Урок 2

Bitcoin (BTC): Blockchain lớp 1 đầu tiên

Trong mô-đun này, chúng ta sẽ đi sâu vào thế giới Bitcoin, loại tiền điện tử đầu tiên và nổi tiếng nhất. Chúng ta sẽ khám phá công nghệ đằng sau Bitcoin, bao gồm mạng phi tập trung, cơ chế đồng thuận bằng chứng công việc và quy trình khai thác. Ngoài ra, chúng tôi sẽ kiểm tra các tính năng độc đáo và trường hợp sử dụng của Bitcoin, cũng như các điểm mạnh và hạn chế của nó trong bối cảnh phát triển của tiền điện tử.

Tài liệu tham khảo chính:

Giới thiệu về Bitcoin (BTC)

Bitcoin (BTC) được coi là đồng tiền tiên phong của tiền điện tử phi tập trung, đánh dấu một cột mốc quan trọng trong lịch sử công nghệ tài chính. Được giới thiệu vào năm 2009 bởi một cá nhân hoặc nhóm ẩn danh sử dụng bút danh Satoshi Nakamoto, Bitcoin đã đưa ra một khái niệm đột phá thách thức các hệ thống tài chính truyền thống.

Bitcoin nổi lên như một loại tiền kỹ thuật số phi tập trung được thiết kế để tạo điều kiện thuận lợi cho các giao dịch ngang hàng mà không cần đến các trung gian như ngân hàng hoặc chính phủ. Nó hoạt động trên một mạng lưới máy tính toàn cầu được gọi là nút, trong đó mỗi người tham gia có một bản sao của sổ cái blockchain, đảm bảo tính minh bạch và bảo mật.

Sự ra đời của Bitcoin đã giải quyết những thách thức chính mà các hệ thống tài chính truyền thống phải đối mặt, bao gồm chi tiêu gấp đôi, lạm phát và sự phụ thuộc vào các cơ quan tập trung. Bằng cách sử dụng các kỹ thuật mã hóa, Bitcoin đảm bảo tính toàn vẹn và bảo mật của các giao dịch, giúp nó có khả năng chống gian lận và thao túng.

Tầm quan trọng của Bitcoin nằm ở việc nó giới thiệu một cơ chế đồng thuận mới được gọi là Bằng chứng công việc (PoW). Thông qua PoW, các thợ mỏ cạnh tranh để giải các câu đố toán học phức tạp, xác thực các giao dịch và thêm chúng vào chuỗi khối. Cơ chế này đảm bảo một mạng lưới phi tập trung và an toàn bằng cách yêu cầu người tham gia đầu tư sức mạnh tính toán, khiến việc thực hiện các cuộc tấn công vào mạng là không thực tế về mặt kinh tế.

Nguồn cung Bitcoin hạn chế là một khía cạnh quan trọng khác khiến nó trở nên khác biệt. Sẽ chỉ có 21 triệu bitcoin tồn tại, khiến nó trở thành một tài sản khan hiếm. Sự khan hiếm này, kết hợp với việc áp dụng và nhu cầu ngày càng tăng, đã góp phần tạo nên danh tiếng của Bitcoin như một kho lưu trữ giá trị và một hàng rào tiềm năng chống lại lạm phát.

Tác động của Bitcoin đã vượt ra ngoài vai trò của nó như một loại tiền kỹ thuật số. Nó đã khơi dậy một cuộc cách mạng công nghệ, truyền cảm hứng cho sự phát triển của nhiều loại tiền điện tử và đặt nền tảng cho toàn bộ công nghệ blockchain. Khái niệm về một hệ thống phi tập trung, minh bạch và chống kiểm duyệt do Bitcoin giới thiệu đã ảnh hưởng đến việc tạo ra các loại tiền điện tử và ứng dụng blockchain thay thế trong các ngành công nghiệp khác nhau.

Bitcoin đã phải đối mặt với nhiều thách thức trong suốt hành trình của mình. Khả năng mở rộng là một vấn đề dai dẳng vì thiết kế ban đầu của mạng Bitcoin đã hạn chế thông lượng giao dịch của nó. Tuy nhiên, những nỗ lực đã được thực hiện để giải quyết thách thức này thông qua các giải pháp như Lightning Network, nhằm mục đích cho phép các giao dịch vi mô nhanh hơn và có khả năng mở rộng hơn.

Bitcoin cũng đã gặp phải những thách thức về quy định và sự giám sát từ các chính phủ trên toàn thế giới. Bản chất phi tập trung và ẩn danh của các giao dịch Bitcoin đã làm dấy lên mối lo ngại về rửa tiền, trốn thuế và các hoạt động bất hợp pháp. Do đó, các khung pháp lý và hướng dẫn liên tục được phát triển để giải quyết những mối lo ngại này và đạt được sự cân bằng giữa đổi mới và tuân thủ.

Bất chấp những thách thức, Bitcoin đã đạt được những cột mốc quan trọng và được công nhận rộng rãi. Nó đã nhận thấy sự chấp nhận ngày càng tăng như một hình thức thanh toán hợp pháp của các doanh nghiệp, tổ chức và cá nhân. Sự biến động của Bitcoin cũng khiến nó trở thành một lựa chọn đầu tư phổ biến, thu hút cả nhà đầu tư bán lẻ và tổ chức đang tìm cách tiếp cận thị trường tiền điện tử.

Mạng cơ sở của Bitcoin và các tính năng chính của nó

  1. Công nghệ chuỗi khối: Mạng cơ sở của Bitcoin dựa trên công nghệ chuỗi khối, một sổ cái phân tán ghi lại tất cả các giao dịch theo trình tự thời gian và không thể thay đổi. Chuỗi khối đảm bảo tính minh bạch, bảo mật và trách nhiệm giải trình bằng cách lưu trữ dữ liệu giao dịch trên mạng lưới các nút.

  2. Cơ chế đồng thuận bằng chứng công việc (PoW): Mạng cơ sở của Bitcoin sử dụng cơ chế đồng thuận PoW để đạt được sự đồng thuận giữa những người tham gia mạng. Những người khai thác cạnh tranh để giải các câu đố toán học phức tạp và người khai thác đầu tiên giải được câu đố sẽ thêm một khối giao dịch mới vào chuỗi khối. Cơ chế này đảm bảo tính toàn vẹn và bảo mật của mạng.

  3. Phân quyền: Mạng cơ sở của Bitcoin được phân cấp, nghĩa là không có cơ quan trung ương nào kiểm soát hoặc chi phối hệ thống. Thay vào đó, các giao dịch và sự đồng thuận được quản lý chung bởi những người tham gia mạng. Sự phân quyền này giúp loại bỏ sự cần thiết của người trung gian và giảm nguy cơ kiểm duyệt và thao túng.

  4. Giao dịch ngang hàng: Bitcoin cho phép thực hiện các giao dịch ngang hàng trực tiếp, cho phép các cá nhân gửi và nhận tiền mà không cần qua trung gian như ngân hàng. Người dùng có thể giao dịch với bất kỳ ai trên toàn cầu, không phân biệt vị trí địa lý hoặc cơ sở hạ tầng ngân hàng truyền thống.

  5. Bảo mật: Mạng cơ sở của Bitcoin cung cấp khả năng bảo mật mạnh mẽ thông qua các kỹ thuật mã hóa. Các giao dịch được bảo mật bằng mật mã khóa công khai, đảm bảo rằng chỉ người nhận dự định mới có thể truy cập vào tiền. Bản chất phi tập trung của mạng và cơ chế đồng thuận PoW cũng giúp mạng có khả năng chống lại các hoạt động hack và lừa đảo cao.

  6. Sổ cái bất biến: Chuỗi khối trong mạng cơ sở của Bitcoin là bất biến, nghĩa là một khi giao dịch được ghi lại trên chuỗi khối, nó không thể bị thay đổi hoặc giả mạo. Tính bất biến này đảm bảo tính toàn vẹn của lịch sử giao dịch và ngăn ngừa chi tiêu gấp đôi.

  7. Nguồn cung hạn chế: Bitcoin có nguồn cung hạn chế, với mức trần tối đa là 21 triệu bitcoin. Sự khan hiếm này được tích hợp vào giao thức mạng cơ sở và giúp duy trì giá trị của tiền điện tử. Nguồn cung hạn chế, kết hợp với nhu cầu ngày càng tăng, đã góp phần tạo nên danh tiếng của Bitcoin như một kho lưu trữ giá trị và tiềm năng phòng ngừa lạm phát.

  8. Tính cuối cùng của giao dịch: Khi một giao dịch được xác nhận và đưa vào một khối, nó sẽ trở thành giao dịch cuối cùng trong mạng Bitcoin. Việc xác nhận yêu cầu nhiều khối tiếp theo được thêm vào chuỗi khối, mang lại mức độ bảo mật và chắc chắn cao cho các giao dịch.

  9. Mạng không được phép: Mạng cơ sở của Bitcoin không được phép, cho phép mọi người tham gia mạng, tham gia khai thác và giao dịch bằng Bitcoin. Sự cởi mở này thúc đẩy tính toàn diện và khả năng tiếp cận, cho phép các cá nhân trên toàn thế giới tham gia vào hệ sinh thái tiền điện tử.

  10. Tiêu thụ năng lượng: Mạng cơ sở của Bitcoin được biết đến với quy trình khai thác tốn nhiều năng lượng. Khi các thợ mỏ cạnh tranh để giải các câu đố tính toán, cần có sức mạnh tính toán đáng kể, tiêu thụ một lượng điện đáng kể. Những nỗ lực đang được thực hiện để khám phá các cơ chế đồng thuận thay thế nhằm giảm mức tiêu thụ năng lượng của mạng.

Cơ chế đồng thuận của Bitcoin: Bằng chứng công việc (PoW)

Nguồn: Cointelegraph

  1. Khái niệm cơ bản: PoW là một câu đố tính toán mà người khai thác phải giải để xác thực và thêm các khối mới vào chuỗi khối Bitcoin. Nó liên quan đến việc tìm một nonce (một số ngẫu nhiên), khi kết hợp với dữ liệu khối khác, sẽ tạo ra giá trị băm đáp ứng các tiêu chí được xác định trước nhất định. Những người khai thác cạnh tranh để tìm ra nonce này và người khai thác đầu tiên giải được câu đố sẽ có quyền thêm khối vào chuỗi khối.

  2. Hàm băm: PoW dựa vào các hàm băm mật mã, chẳng hạn như SHA-256 (Thuật toán băm an toàn 256-bit), lấy đầu vào và tạo ra đầu ra có kích thước cố định gọi là hàm băm. Hàm băm trong Bitcoin đảm bảo rằng ngay cả một thay đổi nhỏ trong dữ liệu đầu vào cũng sẽ dẫn đến giá trị băm hoàn toàn khác. Thuộc tính này đảm bảo tính bất biến và bảo mật của blockchain.

  3. Điều chỉnh độ khó: Độ khó của câu đố PoW được điều chỉnh linh hoạt để duy trì thời gian tạo khối nhất quán. Mạng Bitcoin nhằm mục đích tạo ra một khối mới khoảng 10 phút một lần. Nếu các khối được thêm vào nhanh hơn, độ khó sẽ tăng lên, khiến câu đố trở nên khó hơn. Ngược lại, nếu các khối được thêm vào chậm hơn thì độ khó sẽ giảm đi.

  4. Nút khai thác: Công cụ khai thác là các nút chuyên dụng trong mạng Bitcoin thực hiện tính toán PoW. Họ đầu tư sức mạnh tính toán bằng cách chạy phần mềm khai thác trên máy của mình, cố gắng tìm ra nonce chính xác thỏa mãn câu đố PoW. Những người khai thác cạnh tranh với nhau để giải câu đố và giành quyền thêm một khối mới.

  5. Xác minh khối: Sau khi người khai thác tìm ra giải pháp cho câu đố PoW, họ sẽ truyền khối mới lên mạng. Sau đó, các nút khác trong mạng sẽ xác minh tính hợp lệ của khối bằng cách chạy độc lập tính toán PoW tương tự. Quá trình xác minh này đảm bảo rằng chỉ các khối hợp lệ mới được thêm vào chuỗi khối.

  6. Quy tắc chuỗi dài nhất: Trong trường hợp nhiều người khai thác tìm thấy giải pháp hợp lệ đồng thời, các nhánh tạm thời có thể xảy ra, dẫn đến các chuỗi khối cạnh tranh. Mạng Bitcoin tuân theo “quy tắc chuỗi dài nhất”, quy định rằng chuỗi có công việc tính toán được tích lũy nhiều nhất (chuỗi dài nhất) được coi là chuỗi khối hợp lệ. Quy tắc này giúp duy trì sự đồng thuận và đảm bảo rằng tất cả các nút đều hội tụ trên một phiên bản duy nhất của chuỗi khối.

  7. Bảo mật và khả năng chống lại các cuộc tấn công: PoW cung cấp khả năng bảo mật mạnh mẽ bằng cách làm cho việc thay đổi lịch sử của blockchain trở nên tốn kém về mặt tính toán. Kẻ tấn công muốn sửa đổi một khối sẽ cần phải tính toán lại câu đố PoW cho khối đó và tất cả các khối tiếp theo, việc này ngày càng trở nên khó khăn hơn khi có nhiều khối hơn được thêm vào. Điều này làm cho blockchain có khả năng chống lại các hoạt động độc hại, chẳng hạn như chi tiêu gấp đôi và viết lại lịch sử giao dịch.

  8. Tấn công 51%: Tính bảo mật của mạng Bitcoin phụ thuộc vào giả định rằng những người khai thác trung thực kiểm soát phần lớn sức mạnh tính toán của mạng. Nếu một thực thể hoặc một nhóm thông đồng kiểm soát hơn 50% tổng sức mạnh tính toán của mạng, họ có khả năng thực hiện một cuộc tấn công 51%, cho phép họ sửa đổi các giao dịch, chi tiêu gấp đôi hoặc kiểm duyệt các giao dịch. Tuy nhiên, một cuộc tấn công như vậy trở nên ít khả thi hơn khi sức mạnh tính toán của mạng tăng lên.

  9. Tiêu thụ năng lượng: PoW đòi hỏi một lượng năng lượng tính toán đáng kể, dẫn đến mức tiêu thụ năng lượng cao. Điều này đã làm dấy lên mối lo ngại về tác động môi trường của việc khai thác Bitcoin. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng mức tiêu thụ năng lượng là sự đánh đổi cố hữu để có được mức độ bảo mật mà PoW cung cấp. Ngoài ra, những nỗ lực đang được thực hiện để khám phá các cơ chế đồng thuận thay thế tiết kiệm năng lượng hơn.

  10. Sự phát triển đang diễn ra: Khi mạng Bitcoin phát triển, nghiên cứu và phát triển liên tục nhằm mục đích cải thiện hiệu quả, khả năng mở rộng và tính bền vững của cơ chế đồng thuận PoW. Các đề xuất, chẳng hạn như tích hợp các giải pháp lớp thứ hai như Lightning Network, nhằm mục đích giảm bớt một số thách thức về khả năng mở rộng liên quan đến PoW.

Khai thác và tầm quan trọng của nó trong việc duy trì chuỗi khối Bitcoin

Nguồn: Tỷ giá ngân hàng

  1. Xác thực giao dịch: Công cụ khai thác đóng vai trò quan trọng trong việc xác thực các giao dịch trên mạng Bitcoin. Họ thu thập và xác minh các giao dịch đến, đảm bảo rằng chúng tuân thủ các quy tắc và chính sách của mạng. Quá trình xác thực này bao gồm xác minh chữ ký điện tử, xác nhận rằng người gửi có đủ tiền và kiểm tra mọi hoạt động gian lận tiềm ẩn.

  2. Tạo khối: Người khai thác chịu trách nhiệm tạo các khối mới trong chuỗi khối Bitcoin. Họ thu thập một tập hợp các giao dịch đã được xác thực và đóng gói chúng thành một khối cùng với các thông tin liên quan đến khối khác, chẳng hạn như hàm băm của khối trước đó, dấu thời gian và số nhận dạng duy nhất được gọi là nonce.

  3. Phần cứng khai thác: Việc khai thác yêu cầu phần cứng chuyên dụng được gọi là ASIC (Mạch tích hợp dành riêng cho ứng dụng) được thiết kế đặc biệt cho các yêu cầu tính toán của hoạt động khai thác. Các thiết bị này có hiệu quả cao trong việc thực hiện các phép tính cần thiết để giải các câu đố Bằng chứng công việc (PoW).

  4. Giải câu đố PoW: Người khai thác cạnh tranh để giải câu đố PoW bằng cách tìm một giá trị nonce mà khi kết hợp với dữ liệu khối khác sẽ tạo ra giá trị băm đáp ứng các tiêu chí cụ thể. Quá trình này bao gồm việc băm liên tục dữ liệu khối với các giá trị nonce khác nhau cho đến khi tìm thấy giá trị băm thỏa đáng. Sức mạnh tính toán và tốc độ băm của phần cứng khai thác xác định cơ hội tìm thấy số nonce chính xác của người khai thác.

  5. Điều chỉnh độ khó: Độ khó của các câu đố PoW được điều chỉnh thường xuyên để duy trì thời gian tạo khối nhất quán. Độ khó được đặt theo cách một khối mới được thêm vào chuỗi khối khoảng 10 phút một lần, bất kể tổng sức mạnh tính toán của mạng. Sự điều chỉnh này đảm bảo rằng việc khai thác vẫn còn nhiều thách thức và các khối được thêm vào với tốc độ có thể dự đoán được.

  6. Tuyên truyền khối: Khi người khai thác tìm thấy giải pháp hợp lệ cho câu đố PoW, họ sẽ phát khối mới được khai thác lên mạng. Các nút khác trong mạng nhận khối và xác minh tính hợp lệ của nó một cách độc lập bằng cách chạy các tính toán PoW tương tự. Sự đồng thuận đạt được khi phần lớn các nút của mạng đồng ý về tính hợp lệ của khối.

  7. Phần thưởng khối: Người khai thác được khuyến khích tham gia vào quá trình khai thác thông qua phần thưởng khối. Khi người khai thác khai thác thành công một khối mới, họ sẽ được thưởng một số bitcoin được xác định trước. Phần thưởng này đóng vai trò khuyến khích các thợ mỏ đầu tư sức mạnh tính toán và bảo mật mạng. Ngoài phần thưởng khối, người khai thác cũng có thể kiếm được phí giao dịch có trong khối.

  8. Giảm một nửa Bitcoin: Giảm một nửa Bitcoin là một sự kiện quan trọng xảy ra khoảng bốn năm một lần hoặc sau khi 210.000 khối được khai thác. Trong sự kiện này, phần thưởng cho việc khai thác các khối mới giảm đi một nửa, nghĩa là những người khai thác nhận được ít bitcoin hơn 50% khi xác minh giao dịch. Giảm một nửa Bitcoin là một phần cơ bản trong chính sách tiền tệ của Bitcoin và thường gắn liền với xu hướng tăng giá trên thị trường. Chúng được thiết kế để làm chậm tốc độ tạo ra bitcoin mới, do đó làm giảm nguồn cung và có khả năng thúc đẩy nhu cầu.

  9. Sự khan hiếm có thể lập trình: Sự khan hiếm có thể lập trình đề cập đến giới hạn kỹ thuật số của một nguồn tài nguyên. Trong bối cảnh tiền điện tử như Bitcoin, sự khan hiếm có thể lập trình được là một nguyên tắc cơ bản. Tổng nguồn cung bitcoin có thể tồn tại được giới hạn ở mức 21 triệu, giới hạn do người tạo ra nó đặt ra. Sự khan hiếm này được lập trình vào chính giao thức Bitcoin và được thực thi thông qua quá trình giảm một nửa. Bằng cách tạo ra một tài sản kỹ thuật số với nguồn cung cố định, đã biết, Bitcoin đưa ra khái niệm về sự khan hiếm kỹ thuật số, đóng một vai trò quan trọng trong đề xuất giá trị của nó. Sự khan hiếm này, kết hợp với nhu cầu, góp phần tăng giá Bitcoin.

  10. Nhóm khai thác: Việc khai thác đã trở nên có tính cạnh tranh cao và những người khai thác riêng lẻ thường tham gia các nhóm khai thác để kết hợp sức mạnh tính toán của họ và tăng cơ hội kiếm được phần thưởng. Nhóm khai thác phân phối phần thưởng giữa những người tham gia dựa trên sức mạnh băm đóng góp của họ. Bằng cách tổng hợp các nguồn lực, người khai thác có thể đạt được thu nhập ổn định và có thể dự đoán được hơn từ việc khai thác.

  11. An ninh mạng: Khai thác đóng một vai trò quan trọng trong việc duy trì tính bảo mật của mạng Bitcoin. Bản chất phi tập trung của hoạt động khai thác đảm bảo rằng không một thực thể đơn lẻ nào có thể giành quyền kiểm soát chuỗi khối. Sức mạnh tính toán cần thiết để khai thác các khối mới giúp bảo vệ khỏi các cuộc tấn công, vì tác nhân độc hại ngày càng khó kiểm soát phần lớn tổng sức mạnh tính toán của mạng.

  12. Sự phát triển của khai thác: Theo thời gian, việc khai thác đã phát triển từ việc được tiến hành trên CPU thông thường đến GPU (Bộ xử lý đồ họa) và cuối cùng là ASIC chuyên dụng. Sự phát triển này đã tăng sức mạnh tính toán tổng thể của mạng, khiến nó trở nên an toàn hơn. Tuy nhiên, nó cũng dẫn đến những lo ngại về việc tập trung hóa, vì việc khai thác bằng ASIC tiết kiệm chi phí hơn và khó tiếp cận hơn đối với các thợ mỏ riêng lẻ.

Những thách thức về khả năng mở rộng và phát triển của Bitcoin

Bitcoin, với tư cách là tiền điện tử tiên phong, đã đạt được sự phổ biến và công nhận đáng kể trên toàn thế giới. Tuy nhiên, nó cũng phải đối mặt với những thách thức liên quan đến khả năng mở rộng, hạn chế khả năng xử lý khối lượng giao dịch lớn một cách hiệu quả. Những vấn đề về khả năng mở rộng này phát sinh chủ yếu từ các lựa chọn thiết kế và hạn chế của công nghệ chuỗi khối Bitcoin.

Thách thức về khả năng mở rộng của Bitcoin bắt nguồn từ giới hạn kích thước khối của nó. Mỗi khối trong chuỗi khối Bitcoin có giới hạn kích thước cố định là 1 megabyte (MB). Khi số lượng giao dịch tăng lên, giới hạn kích thước khối này trở thành nút thắt cổ chai, dẫn đến tắc nghẽn và chậm trễ trong quá trình xử lý giao dịch. Với kích thước khối giới hạn, số lượng giao dịch có thể được bao gồm trong mỗi khối bị hạn chế, dẫn đến thời gian xác nhận chậm hơn và phí giao dịch cao hơn trong thời gian mạng hoạt động cao.

Cơ chế đồng thuận của nó, được gọi là Bằng chứng công việc (PoW), cũng góp phần giải quyết các vấn đề về khả năng mở rộng của nó. PoW yêu cầu các thợ mỏ phải cạnh tranh để giải các câu đố toán học phức tạp nhằm xác thực các giao dịch và thêm chúng vào chuỗi khối. Quá trình này tốn nhiều công sức tính toán và tốn thời gian, dẫn đến thời gian tạo khối lâu hơn. Khi số lượng giao dịch tăng lên, thời gian cần thiết để xử lý và xác nhận giao dịch có thể bị trì hoãn đáng kể, làm trầm trọng thêm những thách thức về khả năng mở rộng.

Bản chất phi tập trung của mạng Bitcoin đưa ra những thách thức phối hợp. Vì mọi nút đầy đủ trong mạng phải lưu trữ và xử lý tất cả các giao dịch nên kích thước của blockchain không ngừng tăng lên. Khi blockchain phát triển lớn hơn, yêu cầu của những người tham gia mạng trong việc lưu trữ và truyền tải toàn bộ lịch sử giao dịch trở nên khắt khe hơn, dẫn đến yêu cầu tài nguyên tăng lên và áp lực tập trung tiềm ẩn.

Để giải quyết những vấn đề về khả năng mở rộng này, một số giải pháp đã được đề xuất và thực hiện. Một giải pháp đáng chú ý là triển khai Segregated Witness (SegWit), tách dữ liệu giao dịch khỏi dữ liệu chữ ký, tăng hiệu quả dung lượng khối. SegWit cho phép đưa nhiều giao dịch hơn vào mỗi khối, cải thiện thông lượng và giảm phí giao dịch.

Một giải pháp khác là triển khai Lightning Network, một giải pháp mở rộng quy mô Lớp 2 được xây dựng dựa trên chuỗi khối Bitcoin. Lightning Network cho phép các giao dịch ngoài chuỗi giữa những người tham gia, giảm gánh nặng cho chuỗi khối chính và tăng đáng kể khả năng mở rộng. Bằng cách thực hiện các giao dịch ngoài chuỗi và giải quyết chúng định kỳ trên chuỗi khối Bitcoin, Lightning Network cung cấp các giao dịch tức thời và chi phí thấp.

Những nỗ lực nghiên cứu và phát triển đang diễn ra đang khám phá các cơ chế đồng thuận thay thế, chẳng hạn như Bằng chứng cổ phần (PoS), có khả năng nâng cao khả năng mở rộng bằng cách giảm chi phí tính toán liên quan đến khai thác. Cơ chế đồng thuận PoS, không giống như PoW, dựa vào những người xác thực nắm giữ cổ phần trong mạng và được chọn để tạo các khối mới dựa trên cổ phần của họ, loại bỏ nhu cầu về các hoạt động khai thác sử dụng nhiều tài nguyên.

Những nỗ lực phát triển liên tục nhằm giải quyết những thách thức về khả năng mở rộng của Bitcoin

  1. Lightning Network: Lightning Network là giải pháp Lớp 2 được xây dựng dựa trên chuỗi khối Bitcoin. Nó cho phép các giao dịch ngoài chuỗi nhanh hơn và rẻ hơn bằng cách tạo các kênh thanh toán giữa những người tham gia. Các kênh này cho phép thực hiện khối lượng giao dịch lớn mà không gây gánh nặng cho blockchain chính. Khi Lightning Network trưởng thành, nó có tiềm năng tăng cường đáng kể khả năng mở rộng giao dịch của Bitcoin.

  2. Chữ ký Schnorr: Chữ ký Schnorr là bản nâng cấp giao thức được đề xuất cho Bitcoin mang lại nhiều lợi ích, bao gồm cả khả năng mở rộng được cải thiện. Bằng cách tổng hợp nhiều đầu vào chữ ký thành một chữ ký duy nhất, Chữ ký Schnorr giảm quy mô giao dịch. Việc giảm kích thước giao dịch này làm tăng số lượng giao dịch có thể phù hợp trong một khối, từ đó cải thiện khả năng mở rộng tổng thể của mạng.

  3. Segregated Witness (SegWit): SegWit là bản nâng cấp giao thức đã được triển khai trong mạng Bitcoin. Nó giải quyết vấn đề về khả năng mở rộng bằng cách tách dữ liệu chữ ký giao dịch khỏi khối giao dịch. Sự tách biệt này làm giảm kích thước tổng thể của các giao dịch, cho phép nhiều giao dịch phù hợp hơn trong một khối. SegWit đã giúp tăng khả năng giao dịch và cải thiện khả năng mở rộng cho mạng Bitcoin.

  4. Sidechains: Sidechains là các chuỗi khối độc lập có thể tương tác với chuỗi khối Bitcoin. Chúng cho phép thực hiện các hợp đồng thông minh và tạo ra các ứng dụng mới mà không tạo gánh nặng cho blockchain chính. Sidechain có thể giảm bớt tắc nghẽn trên mạng Bitcoin bằng cách di chuyển một số loại giao dịch nhất định ra khỏi chuỗi trong khi vẫn đảm bảo tính tương thích và bảo mật với chuỗi khối Bitcoin chính.

  5. Taproot dựa trên Schnorr: Taproot là bản nâng cấp được đề xuất kết hợp các lợi ích của Chữ ký Schnorr với khả năng tạo các hợp đồng thông minh phức tạp. Nó tăng cường sự riêng tư, khả năng mở rộng và tính linh hoạt trong các giao dịch Bitcoin bằng cách cho phép tạo ra các giao dịch nhỏ gọn và hiệu quả hơn. Bằng cách giảm quy mô và độ phức tạp của giao dịch, Taproot góp phần cải thiện khả năng mở rộng của mạng Bitcoin.

  6. Phân mảnh: Phân mảnh là một khái niệm được mượn từ cơ sở dữ liệu truyền thống và đề cập đến việc chia chuỗi khối thành các phần nhỏ hơn, dễ quản lý hơn được gọi là phân đoạn. Mỗi phân đoạn có thể xử lý các giao dịch và lưu trữ dữ liệu của nó, giảm gánh nặng cho blockchain chính. Sharding mang lại tiềm năng tăng đáng kể thông lượng giao dịch của mạng Bitcoin, từ đó nâng cao khả năng mở rộng của nó.

  7. Tăng kích thước khối: Tăng giới hạn kích thước khối là một giải pháp được đề xuất khác để nâng cao khả năng mở rộng của Bitcoin. Bằng cách cho phép kích thước khối lớn hơn, nhiều giao dịch hơn có thể được đưa vào mỗi khối, dẫn đến thông lượng giao dịch cao hơn. Tuy nhiên, cách tiếp cận này là chủ đề tranh luận do lo ngại về việc tập trung hóa, tăng yêu cầu về nguồn lực và tác động tiềm tàng đến hiệu suất và phân cấp mạng.

  8. Cải tiến giao thức lớp 1: Các nỗ lực nghiên cứu và phát triển liên tục tập trung vào việc khám phá các cải tiến cấp giao thức khác nhau để nâng cao khả năng mở rộng của mạng Bitcoin. Chúng bao gồm tối ưu hóa các thuật toán xác minh giao dịch, cải thiện đồng bộ hóa mạng và khám phá các cơ chế đồng thuận mới có thể cung cấp thông lượng giao dịch cao hơn mà không ảnh hưởng đến tính bảo mật và phân cấp.

Thứ tự Bitcoin

Nguồn: Ví Ordinals

Số thứ tự bitcoin là một loại tài sản kỹ thuật số mới đang thu hút được sự chú ý trong thế giới tiền điện tử. Chúng là các mã thông báo duy nhất được tạo bằng cách gán một số thứ tự cụ thể cho giao dịch Bitcoin. Nói cách khác, thứ tự Bitcoin là một cách theo dõi thứ tự các giao dịch Bitcoin diễn ra trên blockchain.

Để hiểu thứ tự Bitcoin, điều quan trọng trước tiên là phải hiểu cách thức hoạt động của các giao dịch Bitcoin. Khi ai đó gửi Bitcoin cho người khác, giao dịch sẽ được ghi lại trên blockchain, đây là một sổ cái công khai ghi lại tất cả các giao dịch Bitcoin. Mỗi giao dịch được gán một mã định danh duy nhất gọi là ID giao dịch hoặc TXID.

Thứ tự Bitcoin tiến thêm một bước nữa bằng cách chỉ định một số thứ tự cụ thể cho mỗi giao dịch dựa trên thứ tự mà nó được đưa vào một khối. Ví dụ: giao dịch đầu tiên trong một khối sẽ được gán số thứ tự 1, giao dịch thứ hai sẽ được gán số thứ tự 2, v.v.

Thứ tự Bitcoin được tạo bằng giao thức có tên OP_RETURN, cho phép người dùng nhúng dữ liệu vào giao dịch Bitcoin không liên quan đến việc chuyển Bitcoin. Điều này có nghĩa là các thứ tự Bitcoin có thể được tạo ra mà không ảnh hưởng đến việc chuyển Bitcoin thực tế giữa những người dùng, tạo ra các ứng dụng và tiêu chuẩn mã thông báo mới như NFT và BRC-20 trên mạng Bitcoin.

Điểm nổi bật

  • Bitcoin có ý nghĩa lịch sử với tư cách là loại tiền điện tử phi tập trung đầu tiên, cách mạng hóa bối cảnh tài chính.
  • Mạng cơ sở của Bitcoin cung cấp nền tảng an toàn và minh bạch cho các giao dịch ngang hàng mà không cần trung gian.
  • Bản chất phi tập trung của Bitcoin mang lại khả năng chống kiểm duyệt và chủ quyền tài chính cho người dùng.
  • Cơ chế đồng thuận của Bitcoin, Proof of Work (PoW), đảm bảo tính bảo mật và tính toàn vẹn của chuỗi khối thông qua các câu đố tính toán.
  • Những người khai thác cạnh tranh để giải những câu đố này, xác thực các giao dịch và thêm các khối mới vào chuỗi khối Bitcoin.
  • Sự đồng thuận PoW đòi hỏi sức mạnh tính toán đáng kể, góp phần vào sự mạnh mẽ và khả năng chống lại các cuộc tấn công của Bitcoin.
  • Bitcoin phải đối mặt với những thách thức về khả năng mở rộng do thông lượng giao dịch hạn chế, dẫn đến tắc nghẽn mạng và phí cao.
  • Kích thước ngày càng tăng của blockchain đặt ra những khó khăn về lưu trữ và đồng bộ hóa cho các nhà khai thác nút đầy đủ.
  • Những thách thức phát triển của Bitcoin bao gồm đạt được sự đồng thuận về nâng cấp giao thức và giải quyết các mối lo ngại liên quan đến quyền riêng tư và tính có thể thay thế được.
  • Lightning Network là giải pháp Lớp 2 cho Bitcoin, cho phép các giao dịch ngoài chuỗi nhanh hơn và rẻ hơn.
  • Lightning Network hoạt động thông qua các kênh thanh toán, tạo điều kiện cho các khoản thanh toán vi mô tức thì và tăng khả năng mở rộng của Bitcoin.
  • Nó làm giảm tắc nghẽn trên chuỗi khối Bitcoin trong khi vẫn duy trì sự đảm bảo an ninh của lớp cơ sở.
Отказ от ответственности
* Криптоинвестирование сопряжено со значительными рисками. Будьте осторожны. Курс не является инвестиционным советом.
* Курс создан автором, который присоединился к Gate Learn. Мнение автора может не совпадать с мнением Gate Learn.
Каталог
Урок 2

Bitcoin (BTC): Blockchain lớp 1 đầu tiên

Trong mô-đun này, chúng ta sẽ đi sâu vào thế giới Bitcoin, loại tiền điện tử đầu tiên và nổi tiếng nhất. Chúng ta sẽ khám phá công nghệ đằng sau Bitcoin, bao gồm mạng phi tập trung, cơ chế đồng thuận bằng chứng công việc và quy trình khai thác. Ngoài ra, chúng tôi sẽ kiểm tra các tính năng độc đáo và trường hợp sử dụng của Bitcoin, cũng như các điểm mạnh và hạn chế của nó trong bối cảnh phát triển của tiền điện tử.

Tài liệu tham khảo chính:

Giới thiệu về Bitcoin (BTC)

Bitcoin (BTC) được coi là đồng tiền tiên phong của tiền điện tử phi tập trung, đánh dấu một cột mốc quan trọng trong lịch sử công nghệ tài chính. Được giới thiệu vào năm 2009 bởi một cá nhân hoặc nhóm ẩn danh sử dụng bút danh Satoshi Nakamoto, Bitcoin đã đưa ra một khái niệm đột phá thách thức các hệ thống tài chính truyền thống.

Bitcoin nổi lên như một loại tiền kỹ thuật số phi tập trung được thiết kế để tạo điều kiện thuận lợi cho các giao dịch ngang hàng mà không cần đến các trung gian như ngân hàng hoặc chính phủ. Nó hoạt động trên một mạng lưới máy tính toàn cầu được gọi là nút, trong đó mỗi người tham gia có một bản sao của sổ cái blockchain, đảm bảo tính minh bạch và bảo mật.

Sự ra đời của Bitcoin đã giải quyết những thách thức chính mà các hệ thống tài chính truyền thống phải đối mặt, bao gồm chi tiêu gấp đôi, lạm phát và sự phụ thuộc vào các cơ quan tập trung. Bằng cách sử dụng các kỹ thuật mã hóa, Bitcoin đảm bảo tính toàn vẹn và bảo mật của các giao dịch, giúp nó có khả năng chống gian lận và thao túng.

Tầm quan trọng của Bitcoin nằm ở việc nó giới thiệu một cơ chế đồng thuận mới được gọi là Bằng chứng công việc (PoW). Thông qua PoW, các thợ mỏ cạnh tranh để giải các câu đố toán học phức tạp, xác thực các giao dịch và thêm chúng vào chuỗi khối. Cơ chế này đảm bảo một mạng lưới phi tập trung và an toàn bằng cách yêu cầu người tham gia đầu tư sức mạnh tính toán, khiến việc thực hiện các cuộc tấn công vào mạng là không thực tế về mặt kinh tế.

Nguồn cung Bitcoin hạn chế là một khía cạnh quan trọng khác khiến nó trở nên khác biệt. Sẽ chỉ có 21 triệu bitcoin tồn tại, khiến nó trở thành một tài sản khan hiếm. Sự khan hiếm này, kết hợp với việc áp dụng và nhu cầu ngày càng tăng, đã góp phần tạo nên danh tiếng của Bitcoin như một kho lưu trữ giá trị và một hàng rào tiềm năng chống lại lạm phát.

Tác động của Bitcoin đã vượt ra ngoài vai trò của nó như một loại tiền kỹ thuật số. Nó đã khơi dậy một cuộc cách mạng công nghệ, truyền cảm hứng cho sự phát triển của nhiều loại tiền điện tử và đặt nền tảng cho toàn bộ công nghệ blockchain. Khái niệm về một hệ thống phi tập trung, minh bạch và chống kiểm duyệt do Bitcoin giới thiệu đã ảnh hưởng đến việc tạo ra các loại tiền điện tử và ứng dụng blockchain thay thế trong các ngành công nghiệp khác nhau.

Bitcoin đã phải đối mặt với nhiều thách thức trong suốt hành trình của mình. Khả năng mở rộng là một vấn đề dai dẳng vì thiết kế ban đầu của mạng Bitcoin đã hạn chế thông lượng giao dịch của nó. Tuy nhiên, những nỗ lực đã được thực hiện để giải quyết thách thức này thông qua các giải pháp như Lightning Network, nhằm mục đích cho phép các giao dịch vi mô nhanh hơn và có khả năng mở rộng hơn.

Bitcoin cũng đã gặp phải những thách thức về quy định và sự giám sát từ các chính phủ trên toàn thế giới. Bản chất phi tập trung và ẩn danh của các giao dịch Bitcoin đã làm dấy lên mối lo ngại về rửa tiền, trốn thuế và các hoạt động bất hợp pháp. Do đó, các khung pháp lý và hướng dẫn liên tục được phát triển để giải quyết những mối lo ngại này và đạt được sự cân bằng giữa đổi mới và tuân thủ.

Bất chấp những thách thức, Bitcoin đã đạt được những cột mốc quan trọng và được công nhận rộng rãi. Nó đã nhận thấy sự chấp nhận ngày càng tăng như một hình thức thanh toán hợp pháp của các doanh nghiệp, tổ chức và cá nhân. Sự biến động của Bitcoin cũng khiến nó trở thành một lựa chọn đầu tư phổ biến, thu hút cả nhà đầu tư bán lẻ và tổ chức đang tìm cách tiếp cận thị trường tiền điện tử.

Mạng cơ sở của Bitcoin và các tính năng chính của nó

  1. Công nghệ chuỗi khối: Mạng cơ sở của Bitcoin dựa trên công nghệ chuỗi khối, một sổ cái phân tán ghi lại tất cả các giao dịch theo trình tự thời gian và không thể thay đổi. Chuỗi khối đảm bảo tính minh bạch, bảo mật và trách nhiệm giải trình bằng cách lưu trữ dữ liệu giao dịch trên mạng lưới các nút.

  2. Cơ chế đồng thuận bằng chứng công việc (PoW): Mạng cơ sở của Bitcoin sử dụng cơ chế đồng thuận PoW để đạt được sự đồng thuận giữa những người tham gia mạng. Những người khai thác cạnh tranh để giải các câu đố toán học phức tạp và người khai thác đầu tiên giải được câu đố sẽ thêm một khối giao dịch mới vào chuỗi khối. Cơ chế này đảm bảo tính toàn vẹn và bảo mật của mạng.

  3. Phân quyền: Mạng cơ sở của Bitcoin được phân cấp, nghĩa là không có cơ quan trung ương nào kiểm soát hoặc chi phối hệ thống. Thay vào đó, các giao dịch và sự đồng thuận được quản lý chung bởi những người tham gia mạng. Sự phân quyền này giúp loại bỏ sự cần thiết của người trung gian và giảm nguy cơ kiểm duyệt và thao túng.

  4. Giao dịch ngang hàng: Bitcoin cho phép thực hiện các giao dịch ngang hàng trực tiếp, cho phép các cá nhân gửi và nhận tiền mà không cần qua trung gian như ngân hàng. Người dùng có thể giao dịch với bất kỳ ai trên toàn cầu, không phân biệt vị trí địa lý hoặc cơ sở hạ tầng ngân hàng truyền thống.

  5. Bảo mật: Mạng cơ sở của Bitcoin cung cấp khả năng bảo mật mạnh mẽ thông qua các kỹ thuật mã hóa. Các giao dịch được bảo mật bằng mật mã khóa công khai, đảm bảo rằng chỉ người nhận dự định mới có thể truy cập vào tiền. Bản chất phi tập trung của mạng và cơ chế đồng thuận PoW cũng giúp mạng có khả năng chống lại các hoạt động hack và lừa đảo cao.

  6. Sổ cái bất biến: Chuỗi khối trong mạng cơ sở của Bitcoin là bất biến, nghĩa là một khi giao dịch được ghi lại trên chuỗi khối, nó không thể bị thay đổi hoặc giả mạo. Tính bất biến này đảm bảo tính toàn vẹn của lịch sử giao dịch và ngăn ngừa chi tiêu gấp đôi.

  7. Nguồn cung hạn chế: Bitcoin có nguồn cung hạn chế, với mức trần tối đa là 21 triệu bitcoin. Sự khan hiếm này được tích hợp vào giao thức mạng cơ sở và giúp duy trì giá trị của tiền điện tử. Nguồn cung hạn chế, kết hợp với nhu cầu ngày càng tăng, đã góp phần tạo nên danh tiếng của Bitcoin như một kho lưu trữ giá trị và tiềm năng phòng ngừa lạm phát.

  8. Tính cuối cùng của giao dịch: Khi một giao dịch được xác nhận và đưa vào một khối, nó sẽ trở thành giao dịch cuối cùng trong mạng Bitcoin. Việc xác nhận yêu cầu nhiều khối tiếp theo được thêm vào chuỗi khối, mang lại mức độ bảo mật và chắc chắn cao cho các giao dịch.

  9. Mạng không được phép: Mạng cơ sở của Bitcoin không được phép, cho phép mọi người tham gia mạng, tham gia khai thác và giao dịch bằng Bitcoin. Sự cởi mở này thúc đẩy tính toàn diện và khả năng tiếp cận, cho phép các cá nhân trên toàn thế giới tham gia vào hệ sinh thái tiền điện tử.

  10. Tiêu thụ năng lượng: Mạng cơ sở của Bitcoin được biết đến với quy trình khai thác tốn nhiều năng lượng. Khi các thợ mỏ cạnh tranh để giải các câu đố tính toán, cần có sức mạnh tính toán đáng kể, tiêu thụ một lượng điện đáng kể. Những nỗ lực đang được thực hiện để khám phá các cơ chế đồng thuận thay thế nhằm giảm mức tiêu thụ năng lượng của mạng.

Cơ chế đồng thuận của Bitcoin: Bằng chứng công việc (PoW)

Nguồn: Cointelegraph

  1. Khái niệm cơ bản: PoW là một câu đố tính toán mà người khai thác phải giải để xác thực và thêm các khối mới vào chuỗi khối Bitcoin. Nó liên quan đến việc tìm một nonce (một số ngẫu nhiên), khi kết hợp với dữ liệu khối khác, sẽ tạo ra giá trị băm đáp ứng các tiêu chí được xác định trước nhất định. Những người khai thác cạnh tranh để tìm ra nonce này và người khai thác đầu tiên giải được câu đố sẽ có quyền thêm khối vào chuỗi khối.

  2. Hàm băm: PoW dựa vào các hàm băm mật mã, chẳng hạn như SHA-256 (Thuật toán băm an toàn 256-bit), lấy đầu vào và tạo ra đầu ra có kích thước cố định gọi là hàm băm. Hàm băm trong Bitcoin đảm bảo rằng ngay cả một thay đổi nhỏ trong dữ liệu đầu vào cũng sẽ dẫn đến giá trị băm hoàn toàn khác. Thuộc tính này đảm bảo tính bất biến và bảo mật của blockchain.

  3. Điều chỉnh độ khó: Độ khó của câu đố PoW được điều chỉnh linh hoạt để duy trì thời gian tạo khối nhất quán. Mạng Bitcoin nhằm mục đích tạo ra một khối mới khoảng 10 phút một lần. Nếu các khối được thêm vào nhanh hơn, độ khó sẽ tăng lên, khiến câu đố trở nên khó hơn. Ngược lại, nếu các khối được thêm vào chậm hơn thì độ khó sẽ giảm đi.

  4. Nút khai thác: Công cụ khai thác là các nút chuyên dụng trong mạng Bitcoin thực hiện tính toán PoW. Họ đầu tư sức mạnh tính toán bằng cách chạy phần mềm khai thác trên máy của mình, cố gắng tìm ra nonce chính xác thỏa mãn câu đố PoW. Những người khai thác cạnh tranh với nhau để giải câu đố và giành quyền thêm một khối mới.

  5. Xác minh khối: Sau khi người khai thác tìm ra giải pháp cho câu đố PoW, họ sẽ truyền khối mới lên mạng. Sau đó, các nút khác trong mạng sẽ xác minh tính hợp lệ của khối bằng cách chạy độc lập tính toán PoW tương tự. Quá trình xác minh này đảm bảo rằng chỉ các khối hợp lệ mới được thêm vào chuỗi khối.

  6. Quy tắc chuỗi dài nhất: Trong trường hợp nhiều người khai thác tìm thấy giải pháp hợp lệ đồng thời, các nhánh tạm thời có thể xảy ra, dẫn đến các chuỗi khối cạnh tranh. Mạng Bitcoin tuân theo “quy tắc chuỗi dài nhất”, quy định rằng chuỗi có công việc tính toán được tích lũy nhiều nhất (chuỗi dài nhất) được coi là chuỗi khối hợp lệ. Quy tắc này giúp duy trì sự đồng thuận và đảm bảo rằng tất cả các nút đều hội tụ trên một phiên bản duy nhất của chuỗi khối.

  7. Bảo mật và khả năng chống lại các cuộc tấn công: PoW cung cấp khả năng bảo mật mạnh mẽ bằng cách làm cho việc thay đổi lịch sử của blockchain trở nên tốn kém về mặt tính toán. Kẻ tấn công muốn sửa đổi một khối sẽ cần phải tính toán lại câu đố PoW cho khối đó và tất cả các khối tiếp theo, việc này ngày càng trở nên khó khăn hơn khi có nhiều khối hơn được thêm vào. Điều này làm cho blockchain có khả năng chống lại các hoạt động độc hại, chẳng hạn như chi tiêu gấp đôi và viết lại lịch sử giao dịch.

  8. Tấn công 51%: Tính bảo mật của mạng Bitcoin phụ thuộc vào giả định rằng những người khai thác trung thực kiểm soát phần lớn sức mạnh tính toán của mạng. Nếu một thực thể hoặc một nhóm thông đồng kiểm soát hơn 50% tổng sức mạnh tính toán của mạng, họ có khả năng thực hiện một cuộc tấn công 51%, cho phép họ sửa đổi các giao dịch, chi tiêu gấp đôi hoặc kiểm duyệt các giao dịch. Tuy nhiên, một cuộc tấn công như vậy trở nên ít khả thi hơn khi sức mạnh tính toán của mạng tăng lên.

  9. Tiêu thụ năng lượng: PoW đòi hỏi một lượng năng lượng tính toán đáng kể, dẫn đến mức tiêu thụ năng lượng cao. Điều này đã làm dấy lên mối lo ngại về tác động môi trường của việc khai thác Bitcoin. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng mức tiêu thụ năng lượng là sự đánh đổi cố hữu để có được mức độ bảo mật mà PoW cung cấp. Ngoài ra, những nỗ lực đang được thực hiện để khám phá các cơ chế đồng thuận thay thế tiết kiệm năng lượng hơn.

  10. Sự phát triển đang diễn ra: Khi mạng Bitcoin phát triển, nghiên cứu và phát triển liên tục nhằm mục đích cải thiện hiệu quả, khả năng mở rộng và tính bền vững của cơ chế đồng thuận PoW. Các đề xuất, chẳng hạn như tích hợp các giải pháp lớp thứ hai như Lightning Network, nhằm mục đích giảm bớt một số thách thức về khả năng mở rộng liên quan đến PoW.

Khai thác và tầm quan trọng của nó trong việc duy trì chuỗi khối Bitcoin

Nguồn: Tỷ giá ngân hàng

  1. Xác thực giao dịch: Công cụ khai thác đóng vai trò quan trọng trong việc xác thực các giao dịch trên mạng Bitcoin. Họ thu thập và xác minh các giao dịch đến, đảm bảo rằng chúng tuân thủ các quy tắc và chính sách của mạng. Quá trình xác thực này bao gồm xác minh chữ ký điện tử, xác nhận rằng người gửi có đủ tiền và kiểm tra mọi hoạt động gian lận tiềm ẩn.

  2. Tạo khối: Người khai thác chịu trách nhiệm tạo các khối mới trong chuỗi khối Bitcoin. Họ thu thập một tập hợp các giao dịch đã được xác thực và đóng gói chúng thành một khối cùng với các thông tin liên quan đến khối khác, chẳng hạn như hàm băm của khối trước đó, dấu thời gian và số nhận dạng duy nhất được gọi là nonce.

  3. Phần cứng khai thác: Việc khai thác yêu cầu phần cứng chuyên dụng được gọi là ASIC (Mạch tích hợp dành riêng cho ứng dụng) được thiết kế đặc biệt cho các yêu cầu tính toán của hoạt động khai thác. Các thiết bị này có hiệu quả cao trong việc thực hiện các phép tính cần thiết để giải các câu đố Bằng chứng công việc (PoW).

  4. Giải câu đố PoW: Người khai thác cạnh tranh để giải câu đố PoW bằng cách tìm một giá trị nonce mà khi kết hợp với dữ liệu khối khác sẽ tạo ra giá trị băm đáp ứng các tiêu chí cụ thể. Quá trình này bao gồm việc băm liên tục dữ liệu khối với các giá trị nonce khác nhau cho đến khi tìm thấy giá trị băm thỏa đáng. Sức mạnh tính toán và tốc độ băm của phần cứng khai thác xác định cơ hội tìm thấy số nonce chính xác của người khai thác.

  5. Điều chỉnh độ khó: Độ khó của các câu đố PoW được điều chỉnh thường xuyên để duy trì thời gian tạo khối nhất quán. Độ khó được đặt theo cách một khối mới được thêm vào chuỗi khối khoảng 10 phút một lần, bất kể tổng sức mạnh tính toán của mạng. Sự điều chỉnh này đảm bảo rằng việc khai thác vẫn còn nhiều thách thức và các khối được thêm vào với tốc độ có thể dự đoán được.

  6. Tuyên truyền khối: Khi người khai thác tìm thấy giải pháp hợp lệ cho câu đố PoW, họ sẽ phát khối mới được khai thác lên mạng. Các nút khác trong mạng nhận khối và xác minh tính hợp lệ của nó một cách độc lập bằng cách chạy các tính toán PoW tương tự. Sự đồng thuận đạt được khi phần lớn các nút của mạng đồng ý về tính hợp lệ của khối.

  7. Phần thưởng khối: Người khai thác được khuyến khích tham gia vào quá trình khai thác thông qua phần thưởng khối. Khi người khai thác khai thác thành công một khối mới, họ sẽ được thưởng một số bitcoin được xác định trước. Phần thưởng này đóng vai trò khuyến khích các thợ mỏ đầu tư sức mạnh tính toán và bảo mật mạng. Ngoài phần thưởng khối, người khai thác cũng có thể kiếm được phí giao dịch có trong khối.

  8. Giảm một nửa Bitcoin: Giảm một nửa Bitcoin là một sự kiện quan trọng xảy ra khoảng bốn năm một lần hoặc sau khi 210.000 khối được khai thác. Trong sự kiện này, phần thưởng cho việc khai thác các khối mới giảm đi một nửa, nghĩa là những người khai thác nhận được ít bitcoin hơn 50% khi xác minh giao dịch. Giảm một nửa Bitcoin là một phần cơ bản trong chính sách tiền tệ của Bitcoin và thường gắn liền với xu hướng tăng giá trên thị trường. Chúng được thiết kế để làm chậm tốc độ tạo ra bitcoin mới, do đó làm giảm nguồn cung và có khả năng thúc đẩy nhu cầu.

  9. Sự khan hiếm có thể lập trình: Sự khan hiếm có thể lập trình đề cập đến giới hạn kỹ thuật số của một nguồn tài nguyên. Trong bối cảnh tiền điện tử như Bitcoin, sự khan hiếm có thể lập trình được là một nguyên tắc cơ bản. Tổng nguồn cung bitcoin có thể tồn tại được giới hạn ở mức 21 triệu, giới hạn do người tạo ra nó đặt ra. Sự khan hiếm này được lập trình vào chính giao thức Bitcoin và được thực thi thông qua quá trình giảm một nửa. Bằng cách tạo ra một tài sản kỹ thuật số với nguồn cung cố định, đã biết, Bitcoin đưa ra khái niệm về sự khan hiếm kỹ thuật số, đóng một vai trò quan trọng trong đề xuất giá trị của nó. Sự khan hiếm này, kết hợp với nhu cầu, góp phần tăng giá Bitcoin.

  10. Nhóm khai thác: Việc khai thác đã trở nên có tính cạnh tranh cao và những người khai thác riêng lẻ thường tham gia các nhóm khai thác để kết hợp sức mạnh tính toán của họ và tăng cơ hội kiếm được phần thưởng. Nhóm khai thác phân phối phần thưởng giữa những người tham gia dựa trên sức mạnh băm đóng góp của họ. Bằng cách tổng hợp các nguồn lực, người khai thác có thể đạt được thu nhập ổn định và có thể dự đoán được hơn từ việc khai thác.

  11. An ninh mạng: Khai thác đóng một vai trò quan trọng trong việc duy trì tính bảo mật của mạng Bitcoin. Bản chất phi tập trung của hoạt động khai thác đảm bảo rằng không một thực thể đơn lẻ nào có thể giành quyền kiểm soát chuỗi khối. Sức mạnh tính toán cần thiết để khai thác các khối mới giúp bảo vệ khỏi các cuộc tấn công, vì tác nhân độc hại ngày càng khó kiểm soát phần lớn tổng sức mạnh tính toán của mạng.

  12. Sự phát triển của khai thác: Theo thời gian, việc khai thác đã phát triển từ việc được tiến hành trên CPU thông thường đến GPU (Bộ xử lý đồ họa) và cuối cùng là ASIC chuyên dụng. Sự phát triển này đã tăng sức mạnh tính toán tổng thể của mạng, khiến nó trở nên an toàn hơn. Tuy nhiên, nó cũng dẫn đến những lo ngại về việc tập trung hóa, vì việc khai thác bằng ASIC tiết kiệm chi phí hơn và khó tiếp cận hơn đối với các thợ mỏ riêng lẻ.

Những thách thức về khả năng mở rộng và phát triển của Bitcoin

Bitcoin, với tư cách là tiền điện tử tiên phong, đã đạt được sự phổ biến và công nhận đáng kể trên toàn thế giới. Tuy nhiên, nó cũng phải đối mặt với những thách thức liên quan đến khả năng mở rộng, hạn chế khả năng xử lý khối lượng giao dịch lớn một cách hiệu quả. Những vấn đề về khả năng mở rộng này phát sinh chủ yếu từ các lựa chọn thiết kế và hạn chế của công nghệ chuỗi khối Bitcoin.

Thách thức về khả năng mở rộng của Bitcoin bắt nguồn từ giới hạn kích thước khối của nó. Mỗi khối trong chuỗi khối Bitcoin có giới hạn kích thước cố định là 1 megabyte (MB). Khi số lượng giao dịch tăng lên, giới hạn kích thước khối này trở thành nút thắt cổ chai, dẫn đến tắc nghẽn và chậm trễ trong quá trình xử lý giao dịch. Với kích thước khối giới hạn, số lượng giao dịch có thể được bao gồm trong mỗi khối bị hạn chế, dẫn đến thời gian xác nhận chậm hơn và phí giao dịch cao hơn trong thời gian mạng hoạt động cao.

Cơ chế đồng thuận của nó, được gọi là Bằng chứng công việc (PoW), cũng góp phần giải quyết các vấn đề về khả năng mở rộng của nó. PoW yêu cầu các thợ mỏ phải cạnh tranh để giải các câu đố toán học phức tạp nhằm xác thực các giao dịch và thêm chúng vào chuỗi khối. Quá trình này tốn nhiều công sức tính toán và tốn thời gian, dẫn đến thời gian tạo khối lâu hơn. Khi số lượng giao dịch tăng lên, thời gian cần thiết để xử lý và xác nhận giao dịch có thể bị trì hoãn đáng kể, làm trầm trọng thêm những thách thức về khả năng mở rộng.

Bản chất phi tập trung của mạng Bitcoin đưa ra những thách thức phối hợp. Vì mọi nút đầy đủ trong mạng phải lưu trữ và xử lý tất cả các giao dịch nên kích thước của blockchain không ngừng tăng lên. Khi blockchain phát triển lớn hơn, yêu cầu của những người tham gia mạng trong việc lưu trữ và truyền tải toàn bộ lịch sử giao dịch trở nên khắt khe hơn, dẫn đến yêu cầu tài nguyên tăng lên và áp lực tập trung tiềm ẩn.

Để giải quyết những vấn đề về khả năng mở rộng này, một số giải pháp đã được đề xuất và thực hiện. Một giải pháp đáng chú ý là triển khai Segregated Witness (SegWit), tách dữ liệu giao dịch khỏi dữ liệu chữ ký, tăng hiệu quả dung lượng khối. SegWit cho phép đưa nhiều giao dịch hơn vào mỗi khối, cải thiện thông lượng và giảm phí giao dịch.

Một giải pháp khác là triển khai Lightning Network, một giải pháp mở rộng quy mô Lớp 2 được xây dựng dựa trên chuỗi khối Bitcoin. Lightning Network cho phép các giao dịch ngoài chuỗi giữa những người tham gia, giảm gánh nặng cho chuỗi khối chính và tăng đáng kể khả năng mở rộng. Bằng cách thực hiện các giao dịch ngoài chuỗi và giải quyết chúng định kỳ trên chuỗi khối Bitcoin, Lightning Network cung cấp các giao dịch tức thời và chi phí thấp.

Những nỗ lực nghiên cứu và phát triển đang diễn ra đang khám phá các cơ chế đồng thuận thay thế, chẳng hạn như Bằng chứng cổ phần (PoS), có khả năng nâng cao khả năng mở rộng bằng cách giảm chi phí tính toán liên quan đến khai thác. Cơ chế đồng thuận PoS, không giống như PoW, dựa vào những người xác thực nắm giữ cổ phần trong mạng và được chọn để tạo các khối mới dựa trên cổ phần của họ, loại bỏ nhu cầu về các hoạt động khai thác sử dụng nhiều tài nguyên.

Những nỗ lực phát triển liên tục nhằm giải quyết những thách thức về khả năng mở rộng của Bitcoin

  1. Lightning Network: Lightning Network là giải pháp Lớp 2 được xây dựng dựa trên chuỗi khối Bitcoin. Nó cho phép các giao dịch ngoài chuỗi nhanh hơn và rẻ hơn bằng cách tạo các kênh thanh toán giữa những người tham gia. Các kênh này cho phép thực hiện khối lượng giao dịch lớn mà không gây gánh nặng cho blockchain chính. Khi Lightning Network trưởng thành, nó có tiềm năng tăng cường đáng kể khả năng mở rộng giao dịch của Bitcoin.

  2. Chữ ký Schnorr: Chữ ký Schnorr là bản nâng cấp giao thức được đề xuất cho Bitcoin mang lại nhiều lợi ích, bao gồm cả khả năng mở rộng được cải thiện. Bằng cách tổng hợp nhiều đầu vào chữ ký thành một chữ ký duy nhất, Chữ ký Schnorr giảm quy mô giao dịch. Việc giảm kích thước giao dịch này làm tăng số lượng giao dịch có thể phù hợp trong một khối, từ đó cải thiện khả năng mở rộng tổng thể của mạng.

  3. Segregated Witness (SegWit): SegWit là bản nâng cấp giao thức đã được triển khai trong mạng Bitcoin. Nó giải quyết vấn đề về khả năng mở rộng bằng cách tách dữ liệu chữ ký giao dịch khỏi khối giao dịch. Sự tách biệt này làm giảm kích thước tổng thể của các giao dịch, cho phép nhiều giao dịch phù hợp hơn trong một khối. SegWit đã giúp tăng khả năng giao dịch và cải thiện khả năng mở rộng cho mạng Bitcoin.

  4. Sidechains: Sidechains là các chuỗi khối độc lập có thể tương tác với chuỗi khối Bitcoin. Chúng cho phép thực hiện các hợp đồng thông minh và tạo ra các ứng dụng mới mà không tạo gánh nặng cho blockchain chính. Sidechain có thể giảm bớt tắc nghẽn trên mạng Bitcoin bằng cách di chuyển một số loại giao dịch nhất định ra khỏi chuỗi trong khi vẫn đảm bảo tính tương thích và bảo mật với chuỗi khối Bitcoin chính.

  5. Taproot dựa trên Schnorr: Taproot là bản nâng cấp được đề xuất kết hợp các lợi ích của Chữ ký Schnorr với khả năng tạo các hợp đồng thông minh phức tạp. Nó tăng cường sự riêng tư, khả năng mở rộng và tính linh hoạt trong các giao dịch Bitcoin bằng cách cho phép tạo ra các giao dịch nhỏ gọn và hiệu quả hơn. Bằng cách giảm quy mô và độ phức tạp của giao dịch, Taproot góp phần cải thiện khả năng mở rộng của mạng Bitcoin.

  6. Phân mảnh: Phân mảnh là một khái niệm được mượn từ cơ sở dữ liệu truyền thống và đề cập đến việc chia chuỗi khối thành các phần nhỏ hơn, dễ quản lý hơn được gọi là phân đoạn. Mỗi phân đoạn có thể xử lý các giao dịch và lưu trữ dữ liệu của nó, giảm gánh nặng cho blockchain chính. Sharding mang lại tiềm năng tăng đáng kể thông lượng giao dịch của mạng Bitcoin, từ đó nâng cao khả năng mở rộng của nó.

  7. Tăng kích thước khối: Tăng giới hạn kích thước khối là một giải pháp được đề xuất khác để nâng cao khả năng mở rộng của Bitcoin. Bằng cách cho phép kích thước khối lớn hơn, nhiều giao dịch hơn có thể được đưa vào mỗi khối, dẫn đến thông lượng giao dịch cao hơn. Tuy nhiên, cách tiếp cận này là chủ đề tranh luận do lo ngại về việc tập trung hóa, tăng yêu cầu về nguồn lực và tác động tiềm tàng đến hiệu suất và phân cấp mạng.

  8. Cải tiến giao thức lớp 1: Các nỗ lực nghiên cứu và phát triển liên tục tập trung vào việc khám phá các cải tiến cấp giao thức khác nhau để nâng cao khả năng mở rộng của mạng Bitcoin. Chúng bao gồm tối ưu hóa các thuật toán xác minh giao dịch, cải thiện đồng bộ hóa mạng và khám phá các cơ chế đồng thuận mới có thể cung cấp thông lượng giao dịch cao hơn mà không ảnh hưởng đến tính bảo mật và phân cấp.

Thứ tự Bitcoin

Nguồn: Ví Ordinals

Số thứ tự bitcoin là một loại tài sản kỹ thuật số mới đang thu hút được sự chú ý trong thế giới tiền điện tử. Chúng là các mã thông báo duy nhất được tạo bằng cách gán một số thứ tự cụ thể cho giao dịch Bitcoin. Nói cách khác, thứ tự Bitcoin là một cách theo dõi thứ tự các giao dịch Bitcoin diễn ra trên blockchain.

Để hiểu thứ tự Bitcoin, điều quan trọng trước tiên là phải hiểu cách thức hoạt động của các giao dịch Bitcoin. Khi ai đó gửi Bitcoin cho người khác, giao dịch sẽ được ghi lại trên blockchain, đây là một sổ cái công khai ghi lại tất cả các giao dịch Bitcoin. Mỗi giao dịch được gán một mã định danh duy nhất gọi là ID giao dịch hoặc TXID.

Thứ tự Bitcoin tiến thêm một bước nữa bằng cách chỉ định một số thứ tự cụ thể cho mỗi giao dịch dựa trên thứ tự mà nó được đưa vào một khối. Ví dụ: giao dịch đầu tiên trong một khối sẽ được gán số thứ tự 1, giao dịch thứ hai sẽ được gán số thứ tự 2, v.v.

Thứ tự Bitcoin được tạo bằng giao thức có tên OP_RETURN, cho phép người dùng nhúng dữ liệu vào giao dịch Bitcoin không liên quan đến việc chuyển Bitcoin. Điều này có nghĩa là các thứ tự Bitcoin có thể được tạo ra mà không ảnh hưởng đến việc chuyển Bitcoin thực tế giữa những người dùng, tạo ra các ứng dụng và tiêu chuẩn mã thông báo mới như NFT và BRC-20 trên mạng Bitcoin.

Điểm nổi bật

  • Bitcoin có ý nghĩa lịch sử với tư cách là loại tiền điện tử phi tập trung đầu tiên, cách mạng hóa bối cảnh tài chính.
  • Mạng cơ sở của Bitcoin cung cấp nền tảng an toàn và minh bạch cho các giao dịch ngang hàng mà không cần trung gian.
  • Bản chất phi tập trung của Bitcoin mang lại khả năng chống kiểm duyệt và chủ quyền tài chính cho người dùng.
  • Cơ chế đồng thuận của Bitcoin, Proof of Work (PoW), đảm bảo tính bảo mật và tính toàn vẹn của chuỗi khối thông qua các câu đố tính toán.
  • Những người khai thác cạnh tranh để giải những câu đố này, xác thực các giao dịch và thêm các khối mới vào chuỗi khối Bitcoin.
  • Sự đồng thuận PoW đòi hỏi sức mạnh tính toán đáng kể, góp phần vào sự mạnh mẽ và khả năng chống lại các cuộc tấn công của Bitcoin.
  • Bitcoin phải đối mặt với những thách thức về khả năng mở rộng do thông lượng giao dịch hạn chế, dẫn đến tắc nghẽn mạng và phí cao.
  • Kích thước ngày càng tăng của blockchain đặt ra những khó khăn về lưu trữ và đồng bộ hóa cho các nhà khai thác nút đầy đủ.
  • Những thách thức phát triển của Bitcoin bao gồm đạt được sự đồng thuận về nâng cấp giao thức và giải quyết các mối lo ngại liên quan đến quyền riêng tư và tính có thể thay thế được.
  • Lightning Network là giải pháp Lớp 2 cho Bitcoin, cho phép các giao dịch ngoài chuỗi nhanh hơn và rẻ hơn.
  • Lightning Network hoạt động thông qua các kênh thanh toán, tạo điều kiện cho các khoản thanh toán vi mô tức thì và tăng khả năng mở rộng của Bitcoin.
  • Nó làm giảm tắc nghẽn trên chuỗi khối Bitcoin trong khi vẫn duy trì sự đảm bảo an ninh của lớp cơ sở.
Отказ от ответственности
* Криптоинвестирование сопряжено со значительными рисками. Будьте осторожны. Курс не является инвестиционным советом.
* Курс создан автором, который присоединился к Gate Learn. Мнение автора может не совпадать с мнением Gate Learn.