Khám phá các công cụ toán học giúp Bitcoin đảm bảo tính nhất quán của hệ thống

Updated: 01/05/2023 at 7:00

Hơn 14 năm trước, Satoshi Nakamoto đã công bố mạng Bitcoin đến thế giới, tạo ra hệ thống kế toán ba mục đầu tiên được nhân loại biết đến. Kỳ quan công nghệ này, với giá trị thị trường hiện tại là 558 tỷ đô la, tích hợp một cách khéo léo các công thức mã hóa và toán học để củng cố tính bảo mật của nó. Trong phần khám phá này, chúng tôi đi sâu vào hai trong số các lựa chọn toán học làm nền tảng cho kiến ​​trúc phức tạp của Bitcoin, xác định phần thưởng block, đầu vào và đầu ra của giao dịch cũng như điều chỉnh độ khó khai thác, đồng thời điều chỉnh tốc độ khám phá các block mới.

Xem xét việc sử dụng số nguyên của Bitcoin

Bitcoin được tạo ra bằng nhiều quy trình mã hóa và công thức toán học, mỗi quy trình có một mục đích cụ thể. Một yếu tố thiết kế được tích hợp vào Bitcoin là việc sử dụng số nguyên (integer) hoặc số nguyên dương (whole number) và các số nguyên âm đối xứng của chúng.

Mạng Bitcoin sử dụng phép toán số nguyên để ngăn chặn những bất đồng tiềm ẩn có thể phát sinh nếu sử dụng số thập phân hoặc phân số. Việc sử dụng các số nguyên dương và số nguyên âm đối xứng của chúng đảm bảo rằng tất cả các thiết bị tính toán có thể đồng bộ hóa hiệu quả hơn và thống nhất về các thay đổi mạng cụ thể.

Việc sử dụng các số nguyên để duy trì bộ quy tắc của Bitcoin bao gồm phần thưởng block và halving xảy ra ở độ cao block cụ thể chia hết cho 210.000. Độ khó khai thác của Bitcoin cũng sử dụng các số nguyên để điều chỉnh độ khó sau mỗi 2.016 block. Số nguyên, một loại dữ liệu số thường được sử dụng trong phần mềm tính toán, cũng được sử dụng trong đầu vào và đầu ra của giao dịch Bitcoin.

Hơn nữa, các phép tính số nguyên thường nhanh hơn và ít bị lỗi hơn so với các số thực dấu phẩy động (floating-point number). Nếu Bitcoin sử dụng số thực dấu phẩy động, nó có thể gây ra lỗi làm tròn, dẫn đến sự không nhất quán và bất đồng giữa các node khác nhau trên mạng.

Vì Bitcoin sử dụng số nguyên nên phần thưởng block từ halving trong tương lai cuối cùng sẽ bị cắt bớt hoặc làm tròn xuống số nguyên gần nhất bằng cách sử dụng toán tử dịch chuyển bit (bit-shift operator) hoặc phép toán thao tác bit (bitwise operation). Bởi vì đơn vị nhỏ nhất của Bitcoin là satoshi, nên không thể chia đều. Do đó, giới hạn nguồn cung được thảo luận nhiều của Bitcoin thực sự sẽ ít hơn 21 triệu.

Điều chỉnh block time với phân phối Poisson

Ngoài các số nguyên, Bitcoin sử dụng công thức toán học giống như phân phối Poisson để điều chỉnh tính nhất quán của block time. Mô hình phân phối Poisson được phát triển vào năm 1837 bởi nhà toán học người Pháp Simeon Denis Poisson. Sử dụng mô hình này, thiết kế của Bitcoin đảm bảo rằng các block được phát hiện cứ sau 10 phút hoặc lâu hơn.

Trong bài báo tháng 5 năm 2022 có tên “Giải thích khai thác Bitcoin dưới dạng phân phối Poisson”, tác giả Suhail Saqan cho biết “đường màu cam trong biểu đồ biểu thị thời gian chờ trung bình (khoảng 10 phút). Việc mô phỏng thời gian chờ đợi giữa các block bitcoin gần đúng với một quá trình poisson.”

Thời gian thực tế để khai thác một block có thể khác nhau do tính chất xác suất của quá trình khai thác, nhưng các block thường được tìm thấy trong khoảng từ 8 đến 12 phút. Satoshi đã kết hợp cài đặt độ khó cho mỗi 2.016 block bằng cách sử dụng công thức để duy trì mức trung bình sơ bộ của các khoảng block time 10 phút.

Cả toán học số nguyên và phân phối Poisson đều là những công cụ toán học thiết yếu trong Bitcoin, cung cấp một khuôn khổ nhất quán để thực hiện các phép tính và mô hình hóa các khía cạnh khác nhau của hệ thống.

Bitcoin sử dụng nhiều cơ chế toán học và sơ đồ mã hóa khác để đảm bảo tính chính xác, nhất quán và hiệu quả của toàn bộ hệ thống. Chúng bao gồm các khái niệm và công thức như PoW, Merkle Tree, mật mã đường cong elip, hàm băm mật mã và trường hữu hạn, trong số những thứ khác.

Tham gia Telegram của Tạp Chí Bitcoin: https://t.me/tapchibitcoinvn

Theo dõi Twitter: https://twitter.com/tapchibtc_io

Theo dõi Tiktok: https://www.tiktok.com/@tapchibitcoin

Itadori

Theo NewsBitcoin

Được đề cập trong bài viết
Bình luận
Đang tải
Mới cập nhật

Bitcoin bắt đầu tháng yếu nhất trong năm với các mức thấp cục bộ mới và dự báo giá còn giảm nữa. Vua tiền điện tử đã giảm xuống 107.270 đô la sau khi mở tuần trước khi bật trở lại khi biến động gia tăng. Kỳ nghỉ Ngày Lao... ...

Tháng 9 mở ra một giai đoạn quan trọng cho Pi Network (PI), khi đồng tiền này bắt đầu giao dịch quanh mức 0,35 USD. Trước áp lực nguồn cung gia tăng và những đợt mở khóa token sắp tới, thị trường đang đặt câu hỏi lớn: Liệu Pi sẽ... ...

“Bitcoin vẫn đang được giao dịch với mức giá thấp”, Michael Saylor nhận định. Sau khi Bitcoin đóng tháng 8 giảm 6,5% so với mức mở 115.778 đô la, nhận định này càng có trọng lượng. Trong khi đó, MSTR đã mua BTC trong ba lần giao dịch trong tháng,... ...

SUI đang nổi lên như một trong những altcoin được theo dõi sát sao nhất trong năm 2025. Sau một khởi đầu chậm chạp, đồng tiền này bất ngờ bứt phá, vượt ngưỡng 5 USD, trước khi điều chỉnh trở lại vùng 3 USD. Động thái giá này không chỉ... ...

Một cá voi Bitcoin vừa thực hiện một giao dịch lớn vào thứ Hai, trong bối cảnh diễn ra sự chuyển đổi quỹ từ Bitcoin sang Ethereum. Công ty phân tích on-chain Lookonchain, chuyên theo dõi các địa chỉ ví cá voi, đã báo cáo rằng ví này đã bán... ...

Kể từ tháng 8, cá voi Bitcoin bắt đầu xoay chuyển khối tài sản trị giá 11,4 tỷ đô la sang Ethereum (ETH). Hiện nay, họ vẫn tiếp tục mua ETH vào cuối tuần và hiện đang nắm giữ 3,8 tỷ đô la ETH, theo dữ liệu on-chain. Trong động... ...

Khi thị trường crypto bước sang tháng 9, câu hỏi lớn nhất trong tâm trí của nhà đầu tư là: liệu đây có phải là thời điểm khởi đầu cho đợt tăng giá mà cộng đồng đã kiên nhẫn chờ đợi? Tháng 8 vừa qua đã chứng kiến giai đoạn... ...

Bitcoin đang gặp khó khăn trong việc giữ vững Chi phí cơ bản của holder ngắn hạn ở mức 108.000 đô la. Trong khi đó, triển vọng vĩ mô vẫn tích cực ở trung hạn, với 90% dự đoán thị trường kỳ vọng Cục Dự trữ Liên bang Mỹ (Fed)... ...

XRP hiện đang đứng trước một thời điểm then chốt khi giá giữ được vùng hỗ trợ quan trọng quanh 2,75 USD. Các nhà phân tích kỹ thuật đang tập trung theo dõi khả năng hình thành Sóng 5 – một pha tăng giá tiềm năng trong cấu trúc sóng... ...

Solana (SOL) hiện đang duy trì ổn định quanh ngưỡng 200 USD vào đầu tuần, sau khi ghi nhận mức giảm gần 3% trong tuần trước. Dù vậy, thị trường bắt đầu dấy lên làn sóng lạc quan nhờ một bản nâng cấp quan trọng sắp diễn ra trên mạng... ...

Xem thêm bài viết

Chọn chế độ hiển thị:
Bình thường Bảo vệ mắt Dark Mode