Khai thác tiền điện tử là gì?

Vào ngày 3 tháng 1 năm 2009, hoạt động khai thác Bitcoin đầu tiên đã được tiến hành và phần thưởng 50 BTC đã được gửi đến địa chỉ 1A1zP1eP5QGefi2DMPTfTL5SLmv7DivfNa . Mặc dù chưa được xác nhận, nhưng rất có thể nó đã thuộc về Satoshi Nakamoto bí ẩn, người phát minh ra Bitcoin. Mặc dù không có giao dịch chính thức nào được ghi lại trong khối genesis, nhưng dòng chữ được nhúng, “The Times 03/Jan/2009 Chancellor on brink of second aid for bank” là một dấu hiệu cho cuộc khủng hoảng tài chính vào thời điểm đó và là động lực chính đằng sau sự phi tập trung hóa. tiền tệ ra đời.

Chuyển nhanh đến tháng 5 năm 2021 và 50 bitcoin đó sẽ thu về cho bạn 2,9 triệu đô la Mỹ. Tuy nhiên, do lỗi trong hệ thống hoặc do cố ý triển khai mã, 50 BTC đầu tiên không thể được chi tiêu. Thay vào đó, hoạt động khai thác đầu tiên đã khởi động thứ sẽ trở thành sự công nhận toàn cầu đối với tầm nhìn của Satoshi Nakamoto về một loại tiền tệ phi tập trung và trở thành một lực lượng tài chính và kỹ thuật được tính đến.

svg+xml,%3Csvg%20xmlns= Khai thác tiền điện tử là gì?

Ngày nay, có ít nhất 1 triệu “thợ đào” riêng cho Bitcoin, chưa kể đến tất cả các loại tiền điện tử khác đang tồn tại. Những công cụ khai thác này thường được đưa tin vì những lý do sai lầm: sử dụng hàng terawatt giờ năng lượng hàng năm (0,51% sản lượng điện toàn cầu) cho mục đích khai thác; nuốt chửng GPU vào ngày ra mắt bất chấp tình trạng thiếu silicon; và giới thiệu các trường hợp sử dụng kỹ thuật số mới, nhưng hơi gây tranh cãi, chẳng hạn như CryptoKitties và mã thông báo không thể thay thế (NFT).

Làm thế nào tất cả điều này xảy ra? Người khai thác đóng vai trò gì? Và làm thế nào điều này có thể thay đổi cục diện của điện toán trong tương lai?

Trước khi đi sâu vào chi tiết khai thác tiền điện tử, bạn nên hiểu tầm nhìn ban đầu của Satoshi về động lực của tiền điện tử và việc sử dụng chuỗi khối để giải quyết một loạt các vấn đề kỹ thuật rất cụ thể.

Theo whitepaper ban đầu, Bitcoin là “một phiên bản ngang hàng hoàn toàn của tiền điện tử” nhằm trực tiếp vào các tổ chức tài chính hiện đại đóng vai trò trung gian cho các giao dịch tài chính. Theo Satoshi Nakamoto, vấn đề chính liên quan đến các tổ chức tài chính hiện đại là sự tin tưởng vốn có cần thiết cho tất cả các giao dịch.

Sự tin tưởng này có khả năng dẫn đến hành vi gian lận không xác định được của người trung gian, phát sinh chi phí hòa giải cao giữa các khách hàng hoặc liên quan đến sự phức tạp ngay cả với các giao dịch nhỏ, ngẫu nhiên phổ biến như chuyển khoản ngân hàng.

Đọc thêm:  Nvidia DLSS: Điều tra sớm

Để giải quyết những vấn đề này, Satoshi đã mô tả một hệ thống thanh toán điện tử phân tán (nghĩa là không tập trung) dựa trên bằng chứng mật mã thay vì sự tin cậy. Ông lập luận rằng một kế hoạch như vậy sẽ làm cho các giao dịch tài chính trở nên bất biến và “không thể đảo ngược về mặt tính toán” và giúp bảo vệ chống gian lận. Tất cả điều này đồng thời loại bỏ nhu cầu về bên thứ ba đáng tin cậy trong các giao dịch.

Mặc dù tuyệt vời về mặt lý thuyết, nhưng có một thách thức kỹ thuật nhỏ cần giải quyết. Cụ thể, trong sổ cái công khai, bất kỳ ai cũng có thể yêu cầu giao dịch ngay cả khi không có số tiền cần thiết. Ai ở đó để phân xử và khẳng định rằng tất cả các giao dịch đang được thực hiện đều được hỗ trợ bởi số tiền thích hợp?

svg+xml,%3Csvg%20xmlns= Khai thác tiền điện tử là gì?

Ví dụ: nếu Alice có 100 đô la vào đầu ngày, cô ấy có thể hứa với Bob, Charlie và David một cách độc lập rằng cô ấy sẽ gửi cho họ mỗi người 100 đô la vào cuối ngày. Trong khi Alice có thể cho họ thấy rằng cô ấy sở hữu 100 đô la và tất cả họ đều hài lòng và đồng ý với giao dịch, thì Alice chỉ có 100 đô la. Do đó, nếu vào cuối ngày, sổ cái công khai (có thể nói là như vậy sau khi hoàn tất) bao gồm 3 giao dịch do Alice thực hiện với giá 100 đô la, thì hệ thống sẽ bị hỏng và không ai muốn sử dụng nó.

Với một hệ thống tập trung như trong các ngân hàng hiện đại, sẽ tồn tại một sổ cái duy nhất có thể xác thực số tiền mà một cá nhân nhất định có và do đó, nó có thể đảm bảo rằng khách hàng không thể chi tiêu nhiều hơn số tiền họ sở hữu. Tuy nhiên, khi nói về một hệ thống ngang hàng, phi tập trung, ai sẽ ở đó để ngăn một cá nhân thông minh tiêu tiền của họ nhiều lần một cách nhanh chóng trước khi bị bắt?

Để giải quyết vấn đề tiềm ẩn này, những người khai thác tiền điện tử sẽ tham gia vào sân chơi. Về cơ bản, những người khai thác đóng vai trò là chủ ngân hàng phi tập trung và sẽ thực hiện các công việc khó khăn cần thiết để đảm bảo rằng hệ thống hoạt động như mong đợi mà không phải chi tiêu gấp đôi. Đổi lại công việc của họ, họ sẽ được thưởng một số tiền điện tử.

Đọc thêm:  Sử dụng TV 4K làm Màn hình máy tính để bàn

svg+xml,%3Csvg%20xmlns= Khai thác tiền điện tử là gì?

Ảnh: Elena Tarasova

Cụ thể đối với Bitcoin, những người khai thác ban đầu cạnh tranh để giành phần thưởng 50 BTC cứ sau 10 phút. Hôm nay, phần thưởng đó đã trải qua 3 lần “giảm một nửa”, khiến phần thưởng giảm từ 50 BTC xuống còn 6,25 BTC. Sự kiện giảm một nửa tiếp theo dự kiến vào năm 2024 và những người khai thác sẽ tiếp tục trải nghiệm các sự kiện giảm một nửa cho đến khi tất cả 21 triệu Bitcoin được khai thác (dự kiến vào khoảng năm 2040).

Như Vitalik Buterin, người tạo ra Ethereum, đã nói: “động lực đằng sau các sự kiện giảm một nửa là để kiểm soát lạm phát”. Khi tất cả Bitcoin (hoặc bất kỳ loại tiền điện tử nào) được khai thác, mạng sẽ tiếp tục chạy bằng phí giao dịch.

Nhưng tại sao tất cả sự phức tạp này lại tồn tại? Chi tiêu gấp đôi, bằng chứng tin cậy bằng mật mã, giảm một nửa, nguồn cung tiền điện tử hạn chế, sổ cái bất biến và chuỗi khối phân tán? Tất cả điều này bắt nguồn từ bài báo ban đầu của Satoshi nhằm tạo ra một hệ thống tiền điện tử với sự kiểm tra và cân bằng phù hợp, đồng thời chuyển sức mạnh tài chính từ các lực lượng tập trung sang đại chúng phân tán.

Cho dù tầm nhìn đó đã được hoàn thành hay bị tấn công vẫn còn gây tranh cãi. Tuy nhiên, đặt khía cạnh kinh tế sang một bên, làm thế nào mà một hệ thống như vậy lại tồn tại từ một trang sách trắng đơn giản dài 9 trang?

Chúng ta hãy tìm hiểu sâu về mặt kỹ thuật vào hoạt động bên trong của những công cụ khai thác tính toán đang làm (dù cố ý hay vô tình) để kích hoạt cuộc cách mạng tiền điện tử.

Bài báo Bitcoin ban đầu hoàn toàn không đề cập đến từ GPU. Trên thực tế, nó tập trung hoàn toàn vào CPU như một phần cứng dành cho thợ đào. Giờ đây, ngay cả GPU cũng có thể đã lỗi thời, vì những người khai thác khó tính có thể cần FPGA hoặc ASIC để cạnh tranh và kiếm được vàng để giành phần thưởng khai thác. Sự khác biệt chính giữa các kiến trúc khác nhau này, trong bối cảnh khai thác tiền điện tử là gì? Câu trả lời: mức độ song song cao cho nhiệm vụ cụ thể là giải một bài toán khó.

Công việc của người khai thác có hai mặt. (1) Để xác thực các khối dữ liệu và thêm các giao dịch vào chuỗi khối. Chỉ một người khai thác thực sự có thể thực hiện thao tác này tại một thời điểm và thêm một khối mới. Do đó, để có vinh dự sắp xếp khối giao dịch tiếp theo, người khai thác phải (2) là người đầu tiên tìm đúng số thập lục phân 64 chữ số (“hàm băm”) để hoàn thành một bài toán số.

Đọc thêm:  Tổng kết hệ thống Wi-Fi 2020: Cập nhật Wi-Fi 6

svg+xml,%3Csvg%20xmlns= Khai thác tiền điện tử là gì?

Tin tốt cho người khai thác là bài toán thực sự không quá khó. Mục tiêu là tìm đúng số (theo truyền thống được gọi là “nonce”) mà khi được cắm vào một chức năng mã hóa (SHA-256, trong trường hợp của Bitcoin) sẽ tạo ra một số nhỏ hơn một giá trị xác định. Tin xấu là việc xác định nonce chính xác thực tế chỉ là phỏng đoán, vì xét cho cùng nó là một chức năng mã hóa.

Về cơ bản, những gì các thợ mỏ đang làm với bộ xử lý tính toán khổng lồ và rất nhiều điện của họ là đoán song song nhiều nonce. Tuy nhiên, bản thân nonce chỉ là một phương tiện để đạt được mục đích: thứ mà người khai thác thực sự theo đuổi là giá trị băm chính xác được tính toán do kết quả của nonce chính xác.

Để làm cho điều này cụ thể hơn, hãy xem khối sau từ chuỗi khối Bitcoin:

svg+xml,%3Csvg%20xmlns= Khai thác tiền điện tử là gì?

Bạn sẽ thấy nhiều thứ trong khối, nhưng nếu bạn nhìn vào Hash, bạn sẽ tìm thấy con số mục tiêu mà những người khai thác đang theo đuổi. Một điều nổi bật mà bạn có thể nhận thấy là số lượng các số 0 đứng đầu trong Hash: điều này không phải ngẫu nhiên mà trên thực tế, nó là thứ giúp xác định độ khó của thuật toán khai thác. Thêm về điều này trong một chút.

Số nonce được sử dụng để tạo Khối 678411 là 2.217.356.589 (hoặc 0x842a2d2d theo hệ thập lục phân). Nonce được sử dụng cùng với nhiều giá trị khác (bao gồm những thứ như hàm băm khối trước đó, gốc Merkle, dấu thời gian, v.v.) sao cho Hàm băm của các thực thể này sẽ cùng nhau tạo ra một giá trị nhỏ hơn mục tiêu cụ thể là 00000000000000000006c9fad44b7f37429b239d99d50396df13f8c4f4fa9194.

Để hiểu độ phức tạp tính toán của chức năng mật mã này, đây là một máy tính tiện dụng có thể được sử dụng để tính toán SHA-256 của một thông báo tùy ý.

svg+xml,%3Csvg%20xmlns= Khai thác tiền điện tử là gì?

Bây giờ, hãy tưởng tượng “tin nhắn” là một bản tóm tắt của nhiều giao dịch (chẳng hạn như Alice đã gửi cho Bob 100 đô la) và siêu dữ liệu khác nhau (hàm băm khối trước đó, Merkle Root, dấu thời gian, v.v.) và nonce. Thách thức là xác định nonce chính xác mà khi được đưa vào như một phần của thông báo sẽ tạo ra đầu ra với 19 số 0 ở đầu.

Bạn sẽ nhận thấy rằng trong khi chơi với máy tính này, điều này thực tế là “ngẫu nhiên” và sẽ yêu cầu một số lượng rất lớn các lần đoán để đưa ra bất kỳ tập hợp số 0 nào ở đầu, chứ đừng nói đến ít nhất là 19. Trên thực tế, ở cấp độ cao, bằng cách thay đổi số lượng các số 0 đứng đầu, bạn có thể tăng độ khó liên quan đến việc khai thác khối và do đó luôn kiểm soát được mục tiêu “10 phút cho mỗi khối”, đặc biệt là khi có nhiều người khai thác tham gia vào lĩnh vực này.

Đọc thêm:  Tùy chỉnh trang Tab mới của Chrome

Bạn cũng sẽ thấy trong Khối 678411 rằng phần thưởng khai thác là 6,25 BTC, cộng với Phần thưởng phí bổ sung khoảng ~1,11 BTC. Tại thời điểm viết bài này, 6,25 là phần thưởng bitcoin tiêu chuẩn, phần thưởng này cuối cùng sẽ giảm một nửa một vài lần nữa cho đến khi tất cả BTC được khai thác. Sau khi tất cả BTC được khai thác, mạng sẽ chạy hoàn toàn bằng phí giao dịch, cung cấp cho người khai thác một phần giao dịch trong khối cho công việc của họ.

Hệ thống khai thác này thường được gọi là “Proof-of-Work” (PoW). Ý tưởng thực sự quay trở lại khái niệm tin cậy: thay vì tin tưởng một thực thể tập trung thực hiện tất cả các giao dịch và coi lời nói của họ là “bằng chứng” rằng không có gì nguy hiểm xảy ra, hệ thống PoW yêu cầu biết rằng người khai thác đã thực hiện đúng khối lượng công việc như một thước đo độ tin cậy. Vì các chức năng mã hóa yêu cầu rất nhiều công việc phải được “giải quyết”, bằng cách xác định nonce chính xác, người khai thác đã chứng minh một cách hiệu quả rằng họ đã thực hiện công việc tính toán cần thiết đằng sau hậu trường.

svg+xml,%3Csvg%20xmlns= Khai thác tiền điện tử là gì?

Các hệ thống khác bao gồm Proof-of-Stake (Ethereum cuối cùng sẽ chuyển sang ETH2), điều này thực sự thay đổi vai trò của người khai thác tỷ lệ thuận với số lượng tiền được nắm giữ.

Thuật toán mật mã là cốt lõi của tiền điện tử. Có một số thuộc tính làm cho các thuật toán mã hóa trở nên lý tưởng cho các công cụ khai thác “bài toán” đang giải quyết, bao gồm:

SHA-256 không phải là thuật toán khai thác duy nhất được sử dụng cho tiền điện tử. Như đã đề cập trước đó, một trong những cạm bẫy của việc khai thác bitcoin là hầu hết các công cụ khai thác hiện nay đều sử dụng ASIC, đây là phần cứng chuyên dụng chỉ có thể được thiết kế để hoạt động hiệu quả trong các phép tính SHA-256. Ví dụ, Ethereum sử dụng thuật toán Dagger-Hashimoto, nhằm mục đích kháng ASIC theo thiết kế. Monero, ByteCoin và Dashcoin đều sử dụng thuật toán CryptoNight, cũng được coi là kháng ASIC và sử dụng che giấu chuỗi khối để bảo mật tốt hơn. Bối cảnh phát triển gần như theo cấp số nhân từ đó, về mục tiêu tiền điện tử, thuật toán khai thác và nhiều chi tiết kỹ thuật khác.

Đọc thêm:  Bạn có nên bỏ công việc của mình để làm trò chơi điện tử?

Mặc dù Bitcoin bắt đầu cơn sốt khai thác của thế kỷ 21, nhưng ngày nay chúng ta tìm thấy hơn 4.500 loại tiền điện tử khác nhau trong tự nhiên. Vì việc tạo ra một loại tiền điện tử mới tương đối dễ dàng nên nhiều loại thực sự là lừa đảo và điều quan trọng là bạn phải thực hiện nghiên cứu trước khi mua hoặc khai thác một đồng tiền. Nhưng tại sao lại có nhiều loại tiền điện tử như vậy?

Đằng sau mỗi đồng tiền mới là một nhà phát triển (hoặc nhiều nhà phát triển) và điều này có thể dẫn đến các chương trình nghị sự cá nhân hoặc tài chính khác nhau. Ví dụ: nhiều loại tiền điện tử đã xuất hiện sau khi ASIC tham gia vào lĩnh vực khai thác, để trả lại bản chất phân tán của chuỗi khối cho đại chúng, thay vì một số thực thể có đủ vốn để ném vào các trang trại ASIC.

svg+xml,%3Csvg%20xmlns= Khai thác tiền điện tử là gì?

Những loại khác, như Litecoin, thực sự khác rất ít so với các loại tiền trước đó và tìm cách giải quyết một vấn đề kỹ thuật cơ bản hơn. Trong trường hợp của Litecoin, đó là một sản phẩm phụ của Bitcoin đã giảm thời gian tạo khối xuống ~2,5 phút, để làm cho nó có tính thanh khoản cao hơn cho các giao dịch. Cuối cùng, nó cũng tăng tổng số xu từ 21 triệu lên 84 triệu, cùng với những thay đổi kỹ thuật khác.

Khi cộng đồng tiền điện tử phát triển, các ý kiến về loại tiền điện tử lý tưởng cũng tăng theo. BTC có nên tiếp tục dựa trên những ý tưởng và triển khai ban đầu của Satoshi vào năm 2009 không? Hay nó nên thích nghi với thời đại? Loại thứ hai đã dẫn đến việc phân tách Bitcoin thành Bitcoin Cash, điều này đã thay đổi chuỗi khối từ kích thước khối 1 MB thành kích thước khối tối đa 32 MB. Về cơ bản, điều này cho phép nhiều giao dịch phù hợp với từng khối của chuỗi khối.

Khi Vitalik Buterin, 19 tuổi, không thể thuyết phục các nhà phát triển Bitcoin chấp nhận một loại tiền điện tử có thể lập trình được vào chuỗi khối Bitcoin, anh ấy đã bắt đầu tạo ra tiền điện tử của riêng mình. Giờ đây, mạng Ethereum là loại tiền điện tử lớn thứ 2 theo quy mô thị trường và cũng có tính năng chuỗi khối có giá trị, đó là hợp đồng thông minh (hoặc tiền có thể lập trình). Sau đó, Fabian Vogelsteller, một nhà phát triển Ethereum, đã tạo ra tiêu chuẩn ERC-20, thực tế cho phép bất kỳ ai tạo ra một “mã thông báo” tiền điện tử chạy trên chuỗi khối Ethereum.

Đọc thêm:  Điều gì đã xảy ra lần cuối AMD đánh bại Intel?

ERC-20 đã dẫn đến một loạt nhiều loại tiền điện tử mới dưới dạng các dịch vụ tiền xu ban đầu (ICO). Tùy thuộc vào người bạn hỏi, ICO phần lớn là lừa đảo với rất ít loại tiền thực tế hoặc nói chung là thực tế với các loại tiền lừa đảo ở giữa. Bất chấp điều đó, ERC-20 đã dẫn đến việc tạo ra ít nhất 800 dự án dựa trên mã thông báo trên mạng chính Ethereum, bao gồm Tether, Binance coin, bitcoin được bao bọc (WBTC) và USD coin. Tương lai của Ethereum hiện đang chuyển sang hệ thống Proof-of-Stake (PoS), theo chỉ đạo của một tập đoàn gồm các bộ óc học thuật và tài chính tại Enterprise Ethereum Alliance.

Trước khi đi sâu vào thế giới khai thác, có rất nhiều câu hỏi bạn nên tự hỏi mình. Có thể khá tốn kém để tham gia trò chơi (do tình trạng thiếu GPU trên toàn thế giới do các vấn đề về chuỗi cung ứng), nhưng ngay cả khi bạn có một GPU dự phòng, các câu hỏi khác như chi phí điện có thể xuất hiện. Khai thác là một quy trình cực kỳ tốn kém về mặt tính toán và thực tế sẽ sử dụng tối đa bất kỳ CPU hoặc GPU nào.

svg+xml,%3Csvg%20xmlns= Khai thác tiền điện tử là gì?

Ngoài ra còn có các lựa chọn tiền điện tử để thực hiện. Ví dụ, Bitcoin rất khó khai thác với tư cách cá nhân ngày nay do việc sử dụng rộng rãi các công cụ khai thác ASIC. Các đồng tiền khác, chẳng hạn như Ethereum và Monero, chỉ có thể sinh lãi nếu tham gia nhóm thợ mỏ và chia sẻ sức mạnh khai thác. Kết quả là lợi nhuận được chia sẻ (mặc dù nhỏ hơn) có nhiều khả năng xảy ra hơn do tỷ lệ băm kết hợp của nhóm khai thác.

Để đưa ra quyết định, bạn nên xem xét nhiều điều sau đây và có thể sử dụng máy tính:

Hai điểm cuối cùng thường thay đổi nhiều nhất và khó dự đoán nhất. Sau đó, một lần nữa, nếu lợi nhuận chỉ là thứ yếu và bạn là người tin tưởng vào tầm nhìn của Satoshi về một hệ thống tiền mặt ngang hàng, được phân phối thực sự, thì có lẽ việc xác định đúng loại tiền và khai thác đó là công việc của bạn. Bất chấp điều đó, việc hiểu các chi tiết kỹ thuật và sự khác biệt của tiền điện tử luôn là điều hợp lý để đưa ra đánh giá sáng suốt về loại tiền được đầu tư vào.

Tín dụng tiêu đề: Timofei Rostilov