Grayscale: Phân tích mô hình kinh doanh và tính bền vững của khai thác bitcoin
Tuyển chọn TechFlowTuyển chọn TechFlow
Grayscale: Phân tích mô hình kinh doanh và tính bền vững của khai thác bitcoin
Grayscale cho rằng bitcoin có lợi thế độc đáo trong việc thúc đẩy quá trình chuyển đổi sang năng lượng tái tạo trên toàn cầu.
Chuyên sâu báo cáo Web3Tác giả: Zach Pandl
Dịch: Luffy, Foresight News
-
Bitcoin trở thành một hệ thống tiền mã hóa toàn cầu nhờ vào quá trình khai thác cạnh tranh. Cơ chế khai thác đảm bảo chuỗi khối được cập nhật đúng cách và điều phối các động lực kinh tế trên toàn mạng lưới. Hiện nay, mạng lưới khai thác Bitcoin có quy mô khổng lồ, tạo ra hơn 700 exahash mỗi giây (ghi chú: 1 exa = 1 ngàn triệu tỷ, 10^18).
-
Thu nhập của thợ đào Bitcoin đến từ việc phát hành mới Bitcoin và phí giao dịch mạng. Chi phí của họ bao gồm thiết bị, điện năng và các chi phí vận hành khác. Nhiều thợ đào cũng đang nắm giữ Bitcoin trên bảng cân đối kế toán và ngày càng mở rộng hoạt động sang lĩnh vực dịch vụ trí tuệ nhân tạo (AI) và tính toán hiệu suất cao (HPC).
-
Grayscale Research ước tính khai thác Bitcoin chiếm 0,2% lượng điện tiêu thụ toàn cầu; so với các ngành khác, tỷ lệ năng lượng sạch trong điện năng tiêu thụ cho khai thác Bitcoin cao hơn. Việc khai thác Bitcoin có thể giúp thúc đẩy các mục tiêu môi trường, đặc biệt là trong lĩnh vực phát thải metan.
Bitcoin là một mạng máy tính phi tập trung lưu trữ giá trị 2 nghìn tỷ USD. Kỳ tích hiện đại này tồn tại nhờ vào khai thác: các thành viên mạng cạnh tranh để thêm khối tiếp theo vào chuỗi khối và giành quyền nhận thưởng. Ngày nay, quy mô vận hành khai thác Bitcoin đáng kinh ngạc khi biến năng lượng thực tế thành bảo mật kỹ thuật số. Khả năng tính toán dùng để bảo vệ chuỗi khối Bitcoin giống như "cánh cửa kho an toàn kỹ thuật số", chính cơ chế này đã biến một mạng máy tính tự trị thành một hệ thống tiền tệ kỹ thuật số toàn cầu. Các chuyên môn kỹ thuật, chi phí đầu tư ban đầu, chi phí vận hành liên tục và tính cạnh tranh cao trong ngành giúp duy trì sự phi tập trung của mạng Bitcoin đồng thời khiến chi phí tấn công trở nên quá đắt đỏ.
Đầu tư vào các công ty khai thác Bitcoin niêm yết có thể thu lợi từ việc sản xuất khối và theo thời gian, kỳ vọng tăng trưởng doanh thu từ phí giao dịch mạng ngày càng tăng. Thực tế, phần lớn các công ty khai thác Bitcoin niêm yết áp dụng mô hình kinh doanh đa dạng, nhiều doanh nghiệp giữ Bitcoin khai thác được trên bảng cân đối kế toán hoặc thậm chí mua thêm Bitcoin trên thị trường công khai. Hiện tại, các công ty khai thác Bitcoin cũng đã bắt đầu tham gia vận hành trung tâm dữ liệu cho AI và tính toán hiệu suất cao, đa dạng hóa hoạt động kinh doanh.
Kỳ tích hiện đại
Mặc dù khai thác Bitcoin rất phức tạp về mặt kỹ thuật nhưng khái niệm lại đơn giản. Máy tính chuyên dụng cạnh tranh với nhau để đoán một số ngẫu nhiên, máy nào tìm ra con số đúng đầu tiên sẽ giành quyền cập nhật chuỗi khối (tức là "khai thác khối"). Thợ đào chiến thắng sẽ nhận được phần thưởng khối bao gồm Bitcoin mới phát hành và phí giao dịch trong khối đó.
Trong cuộc đua này không có đường tắt nào, ví dụ như không có thuật toán nào giúp tìm số đúng nhanh hơn, các thợ đào Bitcoin chỉ có thể cạnh tranh bằng sức mạnh thô. Quá trình này có thể coi là một trò chơi xác suất. Các thợ đào liên tục đoán cho đến khi tìm ra đáp án đúng, giống như tung một con xúc xắc nhiều mặt cho đến khi ra mặt mong muốn. Do đó, xác suất chiến thắng phụ thuộc vào số lần đoán mỗi giây của thợ đào ("số lần tung xúc xắc"). Người vận hành sở hữu nhiều máy nhất và hiệu quả nhất sẽ có nhiều lần đoán nhất, do đó khả năng giành phần thưởng khối cũng cao nhất.
Về mặt kỹ thuật, kết quả chiến thắng không chỉ đơn thuần 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 bất kỳ thành một chuỗi ký tự, gọi 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 giá trị băm thật nhanh: đoán một số ngẫu nhiên, tính giá trị băm của nó (kết hợp số ngẫu nhiên với dữ liệu khác), rồi kiểm tra xem có đúng không.
Ước tính hiện có khoảng 5-6 triệu máy đào Bitcoin đang tạo ra giá trị băm ở quy mô khổng lồ (xem Hình 1). Trong 90 ngày qua, tốc độ trung bình mà các thợ đào Bitcoin cùng nhau tạo ra giá trị băm là 765 EH/s (765 exahash mỗi giây). Điều này có nghĩa là trung bình mỗi giây các thợ đào Bitcoin đoán số ngẫu nhiên và tính giá trị băm hơn 700 exalần. Để minh họa rõ hơn con số này, ước tính trên Trái Đất có khoảng 7,5 exa hạt cát và 10 exa con côn trùng.
Hình 1: Các thợ đào Bitcoin tạo ra giá trị băm ở quy mô lớn
Việc tạo ra lượng giá trị băm khổng lồ như vậy tốn kém, nhưng đây chính là điểm then chốt. Để cạnh tranh phần thưởng, các đơn vị khai thác cần mua máy móc chuyên dụng và phần cứng khác, đồng thời trả chi phí điện và bảo trì liên tục. Vì vậy, thông qua việc tạo ra giá trị băm đúng, các thợ đào cung cấp "bằng chứng công việc", chứng tỏ họ đã đầu tư tài nguyên kinh tế và có thể tin tưởng để cập nhật chuỗi khối.
Tấn công Bitcoin có nghĩa là đánh bại ngành công nghiệp khai thác Bitcoin hiện tại. Về lý thuyết, nếu một đối tượng độc hại kiểm soát 51% tốc độ băm của mạng, từ đó có thể khai thác đa số khối, thì có thể làm rối loạn mạng (ví dụ như chi tiêu kép Bitcoin hoặc kiểm duyệt một số giao dịch). Trong một bài nghiên cứu, các nhà khoa học ước tính截至 tháng 2 năm 2024, chi phí cho một cuộc tấn công 51% kéo dài một giờ lên mạng Bitcoin nằm trong khoảng 5-20 tỷ USD. Trên thực tế, không có đối tượng nào có động cơ kinh tế để đầu tư những nguồn lực này, và mạng Bitcoin còn có các cơ chế phòng thủ khác ngoài khai thác.
Mô hình kinh doanh khai thác Bitcoin
Thu nhập của thợ đào Bitcoin bằng phần thưởng khối mới nhận được từ việc khai thác, còn chi phí vận hành đến từ điện năng tiêu thụ để vận hành máy và tạo giá trị băm (có thể bao gồm cả chi phí bảo trì, phí nhóm khai thác và các chi phí vận hành khác). Do đó, mục tiêu của thợ đào Bitcoin là tạo ra nhiều giá trị băm nhất mỗi giây với chi phí thấp nhất có thể.
Năm 2024, các thợ đào nhận tổng cộng khoảng 230.000 Bitcoin, tương đương gần 15 tỷ USD theo giá thời điểm đó. So với năm 2014 tăng khoảng 19 lần, tốc độ tăng trưởng kép hàng năm đạt 34% (xem Hình 2). Cứ bốn năm một lần, tốc độ phát hành Bitcoin mới sẽ giảm trong sự kiện gọi là "nửa chia Bitcoin". Mặc dù lượng phát hành giảm khi tính theo số lượng Bitcoin, nhưng do giá Bitcoin tính bằng USD tăng lên, thu nhập từ khai thác vẫn tăng theo thời gian. Trong tương lai, tăng trưởng thu nhập từ khai thác có thể đến từ giá Bitcoin tăng và sự gia tăng phí giao dịch mạng.
Hình 2: Thu nhập từ khai thác Bitcoin tăng theo thời gian
Chi phí vận hành mà các thợ đào phải chịu chủ yếu là điện năng tiêu thụ để vận hành máy. Mỗi đơn vị vận hành đều thương lượng riêng các thỏa thuận mua điện, và những thỏa thuận này khác nhau rất nhiều trên khắp thế giới. Để minh họa, chúng ta có thể xây dựng sơ đồ kinh tế tổng quát đơn giản cho thợ đào Bitcoin bằng cách giả định mức giá điện và bỏ qua các chi phí khác. Ví dụ, Hình 3 so sánh thu nhập của thợ đào Bitcoin với ước tính tổng chi phí điện dựa trên giả định giá điện 0,05 USD/kWh. Chênh lệch giữa thu nhập và chi phí điện có thể được coi là chỉ số đo lường đơn giản về biên lợi nhuận vận hành của thợ đào. Khi giá trị phần thưởng khối tính bằng USD tăng, thợ đào được hưởng lợi; ngược lại khi chi phí tạo giá trị băm tính bằng USD tăng, thợ đào bị ảnh hưởng tiêu cực.
Hình 3: Biên lợi nhuận vận hành của thợ đào phản ánh khoảng cách giữa phần thưởng khối và chi phí điện
Xét thấy chi phí điện mà các thợ đào toàn cầu phải đối mặt là khác nhau, một chỉ số trực quan hơn có thể là giá trị tính bằng USD thu được cho mỗi đơn vị điện tiêu thụ, ví dụ như thu nhập mỗi megawatt-giờ (MWh). Những người tham gia ngành khai thác thường đề cập đến khái niệm "giá băm" gần liên quan, được tính bằng tỷ lệ giữa thu nhập hàng ngày của thợ đào và tốc độ băm mạng. Mặc dù khái niệm rất giống nhau, nhưng giá băm có xu hướng giảm theo thời gian khi hiệu quả của thợ đào được cải thiện. Do đó, thu nhập của thợ đào theo mức tiêu thụ điện 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 mỗi MWh. Trong hai năm qua, mặc dù dao động mạnh trước và sau sự kiện nửa chia năm 2024, giá trị ước tính này về cơ bản ổn định.
Hình 4: Trong hai năm qua, thu nhập mỗi MWh của thợ đào cơ bản ổn định
Đầu tư vào các công ty khai thác Bitcoin
Đầu tư cổ phiếu của các công ty khai thác niêm yết giúp 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, nhưng tất cả đều liên quan đến hoạt động cốt lõi là tạo giá trị băm, khai thác khối và nhận phần thưởng khối. Do sự khác biệt về chi phí điện, chi phí vận hành ngoài điện và các yếu tố khác, chi phí thực tế để mỗi công ty khai thác nhận được phần thưởng khối là khác nhau. Trong quý III năm 2024, chi phí trung bình sản xuất Bitcoin của các công ty khai thác niêm yết lớn nhất dao động từ 34.000 đến 59.000 USD (xem Hình 5). Trong khi đó, giá trung bình Bitcoin trong quý này là 61.000 USD.
Hình 5: Chi phí sản xuất của các công ty khai thác khác nhau
Cách các công ty khai thác Bitcoin nắm giữ Bitcoin trên bảng cân đối kế toán cũng khác nhau. Một số công ty thanh lý ngay phần thưởng khối, một số giữ lại phần thưởng, và một số thậm chí mua thêm Bitcoin trên thị trường công khai. Rõ ràng, khi giá Bitcoin thay đổi, sự khác biệt trong chính sách bảng cân đối kế toán có thể ảnh hưởng lớn đến hiệu quả tài chính của các công ty niêm yết (xem Hình 6). Tuy nhiên, nhiều yếu tố ảnh hưởng đến rủi ro của từng công ty, một công ty có lượng Bitcoin nắm giữ cao trên bảng cân đối không nhất thiết rủi ro hơn công ty 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 bắt đầu tham gia vào các lĩnh vực như dịch vụ trí tuệ nhân tạo và tính toán hiệu suất cao (HPC), nơi nhu cầu về cơ sở hạ tầng trung tâm dữ liệu đang tăng nhanh. Ví dụ, nghiên cứu của Goldman Sachs ước tính từ năm 2023 đến 2030, nhu cầu điện cho trung tâm dữ liệu (không bao gồm phần liên quan đến tiền mã hóa) có thể tăng 160%. Các công ty khai thác Bitcoin có thể có lợi thế cạnh tranh khi cung cấp cho thị trường AI/HPC vì họ có thể tiếp cận điện năng giá thấp và cơ sở hạ tầng liên quan. Đầu năm 2024, Core Scientific, công ty khai thác niêm yết có vốn hóa lớn thứ ba, thông báo ký hợp đồng dài hạn với nhà cung cấp dịch vụ cơ sở hạ tầng AI chuyên biệt CoreWeave. Kể từ khi giao dịch giữa Core Scientific và CoreWeave được công bố vào tháng 6 năm 2024, một số công ty khai thác niêm yết khác cũng đã thực hiện các bước mở rộng sang lĩnh vực AI/HPC.
Khai thác Bitcoin và tính bền vững
Khai thác Bitcoin tiêu thụ tài nguyên kinh tế thực tế – điện năng – để tạo ra bảo mật 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 nay tiêu thụ lượng điện lớn. Bitcoin là người tiêu thụ năng lượng độc đáo, đã sử dụng tỷ lệ đáng kể tài nguyên năng lượng sạch. Grayscale Research cho rằng theo thời gian, khai thác có thể đóng góp tích cực vào quá trình chuyển đổi năng lượng xanh.
Theo dữ liệu từ Coin Metrics, chúng tôi ước tính trong 12 tháng qua, tốc độ tiêu thụ điện của mạng Bitcoin khoảng 175 terawatt-giờ (TWh, ghi chú: 1TWh = 1 triệu kWh). Con số này tương đương với ước tính từ Trung tâm Tài chính Thay thế Cambridge (xem Hình 7). Dựa trên dữ liệu năm 2023 (năm mới nhất có sẵn), mức tiêu thụ năng lượng của Bitcoin chiếm 0,2% tổng lượng điện tiêu thụ toàn cầu (đã tính tổn thất truyền tải). Theo Trung tâm Tài chính Thay thế Cambridge, các trung tâm dữ liệu tiêu thụ khoảng 200 TWh điện mỗi năm và dự kiến mức tiêu thụ năng lượng sẽ tăng do việc sử dụng các mô hình AI.
Hình 7: Khai thác Bitcoin tiêu thụ điện để tạo bảo mật kỹ thuật số
So với người dùng dân dụng hoặc thương mại điển hình, Bitcoin là người tiêu thụ năng lượng độc đáo. Khai thác Bitcoin có đặc điểm mô-đun, di động, không bị giới hạn địa lý, có thể tạm ngừng và cực kỳ nhạy cảm với biến động giá điện. Do đó, các thợ đào thường có thể hoạt động tại những nơi có nguồn năng lượng sạch giá rẻ. Ước tính khoảng 50-60% điện năng sử dụng trong ngành khai thác Bitcoin đến từ nguồn năng lượng bền vững (bao gồm cả năng lượng hạt nhân). Tại Mỹ và toàn cầu, tỷ lệ năng lượng bền vững trong sản xuất điện 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 khai thác Bitcoin chiếm 0,2-0,3% lượng phát thải CO2 toàn cầu liên quan đến sản xuất điện.
Grayscale Research cho rằng trong vài năm tới, khai thác Bitcoin có thể giúp thúc đẩy việc ứng dụng sản xuất năng lượng tái tạo. Với đặc tính độc đáo, khai thác Bitcoin khuyến khích đầu tư vào cơ sở hạ tầng năng lượng tái tạo, đặc biệt là ở những khu vực không có đường dây truyền tải nối với các trung tâm dân cư chính. Khai thác Bitcoin cũng có thể giúp ổn định nhu cầu lưới điện, vốn có thể dao động do thói quen tiêu dùng và thời tiết, giống như vai trò mà nó đang thực hiện trong hệ thống ERCOT (Ủy ban Tin cậy Điện Texas). Ngoài ra, các startup như Sustainable Bitcoin Protocol đã tạo ra cơ chế thị trường nhằm khuyến khích sử dụng năng lượng sạch và thưởng cho việc giảm phát thải metan. Giải quyết phát thải metan có thể là một con đường đặc biệt quan trọng để các thợ đào Bitcoin đóng góp vào các mục tiêu môi trường. Hơn nữa, các công ty như Crusoe Energy đã phát triển phương pháp tận dụng khí thiên nhiên dư thừa thay vì xả thải, họ chuyển khí thiên nhiên thành điện năng cung cấp cho các thợ đào Bitcoin.
Trong vài năm tới, sự gia tăng ứng dụng công nghệ sẽ tạo ra nhu cầu điện khổng lồ, từ tài sản kỹ thuật số, trí tuệ nhân tạo và các ngành khác. Grayscale cho rằng Bitcoin góp phần duy trì hoạt động lành mạnh của cơ sở hạ tầng điện toàn cầu, và so với nhiều ngành khác, Bitcoin có lợi thế độc đáo trong việc thúc đẩy quá trình chuyển đổi sang năng lượng tái tạo.
Chào mừng tham gia cộng đồng chính thức TechFlow
Nhóm Telegram:https://t.me/TechFlowDaily
Tài khoản Twitter chính thức:https://x.com/TechFlowPost
Tài khoản Twitter tiếng Anh:https://x.com/BlockFlow_News
@Grayscale
