Cách khai thác trong tiền điện tử: từ giao dịch đến blockchain

Khi bạn nghe thấy từ “khai thác” trong bối cảnh tiền điện tử, thì thực sự đang nói về một trong những cơ chế quan trọng nhất giữ cho toàn bộ blockchain hoạt động. Khác với hệ thống ngân hàng truyền thống, nơi các ngân hàng trung ương và các cơ quan nhà nước kiểm soát phát hành tiền tệ và ghi chép, tiền điện tử hoạt động theo cách khác. Tại đây, vai trò của các cơ quan này được đảm nhận bởi chính các thành viên trong mạng lưới, những người chịu trách nhiệm xác minh các giao dịch và đảm bảo tính toàn vẹn của dữ liệu. Quá trình này được gọi là khai thác.

Vai trò của thợ đào trong mạng

Người tham gia khai thác được gọi là thợ mỏ hoặc nút khai thác. Công việc của họ không chỉ là toán học — họ thực hiện một chức năng quan trọng cho sự an toàn và ổn định của toàn bộ hệ thống. Mỗi thợ mỏ nhận được nhiệm vụ: thu thập một nhóm giao dịch chưa được xác nhận từ một bộ nhớ đặc biệt và tổ chức chúng thành một gói được gọi là khối ứng cử viên. Trong khối này, thợ mỏ cũng thêm một giao dịch đặc biệt coinbase — đây là giao dịch mà trong đó anh ta gửi phần thưởng cho chính mình cho khối. Phần thưởng này là động lực, khuyến khích mọi người chi tiêu tài nguyên tính toán của họ để hỗ trợ mạng.

Mẹo Toán Học: từ băm đến nhánh gốc

Để đảm bảo rằng tất cả các giao dịch thực sự liên kết với nhau mà không có khả năng làm giả dữ liệu, một hàm băm được sử dụng. Mỗi giao dịch trong khối được băm, sau đó các kết quả được kết hợp thành cặp và lại được băm. Điều này được lặp lại cho đến khi toàn bộ khối được gói gọn thành một giá trị - gốc của cây Merkle. Gốc này sau đó được kết hợp với hàm băm của khối trước, một số ngẫu nhiên (nonce) và các tham số khác, và toàn bộ tập hợp này lại được băm.

Đây là mẹo chính: thợ đào phải tìm một nonce sao cho kết quả băm thấp hơn một giá trị mục tiêu nào đó. Vì không thể dự đoán nonce nào sẽ cho kết quả đúng, các thợ đào chỉ đơn giản là thử các giá trị khả thi một cách gần như ngẫu nhiên. Người đầu tiên tìm thấy băm hợp lệ sẽ kiểm tra khối của mình và nhận phần thưởng. Toàn bộ quá trình này trong Bitcoin mất trung bình khoảng mười phút.

Proof of Work: chứng minh công việc như nền tảng của hệ thống

Thực tế rằng thợ đào đã tiêu tốn sức mạnh tính toán để tìm kiếm băm đúng là bằng chứng cho công việc của họ. Cơ chế này được gọi là Proof of Work — một thuật toán đồng thuận đảm bảo rằng các thành viên trong mạng không thể chỉ đơn giản là thao túng dữ liệu. Tấn công vào mạng sẽ không hiệu quả về kinh tế: kẻ thù sẽ phải tiêu tốn một nguồn lực khổng lồ để ghi lại lịch sử blockchain nhanh hơn toàn bộ mạng còn lại.

Giải thưởng cho khối đã tiến hóa như thế nào

Khi Bitcoin mới xuất hiện, khối đầu tiên có giá trị 50 BTC. Nhưng Bitcoin được thiết kế với cơ chế giảm phát: cứ mỗi 210.000 khối ( khoảng mỗi bốn năm ) phần thưởng cho các thợ đào sẽ giảm một nửa. Tại thời điểm viết bài này, phần thưởng là 6,25 BTC cho mỗi khối. Thiết kế này có nghĩa là tổng số Bitcoin sẽ không bao giờ vượt quá 21 triệu đồng xu, tạo ra sự khan hiếm tự nhiên và ảnh hưởng đến kinh tế của mạng lưới.

Thay vì kết luận

Đào coin không chỉ là một kỳ tích công nghệ — đó là một hệ thống tinh vi kết hợp toán học, kinh tế và công bằng phân phối. Thay vì phải tin tưởng vào một tổ chức duy nhất, các loại tiền điện tử dựa vào hàng nghìn thợ đào trên toàn thế giới, mỗi người đều được khuyến khích nhận phần thưởng cho việc tuân thủ các quy tắc. Điều này khiến các loại tiền điện tử khác biệt một cách căn bản so với tiền truyền thống và tạo điều kiện cho sự tồn tại của tiền mà không có nhà phát hành trung ương.