Nonce là một giá trị chỉ được sử dụng một lần trong các giao dịch mật mã. Trong blockchain, nonce là một số ngẫu nhiên hoặc tùy ý mà thợ đào thêm vào khối đã băm. Khi khối được băm lại với nonce này, nó phải đáp ứng yêu cầu độ khó nhất định—thường là tạo

Trong lĩnh vực blockchain và tiền mã hóa, nonce (số dùng một lần) là một giá trị duy nhất, chỉ dùng một lần, chủ yếu được sử dụng trong các thuật toán Proof of Work (PoW). Khi thợ đào tạo ra một khối mới, họ cần tìm một giá trị nonce cụ thể để khi kết hợp với các dữ liệu khác trong phần tiêu đề khối và được xử lý thông qua hàm băm mật mã, sẽ cho ra một giá trị băm đáp ứng yêu cầu độ khó đã đặt ra. Cơ chế này bắt buộc việc tạo khối mới phải tiêu tốn nhiều tài nguyên tính toán, qua đó tăng cường bảo mật cho mạng lưới.

Đối với các loại tiền mã hóa như Bitcoin, nonce là thành phần không thể thiếu. Thợ đào liên tục thử các giá trị nonce khác nhau, thực hiện các phép băm lặp đi lặp lại cho đến khi tìm ra giá trị băm đáp ứng mục tiêu độ khó của mạng tại thời điểm đó. Mỗi khối được khai thác thành công đều chứa một giá trị nonce hợp lệ, duy nhất, chứng minh rằng thợ đào đã hoàn thành đủ lượng công việc tính toán theo yêu cầu. Quá trình này vừa bảo đảm an ninh cho blockchain, vừa kiểm soát tốc độ phát hành đồng tiền mã hóa mới, trở thành nền tảng của hệ thống kinh tế tiền mã hóa.

Tài liệu kỹ thuật Bitcoin do Satoshi Nakamoto công bố năm 2008 đã chính thức đưa nonce vào thiết kế blockchain, biến nó thành yếu tố cốt lõi của hệ thống Proof of Work. Khi mạng lưới Bitcoin phát triển, khái niệm nonce dần được mở rộng cho các dự án blockchain sử dụng PoW khác và được điều chỉnh phù hợp với từng cơ chế đồng thuận riêng biệt.

Về mặt kỹ thuật, nonce chiếm 4 byte trong phần tiêu đề khối, cho phép thợ đào thử khoảng 4,3 tỷ giá trị khác nhau. Nếu thử hết mọi giá trị nonce mà vẫn không tạo được băm phù hợp, thợ đào sẽ thay đổi các thông số khác trong khối—như dấu thời gian (timestamp) hoặc Merkle root—rồi tiếp tục quá trình tìm kiếm nonce. Trong khai thác hiện đại, các vi mạch chuyên dụng (ASIC) kiểm tra giá trị nonce với tốc độ cực nhanh, giúp tổng hash rate của mạng Bitcoin đạt tới hàng trăm exahash (EH/s) mỗi giây.

Dù nonce là thành phần cốt lõi của công nghệ blockchain, nó vẫn đối mặt với nhiều thách thức và rủi ro. Thứ nhất, khi độ khó PoW tăng cao, năng lượng tiêu thụ để tìm nonce hợp lệ cũng gia tăng mạnh, gây tranh cãi về tính bền vững môi trường của PoW. Thứ hai, sự phổ biến của các máy đào ASIC khiến nguy cơ tập trung hóa khai thác ngày càng lớn, có thể ảnh hưởng đến tính phi tập trung của mạng. Ngoài ra, ở một số trường hợp khi không gian nonce không đủ để tìm ra giá trị hợp lệ, hiệu suất khai thác sẽ giảm, đòi hỏi điều chỉnh thêm các thông số khác của khối.

Là một số dùng duy nhất trong mỗi lần, nonce giữ vai trò trọng yếu với hệ sinh thái blockchain, là nền móng cho cơ chế Proof of Work bảo đảm an toàn và tính bất biến của giao dịch. Việc buộc thợ đào phải thực hiện khối lượng tính toán lớn để tìm nonce hợp lệ giúp mạng lưới blockchain bảo vệ hiệu quả trước các hành vi tấn công và duy trì toàn vẹn cho hệ thống. Dù các cơ chế đồng thuận thay thế như Proof of Stake (PoS) đang dần xuất hiện và làm giảm vai trò của nonce ở một số kiến trúc blockchain mới, vị thế trung tâm của nó trong các loại tiền mã hóa truyền thống như Bitcoin vẫn giữ vững, tiếp tục là nền tảng cho thị trường tài sản mã hóa trị giá hàng nghìn tỷ đô la Mỹ.