Bit được dịch thành 'Bit'. Block được dịch thành 'Block'. Đào coin được dịch thành 'Mining'. Số lượng giao dịch trên mỗi giây được dịch thành 'TPS'. Thực tế tăng cường (AR) được dịch thành 'AR'. TRON được dịch thành 'TRON'. HT được dịch thành 'HT'. AR được dịch thành 'AR'. RON được dịch thành 'RON'. ONG được dịch thành 'ONG'. Grayscale được dịch thành '灰度'. Bằng chứng công việc được dịch thành '工作量证明'. mô-đun được dịch thành '模块'. Chuỗi được dịch thành '链'. Bitcoin được dịch thành '比特币'. blockchain được dịch thành '区块链'. khai thác được dịch thành '挖矿'. rủi ro được dịch thành '风险'. tăng trưởng được dịch thành '增长'. giá trị vốn hóa thị trường được dịch thành '市值'. lượng lớn được dịch thành '大量'. hệ số biên lợi nhuận được dịch thành '利润率'. thu nhập được dịch thành '收入'. chiếm tỷ lệ được dịch thành '占比'. giảm được dịch thành '下降'. giảm nửa được dịch thành '减半'. tăng được dịch thành '上升'. tăng được dịch thành '上涨'. việc kinh doanh được dịch thành '业务'. dữ liệu được dịch thành '数据'. crypto được dịch thành '加密'. phương pháp được dịch thành '方法'. tính đến được dịch thành '截至'. phi tập trung được dịch thành '去中心化'. cho rằng được dịch thành '认为'. khích lệ được dịch thành '激励'. lần được dịch thành '次'. nhiệm vụ được dịch thành '任务'. chỉ báo được dịch thành '指标'. thợ đào được dịch thành '矿工'. lợi nhuận được dịch thành '收益'. tài sản được dịch thành '资产'.
Grayscale Research ước tính rằng, khai thác Bitcoin chiếm 0,2% lượng điện tiêu thụ toàn cầu; so với các ngành khác, tỷ lệ năng lượng sạch trong lượng điện tiêu thụ cho khai thác Bitcoin cao hơn. Khai thác Bitcoin có thể giúp tăng tốc độ đạt được các mục tiêu môi trường, đặc biệt là trong lĩnh vực phát thải methane.
Bitcoin là một mạng lưới máy tính phi tập trung, lưu trữ giá trị 2 nghìn tỷ đô la. Sự thực hiện của phép màu hiện đại này hoàn toàn dựa vào khai thác: các thành viên của mạng lưới cạnh tranh để thêm khối tiếp theo vào blockchain và nhận thưởng. Ngày nay, quy mô hoạt động khai thác Bitcoin là đáng kinh ngạc, họ chuyển đổi năng lượng thực tế thành bảo mật kỹ thuật số. Khả năng tính toán được sử dụng để bảo vệ blockchain Bitcoin, như một "cửa két sắt kỹ thuật số", chính là cơ chế cho phép một mạng lưới máy tính tự trị trở thành một hệ thống tiền tệ kỹ thuật số toàn cầu. Các kỹ năng chuyên môn, chi phí vốn và chi phí vận hành liên tục cần thiết để vận hành các cơ sở khai thác Bitcoin, cùng với tính cạnh tranh cao của ngành, đóng góp vào việc duy trì tính phi tập trung của mạng lưới Bitcoin, đồng thời khiến chi phí tấn công trở nên quá cao để có thể thực hiện.
Đầu tư vào các công ty khai thác Bitcoin niêm yết công khai có thể mang lại lợi nhuận từ việc tạo ra các khối, và với thời gian, có thể thu được doanh thu tăng từ phí giao dịch trên mạng ngày càng tăng. Thực tế, hầu hết các công ty khai thác Bitcoin niêm yết đều áp dụng các mô hình kinh doanh đa dạng, với nhiều công ty nắm giữ Bitcoin đã khai thác trong bảng cân đối kế toán và thậm chí mua Bitcoin trên thị trường công khai. Hiện nay, các công ty khai thác Bitcoin cũng đã bắt đầu tham gia vào hoạt động trung tâm dữ liệu cho trí tuệ nhân tạo và máy tính hiệu suất cao, đa dạng hóa hoạt động kinh doanh của họ.
Mặc dù khai thác Bitcoin rất phức tạp về mặt kỹ thuật, nhưng ý tưởng lại rất đơn giản. Các máy tính chuyên dụng cạnh tranh với nhau, đoán một số ngẫu nhiên, và máy tính đoán đúng số đó đầu tiên sẽ giành quyền cập nhật blockchain (tức là "khai thác" một khối). Thợ đào chiến thắng sẽ nhận được Bitcoin mới phát hành và phí giao dịch của khối đó (tức là "phần thưởng khối").
Trong cuộc đua này, không có con đường tắt, ví dụ như không có thuật toán nào có thể tìm ra số đúng nhanh hơn, thợ đào Bitcoin chỉ có thể cạnh tranh bằng sức mạnh. Quá trình này có thể được xem là một trò chơi xác suất. Thợ đào liên tục đoán, cho đến khi tìm ra câu trả lời đúng, giống như ném một con xúc xắc nhiều mặt cho đến khi xuất hiện số mong muốn. Do đó, xác suất chiến thắng phụ thuộc vào số lần đoán (số lần "ném xúc xắc") mỗi giây. Nhà khai thác có nhiều máy móc và hiệu suất cao nhất sẽ có nhiều lần đoán nhất và có cơ hội lớn nhất để giành được phần thưởng khối.
Về mặt kỹ thuật, kết quả chiến thắng không chỉ là một số ngẫu nhiên, mà là "giá trị băm" của số đó kết hợp với các dữ liệu khác. Trong khoa học máy tính, hàm băm là một phép toán toán học chuyển đổi dữ liệu thành một chuỗi ký tự, tức là giá trị băm. Ví dụ, sử dụng hàm băm trong mạng Bitcoin, giá trị băm của từ "Bitcoin" là: b4056df6691f8dc72e56302ddad345d65fead3ead9299609a826e2344eb63aa4.
Do đó, nhiệm vụ của thợ đào Bitcoin là tạo ra các giá trị băm nhanh chóng: đoán một số ngẫu nhiên, tính toán giá trị băm của nó (kết hợp số ngẫu nhiên với các dữ liệu khác), sau đó kiểm tra xem có đúng không.
Ước tính hiện có khoảng 5 - 6 triệu máy khai thác Bitcoin tạo ra các giá trị băm với quy mô đáng kinh ngạc (xem Hình 1). Trong 90 ngày qua, tốc độ trung bình mà các thợ đào Bitcoin cùng tạo ra các giá trị băm là 765 EH/s (765 triệu nghìn tỷ lần băm mỗi giây). Điều này có nghĩa là các thợ đào Bitcoin trung bình đoán và tính toán giá trị băm của các số ngẫu nhiên hơn 700 triệu nghìn tỷ lần mỗi giây. Để có cái nhìn trực quan hơn, ước tính trên Trái Đất có khoảng 7,5 triệu nghìn tỷ hạt cát và 10 triệu nghìn tỷ côn trùng.
Tạo ra lượng lớn giá trị băm như vậy có chi phí rất cao, nhưng đây chính là điểm then chốt. Để cạnh tranh giành phần thưởng, các nhà khai thác phải mua các máy móc chuyên dụng và các phần cứng khác, đồng thời trả chi phí điện và bảo trì liên tục. Do đó, bằng cách tạo ra các giá trị băm chính xác, thợ đào cung cấp một "bằng chứng công việc", chứng tỏ họ đã đầu tư các nguồn lực kinh tế và có thể được tin cậy để cập nhật blockchain.
Tấn công Bitcoin có nghĩa là phải đánh bại ngành công nghiệp khai thác Bitcoin hiện có. Về mặt lý thuyết, nếu một kẻ xấu kiểm soát 51% tốc độ băm của mạng lưới, do đó có thể khai thác phần lớn các khối, họ có thể gây rối loạn mạng lưới (ví dụ: gây ra giao dịch kép hoặc kiểm duyệt một số giao dịch). Trong một bài báo, các nhà nghiên cứu ước tính rằng, tính đến tháng 2 năm 2024, chi phí cho một cuộc tấn công 51% kéo dài một giờ vào mạng Bitcoin sẽ nằm trong khoảng 5 đến 20 tỷ đô la. Thực tế, không có bất kỳ thực thể nào có động cơ kinh tế để đầu tư vào những nguồn lực này, và Bitcoin còn có các cơ chế phòng thủ khác ngoài khai thác.
Thu nhập của thợ đào Bitcoin bằng với phần thưởng khai thác khối mới, trong khi chi phí hoạt động của họ đến từ việc vận hành máy móc và tiêu thụ điện năng để tạo ra các giá trị băm (có thể bao gồm cả các chi phí vận hành khác như bảo trì, phí nhóm khai thác, v.v.). Do đó, mục tiêu của thợ đào Bitcoin là tạo ra càng nhiều giá trị băm mỗi giây với chi phí càng thấp càng tốt.
Năm 2024, tổng số Bitcoin mà các thợ đào nhận được là khoảng 230.000, có giá trị gần 15 tỷ đô la theo giá thời điểm đó. Con số này tăng khoảng 19 lần so với năm 2014, tương đương mức tăng trưởng kép hàng năm là 34% (xem Hình 2). Mỗi bốn năm, tốc độ phát hành Bitcoin mới sẽ giảm trong một sự kiện được gọi là "giảm nửa Bitcoin". Mặc dù số lượng Bitcoin giảm tính theo số lượng, nhưng do giá Bitcoin tính bằng đô la Mỹ tăng lên, nên thu nhập khai thác vẫn tăng theo thời gian. Trong tương lai, sự tăng trưởng của thu nhập khai thác có thể đến từ việc tăng giá Bitcoin và tăng phí giao dịch trên mạng.
Chi phí hoạt động chính mà các thợ đào gánh chịu là chi phí điện năng tiêu thụ để vận hành máy móc. Mỗi nhà khai thác sẽ thương lượng các thỏa thuận mua điện riêng, và những thỏa thuận này khác nhau rất nhiều trên toàn thế giới. Để minh họa, chúng ta có thể xây dựng một bức tranh tổng thể về tình hình kinh tế của các thợ đào Bitcoin bằng cách giả định một chi phí điện, và bỏ qua các chi phí khác. Ví dụ, Hình 3 so sánh thu nhập của thợ đào Bitcoin với ước tính chi phí điện năng tổng thể khi giả định giá điện là 0,05 đô la Mỹ mỗi kWh. Chênh lệch giữa thu nhập và chi phí điện có thể được coi là một chỉ số đơn giản về biên lợi nhuận hoạt động của thợ đào. Khi giá trị đô la của phần thưởng khối tăng, thợ đào sẽ được hưởng lợi; trong khi khi chi phí tạo ra các giá trị băm tính bằng đô la tăng lên, thợ đào sẽ bị ảnh hưởng tiêu cực.
Hình 3: Tỷ suất lợi nhuận hoạt động của thợ đào phản ánh khoảng cách giữa phần thưởng khối và chi phí điện năng
Do chi phí điện năng mà các thợ đào trên toàn cầu phải đối mặt là khác nhau, một chỉ số đo lường trực quan hơn có thể là giá trị đô la thu được từ một lượng điện nhất định, ví dụ như thu nhập của thợ đào trên mỗi megawatt giờ (MWh). Các tham gia viên trong ngành khai thác thường đề cập đến khái niệm "giá trị hash" liên quan chặt chẽ, được tính bằng tỷ lệ giữa thu nhập hàng ngày của thợ đào và tốc độ băm của mạng. Mặc dù khái niệm rất tương tự, nhưng do sự cải thiện về hiệu quả của thợ đào, giá trị hash thường có xu hướng giảm. Do đó, thu nhập của thợ đào liên quan đến mức tiêu thụ điện năng có thể phản ánh chính xác hơn sự thay đổi tình hình kinh tế của thợ đào theo thời gian. Hình 4 cho thấy thu nhập hàng ngày của thợ đào Bitcoin trên mỗi megawatt giờ. Trong hai năm qua, mặc dù có biến động lớn xung quanh việc giảm phân nửa vào năm 2024, ước tính này đã duy trì ổn định.
Hình 4: Trong hai năm qua, thu nhập của thợ đào trên mỗi megawatt giờ đã duy trì ổn định
Đầu tư vào các công ty khai thác Bitcoin
Đầu tư vào cổ phiếu của các công ty khai thác Bitcoin niêm yết công khai là một cách để tham gia vào nền kinh tế Bitcoin thông qua thị trường chứng khoán. Mô hình kinh doanh của các công ty khai thác Bitcoin có thể ngày càng đa dạng hóa, nhưng tất cả đều liên quan đến hoạt động tạo ra giá trị hash, khai thác khối và nhận thưởng khối. Do sự khác biệt về chi phí điện, chi phí vận hành không liên quan đến điện và các yếu tố khác, mỗi công ty khai thác có chi phí thực tế khác nhau để nhận thưởng khối. Trong quý 3 năm 2024, chi phí sản xuất Bitcoin trung bình của một số công ty khai thác niêm yết lớn nhất nằm trong khoảng 34.000 USD đến 59.000 USD (xem Hình 5), trong khi giá Bitcoin trung bình trong quý đó là 61.000 USD.
Hình 5: Chi phí sản xuất khác nhau giữa các công ty khai thác
Các công ty khai thác Bitcoin cũng có các cách thức khác nhau để nắm giữ Bitcoin trên bảng cân đối kế toán của họ. Một số công ty khai thác sẽ ngay lập tức thanh lý phần thưởng khối, một số sẽ giữ lại phần thưởng khối, và một số khác thậm chí còn mua thêm Bitcoin trên thị trường công khai. Tất nhiên, khi giá Bitcoin thay đổi, sự khác biệt trong chính sách bảng cân đối kế toán có thể ảnh hưởng đáng kể đến kết quả tài chính của các công ty khai thác niêm yết (xem Hình 6). Tuy nhiên, nhiều yếu tố ảnh hưởng đến tình trạng rủi ro của từng công ty khai thác, và các công ty khai thác nắm giữ Bitcoin nhiều trên bảng cân đối kế toán không nhất thiết có rủi ro cao hơn các công ty khai thác thanh lý phần thưởng khối.
Hình 6: Một số công ty khai thác nắm giữ Bitcoin trên bảng cân đối kế toán
Gần đây, các công ty khai thác Bitcoin đã bắt đầu tham gia vào các lĩnh vực như trí tuệ nhân tạo và dịch vụ máy tính hiệu suất cao (HPC), những lĩnh vực này đang có nhu cầu tăng nhanh về cơ sở hạ tầng trung tâm dữ liệu. Ví dụ, nghiên cứu của Goldman Sachs ước tính rằng nhu cầu điện năng của các trung tâm dữ liệu (không bao gồm phần liên quan đến tiền điện tử) có thể tăng 160% trong giai đoạn từ 2023 đến 2030. Các công ty khai thác Bitcoin có thể có lợi thế cạnh tranh trong việc cung cấp cho thị trường trí tuệ nhân tạo/HPC, vì họ có thể tiếp cận được nguồn điện năng giá rẻ và cơ sở hạ tầng liên quan. Vào đầu năm 2024, Core Scientific, công ty khai thác Bitcoin có giá trị vốn hóa thị trường lớn thứ ba, đã công bố ký kết một hợp đồng dài hạn với CoreWeave, một nhà cung cấp dịch vụ cơ sở hạ tầng chuyên về trí tuệ nhân tạo. Kể từ khi thông báo giao dịch của Core Scientific với CoreWeave vào tháng 6 năm 2024, một số công ty khai thác niêm yết khác cũng đã thực hiện các bước để mở rộng sang lĩnh vực trí tuệ nhân tạo/HPC.
Khai thác Bitcoin và tính bền vững
Khai thác Bitcoin tiêu thụ các nguồn lực kinh tế thực - điện năng, để tạo ra sự bảo đảm an ninh kỹ thuật số phi tập trung. Sự thành công của Bitcoin như một hệ thống tiền tệ kỹ thuật số có nghĩa là khai thác hiện đang tiêu thụ một lượng lớn điện năng. Bitcoin là một người tiêu thụ năng lượng độc đáo, nó đã sử dụng một tỷ lệ đáng kể các nguồn năng lượng sạch. Grayscale Research tin rằng, theo thời gian, khai thác có thể đóng góp tích cực vào quá trình chuyển đổi sang năng lượng xanh.
Dựa trên dữ liệu của Coin Metrics, chúng tôi ước tính tốc độ tiêu thụ điện năng của mạng Bitcoin trong 12 tháng qua là khoảng 175 terawatt giờ (TWh, lưu ý: 1TWh = 1 triệu kWh). Con số này tương đương với ước tính của Trung tâm Tài chính Thay thế Cambridge (xem Hình 7). Dựa trên dữ liệu năm 2023 (năm gần nhất có dữ liệu), tiêu thụ năng lượng của Bitcoin chiếm khoảng 0,2% tổng lượng điện tiêu thụ toàn cầu (đã tính đến tổn thất truyền tải). Trung tâm Tài chính Thay thế Cambridge cho biết, các trung tâm dữ liệu tiêu thụ khoảng 200 terawatt giờ điện mỗi năm, và dự kiến tiêu thụ năng lượng của các trung tâm dữ liệu sẽ tăng lên do sử dụng các mô hình trí tuệ nhân tạo.
Hình 7: Khai thác Bitcoin tiêu thụ điện năng để tạo ra sự bảo đảm an ninh kỹ thuật số
So với người tiêu dùng điện năng điển hình ở khu dân cư hoặc thương mại, Bitcoin là một người tiêu thụ năng lượng độc đáo. Khai thác Bitcoin có đặc điểm là mô-đun hóa, di động, không bị giới hạn bởi vị trí địa lý, có thể bị gián đoạn và rất nhạy cảm với biến động giá điện. Do đó, thợ đào thường có thể hoạt động ở những nơi có nguồn năng lượng sạch giá rẻ. Ước tính khoảng 50% - 60% lượng điện sử dụng cho khai thác Bitcoin đến từ các nguồn năng lượng bền vững (bao gồm năng lượng hạt nhân). Tỷ lệ năng lượng bền vững trong tổng sản lượng điện ở Mỹ và toàn cầu là khoảng 40%. Sử dụng dữ liệu năm 2023 và giả định tỷ lệ năng lượng bền vững trong tiêu thụ điện của Bitcoin là 50% - 60%, chúng tôi ước tính rằng khai thác Bitcoin chiếm khoảng 0,2% - 0,3% tổng lượng phát thải CO2 liên quan đến sản xuất điện toàn cầu.
Grayscale tin rằng, trong những năm tới, khai thác Bitcoin sẽ góp phần thúc đẩy ứng dụng sản xuất năng lượng tái tạo. Với những đặc tính độc đáo của mình, khai thác Bitcoin thúc đẩy đầu tư vào cơ sở hạ tầng năng lượng tái tạo, đặc biệt là ở những khu vực không có đường dây truyền tải kết nối với các trung tâm dân cư chính. Khai thác Bitcoin cũng có thể giúp ổn định nhu cầu lưới điện, nếu không thì nhu cầu sẽ biến động do các mô hình tiêu thụ và điều kiện thời tiết, như vai trò của nó trong Hệ thống Ủy ban Độ tin cậy Điện lực Texas. Ngoài ra, các công ty khởi nghiệp như Sustainable Bitcoin Protocol đã tạo ra các cơ chế thị trường để khuyến khích sử dụng năng lượng sạch và thưởng cho việc giảm phát thải metan. Giải quyết vấn đề phát thải metan có thể trở thành một cách quan trọng để thợ đào Bitcoin đóng góp vào các mục tiêu bảo vệ môi trường. Các công ty như Crusoe Energy cũng đã phát triển các phương pháp để sử dụng khí thiên nhiên dư thừa thay vì thải ra, chuyển đổi khí thiên nhiên thành điện năng cung cấp cho thợ đào Bitcoin.
Trong những năm tới, sự gia tăng ứng dụng công nghệ sẽ tạo ra nhu cầu lớn về điện năng, từ tài sản kỹ thuật số, trí tuệ nhân tạo và các ngành khác. Grayscale tin rằng Bitcoin góp phần vào sự vận hành lành mạnh của cơ sở hạ tầng điện toàn cầu, và so với nhiều ngành khác, Bitcoin có những lợi thế độc đáo trong việc thúc đẩy chuyển đổi sang năng lượng tái tạo.
Nguồn: https://www.grayscale.com/research/reports/the-power-of-bitcoin-mining
