Mạng Bitcoin: cấu trúc và hoạt động

Mạng Bitcoin là một hệ thống phi tập trung toàn cầu, cung cấp sự hoạt động của loại tiền điện tử cùng tên. Khái niệm của nó được giới thiệu vào năm 2008 trong một tài liệu được công bố dưới bút danh Satoshi Nakamoto, và việc ra mắt diễn ra vào năm 2009 với việc phát hành phần mềm mã nguồn mở. Mạng lưới này kết hợp một cách độc đáo các công nghệ, bao gồm mật mã, hệ thống phân tán và các động lực kinh tế, cho phép nó hoạt động mà không cần quản lý tập trung. Hãy xem xét chi tiết cấu trúc, nguyên tắc hoạt động và các yếu tố chính đảm bảo độ tin cậy và sự phổ biến của nó.

Kiến trúc mạng bitcoin

Mạng bitcoin bao gồm nhiều nút, đại diện cho các máy tính được cài đặt phần mềm đặc biệt. Mỗi nút lưu trữ một bản sao đầy đủ của blockchain - sổ đăng ký công khai chứa thông tin về tất cả các giao dịch đã từng thực hiện. Blockchain là một chuỗi các khối, mỗi khối bao gồm danh sách các giao dịch và băm mật mã của khối trước đó. Cấu trúc này đảm bảo tính chống giả mạo: bất kỳ nỗ lực nào để thay đổi dữ liệu trong một khối sẽ làm tổn hại đến toàn bộ chuỗi, điều này sẽ ngay lập tức được phát hiện bởi các nút khác.

Giao dịch trong mạng bitcoin được truyền giữa các nút theo thời gian thực. Khi gửi bitcoin, thông tin về điều này được phát tán trên mạng, và các nút thực hiện xác minh nó bằng cách sử dụng các phương pháp mật mã. Việc kiểm tra bao gồm xác nhận sự tồn tại của đủ quỹ từ bên gửi và quyền của họ để sử dụng chúng ( điều này được đảm bảo bằng chữ ký số được tạo ra bằng khóa riêng ). Sau khi xác minh, các giao dịch được đưa vào cái gọi là pool bộ nhớ (mempool), chờ đợi để được đưa vào một khối mới.

Khai thác và cơ chế đồng thuận

Quá trình then chốt trong mạng bitcoin là khai thác – cơ chế cho phép thêm các khối mới vào blockchain. Các thợ đào là những người tham gia mạng lưới, sử dụng thiết bị chuyên dụng để giải quyết các bài toán toán học phức tạp, được biết đến với tên gọi là chứng minh công việc (proof-of-work). Nhiệm vụ là tìm ra giá trị mà khi được thêm vào dữ liệu của khối sẽ tạo ra một hàm băm với một số lượng số không dẫn đầu nhất định. Quá trình này đòi hỏi tài nguyên tính toán đáng kể và tiêu tốn năng lượng, điều này làm cho nó trở nên tốn kém, nhưng chính điều này đảm bảo sự an toàn cho mạng lưới.

Khi giải quyết thành công nhiệm vụ, thợ mỏ sẽ thêm một khối mới vào blockchain và nhận được phần thưởng dưới dạng các bitcoin mới ( vào tháng 9 năm 2025, đó là 3.125 BTC cho mỗi khối sau đợt halving năm 2024 ) cộng với các khoản phí cho các giao dịch được bao gồm. Sau đó, tất cả các nút trong mạng sẽ cập nhật bản sao blockchain của họ, và quá trình bắt đầu lại. Thời gian trung bình để tạo ra một khối là khoảng 10 phút, điều này được quy định bởi giao thức bitcoin và được duy trì nhờ vào việc tự động điều chỉnh độ khó.

Mạng chính của Bitcoin

Khi nói về mạng Bitcoin, thường nói đến mạng chính, được biết đến như mainnet. Đây là cơ sở hạ tầng chính, nơi thực hiện tất cả các giao dịch thực tế bằng Bitcoin thật. Cũng có các mạng thử nghiệm (testnet), được các nhà phát triển sử dụng để thử nghiệm, nhưng chúng không liên quan đến hoạt động kinh tế thực tế. Mạng blockchain của Bitcoin chính là mainnet, nơi lưu trữ toàn bộ lịch sử giao dịch kể từ khi ra mắt vào năm 2009.

Ví điện tử và địa chỉ

Để tương tác với mạng bitcoin, người dùng sử dụng ví kỹ thuật số – các chương trình hoặc thiết bị lưu trữ khóa riêng tư và công khai cần thiết để gửi và nhận bitcoin. Các ví phổ biến cung cấp giao diện thuận tiện để làm việc với tiền điện tử. Một số ví hỗ trợ trực tiếp bitcoin, cho phép người dùng lưu trữ, gửi và nhận BTC. Những ví khác có thể được cấu hình để tương tác với bitcoin thông qua các plugin hoặc cầu nối bổ sung, mặc dù điều này ít phổ biến hơn.

Mỗi ví tạo ra các địa chỉ duy nhất để nhận bitcoin. Những địa chỉ này là các chuỗi ký tự, bắt đầu bằng "1" ( định dạng truyền thống ), "3" ( đa chữ ký ) hoặc "bc1" ( SegWit - định dạng cải tiến, giảm phí và tăng hiệu quả ). Ví dụ, địa chỉ có thể trông như sau: 1A1zP1eP5QGefi2DMPTfTL5SLmv7DivfNa. Khi gửi bitcoin, người dùng chỉ định địa chỉ người nhận, và mạng kiểm tra và xác nhận giao dịch.

Độ khó khai thác

Độ khó của việc khai thác là một tham số xác định mức độ khó khăn trong việc tìm kiếm một khối mới. Nó tự động điều chỉnh sau mỗi 2016 khối ( khoảng hai tuần một lần ), để thời gian trung bình tạo khối vẫn khoảng 10 phút. Khi các khối được tìm thấy quá nhanh ( ví dụ, do sự gia tăng sức mạnh tính toán ) độ khó sẽ tăng lên; khi quá trình chậm lại, nó sẽ giảm.

Đến tháng 9 năm 2025, độ khó của mạng bitcoin đạt khoảng 113.7575 nghìn tỷ (T), phản ánh sự gia tăng đáng kể về sức mạnh tính toán của mạng kể từ khi nó được tạo ra. Dữ liệu lịch sử cho thấy sự gia tăng theo cấp số nhân của độ khó từ năm 2009, liên quan đến sự gia tăng số lượng thợ mỏ và sự phát triển của thiết bị, chẳng hạn như ASIC (mạch tích hợp chuyên dụng).

Một điều chỉnh độ khó khác sẽ xảy ra sau chu kỳ tiếp theo trong 2016 khối, và giá trị của nó có thể được dự đoán bằng cách phân tích tốc độ khai thác hiện tại và hashrate. Đối với các nhà đầu tư và nhà giao dịch quan tâm đến ảnh hưởng của độ khó đến thị trường, một số sàn giao dịch cung cấp công cụ để theo dõi những dữ liệu này và đưa ra quyết định hợp lý.

Tỷ lệ băm và an ninh mạng

Hashrate là tổng công suất tính toán của mạng bitcoin, được đo bằng hash mỗi giây (H/s). Càng cao hashrate, càng nhiều phép tính được thực hiện để tìm kiếm các khối mới, và càng khó khăn cho kẻ xấu kiểm soát mạng (được gọi là tấn công 51%). Tính đến tháng 9 năm 2025, hashrate đạt khoảng 789.68 exahash mỗi giây (EH/s), điều này thể hiện quy mô khổng lồ của mạng.

Các biểu đồ lịch sử của hash rate cho thấy sự tăng trưởng ổn định theo năm, liên quan đến việc gia tăng số lượng thợ đào và sự hoàn thiện của công nghệ. Hash rate cao cũng có nghĩa là tiêu tốn năng lượng cao: mạng lưới bitcoin tiêu thụ một lượng điện đáng kể, điều này thường trở thành đề tài thảo luận trong bối cảnh môi trường.

Giao dịch và phí

Các giao dịch trong mạng bitcoin là việc chuyển giá trị giữa các địa chỉ. Mỗi giao dịch bao gồm các đầu vào (bitcoins, được chi tiêu) và các đầu ra (bitcoins, được gửi đến người nhận hoặc trả lại cho người gửi như tiền thối). Để xác nhận quyền sở hữu, người gửi ký giao dịch bằng khóa riêng của mình.

Các thợ mỏ bao gồm các giao dịch vào các khối, ưu tiên cho những giao dịch mà người dùng trả phí cao hơn. Phí giao dịch phụ thuộc vào kích thước giao dịch tính bằng byte và tình trạng tải hiện tại của mạng. Tính đến tháng 9 năm 2025, phí trung bình khoảng 15 đô la, mặc dù các giá trị chính xác có thể thay đổi. Số lượng giao dịch trong mạng và động lực của chúng có thể được theo dõi thông qua các dịch vụ chuyên biệt.

Đối với những người dùng đang tìm cách giảm chi phí, một số sàn giao dịch cung cấp phí giao dịch thấp và các công cụ tiện ích để quản lý giao dịch, điều này khiến chúng trở nên phổ biến trong số các nhà giao dịch.

Tải mạng

Tải trọng mạng Bitcoin được xác định bởi số lượng giao dịch chưa được xác nhận trong pool bộ nhớ (mempool) và giới hạn kích thước khối là 1 MB (mặc dù với việc triển khai SegWit, khối lượng hiệu quả đã tăng lên). Trong những giai đoạn hoạt động cao, chẳng hạn như trong thời gian biến động giá mạnh hoặc halving, mempool có thể bị đầy, dẫn đến sự trì hoãn và tăng phí.

Bạn có thể kiểm tra tải trọng hiện tại theo thời gian thực trên các dịch vụ chuyên biệt, nơi hiển thị dữ liệu về các giao dịch chưa được xác nhận. Đến tháng 9 năm 2025, mạng lưới cho thấy tải trọng động, với các đỉnh trong các khoảng thời gian hoạt động thị trường cao.

Các cấp độ và giải pháp bổ sung

Ngoài mạng chính, còn có các giải pháp lớp hai, chẳng hạn như Lightning Network, cho phép thực hiện các giao dịch nhanh chóng và tiết kiệm chi phí bên ngoài blockchain chính, đồng thời vẫn giữ được tính bảo mật. Các công nghệ như vậy mở rộng khả năng của mạng lưới, làm cho nó có khả năng mở rộng hơn.

Kết luận

Mạng lưới bitcoin là một hệ thống phức tạp nhưng được thiết kế một cách thiên tài, kết hợp giữa sự phi tập trung, mật mã và các động lực kinh tế. Nó đảm bảo các giao dịch an toàn và minh bạch mà không cần trung gian, và độ bền của nó được duy trì bởi hàng triệu nút và thợ đào trên toàn thế giới. Hiểu cách hoạt động của nó là chìa khóa để sử dụng hiệu quả bitcoin như một công cụ lưu trữ giá trị, chuyển tiền hoặc đầu tư.