลังงานไฟฟ้ามหาศาลไปกับการขุด



ด้วยกลไกสุ่มเลือกผู้ตรวจสอบ (Pseudo-random Election) ระบบ PoS จะสุ่มมอบสิทธิ์ในการยืนยันธุรกรรมให้ผู้ใช้เพียงคนเดียวต่อหนึ่งบล็อก 

ผู้ตรวจสอบ (Validator) จะมีหน้าที่สร้างบล็อกใหม่บนบล็อกเชนคล้ายกับการขุด (Mining) ของ Proof of Work และรับผลตอบแทนเป็นเหรียญหรือค่าธรรมเนียมจากการทำธุรกรรมบนบล็อกนั้น



อย่างไรก็ตาม ถ้าระบบตรวจพบการปลอมแปลงข้อมูลธุรกรรม ผู้ตรวจสอบรายนั้นจะสูญเสียเงินที่ตนได้ค้ำประกันไว้เป็นบทลงโทษ และต้องผ่านกระบวนการสุ่มเลือกเพื่อตรวจสอบใหม่อีกครั้ง



ในการเลือกผู้ตรวจสอบสำหรับการสร้างบล็อก นอกจากโชคแล้ว ปริมาณเหรียญที่ถูกวางค้ำประกันไว้ก็เป็นอีกปัจจัยสำคัญที่ระบบจะพิจารณา บางเครือข่ายยังเลือกผู้ตรวจสอบโดยดูจากประวัติการทำงานที่ดีอีกด้วย



อย่างไรก็ตาม PoS อาจส่งผลให้เกิดการรวมศูนย์อำนาจ หากระบบเลือกผู้ตรวจสอบจากจำนวนสินทรัพย์ที่วางค้ำประกันไว้เพียงอย่างเดียว



สรุป



หากเปรียบเทียบกัน PoW และ PoS แตกต่างกันที่กระบวนการตรวจสอบบล็อก และการเลือกผู้ตรวจสอบหรือนักขุด



ระบบ PoW เลือกผู้ตรวจสอบจากผู้ใช้ที่แก้สมการทางคณิตศาสตร์เร็วที่สุดในระบบ ส่วน PoS จะสุ่มเลือกผู้ตรวจสอบจากเหรียญที่วางค้ำประกันไว้



ทั้งนี้ บล็อกเชนยังเป็นเทคโนโลยีที่ค่อนข้างใหม่ จึงเป็นเรื่องที่น่าตื่นเต้นว่าในอนาคต บล็อกเชนจะพัฒนาไปในทิศทางใด ระหว่าง PoW หรือ PoS ระบบไหนที่จะได้รับการยอมรับมากกว่ากัน? หรือจะมีระบบใหม่มาแทนที่ไหม? ก็ต้องคอยติดตามกันต่อไป



อ้างอิง



Medium, Siamblockchain, Binance, Ledger