Làm thế nào để khai thác tiền điện tử và cách hoạt động của nó?

Tóm tắt

Đào tiền điện tử có thể xác minh các giao dịch trên blockchain và là quá trình tạo ra các đơn vị tiền điện tử mới.

Thợ mỏ cần nhiều tài nguyên tính toán, điều này cũng đảm bảo an ninh cho mạng lưới blockchain.

Đào tiền điện tử là gì?

Đào tiền điện tử dựa trên cơ chế đồng thuận chứng minh công việc(PoW), đảm bảo tính an toàn và phi tập trung của các đồng tiền như Bitcoin. Quá trình đào là xác minh các giao dịch của người dùng và thêm chúng vào sổ cái công cộng của blockchain. Do đó, đào là yếu tố then chốt giúp Bitcoin hoạt động độc lập khỏi trung tâm quản lý.

Hoạt động đào còn chịu trách nhiệm đưa đồng tiền mới vào lượng cung lưu hành hiện có. Tuy nhiên, việc đào tiền điện tử tuân theo một bộ quy tắc mã hóa cứng, quản lý quá trình đào và ngăn chặn người dùng tạo ra đồng tiền mới một cách tùy ý. Các quy tắc này được tích hợp trong giao thức nền tảng của tiền điện tử, và toàn bộ mạng lưới gồm hàng nghìn nút bắt buộc thực thi.

Để tạo ra các đơn vị tiền điện tử mới, thợ mỏ sử dụng sức mạnh tính toán của mình để giải các bài toán mật mã phức tạp. Thợ mỏ đầu tiên thành công trong việc giải bài toán có quyền thêm khối giao dịch mới vào blockchain và phát hành ra mạng.

Ethereum đào hoạt động như thế nào?

Sau khi các giao dịch mới được xác nhận, chúng sẽ được gửi đến “bể chứa bộ nhớ” (mempool). Nhiệm vụ của thợ mỏ là xác minh tính hợp lệ của các giao dịch đang chờ xử lý này và hợp nhất chúng thành một khối.

Khối có thể xem như một trang trong sổ cái blockchain, ghi lại một số lượng giao dịch cùng dữ liệu khác. Cụ thể, các nút đào chịu trách nhiệm thu thập các giao dịch chưa xác nhận từ mempool và hợp nhất chúng thành các khối đề xuất.

Sau đó, thợ mỏ cố gắng chuyển đổi khối đề xuất thành khối xác nhận hợp lệ. Để thực hiện điều này, họ phải giải các bài toán toán học phức tạp, đòi hỏi nhiều tài nguyên tính toán. Tuy nhiên, mỗi khi đào thành công một khối, thợ mỏ sẽ nhận phần thưởng khối, gồm tiền điện tử mới được tạo ra và phí giao dịch. Dưới đây sẽ giải thích chi tiết cách hoạt động của quá trình đào.

Bước 1: Tính toán băm giao dịch

Bước đầu tiên của quá trình đào khối là đề xuất các giao dịch đang chờ xử lý từ mempool và gửi chúng qua hàm băm. Mỗi lần chạy hàm băm một đoạn dữ liệu, sẽ tạo ra một đầu ra cố định, gọi là “giá trị băm” (hash).

Trong quá trình đào, giá trị băm của mỗi giao dịch gồm các ký tự số và chữ cái, dùng làm định danh. Giá trị băm đại diện cho tất cả thông tin chứa trong giao dịch đó.

Ngoài việc băm từng giao dịch riêng lẻ, thợ mỏ còn thêm các giao dịch tùy chỉnh, gửi phần thưởng khối cho chính mình. Giao dịch này gọi là “giao dịch coinbase”, tức là tạo ra đồng tiền mới. Trong phần lớn các trường hợp, giao dịch này là giao dịch đầu tiên trong khối mới, sau đó là các giao dịch chờ xác nhận khác.

Bước 2: Tạo cây Merkle

Sau khi các giao dịch được băm, các giá trị băm này được hợp nhất thành “cây Merkle” (hay còn gọi là “cây băm”). Các giá trị băm của các giao dịch được ghép thành cặp, rồi băm tiếp, tạo thành cây Merkle.

Các đầu ra băm mới sau khi hợp nhất thành cặp sẽ tiếp tục băm, quá trình này lặp đi lặp lại cho đến khi tạo ra một giá trị băm duy nhất. Giá trị băm cuối cùng gọi là “gốc Merkle” (hoặc “Merkle root”), đại diện cơ bản cho tất cả các giá trị băm đã dùng để tạo ra nó.

Cây Merkle hợp nhất các giá trị băm của các giao dịch thành cặp rồi băm.

Bước 3: Tìm tiêu đề khối hợp lệ (giá trị băm khối)

Tiêu đề khối dùng để định danh mỗi khối riêng biệt, thể hiện qua giá trị băm duy nhất của nó. Khi tạo khối mới, thợ mỏ kết hợp giá trị băm của khối trước đó với gốc Merkle của khối đề xuất để tạo ra giá trị băm khối mới. Thợ mỏ còn phải thêm một số gọi là “nonce” (số ngẫu nhiên).

Do đó, khi xác minh khối đề xuất, thợ mỏ cần kết hợp gốc Merkle, giá trị băm của khối trước đó và nonce, rồi xử lý qua hàm băm. Quá trình này lặp đi lặp lại nhằm tạo ra một giá trị băm hợp lệ.

Gốc Merkle và giá trị băm của khối trước đó không thể thay đổi, vì vậy thợ mỏ phải thay đổi nonce nhiều lần cho đến khi tìm ra giá trị băm hợp lệ. Đầu ra (giá trị băm của khối) phải nhỏ hơn một mục tiêu xác định bởi giao thức, mới được coi là hợp lệ. Trong đào Bitcoin, giá trị băm của khối phải bắt đầu bằng nhiều số 0, gọi là “độ khó đào” (mining difficulty).

Bước 4: Phát hành khối đã đào

Như đã thấy, thợ mỏ phải dùng các giá trị nonce khác nhau để lặp đi lặp lại quá trình băm tiêu đề khối, cho đến khi tìm ra giá trị băm hợp lệ. Thợ mỏ tìm ra giá trị này có thể phát hành khối đó lên mạng. Các nút khác sẽ kiểm tra tính hợp lệ của khối và giá trị băm. Nếu hợp lệ, khối mới sẽ được thêm vào bản sao của blockchain.

Khối đề xuất lúc này trở thành khối đã xác nhận, và tất cả thợ mỏ sẽ tiếp tục đào khối tiếp theo. Thợ mỏ không tìm ra được giá trị băm hợp lệ sẽ bỏ qua khối đề xuất của mình và tham gia lại cuộc đua đào tiếp.

Trong trường hợp hai thợ mỏ cùng đào ra hai khối hợp lệ cùng lúc, chuyện gì xảy ra?

Đôi khi, hai thợ mỏ cùng phát hành một khối hợp lệ, dẫn đến mạng có hai phiên bản blockchain cạnh tranh nhau. Thợ mỏ sẽ bắt đầu đào khối tiếp theo dựa trên khối đầu tiên nhận được, khiến mạng tạm thời phân nhánh thành hai chuỗi khác nhau.

Cuộc cạnh tranh giữa các khối sẽ kéo dài cho đến khi một trong hai khối được đào thành công và trở thành khối chính thức. Khối đào sau sẽ được xem là thắng cuộc. Các khối bị bỏ qua gọi là “khối cô lập” hoặc “khối lạc hậu”, và các thợ mỏ chọn khối này sẽ chuyển sang chuỗi thắng để tiếp tục đào.

Khái niệm độ khó đào là gì?

Độ khó đào được điều chỉnh định kỳ theo giao thức, nhằm đảm bảo tốc độ tạo khối mới không đổi, duy trì việc phát hành tiền mới theo kế hoạch. Độ khó này tỷ lệ thuận với tổng sức mạnh tính toán (hệ số băm) của mạng.

Vì vậy, mỗi khi có thợ mỏ mới tham gia mạng, cạnh tranh sẽ tăng lên, độ khó băm sẽ tăng theo, khiến thời gian trung bình để tạo ra một khối không giảm. Ngược lại, nếu nhiều thợ mỏ rút lui, độ khó giảm xuống, việc đào khối mới dễ hơn. Sau khi điều chỉnh độ khó, thời gian tạo khối sẽ không bị ảnh hưởng bởi tổng sức mạnh băm của mạng, luôn duy trì ổn định.

Các loại đào tiền điện tử

Các phương pháp đào tiền điện tử rất đa dạng. Các phần cứng mới và thuật toán đồng thuận liên tục xuất hiện, thiết bị và quy trình cũng được tối ưu hóa. Thợ mỏ thường dùng các thiết bị tính toán chuyên dụng để giải các phương trình mật mã phức tạp. Dưới đây là một số phương pháp đào phổ biến nhất.

Đào bằng bộ xử lý trung tâm(CPU)

Đào bằng bộ xử lý trung tâm(CPU) là sử dụng CPU của máy tính để thực hiện các hàm băm cần thiết cho mô hình chứng minh công việc. Trong giai đoạn đầu của Bitcoin, chi phí và rào cản gia nhập rất thấp, CPU thông thường đủ để xử lý độ khó, do đó ai cũng có thể thử đào Bitcoin và các đồng tiền khác.

Tuy nhiên, khi ngày càng nhiều người đào Bitcoin, tổng sức mạnh băm của mạng tăng lên, lợi nhuận đào giảm dần. Thêm vào đó, các phần cứng đào chuyên dụng mạnh hơn bắt đầu xuất hiện, khiến đào bằng CPU gần như trở thành quá khứ. Hiện nay, tất cả thợ mỏ đều dùng phần cứng chuyên dụng, đào bằng CPU không còn khả thi.

Đào bằng bộ xử lý đồ họa(GPU)

Bộ xử lý đồ họa(GPU) được thiết kế để xử lý nhiều tác vụ cùng lúc, thường dùng trong chơi game hoặc xử lý đồ họa, nhưng cũng có thể dùng để đào.

So với các phần cứng đào chuyên dụng(ASIC) phổ biến, GPU rẻ hơn và linh hoạt hơn. Mặc dù người dùng vẫn có thể dùng GPU để đào một số đồng tiền cạnh tranh, hiệu quả đào phụ thuộc vào độ khó và thuật toán của từng đồng tiền.

Đào bằng mạch tích hợp ứng dụng (ASIC)

Mạch tích hợp ứng dụng(ASIC) được thiết kế dành riêng cho một mục tiêu cụ thể. Trong lĩnh vực tiền điện tử, nó chỉ các phần cứng chuyên dụng dành cho đào. Rõ ràng, đào bằng ASIC hiệu quả cao nhưng giá thành đắt đỏ. Các máy đào ASIC sử dụng công nghệ đào tiên tiến, chi phí thiết bị cao hơn nhiều so với CPU hoặc GPU.

Hơn nữa, công nghệ ASIC phát triển rất nhanh, các mẫu cũ đã không còn sinh lợi, do đó cần thay thế định kỳ. Ngay cả khi không tính chi phí điện, đào ASIC vẫn là một trong những phương pháp đào đắt nhất.

Hệ thống nhóm đào (mining pool)

Phần thưởng khối sẽ được trao cho thợ mỏ thành công đầu tiên, do đó xác suất tìm ra giá trị băm đúng là rất thấp. Nếu thợ mỏ có năng lực đào yếu, rất khó tự mình phát hiện khối tiếp theo. Hệ thống nhóm đào giải quyết vấn đề này.

Hệ thống nhóm đào gồm các thợ mỏ hợp tác, họ tập trung tài nguyên (hệ số băm) để tăng khả năng thắng phần thưởng khối. Khi nhóm đào thành công tìm ra khối, các thợ mỏ sẽ chia sẻ phần thưởng dựa trên đóng góp của họ.

Thợ mỏ cá nhân tham gia nhóm đào có lợi thế về phần cứng và chi phí điện năng, nhưng nếu nhóm chiếm ưu thế, người ta lo ngại mạng có thể bị tấn công 51%.

Bitcoin đào và cách hoạt động của nó?

Bitcoin là đồng tiền điện tử phổ biến và hoàn chỉnh nhất để đào, dựa trên thuật toán đồng thuận dựa trên công việc.

Chứng minh công việc là cơ chế đồng thuận blockchain do Satoshi Nakamoto sáng tạo, được giới thiệu trong whitepaper Bitcoin năm 2018. Nói ngắn gọn, chứng minh công việc quyết định cách mạng lưới blockchain đạt được đồng thuận giữa các phần tử phân tán mà không cần trung gian thứ ba. Cơ chế này đòi hỏi nhiều sức mạnh tính toán để đạt được đồng thuận, nhằm ngăn chặn hành vi độc hại.

Như đã thấy, trong mạng dựa trên chứng minh công việc, các giao dịch được thợ mỏ xác minh. Họ cạnh tranh dùng phần cứng đào chuyên dụng để giải các bài toán mật mã phức tạp. Ai giải thành công đầu tiên sẽ đăng khối giao dịch lên blockchain và nhận phần thưởng khối.

Số lượng tiền điện tử trong phần thưởng khối của các blockchain khác nhau có thể khác nhau. Ví dụ, tính đến tháng 3 năm 2023, thợ mỏ trong blockchain Bitcoin có thể kiếm được 6.25 Bitcoin cho mỗi khối. Theo cơ chế giảm phần thưởng Bitcoin, cứ mỗi 21.000 khối (khoảng 4 năm), phần thưởng Bitcoin sẽ giảm một nửa.

Năm 2026, việc đào tiền điện tử có còn sinh lợi?

Việc đào tiền điện tử vẫn có khả năng sinh lợi, nhưng cần cân nhắc kỹ lưỡng, quản lý rủi ro và nghiên cứu cẩn thận. Đào còn liên quan đến đầu tư và rủi ro, như chi phí phần cứng, biến động giá tiền điện tử và thay đổi giao thức. Để giảm thiểu rủi ro, thợ mỏ thường áp dụng các biện pháp quản lý rủi ro và đánh giá kỹ các chi phí và lợi ích trước khi bắt đầu đào.

Lợi nhuận từ đào phụ thuộc vào nhiều yếu tố. Một trong số đó là biến động giá tiền điện tử. Khi giá tăng, giá trị lợi nhuận bằng tiền pháp định cũng tăng. Ngược lại, khi giá giảm, lợi nhuận sẽ giảm theo.

Hiệu quả của phần cứng đào cũng là yếu tố quyết định lợi nhuận. Phần cứng đào có thể đắt đỏ, do đó thợ mỏ phải cân nhắc giữa chi phí phần cứng và phần thưởng dự kiến. Một yếu tố khác là chi phí điện năng; nếu phí điện quá cao vượt quá lợi nhuận, việc đào sẽ không có lãi.

Ngoài ra, phần cứng đào có thể nhanh chóng lỗi thời, đòi hỏi nâng cấp thường xuyên. Các mẫu mới có hiệu năng tốt hơn mẫu cũ, nếu thợ mỏ không đủ khả năng chi tiêu cho nâng cấp, sẽ khó duy trì khả năng cạnh tranh.

Cuối cùng, các thay đổi về giao thức cũng có thể ảnh hưởng. Ví dụ, việc Bitcoin giảm phần thưởng khối một nửa sẽ làm giảm lợi nhuận đào. Ngoài ra, Ethereum đã chuyển đổi hoàn toàn từ chứng minh công việc sang cơ chế đồng thuận bằng cổ phần(PoS) vào tháng 9 năm 2022, khiến việc đào trở nên không còn cần thiết nữa.

Kết luận

Đào tiền điện tử là thành phần then chốt của Bitcoin và các blockchain dựa trên chứng minh công việc, giúp duy trì an ninh mạng và phát hành tiền mới ổn định. Ngoài ra, đào còn mang lại thu nhập thụ động cho thợ mỏ. Để biết chi tiết các bước của quá trình này, vui lòng đọc bài viết của chúng tôi “Hướng dẫn đào tiền điện tử”.

Đào có cả lợi và hại, lợi ích rõ ràng nhất là khả năng thu lợi từ phần thưởng khối. Tuy nhiên, điều này còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố như chi phí điện năng và thị trường. Trước khi tham gia đào tiền điện tử, hãy tự nghiên cứu kỹ(DYOR) và đánh giá toàn diện các rủi ro tiềm năng. **$ICP **$CPOOL