Đào coin và bằng chứng công việc

Đào coin là cách Bitcoin quyết định ai được thêm khối tiếp theo, và cũng là cách bitcoin mới đi vào lưu thông. Các thợ đào cạnh tranh bằng cách dồn sức mạnh tính toán vào một câu đố đoán số. Bài học này giải thích câu đố đó và vì sao nó bảo vệ mạng lưới.

Công việc của thợ đào

Thợ đào gom các giao dịch đang chờ vào một khối ứng viên và kiểm tra xem chúng có đúng quy tắc không. Mạng lưới chỉ chấp nhận khối đó khi thợ đào thắng một cuộc thi.

Câu đố

Thợ đào thêm vào khối một con số gọi là nonce rồi tính mã băm. Quy tắc là mã băm của khối phải nhỏ hơn một mục tiêu do mạng lưới đặt ra. Mã băm không thể đoán trước, nên không có đường tắt. Thợ đào đổi số và thử lại.

Trên toàn mạng lưới, các máy đào thực hiện hàng trăm tỷ tỷ lần đoán như vậy mỗi giây. Thợ đào đầu tiên tìm ra mã băm hợp lệ sẽ phát khối đi, và mọi nút khác có thể kiểm tra nó chỉ bằng một phép tính. Khó tạo ra, dễ kiểm tra: đó là bằng chứng công việc (proof of work).

Phần thưởng

Thợ đào thắng cuộc nhận bitcoin mới được tạo cùng với phí của các giao dịch trong khối. Đây là cách duy nhất bitcoin mới được tạo ra. Từ tháng 4 năm 2024, phần mới tạo là 3,125 bitcoin mỗi khối, và Bài học 5 nói về cách nó giảm dần.

Độ khó giữ các khối cách nhau mười phút

Nếu có thêm thợ đào, các khối sẽ bắt đầu đến nhanh hơn. Vì vậy cứ mỗi 2.016 khối, khoảng hai tuần, mạng lưới điều chỉnh mục tiêu để đưa mức trung bình về mười phút. Sức đào lớn hơn chỉ làm câu đố khó hơn. Nó không tạo ra thêm bitcoin.

Vì sao điều này bảo vệ mạng lưới

Để viết lại lịch sử, kẻ tấn công phải làm lại bằng chứng công việc cho khối họ sửa và mọi khối sau đó. Rồi họ còn phải vượt qua chuỗi trung thực, điều đòi hỏi nhiều sức mạnh tính toán hơn toàn bộ phần còn lại của mạng lưới cộng lại. Đây thường gọi là tấn công 51%.

Trên Bitcoin, chi phí máy móc và điện năng là thứ răn đe. Các đồng tiền bằng chứng công việc nhỏ hơn là mục tiêu dễ hơn: các nhà nghiên cứu MIT đã ghi nhận hơn 40 vụ viết lại chuỗi sâu trên các đồng này kể từ năm 2019.

Cái giá: năng lượng

Bằng chứng công việc tiêu tốn nhiều điện theo thiết kế, và đó là lời chỉ trích chính nhắm vào nó. Các nhà nghiên cứu Cambridge ước tính việc đào Bitcoin dùng khoảng 120 terawatt giờ trong năm 2023, tức từ 0,2% đến 0,9% nhu cầu điện toàn cầu. Ngày nay việc đào được làm bằng máy chuyên dụng, thường ở các cơ sở lớn, bởi những thợ đào góp sức chung (pool) và chia phần thưởng.

Những mạng lưới khác tự bảo vệ theo cách khác. Ethereum chuyển sang phương pháp bằng chứng cổ phần vào tháng 9 năm 2022, cắt giảm khoảng 99,95% lượng năng lượng tiêu thụ. Bài học 8 nói về phương pháp này.