Blockchain là gì? Công nghệ blockchain đã mở ra một kỷ nguyên phát triển mới khi cho nhiều lĩnh vực. Đặc biệt là khi tiền điện tử, tài chính phi tập trung ngày càng tăng trưởng mạnh mẽ, vai trò của của công nghệ lưu trữ này lại càng quan trọng hơn. Vậy chính xác công nghệ blockchain là gì? Công nghệ này được ứng dụng tại những lĩnh vực nào trong đời sống?
Công nghệ blockchain là gì?
Nếu muốn hiểu cho chính xác blockchain là gì, bạn cần tìm hiểu khái niệm cơ bản và lịch sử ra đời của công nghệ này.
Khái niệm blackcoin
Blockchain hay còn được biết đến với tên gọi công nghệ chuỗi khối. Nó hỗ trợ quá trình truyền tải và lưu trữ dữ liệu một cách an toàn. Bạn có thể hiểu đơn giản Blockchain tương tự như một cuốn sổ kế toán hoạt động trên môi trường internet. Nhiệm vụ của cuốn sổ cái này là giám sát và ghi lại toàn bộ giao dịch thực hiện thông qua mạng ngang hàng.
Mỗi blockchain bao gồm vô số các khối (block), nơi chứa thông tin giao, thời gian khởi động. Block sau luôn được liên kết với block trước đó hình thành chuỗi dữ liệu xuyên suốt, rất khó bị can thiệp.
Thông thường, dữ liệu một khi đã lưu vào blockchain gần như không thể bị thay đổi. Ưu việt lớn nhất của công nghệ lưu trữ dữ liệu blackcoin là có khả năng khiếu nại gian lận, điều chỉnh thông tin theo ý đồ riêng của ai đó hoặc tổ chức nào đó.
Lịch sử ra đời của blockchain
Công nghệ lưu trữ dữ liệu blockchain lần đầu được đề xuất từ năm 1991 bởi hai nhà nghiên cứu W. Scott Stornetta và Stuart Haber. Từ ban đầu của hai nhà nghiên cứu này là có thể gắn thời gian vào dữ liệu để chúng trở nên bất biến. Như vậy bất kỳ ai cũng điều không thể sửa đổi thời gian đã gắn vào dữ liệu. Người đó quá trình truyền tải và lưu trữ dữ liệu sẽ minh bạch hơn.
Tuy nhiên tại hơn 10 năm sau đó, blockchain mới thực sự được thế giới chú thông qua dự án mạng giao dịch ngân hàng Bitcoin của lập trình viên ẩn danh Satoshi Nakamoto. Cụ thể vào năm 2008, Satoshi đã ứng dụng công nghệ blockchain vào giao thức mã nguồn mở Bitcoin.
Cũng kể từ đây, một loại tiền điện tử mới cũng ra đời, đó chính là đồng Bitcoin. Hiện nay, hầu hết mọi dự án điện điện tử đều xem blockchain như một nền tảng cốt lõi.
Cấu trúc chung của khối blockchain
Chuỗi blockchain hình thành từ nhiều khối dữ liệu. Trong đó mỗi khối luôn bao gồm 3 thành phần cơ bản. Bao gồm dữ liệu, Hash của khối hiện tại và Hash của khối trước đó.
- Dữ liệu: Thay đổi tùy theo dạng blockchain. Ví dụ như blockchain Bitcoin thì sẽ chứa toàn bộ dữ liệu giao dịch có sử dụng đồng Bitcoin. Thông tin người nhận và người gửi, số lượng coin đã gửi đi.
- Hash của khối hiện tại: Nó tương tự như một đặc điểm chuyên biệt để hệ thống nhận dạng. Hash này mang tính độc nhất, không trùng lặp với bất kỳ Hash nào khác.
- Hash của khối trước đó: Giữ nhiệm vụ liên kết để hình thành nên một chuỗi (chain). Lưu ý, block đầu tiên không hề liên kết với bất kỳ khối nào bởi nó là khối đầu tiên được tạo ra. Người ta còn gọi đây là khối nguyên thủy.
Đặc trưng của công cụ blockchain
Blockchain thực chất là một cơ sở dữ liệu với khả năng tương tác cao. Nếu muốn hiểu một cách chính xác blockchain là gì, bạn phải nắm một số đặc điểm cơ bản của công nghệ lưu trữ tư liệu tiên tiến này.
Cơ chế đồng thuận phân tán bình đẳng
Cơ chế đồng thuận trên mỗi mạng blockchain thực hiện theo cách phân tán bình đẳng. Toàn bộ mạng lưới này được mô tả như một sơ đồ phân tán bình đẳng. Trong đó tất cả nút (node) tương ứng với một máy chủ phân tán có nhiệm vụ xác minh giao dịch liên tục. Mỗi khi giao dịch chấp nhận thành công chúng sẽ được thêm vào block công khai. Từ đó hình thành một chuỗi độc nhất (chain).
Tại mỗi chuỗi kế tiếp đều chứa một Hash, nó tương tự như một vân tay mang tính độc nhất không trùng lặp mã hóa với khối trước đó. Quá trình mã hóa thông quan Hash đảm bảo tính xác thực của mỗi giao dịch, đồng thời loại bỏ hoàn toàn bên trung gian. Sự phối hợp giữa quá trình mã hóa và công nghệ blockchain là điều kiện tiên quyết để không một giao dịch nào có thể lưu trữ đến hai lần.
Có khả năng tích hợp nhiều dịch vụ chuỗi khối
Mỗi chuỗi khối blockchain lại mang đặc điểm của một không gian lưu trữ dữ liệu công cộng trong phạm vi của một không gian hẹp (block). Tính chất công khai cho phép mọi người có thể xác nhận ai đó đã nhập thông tin vào khối bởi mỗi khối lại đều có chữ ký của người đó. Nếu muốn thay đổi dữ liệu đã cập nhật, bạn phải giữ khóa bí mật của dữ liệu đó. Có nghĩa chỉ có người khởi tạo dữ liệu mới có thể chỉnh sửa
Về cơ bản, mỗi blockchain hoạt động tương tự như một cơ sở dữ liệu. Chúng có khả năng vận chuyển giá trị, thay thế nhiệm vụ của một cá nhân hoặc tổ chức thứ ba trong quá trình lưu trữ dữ liệu đã trải qua năm mới. Chuỗi khối vừa hoạt động theo hướng công khai và bí mật. Theo đó nếu nhìn từ bên ngoài thì nó công khai, nhưng mọi hoạt động bên trong đều thực hiện bí mật.
Tích hợp Smart Contract và tài sản thông minh
Hợp đồng thông minh hay Smart Contract giống như các khối nền tảng cho ứng dụng phi tập trung (dApp). Mỗi hợp đồng như vậy lại tương đương với một ứng dụng thu nhỏ hỗ trợ quản lý tài sản, việc thực thi giao dịch.
Smart Contract được thiết kế như một bản khế ước cho giao dịch ngang hàng thực hiện thông qua chuỗi khối. Có biết thay vì phải chờ đến một bên trung gian để giám sát giao dịch, chính hợp đồng sẽ thực hiện nhiệm vụ đó.
Tất cả điều khoản trong hợp đồng thông minh đều được viết theo ngôn ngữ lập trình chuyên biệt. Chúng không thể bị điều chỉnh, mọi điều khoản cũng thực thi hoàn toàn tự động. Chẳng hạn như khi cần chuyển 1 Bitcoin đến định ví của A, hợp đồng thông minh sẽ tự động thực hiện giao dịch.
Độ tin cậy cao
Thông tin lưu trữ trên blockchain đều phải qua đồng thuận của toàn bộ hệ thống máy chủ phân tán. Ví dụ như khi giao dịch với đồng Bitcoin được thực hiện thì ngay lập tức toàn các node kiểm tra và xác nhận xem giao dịch đó có hợp lệ không. Nếu hợp lệ, giao dịch đó sẽ được thêm vào chuỗi khối.
Dữ liệu trên mạng blockchain có độ tin cậy cao bởi nó gần như không thể bị thay đổi. Chúng mang tính bất biến, việc truyền tải và lưu trữ đều phải thực hiện theo nguyên tắc chung, dựa trên sự đồng thuận của toàn bộ mạng lưới.
Thuật toán đồng thuận tại trung tâm chuỗi khối
Tại trung tâm của mỗi chuỗi khối luôn có một thuật toán đồng thuận chi phối hoạt động. Trước đây, Proof of Work là thuật toán đồng thuận phổ biến nhất ứng dụng trong mỗi blockchain. Tuy nhiên hiện nay khi công nghệ phải hơn, nhiều thuật mới đã ra đời. Doanhnhanoline.com sẽ đề cập chi tiết về những thuật toán này trong các mục tiếp theo trong bài viết về chủ đề blockchain là gì.
Vì sao việc sửa đổi dữ liệu trên blockchain là gần như không thể?
Khi tìm hiểu công nghệ blockchain, bạn hẳn đã biết rằng dữ liệu một khi đã lưu trữ vào mạng lưới này thì gần như không thể thay đổi. Vậy tại sao việc sửa đổi dữ liệu trên blockchain lại giống như nhiệm vụ bất khả thi?
Sự ràng buộc của cơ chế Hash
Khi sửa đổi dữ liệu đã lưu trên từng block đồng nghĩa Hash của block đó cũng thay đổi. Kéo theo đó là hàng loạt khối sau đó cũng thay đổi và trở nên không còn hợp lệ. Vì đơn giản lúc này Hash thuộc block trước không còn tương thích với block đã bị sửa đổi.
Nếu vẫn muốn thay đổi dữ liệu thì cách duy nhất là bạn phải khiến tất cả block đó hợp lệ. Để thực điều này đòi hỏi phải có sự đồng thuận của toàn bộ node hay các máy chủ phân tán trên toàn thế giới. Thực tế, nhiệm vụ để toàn bộ node đồng ý điều chỉnh dữ liệu là gần như không thể.
Cơ chế đồng thuận
Theo như định nghĩa blockchain là gì thì để một block trở nên hợp lệ đồng nghĩa bạn phải can thiệp vào tất cả các block, điều chỉnh Hash cùng lúc. Tuy nhiên mỗi giây luôn có hàng trăm ngàn Hash nên không hề dễ để điều chỉnh chúng cùng lúc. Quá trình điều chỉnh này sẽ vô tình ảnh hưởng đến độ bảo mật của toàn bộ mạng lưới.
Khi đó, người được phép thêm block mới bắt buộc do sự đồng thuận quyết định. Nói chung, toán đồng thuật có nhiệm vụ duy trì tính toàn vẹn và bảo mật của toàn mạng lưới blackcoin
Hoạt động theo mô hình mạng ngang hàng
Hầu hết blockchain đều thiết kế theo cấu trúc của ngang hàng phân tán thay vì quản lý bởi một trung tâm máy chủ. Cấu trúc thiết kế này cho phép bất kì ai cũng có quyền tham gia nâng cấp mạng lưới.
Trong đó, mỗi máy chủ phân tán lại chính là một node. Nhiệm vụ chính của node nhận một bản sao chép blockchain. Tiếp đến, node sẽ sử dụng bản sao chép ngày để xác nhận giao dịch theo trình tự.
Hệ thống node phải có sự đồng thuận với nhau. Theo đó, một khối sẽ được coi là hợp lệ khi trên 50% cùng đồng thuận xác nhận. Quá trình đồng thuận này bảo vệ mạng blockchain ít có nguy cơ bị tấn công.
Tìm hiểu về blockchain thông qua phân loại
Hiện nay, blockchain được phân chia thành 3 dạng chính. Bao gồm blockchain public, blockchain private và blockchain permissioned.
Public blockchain
Đây là dạng blockchain công khai cho phép bất kì ai cũng có quyền kiểm tra và lưu dữ liệu. Để tiến hành xác thực giao dịch diễn ra trên blockchain public lươn chạch có hàng nghìn hoặc cả vài chục ngàn node tham gia.
Chính vì có nhiều node vận hành nên khả năng bị hack cũng giảm đi. Vì khi đó, hacker sẽ rất khó chiếm được 51% đồng thuận hoặc 51% lượng coin lưu hành trên thị trường.
Blockchain private
Kiểu blockchain private chỉ hỗ trợ người dùng đọc dữ liệu và không có quyền tham gia thêm dữ liệu như mạng công khai. Quyền điều chỉnh dữ liệu thuộc về bên thứ 3.
Cụ thể bên thứ ba có thể cho phép hoặc không cho phép người dùng được đọc dữ liệu trong một vài trường hợp đặc biệt. Bên cạnh đó, họ cũng có quyền quyết định mọi điều chỉnh thay đổi diễn ra trên blockchain.
Đặc điểm của dạng blockchain riêng tư này là không yêu mọi lượng lớn thiết bị tham gia. Thế nên, thời gian để xác nhận giao dịch cũng nhanh hơn.
Hiện nay, Ripple là blockchain private khá nổi tiếng. Blockchain này hoang mang tính phi tập trung phân quyền như phần lớn chuỗi khối khác. Vì phía Ripple Labs đã chiếm đến hơn 60% quyền chi thối.
Blockchain permissioned
Về mặt bản chất, blockchain permissioned hình tương tự như blockchain private. Tuy nhiên, nó sẽ được bổ sung thêm một vài tính năng đặc biệt khác. Cụ thể ở đây đó là sự kết hợp giữa sự tin tưởng khi người dùng tham gia vào mạng công khai và niềm tuyệt đối của mạng blockchain riêng tư.
Blockchain permissioned rất phù hợp để sử dụng trong ngành ngân hàng. Hoặc các tổ chức liên doanh có nhu cầu ứng dụng công nghệ blockchain.
3 Thế hệ blockchain cần biết
Blockchain là gì? Kể từ khi công nghệ blockchain ra đời đến nay, nó đã trải qua 3 giai đoạn phát triển. Tương ứng với đó là ba thế hệ blockchain tiêu biểu cho từng giai đoạn.
Blockchain 1.0
Thế hệ blockchain đầu tiên giữ nhiệm vụ chính là hình thành tiền tệ và mạng lưới thanh toán. Blockchain 1.0 thực hiện công việc chủ yếu liên quan đến lĩnh vực tiền báo mới mã hóa. Đó là những công việc cụ thể như hỗ trợ giao dịch, thiết lập hệ thống thanh toán số.
Blockchain 2.0
Phiên bản blockchain thứ hai có khả năng tạo lập thị trường tài chính riêng. Phần mở rộng hoạt động quy mô blockchain, thúc đẩy công nghệ này ứng dụng sâu rộng hơn và đời sống. Tài sản tham gia vào hệ thống ngành có thể bao gồm cổ phiếu, trái phiếu,.. Nói chung là tất cả loại hình tài sản có thỏa thuận hoặc hợp đồng.
Blockchain 3.0
Blockchain thế hệ thứ 3 không chỉ còn gói gọn trong hoạt động giao dịch tài chính. Thay vào đó là hưởng đến nhiều mục tiêu cao hơn. Ứng dụng vào giáo dục, chăm sóc sức khỏe, nghệ thuật,.. Đây được xem như thế hệ blockchain tiên tiến nhất.
Một số cơ chế đồng thuận phổ biến ứng dụng trong blockchain
Nếu đã bỏ công tìm hiểu blockchain là gì, bạn chắc chắn không thể bỏ qua phần kiến thức về tác dụng toán đồng thuận. Bởi thuật toán đồng thuận giữ vai trò cực kỳ quan trọng trong hoạt động của mỗi hệ thống blockchain.
- Thuật toán Proof of Work – PoW: Đây là thuận toán đã được Satoshi Nakamoto sử dụng để xây dựng giao thức Bitcoin. Tuy nhiên, nhược điểm của PoS lại là yếu tố rất nhiều năng lượng, đòi hỏi thợ đào coin phải đầu tư phần cứng khủng.
- Thuật toán Proof of Stake – PoS: Thuật toán đồng thuận yêu cầu người tham gia xác minh giao dịch phải đặt cọc tài sản kỹ thuật số. Nó không tiêu tốn năng lượng như PoW, đồng thời khó bị tấn công hơn.
- Thuật toán Delegated Proof of Stake – DPoS: Thuật toán đồng thuận DPoS hỗ trợ người dùng mức phí giao dịch rẻ, đáp ứng tốt khả năng nổi bật, khả năng hoạt động mạnh mẽ. Thế nhưng việc lựa chọn node tin cậy để ủy quyền vẫn hơi phức tạp.
- Thuật toán Proof of Authority – PoA: Có ưu điểm là hiệu suất hoạt động lớn, đáp ứng khá tốt khả năng mở rộng.
- Thuật toán Proof of Weight: Thuật toán đồng thuận này đang được ứng dụng bởi Algorand và Filecoin. Proof of Weight có khả năng mở rộng và tùy chỉnh tương đối tốt.
- Thuật toán Byzantine Fault Tolerance: Cơ chế đồng này có khả năng chống gian lận hiệu quả. Đáp ứng tốt yêu cầu về phí giao dịch thấp, mở rộng hiệu quả.
Tổng kết
Blockchain là gì? Công nghệ blockchain đã mở ra kỷ nguyên mới cho tiền điện tử, tài chính phi tập trung và nhiều lĩnh vực khác. Đặc điểm chung của nền tảng ứng dụng công nghệ blockchain là mang tính minh họa, tạo cơ hội để người dùng cùng tham gia phát triển. Kể từ khi giao thức Bitcoin ứng dụng blockchain đã có hàng loạt dự án tiền điện tử mới cũng sử dụng giao thức này.
Có thể bạn quan tâm
