Nhà đầu tư kiếm lợi nhuận từ khai thác tiền điện tử như thế nào? Cơ chế và thách thức

Nội dung chính

Quá trình khai thác tiền điện tử là một trong những cơ chế quan trọng nhất trong các mạng blockchain, đặc biệt là những mạng dựa trên mô hình đồng thuận Proof of Work (PoW). Quá trình này không chỉ giới hạn ở việc xác minh các giao dịch mà còn bao gồm việc phát hành các đồng tiền mới và đảm bảo sự ổn định của hệ thống.

Lợi nhuận từ việc khai thác phụ thuộc vào một loạt các yếu tố nhạy cảm: hiệu suất của thiết bị sử dụng, tiêu thụ điện, sự biến động giá cả, và các điều chỉnh đối với các giao thức blockchain. Những người khai thác hiểu rõ những yếu tố này có thể đạt được lợi nhuận ổn định.

Khai thác tiền điện tử: Từ cơ bản đến ứng dụng

Ban đầu, hãy tưởng tượng một hệ thống tài chính toàn cầu phân phối ghi lại mọi giao dịch Bitcoin (BTC) hoặc đồng tiền kỹ thuật số khác. Những người khai thác đóng vai trò như những người gác cổng cho hệ thống này, họ sử dụng các thiết bị máy tính tiên tiến để giải các phương trình mã hóa phức tạp. Thiết bị nào giải được phương trình đầu tiên sẽ nhận được phần thưởng.

Quá trình này không giống như việc in tiền ngẫu nhiên, mà tuân theo các quy tắc lập trình nghiêm ngặt được nhúng trong giao thức blockchain. Các quy tắc này đảm bảo:

• Phát hành các đồng tiền mới một cách đều đặn
• Không bên nào có thể tạo ra các đồng tiền bổ sung một cách ngẫu nhiên
• Việc áp dụng các hạn chế này bởi tất cả các nút trong mạng phân tán

Quá trình khai thác được coi là xương sống của sự phi tập trung trong các mạng như Bitcoin, cho phép nó hoạt động mà không có quyền lực trung ương kiểm soát.

Cách thức hoạt động của cơ chế khai thác: phiên bản tóm tắt

Giai đoạn 1: Tập hợp giao dịch Khi ai đó gửi hoặc nhận tiền điện tử, giao dịch sẽ chờ ở trạng thái đang chờ để được gộp với các giao dịch khác trong một “khối”.

Giai đoạn hai: Giải câu đố toán học Các thợ mỏ sử dụng sức mạnh của máy tính để tìm một số đặc biệt gọi là Nonce. Khi số này được kết hợp với dữ liệu của khối, nó tạo ra một số đáp ứng các điều kiện đã được xác định trước.

Giai đoạn ba: Thêm khối vào chuỗi Thợ đào đầu tiên tìm ra giải pháp có thể thêm khối của mình vào chuỗi blockchain, sau khi các nút còn lại trong mạng xác nhận tính hợp lệ của nó.

Giai đoạn bốn: Nhận phần thưởng Thợ mỏ chiến thắng nhận được phần thưởng bao gồm các đồng tiền điện tử mới được tạo ra cùng với phí giao dịch được bao gồm trong khối.

Cơ chế chi tiết: Bên trong hệ thống khai thác

Khi gửi một giao dịch mới trên blockchain, nó được gửi đến một tập hợp được gọi là mempool ( bộ nhớ ). Các nút mạng xác minh tính hợp lệ của các giao dịch này, trong khi các nút khai thác thu thập các giao dịch đang chờ xử lý và sắp xếp chúng thành các khối.

Một thợ đào có thể cũng là một nút xác thực, nhưng hai chức năng này về mặt kỹ thuật là khác nhau. Nút đào sẽ nhận các giao dịch chưa xác nhận và tập hợp chúng thành một khối ứng cử. Nhiệm vụ của thợ đào sau đó là chuyển khối ứng cử này thành một khối đã xác nhận bằng cách giải quyết một bài toán toán học phức tạp yêu cầu tài nguyên máy tính khổng lồ.

Khi thao tác này thành công, thợ mỏ sẽ nhận được phần thưởng khối bao gồm các đồng tiền kỹ thuật số mới cùng với phí giao dịch.

Giai đoạn một: Xử lý dữ liệu giao dịch

Bước đầu tiên trong việc khai thác khối bắt đầu bằng cách lấy các giao dịch từ mempool và truyền chúng lần lượt qua hàm băm (hash function).

Mỗi lần dữ liệu được xử lý bằng hàm băm, một giá trị có kích thước cố định được gọi là giá trị băm (hash value) sẽ được tạo ra. Giá trị này hoạt động như một định danh duy nhất cho giao dịch và đại diện cho tất cả thông tin có trong đó.

Ngoài việc phân tách mỗi giao dịch, thợ mỏ thêm một giao dịch đặc biệt được gọi là giao dịch coinbase, đại diện cho khoản chuyển tiền mà anh ta gửi cho chính mình như một phần thưởng. Giao dịch này thường là giao dịch đầu tiên trong bất kỳ khối mới nào, sau đó là tất cả các giao dịch chưa được xử lý khác.

Giai đoạn thứ hai: Xây dựng cây Merkle

Sau khi phân mảnh mỗi giao dịch, các giá trị phân mảnh được sắp xếp trong cái gọi là cây Merkle (cây phân mảnh).

Cây này được xây dựng dựa trên thứ tự của các giá trị băm trong các cặp và được băm lại với nhau. Sau đó, các đầu ra mới được sắp xếp thành các cặp và lại bị băm, và quá trình này lặp lại cho đến khi đạt được một giá trị băm duy nhất được gọi là gốc Merkle. Gốc này đại diện cho tất cả các giá trị băm trước đó một cách duy nhất.

Giai đoạn ba: Tính giá trị phân đoạn khối

Mỗi khối trên blockchain có một định danh duy nhất là giá trị băm của khối. Khi tạo ra một khối mới, các thợ mỏ sẽ kết hợp giá trị băm của khối trước với gốc Merkle của khối hiện tại.

Thợ mỏ cũng cần thêm một số ngẫu nhiên được gọi là Nonce. Sau đó, họ cố gắng truyền qua hàm băm ba thông tin này (hash khối trước + gốc Merkle + Nonce) một cách lặp đi lặp lại.

Mục tiêu là tạo ra một giá trị băm hợp lệ nhỏ hơn giá trị mục tiêu được xác định bởi giao thức. Vì giá trị băm trước đó và gốc Merkle là cố định, thợ khai thác phải thay đổi giá trị Nonce nhiều lần cho đến khi tìm được giá trị hợp lệ.

Trong khai thác Bitcoin, giá trị băm phải bắt đầu với một số lượng nhất định của các số không. Giá trị mục tiêu này được gọi là độ khó khai thác.

Giai đoạn thứ tư: Phát sóng khối đến mạng

Ngay khi thợ đào tìm thấy giá trị băm hợp lệ cho khối, họ phát đi trên mạng. Tất cả các nút kiểm tra xác minh tính hợp lệ của nó, và nếu hợp lệ, họ sẽ thêm nó vào bản sao của họ trên blockchain.

Khối được đề cử hiện trở thành khối xác nhận, và tất cả các thợ mỏ chuyển sang cạnh tranh cho khối tiếp theo. Bất kỳ thợ mỏ nào không tìm ra giải pháp kịp thời sẽ bị loại bỏ khối được đề cử của mình và bắt đầu lại.

Tình huống đặc biệt: Điều gì xảy ra khi khai thác hai khối cùng lúc?

Trong những trường hợp hiếm hoi, các thợ mỏ có thể phát sóng hai khối hợp lệ gần như cùng một lúc. Mạng lưới tạm thời chia thành hai phiên bản khác nhau của blockchain, với mỗi thợ mỏ bắt đầu khai thác khối tiếp theo dựa trên khối nào đến với họ trước.

Cuộc cạnh tranh tiếp tục cho đến khi khối tiếp theo được khai thác trên một trong hai chuỗi. Khi đó, khối trước đó được coi là người chiến thắng, và khối còn lại bị loại bỏ và được gọi là “khối bị loại bỏ”. Những thợ đào đã chọn khối thua buộc phải chuyển sang chuỗi chiến thắng và quay lại khai thác trên đó.

Độ khó khai thác: Cách duy trì sự cân bằng

Giao thức điều chỉnh độ khó khai thác một cách thường xuyên để duy trì tỷ lệ ổn định trong việc tạo ra các khối mới, từ đó đảm bảo việc phát hành tiền tệ theo một cách đồng đều và có thể dự đoán.

Mức độ khó được điều chỉnh dựa trên tổng sức mạnh tính toán ( tỷ lệ băm ) trên mạng. Khi thợ đào mới gia nhập và sự cạnh tranh tăng lên, độ khó của việc băm tăng lên để ngăn chặn việc tăng tốc quá trình tạo khối. Ngược lại, nếu các thợ đào rời khỏi mạng, độ khó giảm xuống để dễ dàng hơn cho quá trình.

Cân bằng động này giữ cho tỷ lệ tạo khối ổn định bất kể những thay đổi trong sức mạnh của mạng.

Các phương pháp khác nhau để khai thác tiền điện tử

Có nhiều phương pháp để khai thác tiền điện tử, khác nhau tùy thuộc vào thiết bị và thuật toán được sử dụng.

khai thác bằng bộ xử lý trung tâm (CPU)

Trong những ngày đầu của Bitcoin, chi phí khai thác rất thấp và bất kỳ ai cũng có thể tận dụng bộ xử lý máy tính thông thường của mình. Tuy nhiên, với sự gia tăng số lượng thợ đào và tỷ lệ băm, việc khai thác bằng CPU đã trở nên không còn có lợi.

Sự xuất hiện của thiết bị chuyên dụng với sức mạnh tính toán lớn hơn đã khiến việc khai thác CPU trở nên gần như không thể. Ngày nay, đây không còn là một lựa chọn khả thi vì tất cả các thợ mỏ chuyên nghiệp đều sử dụng thiết bị hiện đại.

khai thác bằng đơn vị xử lý đồ họa (GPU)

Các đơn vị xử lý đồ họa được thiết kế để xử lý nhiều ứng dụng đồng thời, và mặc dù mục đích chính của chúng là trong trò chơi và đồ họa, chúng cũng có thể được sử dụng để khai thác.

Các đơn vị GPU tương đối rẻ hơn và linh hoạt hơn so với thiết bị chuyên dụng, nhưng hiệu suất của chúng phụ thuộc vào độ khó khai thác và thuật toán được sử dụng.

khai thác bằng các vòng ASIC chuyên dụng

Mạch ASIC (Application-Specific Integrated Circuit) được thiết kế chỉ cho một mục đích: khai thác. Chúng có hiệu suất rất cao nhưng chi phí rất cao.

Vì thiết bị ASIC đại diện cho công nghệ tiên tiến, giá của một đơn vị cao hơn nhiều so với giá CPU hoặc GPU. Hơn nữa, sự phát triển nhanh chóng của công nghệ ASIC có thể khiến các mẫu cũ trở nên không có lợi nhuận một cách nhanh chóng.

Tuy nhiên, thiết bị ASIC vẫn là lựa chọn hiệu quả nhất và có khả năng sinh lợi cao nhất khi khai thác quy mô lớn.

Các mỏ đào: Chia sẻ cơ hội và lợi nhuận

Xác suất một thợ mỏ cá nhân khai thác một khối độc lập là rất thấp, đặc biệt nếu phần của họ trong sức mạnh khai thác là nhỏ. Đây là lý do tại sao các bể khai thác trở nên quan trọng.

Các bể khai thác là các nhóm thợ mỏ kết hợp sức mạnh tính toán của họ lại với nhau để tăng khả năng tìm thấy khối. Khi bể thành công tìm thấy một khối, phần thưởng sẽ được phân chia giữa các thành viên dựa trên công sức mà mỗi người đã đóng góp.

Các mỏ cung cấp chi phí thấp hơn cho thiết bị và điện, nhưng sự kiểm soát của chúng đối với việc khai thác gây lo ngại về tính tập trung và rủi ro của các cuộc tấn công 51%.

Đào mỏ đám mây: Lựa chọn thay thế

Thay vì mua thiết bị, các thợ đào có thể thuê sức mạnh tính toán từ các nhà cung cấp dịch vụ đào mây. Đây là một cách đơn giản hơn để bắt đầu, nhưng nó cũng tiềm ẩn rủi ro như lừa đảo hoặc lợi nhuận giảm.

Khi chọn tùy chọn này, bạn cần chọn một nhà cung cấp dịch vụ đáng tin cậy có uy tín tốt.

Khai thác Bitcoin: ứng dụng cơ bản

Bitcoin (BTC) là ví dụ rõ ràng nhất về một loại tiền tệ có thể khai thác. Việc khai thác của nó dựa trên thuật toán đồng thuận Proof of Work (PoW), là cơ chế gốc được Satoshi Nakamoto phát triển và giới thiệu vào năm 2008.

Hướng dẫn công việc xác định cách mà mạng blockchain đạt được sự đồng thuận giữa các người tham gia phân tán mà không cần trung gian. Điều này đạt được bằng cách yêu cầu đầu tư lớn vào điện năng và sức mạnh tính toán để ngăn chặn các hành vi xấu.

Trên các mạng PoW như Bitcoin, các thợ đào cạnh tranh với nhau bằng cách sử dụng thiết bị chuyên dụng để giải các câu đố. Thợ đào đầu tiên tìm ra một giải pháp đúng có thể phát sóng khối của mình lên blockchain. Khi hợp đồng mạng chấp nhận khối, thợ đào nhận được phần thưởng khối.

Bắt đầu từ tháng 12 năm 2024, các thợ đào trên mạng Bitcoin sẽ nhận được 3.125 BTC làm phần thưởng cho mỗi khối. Theo cơ chế giảm một nửa trong Bitcoin, phần thưởng sẽ giảm một nửa sau mỗi 210.000 khối, khoảng mỗi bốn năm.

Khai thác có thực sự có lợi không?

Mặc dù có thể đạt được lợi nhuận từ việc khai thác, nhưng điều này đòi hỏi phải nghiên cứu cẩn thận và quản lý rủi ro chính xác. Quá trình này liên quan đến các khoản đầu tư lớn và nhiều rủi ro.

( các yếu tố ảnh hưởng đến lợi nhuận

Biến động giá tiền điện tử: Khi giá tiền tệ tăng lên, giá trị phần thưởng nhận được cũng tăng theo. Ngược lại, sự giảm giá làm giảm trực tiếp mức lợi nhuận.

Hiệu suất thiết bị: Việc lựa chọn thiết bị có hiệu suất cao là rất quan trọng để đảm bảo lợi nhuận tốt hơn. Thiết bị đắt tiền cần phải có sự cân bằng chính xác giữa giá cả và phần thưởng dự kiến.

Chi phí điện: Chi phí này chiếm một phần lớn trong tổng chi tiêu. Nếu chi phí quá cao, có thể vượt quá lợi nhuận, khiến việc khai thác trở nên không có lợi.

Cập nhật thiết bị: Các thiết bị khai thác nhanh chóng trở nên lỗi thời. Các mẫu mới có thể vượt trội hơn nhiều so với các mẫu cũ, buộc những thợ mỏ có nguồn lực hạn chế phải rời khỏi cuộc cạnh tranh.

Thay đổi giao thức: Các điều chỉnh đối với giao thức như việc chia đôi trong Bitcoin ảnh hưởng đến lợi nhuận bằng cách giảm phần thưởng xuống một nửa. Trong những trường hợp khác, việc khai thác có thể được thay thế bằng các cơ chế đồng thuận hoàn toàn khác.

Ví dụ, các mạng như Ethereum đã chứng kiến sự chuyển đổi hoàn toàn từ mô hình PoW sang mô hình PoS )Bằng chứng cổ phần### vào tháng 9 năm 2022, chấm dứt hoàn toàn sự cần thiết của việc khai thác truyền thống.

Tóm tắt: Khai thác trong bối cảnh kỹ thuật số hiện nay

Việc khai thác tiền điện tử đóng vai trò quan trọng trong các mạng blockchain sử dụng mô hình PoW, vì nó giúp duy trì an ninh cho mạng và phát hành tiền một cách ổn định và có kiểm soát.

Việc khai thác có những lợi ích rõ ràng như thu nhập tiềm năng từ phần thưởng, nhưng lợi nhuận bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như chi phí năng lượng và tình hình thị trường. Trước khi bắt đầu trong lĩnh vực này, cần phải thực hiện nghiên cứu toàn diện và đánh giá chính xác tất cả các rủi ro tiềm ẩn để đảm bảo quyết định đầu tư được suy nghĩ kỹ lưỡng.