1. Chứng minh công việc (PoW)

Bitcoin sử dụng một cơ chế đồng thuận được gọi là Chứng minh công việc (PoW)Mở cửa khám phá. Cơ chế này yêu cầu các thợ mỏ giải các câu đố toán phức tạp để xác minh giao dịch và tạo ra các khối mới. Thợ mỏ đầu tiên giải các câu đố sẽ được thêm vào khối tiếp theo trên chuỗi khối và được thưởng bằng bitcoins mới được đúc và các phí giao dịch.

2. Quá trình Đào tạo

1. Transaction Pool:
   • Khi người dùng gửi Bitcoin, các giao dịch này được phát sóng đến mạng lưới Bitcoin và được thu thập vào một ‘hồ bơi’ các giao dịch chưa được xác nhận gọi là mempool.

• Khi người dùng gửi Bitcoin, các giao dịch này sẽ được phát sóng đến mạng Bitcoin và được thu thập vào một hồ bơi giao dịch chưa xác nhận được gọi là mempool.

1. Tạo Khối:
   • Các thẻ khai thác lọc chỉnh các giao dịch từ bộ nhớ và nhóm chúng vào một khớp nội dung ứng cử. Một khớp nội dung chứa một tập hợp các giao dịch, một tham chiếu đến khớp nội dung trước (đổi với hash của nó), và một số đặc biệt gọi lànonce.

• Các thợ đào lựa chọn giao dịch từ bộ nhớ tạm và nhóm chúng vào một khối ứng cử. Mỗi khối chứa một tập hợp các giao dịch, một tham chiếu đến khối trước (qua mã băm của nó), và một số đặc biệt được gọi là nonce.

1. Tính toán Hash:
   • Các thợ đào sử dụng hàm băm mật mã SHA-256 để tạo hàm băm của tiêu đề khối. Hàm băm phải đáp ứng một mục tiêu cụ thể, đó là một số phải dưới một ngưỡng nhất định do mạng đặt ra. Mục tiêu này được điều chỉnh mỗi khối 2016 (khoảng hai tuần một lần) để duy trì thời gian khối khoảng 10 phút.

• Người đào sử dụng hàm băm mật mã SHA-256 để tạo ra một giá trị băm của phần đầu của khối. Giá trị băm phải đáp ứng một mục tiêu cụ thể, đó là một con số phải thấp hơn một ngưỡng cụ thể được thiết lập bởi mạng lưới. Mục tiêu này được điều chỉnh mỗi 2016 khối (khoảng mỗi hai tuần) để duy trì thời gian khối khoảng 10 phút.

1. Điều chỉnh Nonce:
   • Các thợ đào điều chỉnh nonce trong tiêu đề khối và tính lại hash lặp đi lặp lại cho đến khi họ tìm thấy một hash phù hợp với mục tiêu. Quy trình này đòi hỏi nhiều công việc tính toán và yêu cầu sức mạnh xử lý đáng kể.

• Các thợ đào điều chỉnh số nonce trong tiêu đề khối và tính lại mã băm liên tục cho đến khi họ tìm thấy một mã băm phù hợp với mục tiêu. Quá trình này đòi hỏi công việc tính toán mạnh mẽ và yêu cầu nhiều sức mạnh xử lý đáng kể.

1. Xác minh khối:
   • Một khi một thợ đào tìm thấy một hash hợp lệ, họ phát sóng khối vào mạng. Các nút khác xác minh tính hợp lệ của khối bằng cách kiểm tra hash và các giao dịch bên trong nó. Nếu khối là hợp lệ, nó sẽ được thêm vào chuỗi khối.

• Một khi một thợ đào tìm thấy một giá trị hash hợp lệ, họ phát sóng khối vào mạng. Các nút khác xác minh tính hợp lệ của khối bằng cách kiểm tra giá trị hash và các giao dịch bên trong nó. Nếu khối là hợp lệ, nó sẽ được thêm vào chuỗi khối.

1. Phần thưởng:
   • Người đào thành công một khối mới vào chuỗi khối sẽ được thưởng bằng số Bitcoin mới được đúc (hiện tại là 6.25 BTC mỗi khối) và bất kỳ khoản phí giao dịch nào liên quan đến các giao dịch trong khối đó. Phần thưởng này sẽ bị giảm phân nửa khoảng mỗi bốn năm trong một sự kiện được gọi làBitcoin halving.

• Người đào mỏ thành công thêm một khối mới vào chuỗi khối được thưởng bằng các đồng Bitcoin mới đúc (hiện tại là 6.25 BTC mỗi khối) và bất kỳ khoản phí giao dịch nào liên quan đến các giao dịch trong khối đó. Phần thưởng này được chia đôi khoảng mỗi bốn năm trong một sự kiện được gọi làBitcoin giảm phân nửa.

3. Khó khăn đào

• Cơ chế Điều chỉnh: Độ khó của các câu đố toán học được điều chỉnh mỗi 2016 khối để đảm bảo thời gian trung bình để tìm ra một khối mới duy trì khoảng 10 phút. Cơ chế điều chỉnh này đảm bảo rằng mạng có thể xử lý các thay đổi về sức mạnh khai thác mà không gây ra biến động đáng kể trong thời gian khối.

4. Phần cứng đào

• ASICs: Đào Bitcoin đòi hỏi phần cứng chuyên dụng gọi là Mạch tích hợp Cụ thể Ứng dụng (ASIC). Những thiết bị này được thiết kế đặc biệt để đào và hiệu quả hơn nhiều so với phần cứng đa dụng như CPU hoặc GPU.
• Mining Pools: Các thợ mỏ cá nhân thường tham gia các nhóm đào mỏ, nơi họ kết hợp sức mạnh tính toán của họ để tăng cơ hội tìm thấy một khối. Sau đó, phần thưởng được phân phối cho các thành viên nhóm dựa trên công việc họ đã đóng góp.

5. Tiêu thụ năng lượng

• Sử Dụng Năng Lượng Cao: Việc đào Bitcoin nổi tiếng với lượng năng lượng tiêu thụ lớn do tính chất tính toán mạnh mẽ của quá trình này. Điều này đã dẫn đến lo ngại về tác động môi trường của việc đào Bitcoin.
• Năng lượng tái tạo: Một số thợ mỏ đang chuyển sang các nguồn năng lượng tái tạo để giảm lượng khí thải carbon của hoạt động của họ.

6. Kích thích kinh tế

• Phần thưởng khối: Phần thưởng khối là một động lực quan trọng đối với các thợ đào. Điều này đảm bảo rằng họ tiếp tục xác minh giao dịch và bảo vệ mạng lưới.
• Phí giao dịch: Khi phần thưởng khối giảm theo thời gian, phí giao dịch trở thành nguồn thu quan trọng ngày càng quan trọng đối với các thợ đào. Người dùng có thể bao gồm phí cao hơn để ưu tiên giao dịch của họ, đảm bảo thời gian xác nhận nhanh hơn.

7. Bảo mật và Phi tập trung

• Bảo mật: Cơ chế PoW đảm bảo rằng blockchain là an toàn và chống lại các cuộc tấn công. Sự cố gắng tính toán cần thiết để thêm các khối mới làm cho nó cực kỳ khó khăn đối với bất kỳ thực thể đơn lẻ nào để điều chỉnh blockchain.
• Phân quyền: Khai thác được phân phối trên một mạng lưới toàn cầu các nút, đảm bảo rằng không có một cá nhân hoặc tổ chức nào kiểm soát mạng lưới. Sự phi tập trung này là một đặc điểm chính của mô hình bảo mật của Bitcoin.

Kết luận

Đào Bitcoin là quy trình phức tạp bao gồm giải các câu đố mật mã để xác minh giao dịch và bảo vệ mạng lưới. Đào tạo một phần quan trọng của hệ sinh thái Bitcoin, đảm bảo tính toàn vẹn và an ninh của chuỗi khối. Mặc dù việc đào tạo đòi hỏi nhiều năng lực tính toán và năng lượng, nhưng nó cung cấp những động lực kinh tế cần thiết để duy trì tính phân tán của mạng lưới.