Mạng lưới bitcoin: nó được cấu trúc và hoạt động như thế nào?

Mạng Bitcoin là một hệ thống phi tập trung toàn cầu, được thiết kế để hỗ trợ đồng tiền điện tử cùng tên. Khái niệm của nó được giới thiệu vào năm 2008 trong một tài liệu trắng được phát hành dưới bút danh Satoshi Nakamoto, và vào năm 2009, mạng lưới đã được khởi động với việc phát hành phần mềm mã nguồn mở. Hệ thống hạ tầng này kết hợp một sự pha trộn độc đáo của 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 cùng xem xét chi tiết cấu trúc, các nguyên tắc hoạt động và các yếu tố chính đảm bảo tính đáng tin cậy và sự phổ biến của nó.

Các khía cạnh cơ bản của mạng bitcoin

Mạng lưới Bitcoin bao gồm nhiều nút (nod), là các máy tính hoạt động dưới sự điều khiển của phần mềm đặc biệt. Những nút này lưu trữ bản sao đầy đủ của blockchain – sổ cái công khai chứa thông tin về tất cả các giao dịch đã từng xảy ra. Blockchain về bản chất là một chuỗi các khối, trong đó mỗi khối bao gồm danh sách giao dịch và băm mật mã của khối trước đó. Kiến trúc này đảm bảo tính chống thao túng: bất kỳ nỗ lực nào để thay đổi dữ liệu trong một trong các khối sẽ làm hỏng tính toàn vẹn của toàn bộ chuỗi, điều này sẽ được phát hiện ngay lập tức bởi các nút khác.

Giao dịch trong mạng bitcoin được phân phối giữa các nút trong thời gian thực. Khi gửi bitcoin, thông tin về việc này được phân phối qua mạng, và các nút tiến hành xác minh nó bằng các phương pháp mật mã. Quy trình xác minh bao gồm việc xác nhận sự tồn tại của đủ quỹ từ người gửi và quyền của họ để sử dụng (, điều này được đảm bảo bằng chữ ký số được tạo ra bằng khóa riêng ). Sau khi kiểm tra, các giao dịch sẽ vào cái gọi là bộ nhớ tạm (mempool), nơi chúng chờ được đưa vào một khối mới.

Khai thác và xác nhận công việc

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

Khi thợ mỏ giải quyết thành công bài toán, họ sẽ thêm một khối mới vào blockchain và nhận phần thưởng dưới dạng những bitcoin mới ( vào tháng 9 năm 2025 là 3.125 BTC cho mỗi khối sau sự kiện halving năm 2024 ) cộng với phí cho các giao dịch được đưa vào. Sau đó, tất cả các nút trong mạng sẽ cập nhật bản sao blockchain của mình, và quá trình bắt đầu lại. Thời gian trung bình để tạo ra một khối 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 (Mainnet)

Khi câu hỏi về mạng bitcoin nảy sinh, câu trả lời là rõ ràng: bitcoin hoạt động trong mạng chính của nó, được biết đến với tên gọi là mainnet. Đây là cơ sở hạ tầng chính, nơi diễn ra tất cả các giao dịch thực tế bằng cách sử dụng 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 bitcoin chính là mainnet, chứa toàn bộ lịch sử giao dịch từ khi nó được ra mắt vào năm 2009.

Ví 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 và khóa công khai cần thiết để gửi và nhận bitcoin. Các ví phổ biến, chẳng hạn như Gate Wallet, cung cấp giao diện tiện lợi để làm việc với tiền điện tử. Gate Wallet hỗ trợ trực tiếp bitcoin, cho phép người dùng lưu trữ, gửi và nhận BTC.

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" (định dạng đa chữ ký) hoặc "bc1" (SegWit – định dạng cải tiến, giảm phí và tăng hiệu suất). Ví dụ, một địa chỉ có thể trông như sau: 1A1zP1eP5QGefi2DMPTfTL5SLmv7DivfNa. Khi gửi bitcoin, người dùng chỉ định địa chỉ người nhận, và mạng sẽ kiểm tra và xác nhận giao dịch.

Độ khó khai thác

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

Đến tháng 9 năm 2025, độ khó của mạng bitcoin đạt khoảng 113.7575 triệu (T). Chỉ số này phản ánh sự gia tăng khổng lồ 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 kể từ năm 2009, điều này liên quan đến sự gia tăng số lượng thợ đào và sự phát triển của thiết bị, chẳng hạn như ASIC (mạch tích hợp chuyên dụng).

Sự điều chỉnh độ khó tiếp theo sẽ xảy ra sau một chu kỳ 2016 khối, và giá trị của nó có thể được dự đoán bằng cách phân tích tốc độ khai thác hiện tại và hashrate.

Tốc độ băm và bảo mật mạng

Hashrate là tổng công suất tính toán của mạng bitcoin, được đo bằng hesh mỗi giây (H/s). Càng cao hashrate, càng nhiều phép toán được thực hiện để tìm kiếm các khối mới, và càng khó khăn cho kẻ xấu để kiểm soát mạng (được gọi là cuộc tấn công 51%). Tính đến tháng 9 năm 2025, hashrate đạt khoảng 789,68 exahesh mỗi giây (EH/s). Đây là một con số khổng lồ, cho thấy quy mô của mạng.

Biểu đồ lịch sử của hashrate cho thấy sự tăng trưởng ổn định theo thời gian, điều này liên quan đến sự gia tăng số lượng thợ đào và cải thiện công nghệ. Hashrate cao cũng có nghĩa là tiêu thụ năng lượng cao: mạng lưới Bitcoin tiêu thụ một lượng điện năng đáng kể, điều này thường trở thành chủ đề thảo luận trong bối cảnh môi trường.

Giao dịch và phí

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

Các thợ mỏ bao gồm các giao dịch vào các khối, ưu tiên những giao dịch mà người dùng trả phí cao hơn. Phí giao dịch phụ thuộc vào kích thước giao dịch tính bằng byte và mức độ 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 dao động.

Tải trọng mạng

Tải trọng mạng bitcoin được xác định bởi số lượng giao dịch chưa được xác nhận trong bộ nhớ (mempool) và giới hạn kích thước khối là 1 MB (mặc dù với sự triển khai SegWit, hiệu quả kích thước đã tăng lên). Trong trường hợp hoạt động cao, chẳng hạn như trong thời gian giá tăng đột ngột hoặc halving, mempool có thể bị đầy, dẫn đến sự chậm trễ và tăng phí.

Đến tháng 9 năm 2025, mạng lưới thể hiện tải động, với những đỉnh điểm trong các giai đoạn hoạt động thị trường cao.

Các cấp độ và giải pháp bổ sung

Ngoài mạng chính, còn có các giải pháp lớp hai như Lightning Network, cho phép thực hiện các giao dịch nhanh chóng và tiết kiệm chi phí bên ngoài chuỗi khối chính, đồng thời vẫn đảm bảo an toàn. Các công nghệ như vậy mở rộng khả năng của mạng, làm cho nó có thể mở rộng hơn.

Kết luận

Mạng Bitcoin là một hệ thống phức tạp nhưng được thiết kế một cách thiên tài, kết hợp giữa tính 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 sự bền vững của nó được duy trì bởi hàng triệu nút và thợ đào trên toàn thế giới. Hiểu cách thức 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.