Những điểm chính

Vấn đề chi tiêu hai lần dường như về mặt toán học là không thể giải quyết mà không có cơ quan trung ương. Các nguyên lý mật mã—hàm băm, chữ ký số và cây Merkle—giúp phát hiện gian lận. Cơ chế đồng thuận—Bằng chứng Công việc và Bằng chứng Cổ phần—khiến cho gian lận trở nên phi kinh tế. Bitcoin kết hợp những đổi mới này thành blockchain hoạt động đầu tiên.

Blockchains thay thế các trung gian đáng tin cậy bằng việc tính toán có thể xác minh. Thay vì hỏi "chúng ta tin ai?", blockchain hỏi "các hành vi nào được khuyến khích?" Khi chi phí tấn công vượt quá lợi ích tấn công, các bên tham gia đương nhiên sẽ chọn trung thực. Toán học phát hiện gian lận. Kinh tế ngăn chặn nó.

Bitcoin đã chứng minh rằng khái niệm này hoạt động. Mô hình UTXO theo dõi từng đồng tiền riêng lẻ giống như tiền mặt vật lý. Bằng chứng Công việc khiến cho việc viết lại lịch sử trở nên cực kỳ tốn kém. Các tham số được chọn thận trọng để ưu tiên bảo mật và phi tập trung hơn là thông lượng. Bitcoin xử lý 7 giao dịch mỗi giây. Visa xử lý 65,000. Sự đánh đổi này là có chủ ý—Bitcoin tối ưu hóa cho khả năng chống kiểm duyệt và bảo mật hơn là tốc độ.

Bộ ba bất khả tri của blockchain giải thích tại sao "chỉ cần làm nhanh hơn" thất bại. Blockchains có thể tối ưu hóa tối đa hai trong ba thuộc tính: bảo mật, khả năng mở rộng và phi tập trung. Bitcoin chọn bảo mật và phi tập trung. Ethereum cũng có những lựa chọn tương tự. Việc phá vỡ bộ ba bất khả tri đòi hỏi đổi mới kiến trúc, không phải điều chỉnh tham số.

Những nguyên lý cơ bản này áp dụng cho mọi blockchain. Blockchain có thể lập trình xây dựng trên nền tảng này để cho phép hợp đồng thông minh và ứng dụng phi tập trung.

Các câu hỏi thường gặp

Vấn đề chi tiêu hai lần là gì và blockchain giải quyết nó như thế nào?

Các tệp kỹ thuật số có thể sao chép vô hạn, vì vậy nếu không có cơ quan trung ương, không có gì ngăn cản việc gửi cùng một đồng tiền cho nhiều người. Blockchain giải quyết vấn đề này thông qua đồng thuận phân tán—mỗi giao dịch được phát tán đến hàng nghìn nút, các nút này xác minh một cách độc lập và thêm vào sổ cái chung. Khi được ghi vào một khối, giao dịch trở thành một phần của chuỗi không thể thay đổi. Việc chi tiêu cùng một đồng tiền hai lần sẽ yêu cầu viết lại lịch sử blockchain trong khi mạng tiếp tục thêm các khối mới, điều này trở nên phi kinh tế khi chi phí tính toán vượt quá bất kỳ lợi ích tiềm năng nào.

Blockchain hoạt động mà không cần cơ quan trung ương như thế nào?

Blockchains kết hợp ba công cụ mật mã: hàm băm tạo ra các bản ghi có thể phát hiện sự giả mạo, chữ ký số chứng minh quyền sở hữu, và cây Merkle cho phép xác minh hiệu quả. Những công cụ này khiến cho việc gian lận trở nên có thể phát hiện về mặt toán học. Sổ cái phân tán đảm bảo hàng nghìn nút giữ các bản sao giống hệt nhau, khiến cho việc giả mạo trở nên rõ ràng. Các cơ chế đồng thuận (Bằng chứng Công việc hoặc Bằng chứng Cổ phần) khiến cho việc gian lận trở nên phi kinh tế—tấn công tốn kém hơn so với tham gia một cách trung thực. Toán học khiến cho gian lận có thể bị phát hiện và kinh tế khiến cho gian lận trở nên không có lợi. Không cần cơ quan trung tâm đáng tin cậy khi hệ thống điều chỉnh đúng các động lực.

Bằng chứng công việc là gì và tại sao Bitcoin sử dụng nó?

Bằng chứng công việc yêu cầu các thợ đào giải các bài toán tốn kém về mặt tính toán để đề xuất các khối. Tìm một khối Bitcoin hợp lệ yêu cầu khoảng 2^77 phép tính băm—tức là 151 triệu tỷ tỷ lần thử. Điều này khiến cho việc tấn công mạng trở nên cực kỳ tốn kém: một kẻ tấn công sẽ cần vượt qua toàn bộ sức mạnh tính toán kết hợp của tất cả các thợ đào trung thực liên tục. Tuy nhiên, việc xác minh một giải pháp chỉ mất vài mili giây, giữ cho việc tham gia trở nên rẻ. Độ khó được điều chỉnh mỗi 2,016 khối để duy trì thời gian khối 10 phút bất kể sức mạnh khai thác. Bitcoin sử dụng Bằng chứng Công việc vì nó cung cấp các đảm bảo bảo mật mạnh nhất và có lịch sử đã được chứng minh lâu nhất, ưu tiên bảo mật hơn hiệu quả năng lượng.

Mô hình UTXO là gì?

Mô hình UTXO (Unspent Transaction Output) của Bitcoin hoạt động giống như tiền mặt vật lý. Thay vì theo dõi số dư tài khoản, Bitcoin theo dõi từng "đồng tiền" riêng lẻ. Khi bạn nhận bitcoin trong ba giao dịch riêng biệt, bạn có ba UTXO—giống như có ba tờ tiền vật lý trong ví của bạn. Để chi tiêu 1.0 BTC khi bạn có các UTXO là 0.5 BTC và 0.8 BTC, bạn phải sử dụng cả hai (tổng cộng 1.3 BTC), gửi 1.0 BTC cho người nhận và nhận lại 0.3 BTC như tiền thừa. Điều này tạo ra hai UTXO mới trong khi phá hủy các đầu vào. Mỗi UTXO chỉ có thể được chi tiêu một lần, điều này cho phép xử lý giao dịch song song mà không gặp xung đột.

Tại sao Bitcoin bị giới hạn ở 7 giao dịch mỗi giây?

Giới hạn 7 TPS của Bitcoin xuất phát từ các lựa chọn thiết kế có chủ đích ưu tiên bảo mật và phi tập trung. Các khối được tạo ra mỗi 10 phút và giới hạn khoảng 1 megabyte. Các khối nhanh hơn sẽ gây ra các phân tách mạng, nơi các thợ đào làm việc trên các chuỗi cạnh tranh. Các khối lớn hơn sẽ yêu cầu nhiều băng thông và lưu trữ hơn, ngăn cản các cá nhân chạy các nút đầy đủ và tập trung hóa việc xác minh. Bitcoin hy sinh thông lượng để đảm bảo bất kỳ ai có phần cứng bình thường đều có thể xác minh toàn bộ blockchain một cách độc lập. Sự đánh đổi này giữ cho Bitcoin phi tập trung nhưng làm cho nó không thực tế cho các thanh toán có khối lượng cao. Các giải pháp lớp 2 như Lightning Network giải quyết vấn đề này bằng cách xử lý các thanh toán ngoài chuỗi.

Bitcoin có thể chạy hợp đồng thông minh không?

Bitcoin hạn chế khả năng sử dụng hợp đồng thông minh do ngôn ngữ kịch bản của nó, hỗ trợ các điều kiện cơ bản như ví đa chữ ký (yêu cầu chữ ký từ M trong N khóa) và khóa thời gian (giải phóng quỹ sau một thời gian cụ thể). Ngôn ngữ này thiếu các vòng lặp và các thao tác phức tạp một cách cố ý để giảm khả năng bị tấn công và ngăn ngừa lỗi. Bitcoin không thể chạy các ứng dụng phức tạp như giao thức cho vay, sàn giao dịch phi tập trung hoặc tổ chức tự trị. Hạn chế này là có chủ đích—Bitcoin tối ưu hóa để trở thành tiền an toàn, không phải là một máy tính đa năng. Ethereum được tạo ra đặc biệt để thêm khả năng lập trình mà thiết kế của Bitcoin không có.