Khai thác bitcoin
investopedia / Ellen Lindner
Khai thác bitcoin là quá trình tạo ra bitcoin mới bằng cách giải các câu đố. Nó bao gồm các hệ thống máy tính được trang bị chip chuyên dụng cạnh tranh để giải các câu đố toán học. Ng
Khai thác bitcoin
investopedia / Ellen Lindner
Khai thác bitcoin là quá trình tạo ra bitcoin mới bằng cách giải các câu đố. Nó bao gồm các hệ thống máy tính được trang bị chip chuyên dụng cạnh tranh để giải các câu đố toán học. Người khai thác bitcoin đầu tiên (tên gọi của các hệ thống này) giải được câu đố sẽ được thưởng bitcoin. Quá trình khai thác cũng xác nhận các giao dịch trên mạng của tiền điện tử và khiến chúng trở nên đáng tin cậy.
Trong một thời gian ngắn sau khi Bitcoin ra mắt, nó đã được khai thác trên máy tính để bàn có bộ xử lý trung tâm (CPU) thông thường. Nhưng quá trình này diễn ra vô cùng chậm chạp. Giờ đây, tiền điện tử được tạo bằng cách sử dụng các nhóm khai thác lớn trải rộng trên nhiều khu vực địa lý. Công cụ khai thác bitcoin tổng hợp các hệ thống khai thác tiêu thụ một lượng điện lớn để khai thác tiền điện tử.
Ở những khu vực nơi điện được tạo ra bằng nhiên liệu hóa thạch, việc khai thác bitcoin được coi là gây hại cho môi trường. Do đó, nhiều công ty khai thác bitcoin đã chuyển hoạt động sang những nơi có nguồn năng lượng tái tạo để giảm tác động của Bitcoin đối với biến đổi khí hậu.
Giống như việc khai thác vàng từ trái đất bằng cách sử dụng các công cụ và máy móc lớn, hoạt động khai thác bitcoin cũng sử dụng các hệ thống lớn giống như các trung tâm dữ liệu. Các hệ thống này giải các câu đố toán học do thuật toán của Bitcoin tạo ra để tạo ra các đồng tiền mới.
Bằng cách giải các bài toán tính toán, những người khai thác bitcoin cũng làm cho mạng của tiền điện tử trở nên đáng tin cậy bằng cách xác minh thông tin giao dịch của nó. Họ xác minh các giao dịch có giá trị 1 megabyte (MB)—kích thước của một khối duy nhất.Các giao dịch này về mặt lý thuyết có thể nhỏ bằng một giao dịch nhưng thường là vài nghìn tùy thuộc vào lượng dữ liệu mà mỗi giao dịch lưu trữ. Ý tưởng đằng sau việc xác minh thông tin giao dịch Bitcoin là để ngăn chặn chi tiêu gấp đôi. Với các loại tiền in, tiền giả luôn là một vấn đề. Nhưng nói chung, khi bạn chi 20 đô la tại cửa hàng, hóa đơn đó sẽ nằm trong tay nhân viên bán hàng. Tuy nhiên, với tiền kỹ thuật số thì lại 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 là người chi tiêu có thể tạo một bản sao bitcoin của họ và gửi cho một bên khác trong khi vẫn giữ bản gốc.
Các giao dịch bitcoin được tổng hợp thành các khối được thêm vào cơ sở dữ liệu có tên là chuỗi khối. Các nút đầy đủ trong mạng của Bitcoin duy trì một bản ghi chuỗi khối và xác minh các giao dịch diễn ra trên đó. Công cụ khai thác bitcoin tải xuống toàn bộ lịch sử của chuỗi khối và tập hợp các giao dịch hợp lệ thành một khối. Nếu khối giao dịch được lắp ráp được chấp nhận và xác minh bởi những người khai thác khác, thì người khai thác sẽ nhận được phần thưởng khối.
Bitcoin giảm một nửa phần thưởng khai thác—từ 12,5 xuống 6,25—lần thứ ba vào ngày 11 tháng 5 năm 2020.
Phần thưởng khối giảm một nửa sau mỗi 210.000 khối (hoặc khoảng bốn năm một lần). Năm 2009, con số này là 50. Năm 2013, số tiền thưởng giảm xuống còn 25 và năm 2016 là 12,5. Trong sự kiện halving gần đây nhất của Bitcoin, phần thưởng đã được đổi thành 6,25.
Một động lực khác để những người khai thác bitcoin tham gia vào quá trình này là phí giao dịch. Ngoài phần thưởng, những người khai thác cũng nhận được phí từ bất kỳ giao dịch nào có trong khối giao dịch đó. Khi Bitcoin đạt đến giới hạn dự kiến là 21 triệu (dự kiến vào khoảng năm 2140 ), những người khai thác sẽ được thưởng phí xử lý giao dịch mà người dùng mạng sẽ trả. Các khoản phí này đảm bảo rằng những người khai thác vẫn có động lực để khai thác và duy trì mạng lưới. Ý tưởng là sự cạnh tranh về các khoản phí này sẽ khiến chúng ở mức thấp sau khi sự kiện halving kết thúc.
Trọng tâm của hoạt động khai thác bitcoin là một câu đố toán học mà những người khai thác phải giải để kiếm được phần thưởng bitcoin. Câu đố có tên bằng chứng công việc (PoW), ám chỉ đến công việc tính toán mà những người khai thác đã sử dụng để khai thác bitcoin. Mặc dù nó thường được coi là phức tạp, nhưng câu đố khai thác thực sự khá đơn giản và có thể được mô tả là phỏng đoán.
Những người khai thác trong mạng Bitcoin cố gắng đưa ra một số thập lục phân gồm 64 chữ số, được gọi là hàm băm, nhỏ hơn hoặc bằng hàm băm mục tiêu trong SHA256, thuật toán PoW của Bitcoin. Các hệ thống của người khai thác sử dụng sức mạnh vũ phu đáng kể dưới dạng nhiều đơn vị xử lý xếp chồng lên nhau và tạo ra các giá trị băm ở các tốc độ khác nhau— megahash mỗi giây (MH/s), gigahash mỗi giây (GH/s) hoặc terahash mỗi giây (TH/s) )—tùy thuộc vào đơn vị, đoán tất cả các kết hợp 64 chữ số có thể có cho đến khi chúng đi đến một giải pháp. Các hệ thống đoán một số nhỏ hơn hoặc bằng hàm băm sẽ được thưởng bằng bitcoin.
Đây là một ví dụ để giải thích quy trình. Giả sử bạn nhờ bạn bè đoán một số từ 1 đến 100 mà bạn đã nghĩ ra và viết ra một tờ giấy. Bạn bè của bạn không cần phải đoán con số chính xác; họ chỉ cần là người đầu tiên đoán một số nhỏ hơn hoặc bằng số của bạn.
Nếu bạn đang nghĩ đến số 19 và một người bạn đoán ra số 21, họ sẽ thua vì 21 lớn hơn 19. Nhưng nếu ai đó đoán 16 và một người bạn khác đoán 18, thì người sau sẽ thắng vì 18 gần 19 hơn 16. Nói một cách rất đơn giản, câu đố toán học khai thác bitcoin là tình huống tương tự được mô tả ở trên ngoại trừ các số thập lục phân 64 chữ số và hàng nghìn hệ thống máy tính.
Một trong những thuật ngữ bạn sẽ thường bắt gặp trong tài liệu khai thác bitcoin là độ khó khai thác. Độ khó khai thác đề cập đến độ khó khi giải câu đố toán học và tạo ra bitcoin. Độ khó khai thác ảnh hưởng đến tốc độ tạo bitcoin.
Độ khó khai thác thay đổi sau mỗi 2.016 khối hoặc khoảng hai tuần một lần. Mức độ khó tiếp theo phụ thuộc vào mức độ hiệu quả của những người khai thác trong chu kỳ trước. Nó cũng bị ảnh hưởng bởi số lượng người khai thác mới đã tham gia mạng của Bitcoin vì nó làm tăng tỷ lệ băm hoặc lượng sức mạnh tính toán được triển khai để khai thác tiền điện tử. Trong năm 2013 và 2014, khi giá bitcoin tăng lên, nhiều công cụ khai thác đã tham gia vào mạng lưới của nó và thời gian trung bình để khám phá một khối giao dịch giảm từ 10 phút xuống còn 9 phút.
Nhưng điều ngược lại cũng có thể đúng. Nghĩa là, càng có nhiều thợ mỏ cạnh tranh để tìm ra giải pháp thì vấn đề sẽ càng trở nên khó khăn hơn. Nếu sức mạnh tính toán bị tắt khỏi mạng, độ khó sẽ điều chỉnh giảm xuống để giúp việc khai thác dễ dàng hơn.
Độ khó khai thác vào tháng 3 năm 2022 là 27,55 nghìn tỷ đồng. Nghĩa là, khả năng máy tính tạo ra hàm băm thấp hơn mục tiêu là 1 trên 27,55 nghìn tỷ. Nói một cách dễ hiểu, bạn có khả năng trúng giải độc đắc Powerball bằng một vé số cao hơn khoảng 91.655 lần so với khả năng bạn chọn đúng hàm băm trong một lần thử.
Suy cho cùng, khai thác bitcoin là một hoạt động kinh doanh mạo hiểm. Lợi nhuận được tạo ra từ đầu ra của nó—bitcoin—phụ thuộc vào khoản đầu tư vào đầu vào của nó.
Có ba chi phí chính để khai thác bitcoin:
Tổng chi phí cho ba đầu vào này phải thấp hơn đầu ra—trong trường hợp này là giá bitcoin—để những người khai thác tạo ra lợi nhuận từ hoạt động kinh doanh của họ. Xem xét giá bitcoin tăng chóng mặt, ý tưởng đúc tiền điện tử của riêng bạn nghe có vẻ là một đề xuất hấp dẫn.
Tuy nhiên, bất chấp những gì những người ủng hộ Bitcoin nói với bạn, khai thác tiền điện tử không phải là một sở thích dưới bất kỳ hình thức nào. Đó là một liên doanh tốn kém với xác suất thất bại cao. Như được minh họa trong phần về độ khó khai thác, không có gì đảm bảo rằng bạn sẽ kiếm được phần thưởng bitcoin ngay cả khi đã bỏ ra nhiều chi phí và công sức. Tổng hợp các hệ thống khai thác để điều hành một doanh nghiệp nhỏ khai thác bitcoin có thể là một lối thoát. Tuy nhiên, ngay cả những doanh nghiệp như vậy cũng phải chịu sự biến động của giá tiền điện tử. Nếu giá của tiền điện tử sụt giảm như đã xảy ra vào năm 2018, thì việc vận hành các hệ thống khai thác bitcoin sẽ trở nên không kinh tế và các công ty khai thác nhỏ sẽ buộc phải ngừng kinh doanh. Số lượng bitcoin được trao cho những người khai thác cứ sau 4 năm lại giảm đi. làm cho hoạt động thậm chí còn kém hấp dẫn hơn.
Do khó khăn đáng kể cố hữu trong tính kinh tế của việc khai thác bitcoin, hoạt động này hiện đang bị chi phối bởi các công ty khai thác lớn có hoạt động trải dài trên nhiều châu lục. AntPool, công ty khai thác bitcoin lớn nhất thế giới, điều hành các nhóm khai thác ở nhiều quốc gia. Nhiều công ty khai thác bitcoin cũng đã ra mắt công chúng, mặc dù định giá của họ tương đối khiêm tốn.
Trong phần lớn lịch sử ngắn ngủi của Bitcoin, quy trình khai thác của nó vẫn là một quy trình sử dụng nhiều năng lượng. Trong thập kỷ sau khi ra mắt, hoạt động khai thác bitcoin tập trung ở Trung Quốc, một quốc gia dựa vào nhiên liệu hóa thạch như than đá để sản xuất phần lớn điện năng. Không có gì ngạc nhiên khi chi phí năng lượng khổng lồ của hoạt động khai thác bitcoin đã thu hút sự chú ý của các nhà hoạt động về biến đổi khí hậu, những người đổ lỗi cho hoạt động để tăng lượng khí thải. Theo một số ước tính, quy trình khai thác tiền điện tử tiêu thụ nhiều điện năng bằng toàn bộ các quốc gia.Nhưng những người ủng hộ bitcoin đã công bố các nghiên cứu tuyên bố rằng tiền điện tử được cung cấp chủ yếu bởi các nguồn năng lượng tái tạo.
Một điều cần nhớ về những nghiên cứu này là chúng dựa trên phỏng đoán và dữ liệu tự báo cáo từ các nhóm khai thác. Ví dụ: một báo cáo của Coinshares từ năm 2019 đưa ra một số giả định liên quan đến nguồn năng lượng cho những người khai thác được đưa vào đánh giá của họ về hệ sinh thái khai thác bitcoin.
Lịch sử khai thác Bitcoin
Hai bước phát triển đã góp phần vào sự phát triển và thành phần của hoạt động khai thác bitcoin như ngày nay. Đầu tiên là sản xuất các máy khai thác tùy chỉnh cho bitcoin. Bởi vì việc khai thác bitcoin về cơ bản là phỏng đoán, việc đưa ra câu trả lời đúng trước một công cụ khai thác khác hầu như liên quan đến tốc độ máy tính của bạn có thể tạo ra các hàm băm. Trong những ngày đầu của Bitcoin, máy tính để bàn với CPU thông thường đã thống trị hoạt động khai thác bitcoin. Nhưng họ bắt đầu mất nhiều thời gian để khám phá các giao dịch trên mạng của tiền điện tử khi mức độ khó của thuật toán tăng lên theo thời gian. Theo một số ước tính, trung bình sẽ mất “vài trăm nghìn năm” sử dụng CPU để tìm một khối hợp lệ ở cấp độ khó đầu năm 2015.
Theo thời gian, những người khai thác nhận ra rằng cạc đồ họa, còn được gọi là bộ xử lý đồ họa (GPU), khai thác hiệu quả hơn và nhanh hơn. Nhưng chúng tiêu tốn rất nhiều năng lượng cho các hệ thống phần cứng riêng lẻ không thực sự cần thiết để khai thác tiền điện tử. Mảng cổng có thể lập trình theo trường (FPGA), một loại GPU, là một cải tiến, nhưng chúng cũng gặp phải những nhược điểm giống như GPU.
Ngày nay, những người khai thác sử dụng các máy khai thác tùy chỉnh, được gọi là máy khai thác ASIC, được trang bị chip chuyên dụng để khai thác bitcoin nhanh hơn và hiệu quả hơn. Chúng có giá từ vài trăm đến hàng chục ngàn đô la. Ngày nay, việc khai thác bitcoin cạnh tranh đến mức nó chỉ có thể được thực hiện có lãi với các ASIC cập nhật nhất. Khi sử dụng máy tính để bàn, GPU hoặc các mẫu ASIC cũ hơn, chi phí tiêu thụ năng lượng thực sự vượt quá doanh thu được tạo ra. Ngay cả với thiết bị mới nhất theo ý của bạn, một máy tính hiếm khi đủ để cạnh tranh với các nhóm khai thác—các nhóm người khai thác kết hợp sức mạnh tính toán của họ và phân chia số bitcoin khai thác được giữa họ.
Bitcoin fork cũng đã ảnh hưởng đến cấu trúc của mạng lưới khai thác bitcoin. Giữa tỷ lệ cược 1 trên 16 nghìn tỷ, mức độ khó mở rộng và mạng lưới người dùng khổng lồ xác minh giao dịch, cứ 10 phút lại có một khối giao dịch được xác minh.Nhưng điều quan trọng cần nhớ là 10 phút là mục tiêu chứ không phải quy tắc .
Mạng Bitcoin hiện chỉ có thể xử lý dưới bốn giao dịch mỗi giây, với các giao dịch được ghi vào chuỗi khối cứ sau 10 phút.Để so sánh, Visa có thể xử lý khoảng 65.000 giao dịch mỗi giây.Là mạng Số lượng người dùng Bitcoin tiếp tục tăng, tuy nhiên, 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 giao dịch sẽ bắt đầu và tiếp tục lâu hơn, trừ khi có thay đổi đối với giao thức Bitcoin.
Vấn đề cốt lõi của giao thức Bitcoin này được gọi là mở rộng quy mô. Mặc dù những người khai thác bitcoin thường đồng ý rằng phải làm gì đó để giải quyết vấn đề mở rộng quy mô, nhưng có ít sự đồng thuận hơn về cách thực hiện. Đã có hai giải pháp chính được đề xuất để giải quyết vấn đề mở rộng quy mô. Các nhà phát triển đã đề xuất tạo một lớp Bitcoin “ngoài chuỗi” thứ cấp cho phép các giao dịch nhanh hơn có thể được xác minh bởi chuỗi khối sau này hoặc tăng số lượng giao dịch mà mỗi khối có thể lưu trữ. Với ít dữ liệu hơn để xác minh trên mỗi khối, giải pháp đầu tiên sẽ giúp các giao dịch nhanh hơn và rẻ hơn cho những người khai thác. Thứ hai sẽ xử lý việc mở rộng quy mô bằng cách cho phép xử lý thêm thông tin cứ sau 10 phút bằng cách tăng kích thước khối.
Vào tháng 7 năm 2017, những người khai thác bitcoin và các công ty khai thác chiếm khoảng 80% đến 90% sức mạnh tính toán của mạng đã bỏ phiếu để kết hợp một chương trình giúp giảm lượng dữ liệu cần thiết để xác minh mỗi khối.
Chương trình mà những người khai thác đã bỏ phiếu để thêm vào giao thức Bitcoin được gọi là Thiệt hại tiền điện tử: Ước tính giá trị tiền tệ của ô nhiễm không khí và tác động đến sức khỏe con người của việc khai thác tiền điện tử.”< /p>
Tạp chí Bitcoin. “Giới hạn kích thước khối Bitcoin là gì?“
Sáng kiến tiền tệ kỹ thuật số của MIT Media Lab. “Tấn công 51%.”
Bitcoin.com. “Bitcoin hoàn thành halving lần thứ ba: Phần thưởng bị cắt đáng ngạc nhiên Nhanh hơn ước tính thời gian trước đó.”
Github. “ Share.
