Hình thức Mining (khai thác) Bitcoin hoạt động như thế nào?

Cụm từ “khai thác” thường khiến chúng ta hình dung một cái gì đó được đào lên khỏi mặt đất. Tuy nhiên với bitcoin không phải vậy, bởi nó không phải là một dạng vật chất hữu hình, không thể cầm nắm. Gọi việc tìm ra đồng tiền này là khai thác bởi nó cũng tương tự như khai thác vàng vậy. Nếu như vàng tồn tại dưới lòng đất nhưng chưa được đào lên thì bitcoin tồn tại trong các thiết kế giao thức và cũng chưa được tìm ra.

Giao thức bitcoin quy định có tổng cộng 21 triệu bitcoin tồn tại và những gì mà các “miner” (thợ mỏ) cần làm là tìm ra chúng. Họ sẽ nhận được một phần thưởng khối cho việc xác nhận các giao dịch và đưa chúng vào chuỗi blockchain.

Node là gì?

Nói lại một chút về các “node”. Một node là một máy tính có cấu hình mạnh chạy phần mềm bitcoin và giúp bitcoin hoạt động bằng cách tham gia vào quá trình chuyển tiếp thông tin. Bất cứ ai cũng có thể chạy một node, bạn chỉ cần download phần mềm bitcoin (miễn phí) và để một port (cổng) nào đó mở (nhược điểm của nó là tiêu tốn năng lượng và không gian lưu trữ). Các node mở rộng giao dịch bitcoin trên khắp mạng lưới của nó. Một node sẽ gửi thông tin đến một vài node mà nó biết hoặc một người sẽ chuyển tiếp thông tin đến các node mà họ biết,… Bằng cách này thông tin sẽ truyền đi trên toàn bộ mạng lưới một cách khá nhanh chóng.

Một vài node là các node khai thác (hay còn gọi là các “miner”). Các nhóm này xử lí các giao dịch thành các block và thêm chúng vào chuỗi blockchain. Vậy họ làm điều này bằng cách nào? Bằng cách giải quyết một thuật toán phức tạp nằm trong chương trình bitcoin và bao gồm câu trả lời trong block. Thuật toán cần giải quyết là tìm ra một số nằm trong một khoảng nhất định và khi kết hợp với dữ liệu trong block sẽ có thể giải thành công một hàm băm (Hash). Nghe có vẻ đơn giản, nhưng thực tế để đào được bitcoin thì rất khó.

Trong trường hợp bitcoin, con số phải tìm ra là một số nguyên từ 0 đến 4,294,967,296.

Giải quyết các thuật toán

Làm thế nào để họ tìm ra con số này? Bằng cách đoán ngẫu nhiên. Hàm băm (Hash Function) làm cho nó không thể dự đoán được đầu ra sẽ là gì. Do vậy, các miner đoán con số bí ẩn này bằng việc áp dụng hàm băm từ con số dự đoán trước cùng với dữ liệu trong khối. Kết quả băm phải bắt đầu bằng những số 0 được thiết lập sẵn. Hơn nữa, trong một số trường hợp việc xử lý và tìm ra giá trị không thỏa mãn trong khoảng giá trị của nó, khi đó các Miner phải thay đổi cấu hình Block khác và cố gắng để tìm một đáp án khác.

Miner đầu tiên có thể giải được thuật toán và đưa ra kết quả phù hợp với dải giá trị của Block đó, Miner này sẽ nhận được phần thưởng khối cho Block vừa xử lí. Khi đó, những miner khác ngay lập tức ngưng làm việc trên block đó và bắt đầu cố gắng tìm ra con số bí ẩn cho block tiếp theo. Phần thưởng cho công việc của mình, miner chiến thắng sẽ nhận được một số bitcoin mới.

Tính kinh tế

Hiện tại, phần thưởng cho mỗi block được thêm vào mạng lưới blockchain là 12.5 bitcoin.

Nghe khá hậu hĩnh, tuy nhiên, để giành được phần thưởng này các miner phải cạnh tranh khá khốc liệt với rất nhiều node khác trong mạng lưới. Một node giành được phần thưởng khối là node có may mắn hơn tất cả và có sức mạnh máy tính khủng hơn.

Ngoài ra, chi phí của một node khai thác là rất đáng kể, không chỉ vì sức mạnh của phần cứng cần đến (nếu bạn có một bộ vi xử lí nhanh hơn đối thủ cạnh tranh của mình, bạn có cơ hội nhiều hơn để tìm số đúng trước họ), mà còn vì lượng điện lớn chạy trong các bộ vi xử lí này tiêu thụ.

Ngoài ra, phần thưởng cho việc giải quyết thuật toán sẽ giảm dần theo thời gian. Bây giờ là 12.5, nhưng nó giảm đi một nửa sau mỗi 4 năm hoặc lâu hơn (đợt tiếp theo dự kiến là vào năm 2020 – 2021). Giá trị của bitcoin liên quan đến chi phí điện và phần cứng có thể tăng lên trong vài năm tới để bù đắp cho sự tụt giảm này, tuy nhiên không ai có thể đảm bảo chắc chắn 100%.

Độ khó

Độ khó của phép tính (số được yêu cầu có số 0 ở đầu chuỗi băm) được điều chỉnh thường xuyên, do vậy mất khoảng 10 phút để xử lí một block.

Tại sao lại 10 phút? Đây là khoảng thời gian mà các nhà phát triển bitcoin nghĩ là cần thiết cho một dòng tiền mới ổn định và giảm dần cho đến khi đạt số lượng tối đa 21 triệu (dự kiến là vào khoảng thời gian năm 2140).

Fiona (Theo tradingig)