CryptoNight là gì? Tìm hiểu thuật toán khai thác tiền điện tử CryptoNight

CryptoNight là một thuật toán băm (hashing algorithm)mã hóa được sử dụng chủ yếu trong việc khai thác (mining) các loại tiền điện tử dựa trên giao thức blockchain như Monero (XMR) và các đồng tiền ảo khác. Thuật toán này được thiết kế để tăng tính bảo mật và bảo vệ quyền riêng tư của người tham gia mạng blockchain.

Xem thêm: Monero là gì? XMR token là gì? Mua bán & tạo ví Xmr ở đâu?

CryptoNight là gì?

CryptoNight là một thuật toán khai thác tiền điện tử (crypto mining algorithm), được sử dụng chủ yếu trong việc khai thác tiền điện tử dựa trên công nghệ blockchain. Thuật toán này đã được tạo ra để giải quyết một số vấn đề thường gặp trong việc khai thác tiền điện tử, như việc tăng cường bảo mật và ngăn chặn khai thác tập trung.

Thuật toán CryptoNight được sử dụng trong một số tiền điện tử như Monero (XMR) và Bytecoin (BCN), để tạo ra các khối mới trong chuỗi khối của hệ thống blockchain. Một trong những đặc điểm quan trọng của CryptoNight là khả năng thực hiện khai thác dựa trên CPU, có nghĩa là người dùng có thể sử dụng các thiết bị thông thường như máy tính cá nhân để tham gia khai thác mà không cần phải sử dụng các thiết bị đặc biệt như ASIC (Application-Specific Integrated Circuit).

Mục tiêu của việc sử dụng thuật toán CryptoNight là tạo ra môi trường khai thác có tính phân tán hơn và ngăn chặn việc tập trung quá nhiều khả năng tính toán vào một số nhóm lớn. Điều này giúp đảm bảo tính công bằng và an toàn cho mạng blockchain và cộng đồng người dùng.

Xem thêm: RandomX là gì? Review thuật toán Mining RandomX

Lịch sử ra đời của thuật toán CryptoNight

Thuật toán CryptoNight xuất phát là một phần quan trọng của các tiền điện tử sử dụng giao thức Proof of Work (PoW) để đảm bảo tính bảo mật và phi tập trung trong việc xác nhận các giao dịch và tạo mới các khối trong blockchain. Thuật toán này được phát triển bởi một người tên là Nicolas van Saberhagen, người đã viết whitepaper cho một loại tiền điện tử gọi là Bytecoin vào năm 2012. Bytecoin là một đồng tiền ảo đầu tiên sử dụng thuật toán CryptoNight.

Tuy nhiên, có một số tranh cãi về việc có hay không Bytecoin đã được khai thác trước khi công bố, dẫn đến việc một số người từ cộng đồng tiền điện tử quyết định tách khỏi Bytecoin và tạo ra một phiên bản khác mang tên BitMonero vào năm 2014. Sau đó, BitMonero đã tiến hành một loạt các cải tiến và phát triển, và vào tháng 4 năm 2014, tên của nó đã được đổi thành Monero (XMR).

Monero sử dụng thuật toán CryptoNight để đảm bảo sự riêng tư và ẩn danh cao hơn so với các đồng tiền điện tử khác. Thuật toán CryptoNight làm cho việc khai thác mỏ khó khăn hơn đối với các thiết bị ASIC (mạch tích hợp ứng dụng đặc biệt), giúp duy trì tính phi tập trung trong việc khai thác.

Với sự phát triển và tăng trưởng của thị trường tiền điện tử, Monero đã trở thành một trong những đồng tiền có vốn hóa thị trường lớn và thu hút sự quan tâm từ cộng đồng người dùng quan tâm đến sự riêng tư và bảo mật. Thuật toán CryptoNight và Monero đều đã trở thành một phần quan trọng của lĩnh vực tiền điện tử và blockchain.

Xem thêm: Ethash là gì? Review thuật toán khai thác Ethash

Những vấn đề mà thuật toán CryptoNight muốn giải quyết?

Thuật toán CryptoNight được thiết kế để giải quyết một số vấn đề chính trong lĩnh vực tiền điện tử:

  • Thuật toán khai thác có tính công bằng hơn: CryptoNight hướng đến việc đảm bảo rằng việc khai thác (mining) tiền điện tử không bị tập trung vào một nhóm nhỏ người sử dụng có tài nguyên máy tính mạnh. Thuật toán này thiết kế để làm cho quá trình khai thác cần phải sử dụng tài nguyên bộ nhớ (RAM) lớn, giúp hạn chế hiệu suất của các thiết bị khai thác chuyên dụng (ASICs).
  • Bảo vệ tính riêng tư: Monero và các tiền điện tử sử dụng CryptoNight cung cấp tính riêng tư cao hơn so với các tiền điện tử khác. Hệ thống Monero ẩn địa chỉ người gửi, người nhận và số lượng giao dịch trong giao dịch bằng cách sử dụng chữ ký chất lượng vượt trội (Ring Signatures) và kỹ thuật dựng lại giao dịch (RingCT).
  • Khó khai thác và bảo mật hơn: CryptoNight đặt mục tiêu tăng độ khó của quá trình khai thác khi tốc độ khai thác tăng lên, giúp bảo vệ mạng khỏi các cuộc tấn công khai thác quá mức. Điều này cũng giúp duy trì tính phi tập trung của mạng.
  • Chống lại việc theo dõi và phân tích giao dịch: Các tính năng riêng tư của CryptoNight và Monero giúp tránh việc các giao dịch được theo dõi và phân tích để xác định người tham gia và số lượng giao dịch.
  • Tránh các cuộc tấn công 51%: Thuật toán CryptoNight và Monero được thiết kế để đối phó với nguy cơ cuộc tấn công 51%, trong đó một nhóm người hoặc tổ chức kiểm soát hơn 50% sức mạnh khai thác của mạng, từ đó có thể kiểm soát và thay đổi giao dịch.
  • Khả năng mở rộng: Một số phiên bản cải tiến của CryptoNight cố gắng tối ưu hóa hiệu suất mạng và khả năng mở rộng để đảm bảo rằng mạng có thể xử lý nhiều giao dịch một cách hiệu quả.

Xem thêm: Equihash là gì? Cùng tìm hiểu thuật toán Equihash

Thuật toán CryptoNight hoạt động như thế nào?

Dưới đây là các bước hoạt động của thuật toán CryptoNight:

Bước 1 – Xác định khối dữ liệu

  • Các giao dịch và thông tin khác trong mạng tiền điện tử được tổng hợp thành một khối dữ liệu.

Bước 2 – Lấy dấu thời gian

  • Thời gian hiện tại được chèn vào khối dữ liệu. Điều này đảm bảo rằng khối sẽ không thể bị tái sử dụng sau này.

Bước 3 – Tạo dữ liệu bổ sung

  • Một số dữ liệu ngẫu nhiên được tạo ra, bao gồm một khóa ngẫu nhiên và dữ liệu khối trước đó. Điều này đảm bảo tính ngẫu nhiên của quá trình băm.

Bước 4 – Tạo một hàm băm tạm thời (scratchpad)

  • Dữ liệu bổ sung được sử dụng để tạo một scratchpad (bản nháp bộ nhớ tạm thời). Scratchpad này là một mảng lớn được tạo ra từ các khóa và dữ liệu khối trước đó.

Bước 5 – Lặp lại quá trình trộn và băm

  • Quá trình lặp lại này gồm hai phần chính: trộn và băm. Trong phần trộn, dữ liệu trong scratchpad được xáo trộn để tạo ra một thứ tự ngẫu nhiên. Sau đó, một hàm băm (bình thường, không phải hàm băm CryptoNight) được áp dụng lên scratchpad, tạo ra một bản sao mới của nó.

Bước 6 – So sánh và chọn kết quả tốt nhất

  • Kết quả của hàm băm tại bước trước sẽ được so sánh với một giá trị mục tiêu (target value) để xem liệu nó có đạt đủ yêu cầu về độ khó của khối mới không. Nếu không đạt được yêu cầu, các dữ liệu bổ sung và scratchpad sẽ được thay đổi và quá trình băm sẽ được lặp lại cho đến khi đạt được kết quả thỏa mãn.

Bước 7 – Tạo khối mới

  • Khi kết quả tốt nhất đạt được, khối mới sẽ được tạo ra với dữ liệu tương ứng và kết quả băm đó.

CryptoNight đã được thiết kế để yêu cầu nhiều tài nguyên tính toán và bộ nhớ, làm cho quá trình khai thác trở nên khó khăn và tốn nhiều năng lượng. Điều này giúp bảo vệ mạng blockchain khỏi các cuộc tấn công khai thác quá nhiều.

Xem thêm: PBKDF2 là gì? Cùng tìm hiểu thuật toán PKBDF2

Ai là người tạo ra thuật toán CryptoNight?

Thuật toán CryptoNight được tạo ra bởi một tác giả sử dụng bút danh “Nicolas van Saberhagen“. Tuy nhiên, tên thật của người này vẫn chưa được tiết lộ hoặc xác định một cách chính thức. Nicolas van Saberhagen xuất hiện trong bài viết trình bày thuật toán CryptoNight trong cuốn sách gốc của Monero (XMR), một loại tiền điện tử tập trung vào tính riêng tư và ẩn danh.

Tuy nhiên, có một số người tin rằng “Nicolas van Saberhagen” có thể chỉ là một bút danh hoặc cá nhân ẩn danh, và việc xác định người tạo ra thực sự của thuật toán vẫn còn nhiều khả năng là một ẩn số.

Xem thêm: Argon2 là gì? Cùng tìm hiểu về thuật toán băm Argon2

Những ưu và nhược điểm của thuật toán CryptoNight?

Những ưu điểm:

  • Khả năng khai thác tập trung thấp: CryptoNight được thiết kế để có thể khai thác bằng cách sử dụng máy tính cá nhân thay vì sử dụng thiết bị khai thác ASIC (Application-Specific Integrated Circuit) đắt đỏ. Điều này giúp ngăn chặn việc tập trung quá mức quyền kiểm soát mạng và giúp mọi người tham gia khai thác một cách công bằng hơn.
  • Bảo mật và ẩn danh cao: CryptoNight sử dụng nhiều kỹ thuật để tăng cường tính ẩn danh của giao dịch. Một trong những cách là việc kết hợp nhiều giao dịch lại với nhau thành một giao dịch “vòng”, làm cho việc theo dõi các giao dịch trở nên khó khăn hơn. Điều này giúp bảo vệ quyền riêng tư và danh tính của người tham gia.
  • Kháng tấn công 51%: CryptoNight cũng được thiết kế để kháng lại các cuộc tấn công 51%, trong đó kẻ tấn công có thể kiểm soát hơn một nửa sức mạnh tính toán của mạng. Do thuật toán yêu cầu một lượng lớn bộ nhớ, việc thực hiện cuộc tấn công này trở nên đắt đỏ và phức tạp hơn so với các thuật toán khác.
  • Hiệu suất tính toán đa nền tảng: CryptoNight hoạt động tốt trên nhiều loại máy tính khác nhau, bao gồm cả máy tính cá nhân và máy tính xách tay. Điều này giúp đảm bảo tính công bằng và sự tham gia rộng rãi trong mạng.

Những nhược điểm:

  • Tốc độ khai thác chậm: Do yêu cầu nhiều bộ nhớ và tính toán phức tạp, tốc độ khai thác của CryptoNight thường chậm hơn so với một số thuật toán khác, đặc biệt là khi so sánh với các ASIC đặc biệt được tối ưu hóa cho các thuật toán cụ thể.
  • Khả năng chống lại mã độc thấp: Mặc dù CryptoNight được thiết kế để kháng lại khai thác ASIC, nhưng nó có thể dễ dàng bị tấn công bằng các phần mềm độc hại (malware) sử dụng CPU của người dùng để khai thác tiền điện tử mà họ không biết.

Xem thêm: Thuật toán Bcrypt là gì? Cùng tìm hiểu về hàm băm Bcrypt

Những đồng coin sử dụng thuật toán CryptoNight?

Một số đồng coin sử dụng thuật toán CryptoNight để thực hiện quá trình khai thác mỏ và giao dịch. Đây là một số đồng coin nổi tiếng sử dụng thuật toán CryptoNight:

  1. Monero (XMR): Monero là đồng coin ẩn danh được phát triển dựa trên thuật toán CryptoNight. Nó tập trung vào bảo mật và quyền riêng tư cao bằng cách ẩn các chi tiết của giao dịch như số tiền và địa chỉ người gửi/người nhận.
  2. Bytecoin (BCN): Bytecoin là một đồng coin ẩn danh đầu tiên sử dụng thuật toán CryptoNight. Nó đã mở đường cho sự phát triển của các đồng coin ẩn danh khác như Monero.
  3. Electroneum (ETN): Electroneum là một đồng coin có trọng tâm về tích hợp trong các ứng dụng di động và thanh toán. Nó sử dụng thuật toán CryptoNight để thực hiện giao dịch và khai thác mỏ.
  4. Karbo (KRB): Karbo là một đồng coin tập trung vào việc giảm thiểu rào cản trong thanh toán và giao dịch quốc tế. Nó cũng sử dụng thuật toán CryptoNight.
  5. DigitalNote (XDN): DigitalNote là một đồng coin nhằm cung cấp khả năng bảo mật và quyền riêng tư cao cho giao dịch. Nó cũng sử dụng thuật toán CryptoNight.

Xem thêm: Thuật toán SHA-256 là gì? Cùng tìm hiểu về Hàm băm SHA-256

Các thành phần chính của thuật toán CryptoNight?

Các thành phần chính của thuật toán CryptoNight bao gồm:

  • Keccak (SHA-3): CryptoNight sử dụng một số phép biến đổi Keccak (còn được gọi là SHA-3) để tạo ra các giá trị tạm thời trong quá trình tính toán.
  • Memory-hard function (AES): Thuật toán sử dụng phép biến đổi AES (Advanced Encryption Standard) trong một loạt các vòng lặp. Điều này tạo ra một khối dữ liệu cần phải lưu trữ trong bộ nhớ để đảm bảo tính “memory-hard,” có nghĩa là nó yêu cầu một lượng lớn bộ nhớ để tính toán. Điều này ngăn chặn việc tạo các thiết bị ASIC (Application-Specific Integrated Circuit) tối ưu hóa để khai thác hiệu quả hơn.
  • Random access: CryptoNight thực hiện truy cập ngẫu nhiên vào các vị trí bộ nhớ trong quá trình tính toán. Điều này làm cho việc tạo các bộ nhớ cache hiệu quả trở nên khó khăn, làm cho thuật toán trở nên khá khó tính toán.
  • Integrity checks: Thuật toán sử dụng các kiểm tra tích hợp để đảm bảo tính chính xác của dữ liệu trong quá trình tính toán.
  • Dynamic operations: CryptoNight thực hiện một loạt các phép toán logic và số học phức tạp để thay đổi dữ liệu và biến đổi nó thành các giá trị tạm thời và kết quả cuối cùng.

Xem thêm: Proof of Replication (PoRep) là gì? Tìm hiểu bằng chứng về sao chép (PoRep)

So sánh giữa CryptoNigh với X11 và Scrypt?

CryptoNight, X11 và Scrypt là ba thuật toán khác nhau được sử dụng trong quá trình khai thác (mining) các loại tiền điện tử (cryptocurrency). Dưới đây là một sự so sánh giữa chúng:

1. CryptoNight:

  • Đặc điểm chính: CryptoNight là một thuật toán được phát triển để tăng tính ẩn danh và bảo mật trong quá trình giao dịch. Nó được sử dụng trong việc khai thác các loại tiền điện tử như Monero (XMR).
  • Ưu điểm: CryptoNight thiết lập một môi trường khá riêng tư cho giao dịch, bằng cách làm cho việc theo dõi các giao dịch trở nên khó khăn. Điều này làm cho nó trở nên khá khó khăn để phân tích các hoạt động giao dịch và ví theo dõi người dùng.
  • Nhược điểm: Khai thác CryptoNight đòi hỏi năng lực tính toán cao, do đó cần sử dụng các thiết bị đặc biệt để đạt được hiệu suất tốt.

2. X11:

  • Đặc điểm chính: X11 là một thuật toán khai thác phi tập trung (ASIC-resistant), được sử dụng trong nhiều loại tiền điện tử như Dash (DASH).
  • Ưu điểm: X11 được thiết kế để ngăn chặn khai thác bởi các máy đào ASIC (Application-Specific Integrated Circuit), giúp duy trì tính phi tập trung trong việc khai thác.
  • Nhược điểm: Mặc dù khai thác X11 cần ít năng lượng hơn so với một số thuật toán khác, nhưng nó cũng đòi hỏi một mức độ tính toán cao hơn so với một số thuật toán dựa trên ASIC.

3. Scrypt:

  • Đặc điểm chính: Scrypt là một thuật toán khai thác thường được sử dụng trong việc sản xuất Litecoin (LTC) và một số loại tiền điện tử khác. Nó được thiết kế để ngăn chặn khai thác bởi các máy đào ASIC và tạo sự cân bằng giữa hiệu suất và tiêu thụ năng lượng.
  • Ưu điểm: Scrypt là một thuật toán phi tập trung, ngăn chặn khai thác tập trung bởi các máy đào ASIC và thúc đẩy việc sử dụng các máy tính thông thường cho khai thác.
  • Nhược điểm: Dù đã làm cho khai thác phi tập trung hơn, Scrypt vẫn đòi hỏi năng lực tính toán đáng kể và không phải là thuật toán tốt nhất cho việc khai thác bằng máy tính thông thường.

Tóm lại, CryptoNight, X11 và Scrypt đều có những đặc điểm riêng và được sử dụng trong các loại tiền điện tử khác nhau. Việc lựa chọn thuật toán phụ thuộc vào mục tiêu của mạng tiền điện tử và các yếu tố như tính bảo mật, tính phi tập trung và hiệu suất.

Xem thêm: 

Lời kết

Thuật toán CryptoNight đã đóng góp quan trọng vào việc thúc đẩy tính riêng tư và bảo mật trong không gian tiền điện tử. Với việc tập trung vào tính ẩn danh trong giao dịch và khai thác phi tập trung, CryptoNight đã giúp tạo ra một môi trường giao dịch an toàn hơn và cơ hội cho người dùng bảo vệ thông tin cá nhân.

Sự phức tạp và đa dạng của thuật toán CryptoNight đã thúc đẩy sự đa dạng hóa trong việc khai thác tiền điện tử, giúp đảm bảo tính phi tập trung trong quá trình tạo ra các khối mới. Việc sử dụng CryptoNight không chỉ yêu cầu khả năng tính toán cao mà còn đòi hỏi các tài liệu nghiên cứu kỹ thuật sâu sắc để hiểu rõ cơ chế hoạt động của thuật toán.

Dù có những thách thức về hiệu suất và khai thác, CryptoNight đã góp phần thúc đẩy sự phát triển và khám phá thêm về cách tiền điện tử có thể cung cấp tính riêng tư cao hơn cho người dùng. Như một phần quan trọng của hệ thống tiền điện tử, CryptoNight tiếp tục đóng góp vào sự đa dạng hóa và phát triển của ngành này trong tương lai.

Hãy bình luận đầu tiên

Để lại một phản hồi

Thư điện tử của bạn sẽ không được hiện thị công khai.


*