Nguyên tắc cơ bản về cách thức hoạt động của Bitcoin

tiêu đề phụ

Bitcoin có thể gửi các giao dịch và đưa chúng vào một chuỗi khối công khai hoạt động như một sổ cái. Bitcoin có giá trị và chúng tôi có thể chắc chắn rằng các giao dịch có trong sổ cái là hợp pháp. Do quy mô của mạng Bitcoin, chúng tôi có thể chắc chắn rằng các giao dịch này không phải là gian lận. Bài viết này sẽ giải thích cách các mạng phi tập trung khuyến khích các tác nhân độc lập tổ chức và tạo các giao dịch hợp pháp trên chuỗi khối.

tiêu đề phụ

phần mềm phi tập trung

Một máy tính được tạo thành từ bộ nhớ và sức mạnh xử lý. Bộ nhớ được lưu trữ thông tin và sức mạnh xử lý là khả năng chuyển đổi đầu vào thành đầu ra. Phần mềm bao gồm các quy tắc mà máy tính được yêu cầu tuân theo. Một máy tính nhận đầu vào, áp dụng các quy tắc được cung cấp và tạo đầu ra.

Bitcoin cũng là phần mềm, nhưng bản chất của nó khác với những gì chúng ta quen dùng vì nó được phân cấp. Hầu hết các phần mềm mà chúng ta quen thuộc đều sử dụng mạng tập trung để hoạt động. Hãy xem xét Facebook và cách nó hoạt động. Khi bạn đăng nhập để tạo tài khoản, thông tin của bạn sẽ được tải lên một trong nhiều máy tính mà Facebook sử dụng để lưu trữ thông tin người dùng. Mỗi khi bạn đăng hoặc nhận xét, thông tin này sẽ được thêm vào máy tính của bạn. Nếu Giám đốc điều hành muốn xóa hoặc thay đổi thông tin của bạn, thì ông ấy sẽ gọi cho người quản lý máy tính, cung cấp cho ông ấy tên của bạn và cho ông ấy biết phải làm gì với thông tin đó. Tất cả điều này là có thể bởi vì Facebook là một công ty tập trung.

Hầu hết các công ty mà chúng ta quen thuộc đều hoạt động theo kiểu tập trung. Giám đốc điều hành có thể thực hiện những thay đổi này chỉ bằng một cuộc gọi điện thoại, điều này cho phép công ty hoạt động hiệu quả. Để đổi lấy hiệu quả này, các bên liên quan của công ty (nhân viên, cổ đông và khách hàng) phải tin tưởng rằng CEO đang làm những gì tốt nhất cho tất cả họ. Nói một cách đại khái, Giám đốc điều hành của một công ty có thể ban hành các thay đổi mà không cần sự nhất trí của các bên liên quan, điều này cho phép công ty phản ứng linh hoạt trong một thị trường cạnh tranh cao.

Ngược lại là một nhóm phi tập trung, nơi các quyết định được đưa ra thông qua sự đồng thuận giữa một nhóm người tham gia. Ở dạng thuần túy nhất, hệ thống không yêu cầu sự tin tưởng vào cơ quan trung ương, vì mong muốn của các bên liên quan luôn được đáp ứng. Quá trình này không hiệu quả nhưng cần thiết cho các hoạt động có nguy cơ rủi ro đạo đức cao.

Thời đại điện toán đã làm cho các hệ thống phi tập trung trở nên khả thi và khả năng truyền thông tin ở tốc độ gần bằng tốc độ ánh sáng đã làm cho yêu cầu phi tập trung trở nên ít khó khăn hơn. Phần mềm trở thành phương tiện lý tưởng để phân quyền. Với sự tiến bộ của công nghệ điện toán, một ý tưởng mới đã xuất hiện, giờ đây có thể được phân cấp nhưng vẫn khả thi về mặt hoạt động.

Thỏa thuận hoạt động bằng cách chạy, phần mềm là nguồn mở, mọi người đều có một bản sao của mã và họ có thể thay đổi nó theo bất kỳ cách nào. Nhưng nếu một người thay đổi mã của họ quá nhiều, họ có thể không tương tác được với mã của người khác. Mọi người đều có thể tự do thay đổi mã của mình theo ý muốn, nhưng các quy tắc tuân theo là những quy tắc mà phần lớn mạng chọn tuân theo. Bất kỳ ai không muốn tuân theo các quy tắc này đều có thể thay đổi mã của họ, nhưng điều đó có nghĩa là họ chỉ có thể tương tác với những người khác cũng đã thực hiện thay đổi đó. Nói một cách đơn giản, nếu ai đó muốn thay đổi phần mềm Bitcoin, thì họ cần thuyết phục phần lớn những người tham gia làm điều tương tự. Nếu họ không thể, Bitcoin sẽ không thay đổi.

tiêu đề phụ

mạng bitcoin

Các nút tham gia vào mạng thông qua ba chức năng chính: định tuyến, xác minh và khai thác. Khi một nút nghe thấy một giao dịch, nó sẽ xác minh giao dịch bằng cách kiểm tra xem người gửi có đủ bitcoin để chi tiêu hay không, liệu họ đã chi những bitcoin đó ở nơi khác hay chưa và chữ ký của họ có khớp với địa chỉ giao dịch hay không. Nếu tất cả các kiểm tra đều thành công, nút sẽ chuyển tiếp giao dịch đến các nút khác, nhưng nếu không, nút sẽ quên giao dịch đó. Các nút khai thác không chỉ xác thực và định tuyến mà còn thêm các giao dịch vào nhóm lưu trữ của chúng và cố gắng ghi lại bản sao của nhóm lưu trữ trên chuỗi khối bằng cách giải một câu đố tính toán (bằng chứng công việc).

tiêu đề phụ

quá trình khai thác

Để một khối mới được khai thác và đưa vào chuỗi khối, một nút khai thác phải giải được câu đố tính toán bằng chứng công việc (PoW). Thuật toán chứng minh công việc được giải quyết bằng cách tạo một hàm băm của các mục nhập tiêu đề khối bên dưới mục tiêu độ khó. Vì đầu ra của hàm băm là ngẫu nhiên nên cách duy nhất để tạo ra một số đủ thấp là tiếp tục đoán. Mục tiêu độ khó được sử dụng để tăng hoặc giảm cơ hội người khai thác giải được thuật toán bằng chứng công việc. Mục tiêu độ khó càng thấp thì càng khó giải vì phạm vi các câu trả lời có thể có càng nhỏ.

Xem lại tiêu đề khối trước đó:

Tiêu đề khối có dấu thời gian, mục tiêu độ khó và giá trị nonce.

băm tiêu đề khối =

Hàm băm (Gốc Merkle + hàm băm khối trước đó + phiên bản + dấu thời gian + mục tiêu độ khó + nonce)

Những người khai thác cạnh tranh để giải câu đố tính toán bằng chứng công việc bằng cách cập nhật trường nonce cho đến khi tạo ra hàm băm tiêu đề khối nhỏ hơn mục tiêu độ khó.

tiêu đề phụ

Sau khi những người khai thác tìm ra giải pháp, họ sẽ ngay lập tức phát giải pháp đó cho các đồng nghiệp của mình (tức là các nút mà họ được kết nối). Sau đó, các nút này xác minh rằng giải pháp là chính xác và nếu đúng như vậy, hãy phát giải pháp cho các nút ngang hàng của chúng. Biểu đồ bên dưới cho thấy trung bình 95% blockchain sẽ nhận ra điều này trong vòng khoảng 40 giây.

Mô tả hình ảnh

Hàm mật độ xác suất của thời gian lan truyền khối

Các nút chấp nhận khối mới này, kết hợp nó vào bản sao chuỗi khối của chúng. Những người khai thác chấp nhận khối mới này và bắt đầu khai thác khối tiếp theo, thêm khối mới nhất vào chuỗi khối của họ và bắt đầu lại quá trình. Chu kỳ này diễn ra trung bình 10 phút một lần và mục tiêu độ khó sẽ được tự động điều chỉnh để đảm bảo đạt được chu kỳ này.

Bởi vì mục tiêu độ khó điều chỉnh để tìm một khối trung bình cứ sau 10 phút, chúng tôi biết rằng những người khai thác được thưởng bằng phần thưởng khối khi khai thác thành công một khối trung bình cứ sau 10 phút. Phần thưởng khối bao gồm các khoản phí được trả bởi các nút trên các giao dịch và các giao dịch coinbase tạo ra nhiều bitcoin mới hơn.

Phần thưởng khối = giao dịch coinbase + phí khối

Vào năm 2008, giao dịch coinbase đã thưởng 50 bitcoin và phần thưởng được giảm một nửa cứ sau 4 năm cho đến khi đạt được nguồn cung cấp tối đa 21 triệu bitcoin vào năm 2140.

Ngay khi khối tiếp theo được tìm thấy, chuỗi sẽ dài hơn và các nút của chuỗi ngắn chuyển sang khai thác chuỗi dài nhất. Các nút tuân theo quy tắc chuỗi dài nhất, giải quyết mọi bất đồng theo thời gian.

tiêu đề phụ

Cơ chế khuyến khích - Thuật toán Proof of Work (POW)

Một câu hỏi quan trọng cần trả lời: tại sao không chọn ngẫu nhiên một số khối của người khai thác sau mỗi 10 phút? Tại sao chúng ta lại sử dụng tất cả năng lượng chạy máy tính này để giải quyết vấn đề này?

Chúng tôi biết rằng PoW tạo ra sự khan hiếm kỹ thuật số, nhưng nó cũng phục vụ một mục đích khác - bảo mật. Chuỗi khối được mở rộng bởi những người giải quyết các thuật toán. Nếu một người khai thác giải quyết được, họ có thể bao gồm các giao dịch gian lận đó, nhưng các giao dịch gian lận này sẽ bị các nút khác từ chối vì chúng không vượt qua xác minh. Nếu một chuỗi khối được mở rộng với các giao dịch gian lận, thì nó phải được mở rộng bởi những người khai thác có cùng chí hướng, điều này sẽ yêu cầu hơn 50% sức mạnh tính toán của toàn bộ mạng. Vì vậy, càng tốn kém để khai thác, những kẻ xấu càng khó làm như vậy.

Nó cũng không phải là lợi ích tốt nhất của diễn viên xấu để làm như vậy. Theo lời của Satoshi Nakamoto:

Anh ta sẽ thấy có lợi hơn khi chơi theo các quy tắc có lợi cho anh ta nhận được nhiều bitcoin hơn những người khác cộng lại, thay vì làm suy yếu tính hợp lệ của hệ thống và sự giàu có của chính anh ta.

Thuật toán Proof of Work giống như một bài kiểm tra. Bitcoin đạt được sự tín nhiệm thông qua tính bảo mật của mạng của nó. Tính bảo mật của nó nằm ở chỗ chỉ có 21 triệu bitcoin được biết là chắc chắn tồn tại. Chi phí khai thác là những gì làm cho nó chắc chắn. Bảo mật mạng Bitcoin có nghĩa là đảm bảo một phương tiện tiền tệ phi tập trung, đáng tin cậy không có rủi ro đạo đức. Hệ thống tiền tệ là nền tảng của nền kinh tế, và ngược lại, an ninh là quan trọng nhất.

tiêu đề phụ

quy tắc bitcoin

Các quy tắc này tồn tại trong sự đồng thuận vì những người tham gia mạng sẵn sàng chấp nhận chúng. Trong một hệ thống tiền tệ fiat, các quy tắc xuất hiện không phải thông qua sự đồng thuận, mà thông qua fiat (định nghĩa của từ fiat). Chúng tôi không bỏ phiếu về chính sách tiền tệ. Thay vào đó, chính sách tiền tệ bị ảnh hưởng và kiểm soát bởi các chính trị gia:

Cuộc họp tháng 4 năm 2019 của Hội đồng Thống đốc Cục Dự trữ Liên bang

tiêu đề phụ

Mọi người mua Bitcoin vì các đặc tính tiền tệ ưu việt của nó, làm tăng giá của nó. Giá tăng thu hút nhiều người khai thác hơn, mở rộng sức mạnh tính toán của mạng, làm cho mạng trở nên an toàn hơn và do đó có giá trị hơn. Điều này tiếp tục làm tăng giá theo thời gian. Khi giá Bitcoin tăng lên, nó tạo ra một vòng phản hồi tích cực nơi những người tham gia tin rằng nó sẽ tiếp tục tăng. Đây là sức mạnh của hiệu ứng mạng được áp dụng cho các tiêu chuẩn giá trị. Vòng phản hồi này dựa trên các thuộc tính tiền tệ của Bitcoin (được xác định bởi các quy tắc), bởi vì nếu không có các thuộc tính này, mọi người sẽ không đầu cơ vào Bitcoin ngay từ đầu.

tiêu đề phụ

các quy tắc thay đổi như thế nào

Phần mềm Bitcoin được gọi là Bitcoin Core và có thể tải xuống tại bitcoin.org. Đây là phần mềm bitcoin được sử dụng rộng rãi nhất, nhưng cũng có những phiên bản phần mềm bitcoin hợp lệ khác. Các phiên bản khác phải duy trì mức độ tương đồng tối thiểu với Bitcoin Core để tham gia vào mạng Bitcoin. Ở mức tối thiểu này, một nút cần kiểm tra tính hợp lệ của các giao dịch và khối theo cách tương tự như các nút khác. Nếu không, các giao dịch/khối mà nó tạo và chuyển tiếp có thể sẽ không được các nút khác chấp nhận và ngược lại.

Để thay đổi các quy tắc, cần đạt được sự đồng thuận giữa ba nhóm liên quan chính:

Bạn có thể thấy rằng mỗi nhóm có một số dạng quyền lực, nhưng không nhóm nào có toàn quyền kiểm soát. Lưu ý rằng có một nhóm nhỏ các nhà phát triển thực sự có thể cập nhật mã (được gọi là quyền cam kết), trong khi các thành viên khác của cộng đồng đề xuất các thay đổi một cách công khai.

Điều gì sẽ xảy ra nếu ai đó cố gắng kiểm soát một số ít nhà phát triển có quyền truy cập cam kết? Họ có quyền tạo phần mềm mới để các thành viên cộng đồng tải xuống một cách tự nguyện, nhưng họ không thể bị ép buộc tải xuống phần mềm đó. Tất cả các sửa đổi đối với phần mềm đều được các thành viên cộng đồng xem xét và vì đây là nguồn mở nên mọi sửa đổi sẽ được phát hiện nhanh chóng.

Các quy tắc bitcoin được tạo bởi cộng đồng và được thực hiện bởi các nhà phát triển có quyền cam kết. Các nút (thợ mỏ) phải tải xuống phần mềm cập nhật để mạng chấp nhận nó. Và các nhà đầu tư phải tiếp tục nắm giữ và mua bitcoin để thay đổi phần mềm trở nên quan trọng.

Thay đổi quy tắc bitcoin yêu cầu sự đồng thuận của các nhóm liên quan chính.

Hệ thống tài chính fiat của chúng tôi được kiểm soát bởi một nhóm tập trung cao độ. Bạn có thể chọn tuân theo nền dân chủ của hệ thống Bitcoin hay các quy tắc luôn thay đổi của hệ thống tiền tệ fiat hiện tại. Quyết định này sẽ trở nên dễ dàng hơn khi ngày càng có nhiều người chấp nhận hệ thống Bitcoin.

Bản gốc: Eric Yakes

Biên soạn: Bibabu