Có thể bạn nghe thấy cụm từ Khai thác bitcoin, và tâm trí của bạn bắt đầu lang thang vào ảo mộng phương Tây về những trò bịp bợm, bẩn thỉu và làm cho nó trở nên phong phú. Hóa ra, sự tương tự đó không quá xa vời.
Ít hấp dẫn hơn nhưng không chắc chắn, việc khai thác bitcoin được thực hiện bởi các máy tính có công suất cao giải quyết các vấn đề toán học phức tạp (nghĩa là phức tạp đến mức chúng không thể giải quyết bằng tay, và thực sự đủ phức tạp để đánh thuế cả những máy tính cực kỳ mạnh mẽ). Sự may mắn và công việc cần có của một máy tính để giải quyết một trong những vấn đề này tương đương với một công cụ khai thác vàng nổi trên mặt đất - trong khi đào trong một hộp cát. Tại thời điểm viết, cơ hội của một máy tính giải quyết một trong những vấn đề này là khoảng 1 trên 13 nghìn tỷ, nhưng nhiều hơn về điều đó sau đó.
Kết quả của việc khai thác bitcoin của Bitcoin là gấp đôi. Đầu tiên, khi máy tính giải quyết các vấn đề toán học phức tạp này trên mạng Bitcoin, chúng tạo ra bitcoin mới (khi đề cập đến các đồng tiền riêng lẻ, "bitcoin" thường xuất hiện mà không cần viết hoa), không giống như khi hoạt động khai thác khai thác vàng từ mặt đất. Và thứ hai, bằng cách giải quyết các vấn đề toán học tính toán, các công ty khai thác bitcoin làm cho mạng thanh toán Bitcoin trở nên đáng tin cậy và an toàn, bằng cách xác minh thông tin giao dịch của nó.
Có một cơ hội tốt tất cả những điều đó chỉ có ý nghĩa rất nhiều. Để giải thích cách khai thác bitcoin hoạt động chi tiết hơn, hãy bắt đầu với một quy trình gần nhà hơn một chút: quy định về tiền tệ được in.
Khái niệm cơ bản về Bitcoin: Bitcoin khác với tiền tệ truyền thống như thế nào
Người tiêu dùng có xu hướng tin tưởng các loại tiền được in, ít nhất là tại Hoa Kỳ. Đó là bởi vì đồng đô la Mỹ được hỗ trợ bởi một ngân hàng trung ương gọi là Cục Dự trữ Liên bang. Ngoài một loạt các trách nhiệm khác, Cục Dự trữ Liên bang quy định việc sản xuất tiền mới và chính phủ liên bang truy tố việc sử dụng tiền giả.
Ngay cả thanh toán kỹ thuật số sử dụng đồng đô la Mỹ cũng được hỗ trợ bởi một cơ quan trung ương. Ví dụ: khi bạn mua hàng trực tuyến bằng thẻ ghi nợ hoặc thẻ tín dụng, giao dịch đó được xử lý bởi một công ty xử lý thanh toán như Mastercard hoặc Visa. Ngoài việc ghi lại lịch sử giao dịch của bạn, các công ty đó xác minh rằng các giao dịch không phải là gian lận, đó là một lý do khiến thẻ ghi nợ hoặc thẻ tín dụng của bạn có thể bị treo trong khi đi du lịch.
Bitcoin, mặt khác, không được quy định bởi một cơ quan trung ương. Thay vào đó, Bitcoin được hỗ trợ bởi hàng triệu máy tính trên toàn thế giới có tên là nút hạch. Mạng Mạng máy tính này thực hiện chức năng tương tự như Cục Dự trữ Liên bang, Visa và Mastercard, nhưng có một vài điểm khác biệt chính. Các nút lưu trữ thông tin về các giao dịch trước đó và giúp xác minh tính xác thực của chúng. Tuy nhiên, không giống như các cơ quan trung ương đó, các nút Bitcoin được trải rộng trên toàn thế giới và ghi lại dữ liệu giao dịch trong một danh sách công khai có thể được truy cập bởi bất kỳ ai, ngay cả bạn.
Khái niệm cơ bản về Bitcoin: Khai thác tiền điện tử là gì?
Khi ai đó thực hiện giao dịch mua hoặc bán bằng bitcoin, chúng tôi gọi đó là giao dịch trên mạng. Các giao dịch được thực hiện tại cửa hàng và trực tuyến được ghi lại bởi các ngân hàng, hệ thống điểm bán và biên lai vật lý. Các công cụ khai thác bitcoin đạt được hiệu quả tương tự mà không cần các tổ chức này bằng cách kết hợp các giao dịch lại với nhau trong các khối khối trên mạng và thêm chúng vào một hồ sơ công khai gọi là blockchain trên mạng. Sau đó, Node duy trì hồ sơ của các khối đó để có thể xác minh được trong tương lai.
Khi các công ty khai thác bitcoin thêm một khối giao dịch mới vào blockchain, một phần công việc của họ là đảm bảo rằng các giao dịch đó là chính xác. (Thông tin thêm về sự kỳ diệu của việc này xảy ra trong một giây.) Đặc biệt, các công ty khai thác bitcoin đảm bảo rằng bitcoin không bị trùng lặp, một cách giải quyết độc đáo của các loại tiền kỹ thuật số được gọi là chi tiêu gấp đôi. một vấn đề. Khi bạn chi $ 20 tại cửa hàng, hóa đơn đó nằm trong tay nhân viên bán hàng. Tuy nhiên, với tiền kỹ thuật số, đó là một câu chuyện khác.
Thông tin kỹ thuật số có thể được sao chép tương đối dễ dàng, vì vậy với Bitcoin và các loại tiền kỹ thuật số khác, có nguy cơ người tiêu dùng có thể tạo một bản sao bitcoin của họ và gửi cho bên khác trong khi vẫn giữ bản gốc. Chúng ta hãy quay trở lại tiền in trong giây lát và nói rằng ai đó đã cố gắng sao chép hóa đơn 20 đô la của họ để chi tiêu cả tiền gốc và tiền giả tại một cửa hàng tạp hóa. Nếu một nhân viên bán hàng biết rằng khách hàng đang nhân đôi tiền, tất cả những gì họ cần làm là xem số sê-ri của hóa đơn. Nếu các con số giống hệt nhau, nhân viên bán hàng sẽ biết tiền đã được nhân đôi. Sự tương tự này tương tự như những gì một người khai thác bitcoin làm khi họ xác minh các giao dịch mới.
Phần thưởng khai thác
Tuy nhiên, với số lượng 500.000 giao dịch mua và bán xảy ra trong một ngày, việc xác minh từng giao dịch đó có thể là rất nhiều công việc cho các công ty khai thác, có một điểm khác biệt chính giữa các công ty khai thác bitcoin và Cục Dự trữ Liên bang, Mastercard hoặc Visa. Để bù đắp cho những nỗ lực của họ, những người khai thác được trao bitcoin bất cứ khi nào họ thêm một khối giao dịch mới vào blockchain. Lượng bitcoin mới được phát hành với mỗi khối được khai thác được gọi là "phần thưởng khối". Phần thưởng khối được giảm một nửa sau mỗi 210.000 khối hoặc khoảng 4 năm một lần. Năm 2009 là 50. Năm 2013 là 25, năm 2018 là 12, 5 và đôi khi vào giữa năm 2020, nó sẽ giảm một nửa xuống còn 6, 25.
Với tốc độ giảm một nửa, tổng số bitcoin đang lưu hành sẽ đạt đến giới hạn 21 triệu, khiến đồng tiền trở nên khan hiếm và có giá trị theo thời gian nhưng cũng tốn kém hơn cho các nhà khai thác sản xuất.
Khai thác Bitcoin hoạt động như thế nào?
Đây là cái bẫy. Để các công ty khai thác bitcoin thực sự kiếm được bitcoin từ việc xác minh các giao dịch, có hai điều phải xảy ra. Đầu tiên, họ phải xác minh giá trị giao dịch 1 megabyte (MB), về mặt lý thuyết có thể chỉ nhỏ bằng 1 giao dịch nhưng thường là vài nghìn, tùy thuộc vào số lượng dữ liệu mỗi giao dịch lưu trữ. Đây là phần dễ dàng.
Thứ hai, để thêm một khối giao dịch vào blockchain, các thợ mỏ phải giải một bài toán tính toán phức tạp, còn được gọi là "bằng chứng công việc". Những gì họ thực sự đang làm là cố gắng đưa ra số thập lục phân 64 chữ số, được gọi là "hàm băm" nhỏ hơn hoặc bằng giá trị băm mục tiêu. Về cơ bản, máy tính của một thợ mỏ tạo ra băm với tốc độ megahash mỗi giây (MH / s), gigahash mỗi giây (GH / s) hoặc thậm chí terahash mỗi giây (TH / s) tùy thuộc vào đơn vị, đoán tất cả có thể 64- số chữ số cho đến khi họ đi đến một giải pháp. Nói cách khác, đó là một canh bạc.
Mức độ khó của khối gần đây nhất tại thời điểm viết là hơn 13 nghìn tỷ. Đó là, cơ hội của một máy tính tạo ra hàm băm dưới mục tiêu là 1 trên 13 nghìn tỷ. Để đặt điều đó trong viễn cảnh, bạn có khả năng giành được giải độc đắc Powerball cao hơn khoảng 44.500 lần với một vé xổ số duy nhất so với bạn chọn băm chính xác trong một lần thử. May mắn thay, các hệ thống máy tính khai thác đã tạo ra nhiều, nhiều khả năng băm hơn thế. Tuy nhiên, khai thác bitcoin đòi hỏi một lượng lớn năng lượng và các giàn máy tính tinh vi, nhưng cũng sẽ nói thêm về điều đó sau này.
Mức độ khó được điều chỉnh mỗi khối năm 2016, hoặc khoảng 2 tuần một lần, với mục tiêu giữ cho tốc độ khai thác không đổi. Đó là, càng có nhiều người khai thác cạnh tranh cho một giải pháp, vấn đề sẽ càng trở nên khó khăn hơn. Điều ngược lại cũng đúng. Nếu sức mạnh tính toán được lấy ra khỏi mạng, khó khăn sẽ điều chỉnh xuống để làm cho việc khai thác dễ dàng hơn.
Giải thích nó giống như tôi năm (ELI5)
Đây là một sự tương tự hữu ích để xem xét:
"Nói rằng tôi nói với ba người bạn rằng tôi đang nghĩ về một số từ 1 đến 100 và tôi viết số đó trên một tờ giấy và đóng dấu vào phong bì. Bạn bè của tôi không phải đoán chính xác số đó, họ chỉ cần phải là người đầu tiên đoán bất kỳ số nào nhỏ hơn hoặc bằng số tôi đang nghĩ đến. Và không có giới hạn đối với số lần đoán họ nhận được.
"Giả sử tôi đang nghĩ đến số 19. Nếu Bạn A đoán 21, họ thua vì 21> 19. Nếu Bạn B đoán 16 và Bạn C đoán 12, thì cả hai về mặt lý thuyết đều có câu trả lời khả thi, vì 16 < 19 và 12 <19. Không có 'tín dụng thêm' cho Bạn bè B, mặc dù câu trả lời của B gần với câu trả lời mục tiêu của 19.
"Bây giờ hãy tưởng tượng rằng tôi đặt ra câu hỏi" đoán xem tôi đang nghĩ đến số nào ", nhưng tôi không chỉ hỏi ba người bạn và tôi không nghĩ đến một số trong khoảng từ 1 đến 100. Thay vào đó, tôi đang hỏi hàng triệu người của những người khai thác mỏ và tôi đang nghĩ về một số thập lục phân 64 chữ số. Bây giờ bạn thấy rằng sẽ rất khó để đoán đúng câu trả lời."
Làm thế nào bạn có thể cạnh tranh với hàng triệu thợ mỏ?
Nếu 1 trong 13 nghìn tỷ không nghe có vẻ khó khăn như vậy, thì đây là sự bắt kịp. Những người khai thác bitcoin không chỉ phải đưa ra hàm băm phù hợp mà còn phải là người đầu tiên làm điều đó.
Bởi vì khai thác bitcoin về cơ bản là phỏng đoán, đi đến câu trả lời đúng trước khi một công cụ khai thác khác có hầu hết mọi thứ để làm với tốc độ máy tính của bạn có thể tạo ra băm. Chỉ một thập kỷ trước, việc khai thác bitcoin có thể được thực hiện cạnh tranh trên các máy tính để bàn thông thường. Tuy nhiên, theo thời gian, các thợ mỏ nhận ra rằng các card đồ họa thường được sử dụng cho các trò chơi video có hiệu quả khai thác hơn so với máy tính để bàn và các đơn vị xử lý đồ họa (GPU) đã thống trị trò chơi. Vào năm 2013, các công ty khai thác bitcoin bắt đầu sử dụng các máy tính được thiết kế đặc biệt để khai thác tiền điện tử một cách hiệu quả nhất có thể, được gọi là Mạch tích hợp dành riêng cho ứng dụng (ASIC). Những thứ này có thể chạy từ vài trăm đô la đến hàng chục ngàn. Mặt khác, với giá bitcoin hiện tại khi viết bài này là khoảng 9.330 đô la, và phần thưởng cho việc hoàn thành một khối là 12, 5 xu, hoặc gần 117.000 đô la, khoản đầu tư trả trước vào một ASIC đắt tiền cuối cùng có thể đáng giá.
Ngày nay, việc khai thác bitcoin cạnh tranh đến mức nó chỉ có thể được thực hiện một cách có lợi với các ASIC cập nhật nhất. Khi sử dụng máy tính để bàn, GPU hoặc các mô hình ASIC cũ hơn, chi phí tiêu thụ năng lượng thực sự vượt quá doanh thu được tạo ra. Ngay cả với đơn vị mới nhất theo ý của bạn, một máy tính hiếm khi đủ để cạnh tranh với thứ mà các nhà khai thác gọi là "nhóm khai thác".
Nhóm khai thác là một nhóm các thợ mỏ kết hợp sức mạnh tính toán của họ và phân chia bitcoin được khai thác giữa những người tham gia. Một số lượng lớn các khối không cân xứng được khai thác theo nhóm chứ không phải bởi các công cụ khai thác riêng lẻ. Tại một số thời điểm trong lịch sử của bitcoin, các nhóm khai thác và các công ty đã đại diện cho khoảng 80% đến 90% sức mạnh tính toán của bitcoin.
Khai thác Bitcoin có bền vững không?
Giữa 1 trong 13 nghìn tỷ tỷ lệ cược, mức độ khó mở rộng và mạng lưới người dùng khổng lồ xác minh các giao dịch, một khối giao dịch được xác minh khoảng 10 phút một lần. Nhưng điều quan trọng cần nhớ là 10 phút là một mục tiêu, không phải là một quy tắc.
Mạng bitcoin có thể xử lý khoảng bảy giao dịch mỗi giây, với các giao dịch được đăng nhập vào blockchain cứ sau 10 phút. Để so sánh, Visa có thể xử lý khoảng 24.000 giao dịch mỗi giây. Tuy nhiên, khi mạng lưới người dùng bitcoin tiếp tục phát triển, số lượng giao dịch được thực hiện trong 10 phút cuối cùng sẽ vượt quá số lượng giao dịch có thể được xử lý trong 10 phút. Tại thời điểm đó, thời gian chờ đợi cho các giao dịch sẽ bắt đầu và tiếp tục lâu hơn, trừ khi thay đổi được thực hiện đối với giao thức bitcoin.
Vấn đề này nằm ở trung tâm của giao thức bitcoin được gọi là quy mô của Google. Trong khi các công ty khai thác bitcoin thường đồng ý rằng phải làm gì đó để giải quyết quy mô, có ít sự đồng thuận về cách thực hiện. Đã có hai giải pháp chính được đề xuất để giải quyết vấn đề mở rộng. Các nhà phát triển đã đề xuất (1) giảm lượng dữ liệu cần thiết để xác minh từng khối hoặc (2) tăng số lượng giao dịch mà mỗi khối có thể lưu trữ. Với ít dữ liệu để xác minh trên mỗi khối, Giải pháp 1 sẽ giúp giao dịch nhanh hơn và rẻ hơn cho các thợ mỏ. Giải pháp 2 sẽ giải quyết việc chia tỷ lệ bằng cách cho phép xử lý nhiều thông tin hơn sau mỗi 10 phút bằng cách tăng kích thước khối.
Vào tháng 7 năm 2017, các công ty khai thác bitcoin và các công ty khai thác đại diện cho khoảng 80% đến 90% sức mạnh tính toán của mạng đã bỏ phiếu để kết hợp một chương trình sẽ giảm lượng dữ liệu cần thiết để xác minh từng khối. Đó là, họ đã đi với Giải pháp 1.
Chương trình mà những người khai thác đã bỏ phiếu để thêm vào giao thức bitcoin được gọi là nhân chứng tách biệt, hoặc SegWit. Thuật ngữ này là sự hợp nhất của Segregated, có nghĩa là tách ra, tách biệt và nhân chứng, đề cập đến chữ ký của người dùng trên một giao dịch bitcoin. Sau đó, Seg Segated Witness, có nghĩa là tách chữ ký giao dịch khỏi một khối - và gắn chúng thành một khối mở rộng. Mặc dù việc thêm một chương trình vào giao thức bitcoin có vẻ không giống với giải pháp, dữ liệu chữ ký đã được ước tính chiếm tới 65% dữ liệu được xử lý trong mỗi khối giao dịch.
Chưa đầy một tháng sau vào tháng 8 năm 2017, một nhóm các nhà khai thác và nhà phát triển đã khởi xướng một hard fork, rời khỏi mạng bitcoin để tạo ra một loại tiền tệ mới sử dụng cùng một loại tiền mã hóa như bitcoin. Mặc dù nhóm này đồng ý với sự cần thiết phải có giải pháp mở rộng quy mô, họ lo lắng rằng việc áp dụng công nghệ nhân chứng tách biệt sẽ không giải quyết được đầy đủ vấn đề mở rộng.
Thay vào đó, họ đã đi với Giải pháp 2. Tiền tệ kết quả, được gọi là Bitcoin bitcoin cash, đã tăng kích thước khối lên 8 MB để đẩy nhanh quá trình xác minh để cho phép thực hiện khoảng 2 triệu giao dịch mỗi ngày. Vào ngày 6 tháng 11 năm 2019, Bitcoin Cash được định giá khoảng 302 đô la so với Bitcoin khoảng 9.330 đô la.
