Quét toàn bộ blockchain Bitcoin tìm hình ảnh: Kết quả bất ngờ

Thí nghiệm: Quét blockchain Bitcoin tìm hình ảnh

Trong nhiều năm, cộng đồng crypto tranh luận gay gắt về lượng dữ liệu tùy ý — bao gồm hình ảnh, NFT và các tệp phi tài chính — được nhúng vào blockchain Bitcoin. Một số người cho rằng chuỗi khối này đang trở thành "bức tường落 đầy graffiti". Nhà nghiên cứu Juan Galt quyết định kiểm chứng thực tế bằng một thí nghiệm cụ thể.

Phương pháp thực hiện

Galt mua một ổ cứng HDD 4TB, cài đặt Bitcoin Core phiên bản mới nhất và bắt đầu đồng bộ toàn bộ blockchain. Quá trình tải về và xác minh tính toàn vẹn của mọi giao dịch trong lịch sử Bitcoin mất khoảng 72 giờ (3 ngày), chạy tự động trong nền trên một máy tính gaming hiệu năng cao.

Điểm thắt cổ chai chính là tốc độ đọc/ghi của ổ HDD, đặc biệt ở bước lập chỉ mục UTXO set (tập hợp đầu ra giao dịch chưa được tiêu). Để tránh mất thêm vài tuần, dữ liệu UTXO được lập chỉ mục trực tiếp trên RAM rồi chuyển lại ổ cứng sau khi hoàn tất.

Sau khi blockchain đồng bộ xong, Galt tắt Bitcoin Core và chạy PhotoRec 7.2 — phần mềm phục hồi ảnh mã nguồn mở đã tồn tại hơn 20 năm, thiết kế để tìm dữ liệu ảnh thô trên ổ cứng bị hỏng. PhotoRec quét các định dạng jpg, png, gif, tif, bmp, ico, psd và raw.

Kết quả: Gần như trắng tay

Sau hơn 11 giờ quét trên hơn 1TB dữ liệu blockchain, PhotoRec chỉ trả về 8 file ICO và 4 file PNG giống hệt nhau — tất cả đều không hiển thị hình ảnh có nghĩa khi mở ra. Về thực chất, không có hình ảnh nào được tìm thấy.

Giải thích: Kỹ thuật XOR

Nguyên nhân nằm ở một kỹ thuật làm rối dữ liệu gọi là XOR, đã được thảo luận trong cộng đồng phát triển Bitcoin Core từ năm 2011 và triển khai dần theo thời gian:

• Cuối 2015: XOR được áp dụng cho dữ liệu UTXO set lưu trên ổ đĩa.
• 2024: XOR được mở rộng ra toàn bộ dữ liệu blockchain lưu trữ.

XOR hoạt động bằng cách so sánh từng bit dữ liệu với một khóa ngẫu nhiên được tạo ra lúc cài đặt lần đầu. Kết quả là dữ liệu blockchain khi nằm im trên ổ cứng trông như một mớ hỗn độn vô nghĩa với bất kỳ phần mềm bên ngoài nào. Khi Bitcoin Core chạy, nó dùng chính khóa đó để giải mã dữ liệu nhanh chóng mà không ảnh hưởng đến hiệu suất.

Ban đầu, động lực để triển khai XOR xuất phát từ vấn đề thực tế: các phần mềm diệt virus từng nhận nhầm dữ liệu blockchain là mã độc, cách ly các block và làm hỏng quá trình đồng bộ Bitcoin.

Ý nghĩa đối với người dùng node

Hệ quả quan trọng là: với tuyệt đại đa số bản sao blockchain Bitcoin đang lưu trên máy tính của người dùng thông thường khắp thế giới, không có dữ liệu tùy ý hay hình ảnh nào có thể được nhận diện hay trích xuất mà không cố tình vượt qua lớp XOR — một bước không cần thiết cho mục đích sử dụng tài chính thông thường.

Đối với những ai muốn tự kiểm chứng, Galt khuyến khích chạy thử nghiệm PhotoRec trên node cá nhân của mình.