Blockchain là gì? Công nghệ Blockchain là gì?

Blockchain là "công nghệ mới nổi" nhưng nó nhận được sự quan tâm và kỳ vọng trong việc chuyển đổi và xây dựng nền tảng công nghệ thông tin tương lai. Vậy Blockchain là gì, công nghệ Blockchain là gì?

Blockchain là gì ?

Blockchain (chuỗi khối), tên ban đầu block chain là một cơ sở dữ liệu phân cấp lưu trữ thông tin trong các khối thông tin được liên kết với nhau bằng mã hóa và mở rộng theo thời gian. Mỗi khối thông tin đều chứa thông tin về thời gian khởi tạo và được liên kết tới khối trước đó, kèm một mã thời gian và dữ liệu giao dịch. Blockchain được thiết kế để chống lại việc thay đổi của dữ liệu: Một khi dữ liệu đã được mạng lưới chấp nhận thì sẽ không có cách nào thay đổi được nó.

Blockchain được đảm bảo nhờ cách thiết kế sử dụng hệ thống tính toán phân cấp với khả năng chịu lỗi byzantine cao. Vì vậy sự đồng thuận phân cấp có thể đạt được nhờ Blockchain. Vì vậy Blockchain phù hợp để ghi lại những sự kiện, hồ sơ y tế, xử lý giao dịch, công chứng, danh tính và chứng minh nguồn gốc. Việc này có tiềm năng giúp xóa bỏ các hậu quả lớn khi dữ liệu bị thay đổi trong bối cảnh thương mại toàn cầu.

Nguồn gốc ra đời của Blockchain

• Bắt nguồn từ bài toán Các vị tướng Byzantine (Byzantine Generals) trong ngành khoa học máy tính và xử lý đường truyền tin cậy trong một hệ thống phân cấp.
• Nội dung bài toán mô tả: Một đạo quân đi chiếm thành và các vị tướng nằm ở nhiều vị trí khác nhau. Trong đó có N tướng trung thành muốn chiếm thành và M tuớng phản bội muốn rút binh, một tướng phản bội truyền tin cho một nhóm là tấn công và truyền tin cho nhóm khác là rút binh. Vậy làm sao để các tướng có thể nhất quán thông tin và cùng nhau chiếm thành? Chỉ cần một sơ xuất trong việc truyền tin có thể khiến cả đạo quân có thể bị tiêu diệt.
• Bài toán Các vị tướng Byzantine này vẫn chưa ai có thể đưa ra lời giải. Do đó chúng ta cần phải có một bên thứ ba để xây dựng lòng tin. Ví dụ như trong bài toán trên, cần có một bên thứ ba đứng ra làm thoả thuận để các tướng lĩnh ký tên vào, nếu vị tướng nào làm trái thoả thuận sẽ bị trừng phạt. Bên thứ ba đảm bảo cho việc chiếm thành của các vị tướng là đồng loạt, bởi vì các tướng có thể không tin nhau nhưng bắt buộc phải tin tưởng tuyệt đối vào bên thứ ba này. Đây là ý tưởng mở đầu cho một hệ thống Blockchain có thể giúp các vị tướng tin tưởng nhau hơn.
• Sau cuộc khủng hoảng tài chính năm 2008, hệ thống tài chính Mỹ sụp đổ hoàn toàn khiến người dân đánh mất niềm tin vào đồng tiền của một bên thứ ba đáng tin cậy. Ý tưởng về Bitcoin – một đồng tiền phân cấp ngang hàng trên mạng máy tính lần đầu tiên được Satoshi Nakamoto đưa ra, cũng là ứng dụng đầu tiên của Blockchain.

Những đặc điểm chính của công nghệ Blockchain bạn nên biết

Một cơ sở dữ liệu phân tán

Hãy tưởng tượng một bảng tính được nhân đôi hàng ngàn lần thông qua mạng lưới máy tính, mạng lưới này được thiết kế để cập nhật thường xuyên bảng tính đó là bạn đã có thể hiểu được cơ bản về blockchain.

Thông tin được tổ chức trên một blockchain tồn tại dưới dạng cơ sở dữ liệu được chia sẻ và hòa hợp liên tục. Đây là cách để sử dụng mạng với những lợi ích rõ ràng. Cơ sở dữ liệu blockchain không được lưu trữ ở duy nhất một vị trí nào, nghĩa là các bản ghi được lưu trữ một cách công khai, dễ kiểm chứng. Không có một phiên bản tập trung nào của cơ sở dữ liệu này tồn tại, nên hacker cũng chẳng có cơ hội nào để tấn công nó. Blockchain được lưu trữ bởi hàng triệu máy tính cùng lúc, dữ liệu của nó có thể truy cập bởi bất cứ ai trên Internet.

Blockchain giống như Google Docs

Cách chia sẻ tài liệu thông thường khi cộng tác là gửi tài liệu Microsoft Word cho một người khác qua email và yêu cầu họ sửa nó. Vấn đề trong trường hợp này là bạn cần phải đợi cho đến khi nhận được một bản sao lưu được gửi trở lại thì mới có thể xem hoặc thực hiện những thay đổi khác, vì đã bị khóa quyền chỉnh sửa cho đến khi người cộng tác của bạn hoàn tất việc chỉnh sửa.

Đó là cách cơ sở dữ liệu hiện tại đang hoạt động. Hai chủ sở hữu không thể cùng chỉnh sửa một bản ghi cùng một lúc. Đó là cách các ngân hàng duy trì số dư và số chuyển khoản, họ nhanh chóng khóa quyền truy cập (hoặc giảm số dư) trong khi thực hiện chuyển khoản, rồi sau đó cập nhật tài khoản và mở lại quyền truy cập (hoặc cập nhật lại). Với Google Docs thì khác, cả hai bên đều có quyền truy cập đồng thời vào cùng một tài liệu và phiên bản duy nhất của tài liệu đó luôn hiển thị cho cả hai. Nó giống như sổ cái được chia sẻ, nhưng nó là một tài liệu được chia sẻ. Phần phân tán chỉ hoạt động khi chia sẻ liên quan đến một số người.

Lược dịch từ ý kiến của William Mougayar, cố vấn liên doanh, nhà kinh doanh 4x, nhà tiếp thị, chuyên gia chiến lược và chuyên gia blockchain.

Tính bền vững của blockchain

Công nghệ Blockchain giống như Internet vì nó có một sức mạnh được tích hợp sẵn. Bằng cách lưu trữ những khối thông tin giống nhau trên mạng lưới của mình, blockchain không thể:

• Bị kiểm soát bởi bất kỳ một thực thể nào
• Không có điểm thiếu sót, lỗi duy nhất nào.

Bitcoin được phát hành vào năm 2008, kể từ đó, blockchain Bitcoin được vận hành, hoạt động mà không có sự gián đoạn đáng kể nào. Đến này, bất kỳ vấn đề nào liên quan đến Bitcoin là do hack hoặc quản lý kém. Nói cách khác, những vấn đề này đến từ ý định xấu và lỗi của con người, không phải là những sai sót tự thân của Bitcoin.

Internet đã chứng minh được độ bền trong gần 30 năm. Đây là bản ghi theo dõi tốt cho công nghệ blockchain khi nó tiếp tục được phát triển.

Minh bạch và không thể bị phá vỡ

Mạng lưới blockchain tồn tại trong trạng thái của sự thỏa thuận, tự động kiểm tra 10 phút một lần. Một loại hệ sinh thái tự kiểm soát giá trị kỹ thuật số, mạng lưới sẽ điều hòa mọi giao dịch xảy ra trong khoảng 10 phút. Mỗi nhóm giao dịch này được gọi là khối. Hai đặc tính quan trong được rút ra từ đây:

• Minh bạch: Dữ liệu được nhúng trong mạng như một khối, công khai.
• Nó không bị thể bị hỏng: Khi thay đổi bất kỳ đơn vị thông tin nào trên blockchain có nghĩa là sử dụng một lượng lớn máy tính để ghi đè lên toàn bộ mạng.

Về lý thuyết, điều này có thể xảy ra. Trong thực tế, nó không xảy ra. Ví dụ, việc kiểm soát hệ thống để chiếm lấy Bitcoin sẽ khiến giá trị của nó bị hủy hoại.

Một mạng lưới các nút

Một mạng lưới các nút tính toán tạo thành blockchain. Nút ở đây là máy tính được kết nối với mạng blockchain, sử dụng client để thực hiện nhiệm vụ xác nhận và chuyển tiếp các giao dịch. Nút sẽ nhận được một bản sao của blockchain, được tải tự động khi tham gia mạng lưới blockchain.

Các nút này cùng nhau tạo ra một mạng lưới cấp 2 mạnh mẽ, một góc nhìn hoàn toàn khác về cách mà Internet có thể hoạt động. Mỗi nút là một "quản trị viên" của mạng blockchain và tự động tham gia vào mạng, động lực cho việc tham gia này chính là cơ hội giành được Bitcoin.

Nút còn được gọi là đào Bitcoin, nhưng thuật ngữ này có chút nhầm lẫn. Trong thực tế, mỗi người đang cạnh tranh để giành Bitcoin bằng cách giải quyết những câu đố. Bitcoin là "lẽ sống" của blockchain ngay từ khi nó được hình thành. Bitcoin mới chỉ được công nhận như một phần rất nhỏ trong số những tiềm năng của công nghệ blockchain.

Có khoảng 700 loại tiền kỹ thuật số tương tự như Bitcoin, ngoài ra còn có rất nhiều những biến thể của khái niệm blockchain ban đầu hiện đang hoạt động hoặc đang được phát triển.

Ý tưởng về phân quyền

Theo thiết kế, blockchain là một công nghệ được phân quyền. Bất cứ điều gì xảy ra trên đó đều là chức năng của mạng. Một số gợi ý quan trọng bắt nguồn từ điều này. Nhờ tạo ra cách mới để xác nhận giao dịch mà những khía cạnh của thương mại truyền thống có thể trở nên không cần thiết. Ví dụ như những giao dịch trên thị trường chứng khoán có thể thực hiện cùng lúc trên blockchain, hoặc có thể lưu trữ tài liệu giống như sổ đỏ, hoàn toàn công khai. Và sự phân quyền đã trở thành hiện thực.

Mạng máy tính toàn cầu sử dụng công nghệ blockchain để cùng quản lý cơ sở dữ liệu, ghi lại các giao dịch của Bitcoin. Tức là, Bitcoin được quản lý bởi mạng của nó và không một ai là trung tâm cả. Phân quyền có nghĩa là mạng lưới hoạt động dựa trên cơ sở người dùng hay P2P. Các hình thức hợp tác tập thể có thể thực hiện chỉ mới bắt đầu được nghiên cứu.

Tăng cường bảo mật

Nhờ lưu trữ dữ liệu trên mạng của mình, blockchain loại bỏ những rủi ro đi kèm với dữ liệu được tổ chức tập trung. Mạng của nó không có những điểm dễ bị tổn thương. Trong khi đó, vấn đề bảo mật trên Internet thì ngày càng trở nên phức tạp. Chúng ta đều dựa vào hệ thống username/password để bảo vệ danh tính và tài sản của mình trên mạng, nhưng hệ thống này vẫn có nhiều khả năng bị phá vỡ.

Phương pháp bảo mật của blockchain sử dụng công nghệ mã hóa với cặp khóa public/private. Public key (một chuỗi dài các số ngẫu nhiên) là địa chỉ của người dùng trên blockchain. Bitcoin gửi qua mạng sẽ được ghi nhận thuộc về địa chỉ đó. Khóa private giống như mật khẩu, cho phép chủ sở hữu truy cập vào Bitcoin hoặc các tài sản kỹ thuật số khác. Lưu trữ dữ liệu trên blockchain và nó sẽ không bị hư hỏng.

Điều này là sự thật, mặc dù bảo vệ tài sản kỹ thuật số của bạn sẽ yêu cầu bảo mật khóa private bằng cách in ra, tạo ví kỹ thuật số để đựng giống như ví đựng tiền giấy.

Bạn có thể tìm hiểu bài viết về Public key là gì

Công nghệ Blockchain là sự kết hợp giữa 3 loại công nghệ

• Mật mã học: Sử dụng public key và hàm hash function để đảm bảo tính minh bạch, toàn vẹn và riêng tư.
• Mạng ngang hàng: Mỗi một nút trong mạng được xem như một client và cũng là server để lưu trữ bản sao ứng dụng.
• Lý thuyết trò chơi: Tất cả các nút tham gia vào hệ thống đều phải tuân thủ luật chơi đồng thuận (PoW, PoS…) và được thúc đẩy bởi động lực kinh tế.

Các phiên bản của công nghệ Blockchain phổ biến hiện nay

Blockchain Version 1.0 – Currencies: Ứng dụng vào tiền thuật toán: bao gồm chuyển đổi tiền tệ, kiều hối và hệ thống thanh toán kỹ thuật số. Đây cũng là lĩnh vực quen thuộc với chúng ta nhất và xem như là lãnh thổ của Bitcoin và những cryptocurrencies khác.

Blockchain Version 2.0 – Contracts: Ứng dụng trong xử lý tài chính và ngân hàng: mở rộng blockchain, đưa vào các ứng dụng tài chính và thị trường. Các tài sản bao gồm cổ phiếu, chi phiếu, nợ, quyền sở hữu và bất kỳ điều gì có liên quan đến thỏa thuận hay hợp đồng.

Nhiều công ty trong ngành dịch vụ tài chính ngân hàng đã chú ý đến tiềm năng của công nghệ Blockchain. Điều này cho thấy những điểm vượt trội mà Bitcoin chưa làm được.

CIO của UBS – Oliver Bussmann cho biết blockchain có thể “Rút ngắn thời gian giao dịch từ vài ngày xuống còn vài phút.” Nasdaq, Visa, Citi đã đầu tư hơn 30 triệu đô la cho công ty startup về blockchain. Blockchain Version 3.0 – Organizing Activity: Đưa blockchain vượt khỏi biên giới tài chính, và đi vào các lĩnh vực như giáo dục, chính phủ, y tế và nghệ thuật. Ở những lĩnh vực này sẽ là lại có nhiều loại như physical, digital hay human in nature.

Vượt ngoài khả năng của Bitcoin – Công nghệ Blockchain đã được ứng dụng vào thực tế gây bất ngờ lớn cho cả thế giới. Điển hình như Đảng Cộng Hòa tại Utah sử dụng công nghệ Blockchain để giúp các cử tri bỏ phiếu kín, đảm bảo sự công bằng cho mọi cử tri và đại biểu. Các bản ghi sức khỏe điện tử (EHR) ở Estonia được lưu trữ và hoạt động dưới công nghệ Blockchain và còn rất nhiều ứng dụng tiềm năng khác đang được triển khai rộng rãi.

Công nghệ Blockchain hoạt động

Như đã nói các đồng Tiền số hiện tại đều được tạo ra từ công nghệ đứng sau là Blockchain. Chúng ta sẽ tìm hiểu một giao dịch tiền ảo, hợp đồng, thống kê hoặc giao dịch các thông tin khác để hình dung ra cách Blockchain hoạt động:

Cơ bản cách hoạt động của công nghệ Blockchain:

• Người dùng yêu cầu một giao dịch (mua, bán, trao đổi)
• Yêu cầu sẽ được phát tới các mạng ngang hàng P2P (Peer to Peer: bao gồm các máy tính (được gọi là Node) kết nối với nhau)
• Các máy tính trong hệ thống này sẽ xác thực giao dịch cùng với thông tin người dùng thông qua các thuật toán trong Blockchain.
• Sau khi giao dịch được xác nhận, chúng sẽ được kết hợp với những giao dịch khác tạo nên một khối (Gọi là Block) trong hệ thống Blockchain – Nơi nó sẽ tồn tại và không thể sửa đổi.
• Hoàn thành giao dịch

Hệ thống Blockchain sử dụng các thuật toán giúp nó có thể truyền tải dữ liệu mà không thông qua trung gian để xác nhận thông tin. Hệ thống Blockchain tồn tại nhiều nút (Node) độc lập với khả năng xác nhận thông. Mọi thông tin trong Blockchain có thể thay đổi hoặc bổ sung thêm khi có sự chất nhận của tất cả các nút trên hệ thống. Blockchain vẫn hoạt động bình thường khi một phần của hệ thống sụp đổ, những máy tính và các nút vẫn hoạt động để bảo vệ thông tin, giữ cho Blockchain không bị mất dữ liệu.

Ví dụ thực tế về cách hoạt động của một giao dịch trong Blockchain

Ví dụ anh A mua một món đồ từ Công Ty B. Cả hai đều có ví Bitcoin (hoặc các Altcoin khác). Giao dịch sẽ xuất phát từ Ví của anh A thông qua một “lệnh đề xuất” với Blockchain làm cho ví của anh A vơi đi và tăng phần đó vào ví của Công Ty B.

Hệ thống các máy tính (Node) trong mạng Blockchain sẽ thực hiện các bước xác nhận sự thay đổi thông qua các thuật toán. Khi lệnh đề xuất này được đưa ra nó sẽ phải qua một loạt các bước kiểm tra (thông qua các node) khác nhau, bằng cách kiểm tra “cuốn sổ cái”, để liệu xem anh A còn đủ số Bitcoin mà A muốn dùng để chi trả hay không. Nếu mọi thứ được đảm bảo, các Node đặc biệt gọi là các Miner (thợ mỏ) sẽ “đóng gói” đề xuất của anh A với các giao dịch tương tự đã được xác nhận khác và tạo thành một Block mới rồi chuyển vào “cuốn sổ” Blockchain. Giao dịch thành công!