Hiểu quy trình khai thác tiền điện tử: từ những điều cơ bản đến ứng dụng thực tế

Giới thiệu: Tại sao mọi người lại quan tâm đến Khai thác?

Trong thế giới blockchain, Khai thác không chỉ là một quy trình kỹ thuật thuần túy - mà là cột sống duy trì tính toàn vẹn và sự ổn định của mạng lưới. Các thợ mỏ đóng vai trò như những người bảo vệ dữ liệu, họ xác thực tính chính xác của các giao dịch và đảm bảo rằng tiền kỹ thuật số không bị lặp lại. Nhưng chức năng quan trọng này đi kèm với một cơ hội vàng: kiếm được các đồng coin mới như phần thưởng.

Khai thác thực sự hoạt động như thế nào?

Khi bạn chuyển tiền điện tử từ ví này sang ví khác, quá trình không xảy ra ngay lập tức. Thay vào đó, giao dịch của bạn sẽ đi vào khu vực chờ gọi là mempool, nơi nó ngồi cùng với hàng nghìn giao dịch khác đang chờ xác nhận.

Các thợ đào lấy một tập hợp các giao dịch chưa hoàn thành này và gộp chúng lại thành một “khối” duy nhất. Nhưng trước khi thêm khối này vào chuỗi, họ phải giải một câu đố toán học phức tạp rất nhiều. Câu đố này đòi hỏi hàng triệu lần thử nghiệm bằng cách sử dụng sức mạnh máy tính khổng lồ.

Thợ mỏ đầu tiên tìm thấy giải pháp chính xác sẽ nhận được đặc quyền phát sóng khối trên mạng. Sau đó, các thợ mỏ khác sẽ xác minh tính hợp lệ của khối này và thêm nó vào bản sao của họ trên blockchain.

Các bước kỹ thuật khai thác chi tiết

Giai đoạn một: Chuyển đổi dữ liệu thành số

Mỗi giao dịch đi qua một hàm băm cryptographic, biến nó thành một chuỗi ký tự và số có độ dài cố định. Giá trị (hash) định nghĩa giao dịch một cách độc nhất - bất kỳ sự thay đổi nào, dù nhỏ, trong dữ liệu gốc sẽ dẫn đến một số hoàn toàn khác.

Thợ mỏ cũng thêm một giao dịch đặc biệt cho chính mình ở đầu khối (coinbase transaction), nơi anh ta chuyển cho mình phần thưởng khối. Đây là cách mà các đồng tiền mới được tạo ra.

Giai đoạn thứ hai: Xây dựng cây Merkle

Thay vì giữ một danh sách dài các dữ liệu băm, các thợ mỏ tổ chức chúng theo cách phân cấp trong một “cây”. Mỗi cặp giá trị băm và băm lại được kết hợp, quy trình được lặp lại cho đến khi họ có một số duy nhất ở đỉnh (root hash) đại diện cho tất cả các giao dịch.

Giai đoạn ba: Tìm kiếm giải pháp

Đây là nơi công việc thực sự bắt đầu. Khai thác lấy:

• Gốc Merkle của khối hiện tại
• hash khối trước
• Số ngẫu nhiên gọi là nonce

Kết hợp các yếu tố này lại với nhau và kiểm tra kết quả. Nếu kết quả thấp hơn số mục tiêu (, mà giao thức ) xác định, thì đã tìm ra giải pháp! Nếu không, thay đổi nonce và thử lại… và cứ như vậy hàng triệu lần.

Giai đoạn thứ tư: Triển khai trên mạng

Khi thợ đào tìm thấy giải pháp đúng, họ ngay lập tức phát sóng khối. Các thợ đào còn lại nhanh chóng xác minh tính chính xác của nó, và nếu họ chấp thuận, họ sẽ thêm nó vào chuỗi và mọi người bắt đầu khai thác khối tiếp theo.

Điều gì xảy ra khi có xung đột khối?

Đôi khi, hai thợ mỏ khác nhau tìm thấy giải pháp gần như cùng một lúc, dẫn đến việc phát sóng hai khối hợp lệ cạnh tranh. Mạng lưới tạm thời phân tách - một số nút theo dõi chuỗi này, trong khi một số nút khác theo dõi chuỗi thứ hai.

Cuộc cạnh tranh không kết thúc cho đến khi khối tiếp theo được khai thác. Khối tiếp theo trong chuỗi dài nhất trở thành khối thắng, và khối khác sẽ bị loại bỏ (khối mồ côi), và tất cả các thợ đào đã làm việc trên đó sẽ trở lại chuỗi chính.

Mức độ khó: Làm thế nào mạng giữ cân bằng?

Giao thức không giữ độ khó khai thác cố định. Thay vào đó, nó liên tục điều chỉnh dựa trên số lượng sức mạnh tính toán có trên mạng (tỷ lệ băm).

Khi các thợ đào mới tham gia và tỷ lệ băm tăng lên, độ khó tăng - nếu không, các khối sẽ được giải quyết quá nhanh. Và khi các thợ đào rời đi, độ khó giảm. Bằng cách này, thời gian trung bình để sản xuất một khối vẫn ổn định bất kể kích thước của mạng.

Các loại thiết bị được sử dụng

Khai thác bằng CPU (

Trong những ngày đầu của bitcoin, bất kỳ ai cũng có thể khai thác bằng cách sử dụng một bộ xử lý thông thường. Nhưng với sự gia tăng độ khó và số lượng người khai thác, điều này ngày nay không còn mang lại lợi nhuận.

) Thẻ đồ họa ###GPU(

Các đơn vị xử lý đồ họa, thường được sử dụng cho trò chơi, cũng có thể khai thác. Chúng ít chuyên biệt hơn và rẻ hơn so với các thiết bị tiên tiến, nhưng vẫn không thực tế cho việc khai thác bitcoin.

) Dòng ASIC chuyên dụng

Những thiết bị này được sản xuất dành riêng cho Khai thác. Chúng có hiệu suất rất cao, nhưng cũng rất đắt. Công nghệ đang phát triển nhanh chóng, khiến cho các thiết bị cũ trở nên không còn hiệu quả trong thời gian ngắn.

Các mỏ khai thác

Thợ mỏ cá nhân, đặc biệt là với nguồn lực hạn chế, có khả năng rất thấp để tìm thấy khối một mình. Vì vậy, nhiều thợ mỏ kết hợp sức mạnh của họ lại trong một nhóm. Khi nhóm tìm thấy một khối, mọi người sẽ chia sẻ phần thưởng dựa trên công sức mà mỗi người đã đóng góp.

khai thác đám mây

Thay vì mua thiết bị đắt tiền, thợ đào thuê sức mạnh tính toán từ nhà cung cấp dịch vụ. Điều này dễ dàng hơn để tham gia, nhưng nó có nguy cơ gian lận và lợi nhuận thấp hơn.

Khai thác Bitcoin: trường hợp nổi tiếng nhất

Bitcoin sử dụng thuật toán “Proof of Work” ###Proof of Work(, đây là cơ chế đồng thuận được Satoshi Nakamoto phát minh vào năm 2008.

Trong PoW, tất cả các người tham gia cần đầu tư năng lượng tính toán và điện thật. Điều này khiến cho bất kỳ ai có ý đồ xấu rất khó tấn công mạng - vì cuộc tấn công sẽ tốn của họ hàng triệu đô la.

Về phần thưởng: Từ bây giờ, thợ mỏ Bitcoin nhận được 3.125 BTC cho mỗi khối. Nhưng có một cơ chế gọi là “halving” ) - cứ mỗi 210.000 khối ( khoảng mỗi 4 năm ), phần thưởng sẽ giảm một nửa.

Khai thác có lợi nhuận không?

Câu trả lời: Nó phụ thuộc vào nhiều yếu tố.

Giá tiền điện tử: Khi giá Bitcoin tăng ( như hiện tại, khi nó giao dịch khoảng 88,340 đô la với mức tăng 0.31% trong 24 giờ ), giá trị phần thưởng bạn nhận được sẽ tăng lên. Ngược lại, giảm giá có nghĩa là lợi nhuận thấp hơn.

Hiệu suất thiết bị: Một thiết bị ASIC mới sẽ mang lại cho bạn lợi nhuận tốt hơn so với thiết bị cũ, nhưng bạn sẽ phải trả nhiều hơn ngay từ đầu.

Chi phí điện: Đây là vấn đề lớn nhất. Nếu hóa đơn điện của bạn quá cao, nó có thể ăn hết tất cả lợi nhuận của bạn.

Các phát triển giao thức: Việc cắt giảm giảm phần thưởng xuống 50%, ảnh hưởng đến lợi nhuận. Một số đồng tiền, chẳng hạn như Ethereum, đã từ bỏ khai thác hoàn toàn và chuyển sang “Bằng chứng cổ phần” (Proof of Stake) vào tháng 9 năm 2022.

Khối lượng hoạt động: Khai thác với quy mô lớn giảm chi phí đơn vị và cải thiện lợi nhuận.

Tóm tắt

Khai thác là một phần thiết yếu của thế giới Bitcoin và blockchain. Nếu không có các thợ mỏ, sẽ không có mạng lưới an toàn cũng như các đồng tiền mới. Nhưng trước khi bạn đầu tư vào nó, hãy hiểu tất cả các khía cạnh - chi phí cho thiết bị và điện, lợi nhuận dự kiến là gì, và cách đầu tư của bạn có thể bị ảnh hưởng bởi sự biến động của thị trường và các phát triển công nghệ.

Hãy tiến hành nghiên cứu của riêng bạn và đánh giá rủi ro một cách cẩn thận trước khi bắt đầu.