Blockchain là gì? Cách thức hoạt động của Blockchain

Công nghệ blockchain ra đời mở ra xu hướng mới và góp phần vào sự phát triển các ngành nghề về lĩnh vực ngân hàng, logictics, điện tử viễn thông, kế toán kiểm toán,… Cùng tôi tìm hiểu sâu hơn về công nghệ blockchain với bài viết dưới đây.

Blockchain là gì?

Blockchain được gọi là chuỗi công nghệ khối, hoạt động với nhiệm vụ mã hóa mọi dữ liệu thành từng khối khác biệt và liên kết các khối này thành một chuỗi dài. Nếu các thông tin mới xuất hiện, chúng được tự động lưu vào một khối mới, sau đó nối với khối cũ để hình thành một chuỗi mới. Như vậy, việc lưu trữ thông tin cũ trong Blockchain sẽ luôn được tiếp diễn.

Bên cạnh đó, Blockchain còn có một lợi thế lớn trong việc phân phối thông tin khi chúng không chỉ được lưu trên một máy chủ nhất định, mà được tự động sao lưu qua các máy chủ riêng biệt và được liên kết với Blockchain. Chính vì thế, người dùng có thể dễ dàng kiểm soát mọi dữ liệu giao dịch của mình theo cách an toàn nhất. Qua đó, các doanh nghiệp sẽ giảm bớt sự lo lắng khi có thể chống gian lận trong mọi thanh toán, đảm bảo sự minh bạch ở mức cao nhất.

Blockchain được tạo thành bởi 3 công nghệ dưới đây:

• Mật mã học: Công nghệ Blockchain sử dụng public key và hàm hash function để đảm bảo tính riêng tư và minh bạch.
• Lý thuyết trò chơi: Tất cả các nút tham gia đều phải tuân thủ luật chơi đồng thuận (giao thức PoW, PoS,..).
• Mạng lưới ngang hàng: Mỗi một nút được xem như một mô hình client server để lưu trữ bản sao chép của ứng dụng.

Ngoài ra, có thể thấy công nghệ blockchain đang thay đổi cách thế giới tài chính hoạt động. Bạn hãy nắm bắt cơ hội để kiếm tiền từ xu hướng này bằng cách tham gia chương trình affiliate của Vietnix và nhận hoa hồng cao khi giới thiệu sản phẩm và dịch vụ.

Thu nhập thụ động dễ dàng với chương trình Affiliate tại Vietnix

Dễ dàng đăng ký, miễn phí tham gia và không yêu cầu kinh nghiệm!

ĐĂNG KÝ NGAY

Modular Blockchain là gì?

Modular Blockchain là mạng lưới các Blockchain khác nhau để phân tách công việc. Theo đó, mỗi blockchain hoặc thực thể off-chain sẽ có thế mạnh riêng để xử lý một công việc cụ thể. Modular Blockchain được đoán là thế hệ phát triển cao cấp tiếp theo của Blockchain.

Sự khác nhau giữa Blockchain và Crypto

Một số sự khác biệt giữa Blockchain và Crypto:

• Về mặt bản chất, Blockchain là công nghệ để lưu trữ các dữ liệu trên mạng phi tập trung. Cryptocurrency là một phương tiện để trao đổi trên thị trường, đóng vai trò như đồng đô la Mỹ.
• Về giá trị, Blockchain sẽ không có giá trị tiền tệ trong khi Cryptocurrency, bitcoin hay bất kì loại tiền tệ điện tử nào cũng sẽ được định giá trên thị trường. 
• Khi cần xác thực tính minh bạch, Blockchain làm được điều này vì được xây dựng như một chiếc sổ cái công khai. Bất kỳ ai truy cập vào Blockchain để có thể xem lại những thông tin có sẵn. Ngược lại, Cryptocurrency thường là những giao dịch ẩn danh.

Lịch sử công nghệ Blockchain

Blockchain lần đầu tiên được tạo ra bởi Satoshi Nakamoto vào năm 2008 (được xem là một phần cốt lõi của Bitcoin). Phát minh này nhằm đáp ứng mong muốn của Satoshi Nakamoto là tạo ra một phương tiện phi tập trung và công khai để ghi lại việc tạo và phân phối mỗi bitcoin. Ngày nay, blockchain tạo nền tảng cho một số lượng lớn các loại tiền mã hóa (tiền kỹ thuật số).

Nhờ Blockchain, người ta đã khai thác hơn 18 triệu trong số 21 triệu bitcoin đang tồn tại. Mỗi một bitcoin và bất kỳ giao dịch nào sử dụng lên chúng đều được ghi lại trên một blockchain. Điều này là minh chứng cho sức mạnh xử lý lượng dữ liệu khổng lồ của nó.

Cách thức hoạt động của Blockchain

Blockchain hoạt động như cuốn sổ cái ghi chép mọi giao dịch trong mạng lưới, được bảo vệ bởi hệ thống bảo mật tiên tiến và minh bạch cho tất cả mọi người. Mỗi nút trên Blockchain đều sở hữu quyền truy cập vào tất cả các thông tin dữ liệu trong mỗi block. Cụ thể, hệ thống chuỗi khối sẽ hoạt động dựa trên 4 nguyên lý là: mã hóa, quy tắc sổ cái, nguyên lý tạo khối và bảo mật thông tin.

Nguyên lý mã hoá

Các giao dịch trong Blockchain được diễn ra ngang hàng (P2P) và có những đặc điểm như sau:

• Cách truyền dữ liệu: Thông tin về những điều xảy ra trên Blockchain thì được lưu trữ trên mỗi nút. Sau đó được chuyển đến các nút lân cận được truyền đi qua toàn bộ mạng.
• Trên hệ thống ngân hàng: Tất cả mọi người đều có khả năng nhìn thấy mọi giao dịch và giá trị kèm theo trên.
• Bạn không thể thay đổi hồ sơ của giao dịch: Giao dịch trên Blockchain được ghi lại và cập nhật mỗi lúc, hồ sơ của giao dịch này được liên kết với hồ sơ trước. Các bản ghi Blockchain có giá trị vĩnh viễn, được sắp xếp theo thứ tự thời gian và chúng đã cập nhật ở tất cả các nút khác.

Bạn sẽ cần một phần mềm cho phép bạn lưu trữ và trao đổi các đồng Bitcoin (ví điện tử) để có thể giao dịch trên Blockchain. Ví điện tử được bảo vệ bởi cặp khóa bảo mật duy nhất là khóa riêng tư (private key) và khóa công khai (public key):

• Đối với khóa riêng tư (private key): bạn sẽ tạo ra một chữ ký điện tử thông qua chữ ký đó, các máy tính trong mạng lưới Blockchain sẽ  kiểm tra được chủ thể gửi và tính xác thực của giao dịch. Chữ ký này là một chuỗi văn bản dựa trên sự kết hợp giữa private key và yêu cầu giao dịch của bạn. Bất cứ một ký tự đơn nào trong yêu cầu giao dịch của bạn thay đổi thì cả chuối chữ ký điện tử cũng bị thay đổi theo. Do đó, việc bị hacker thay đổi yêu cầu giao dịch hay số lượng Bitcoin của bạn là rất khó xảy ra.

• Đối với khóa công khai (public key): Việc này sẽ đơn giản hơn khi chỉ chủ sở hữu khóa riêng tư cùng cặp với khóa công khai đó mới có thể mở khóa nội dung được mã hóa.

Quy tắc của sổ cái

Mỗi nút đều sẽ lưu giũ một bản sao của sổ kế toán trên hệ thống Blockchain, vì vậy mà các nút đều biết được số dư tài khoản. Tuy nhiên bạn có thể yên tâm là hệ thống chỉ ghi lại các giao dịch được yêu cầu chứ hoàn toàn không theo dõi dựa trên số dư tài khoản của bạn.

Nguyên lý tạo khối

Mạng lưới Blockchain sẽ gom các giao dịch được gửi lên thành các khối, các giao dịch chung một khối sẽ được coi là giao dịch cùng thời điểm. Các giao dịch này được coi là chưa xác nhận khi các giao dịch trong một khối chưa được thực hiện, có thể được nhóm bởi các nút và gửi lên mạng lưới coi như một hàm ý cho khối tiếp theo sau đó được gắn vào. Từ đây, ra có thể đặt vấn đề là khối nào được chấp thuận? Khối tiếp theo là khối nào? Hàm mã hóa băm không thể đảo ngược chính là đáp án cho vấn đề.

Sử dụng cách thức đoán các số ngẫu nhiên để kết hợp với nội dung khối tạo ra một kết quả đã được định nghĩa bởi hệ thống. Trên thực tế, luôn có một số lượng lớn máy tính tập trung vào việc đoán số do khoảng thòi gian mà hệ thống quy định mỗi khối tại ra là 10 phút 1 lần. Nhờ đó, một nút sẽ được sẽ được quyền gắn khối tiếp theo lên chuỗi và được gửi lên hệ thống khi giải quyết được vấn đề toán học trên.

Nếu trong trường hợp cả hai nút cùng gửi các khối lên chuối đồng thời thì hệ thống sẽ yêu cầu mỗi nút xây dựng trên chuỗi dài nhất. Thường thì điều này hiếm khi xảy ra nên hệ thống sẽ nhanh chóng ổn định khi các nút đồng thuận.

Thuật toán bảo mật Blockchain

Mạng lưới blockchain sử dụng nhiều biện pháp để bảo mật giao dịch, ngăn chặn gian lận. Khi có bất đồng về khối đại diện cuối cùng của chuỗi, cơ chế này sẽ kích hoạt để đảm bảo tính toàn vẹn của dữ liệu. Một thuật toán bảo mật khác là mỗi khối chứa một lệnh tham chiếu của khối trước đó, tạo thành một chuỗi liên kết mật mã.

Việc thêm một khối mới vào chuỗi đòi hỏi giải quyết một bài toán toán học phức tạp, khiến việc gian lận hay thao túng dữ liệu trong những giao dịch tồn tại trong blockchain càng lâu thì tính bảo mật càng cao. Nguyên nhân của điều này là quá trình thêm một block vào hệ thống có thể mất vài phút đến vài giờ, tùy thuộc vào mạng lưới. Sau khi được xác nhận, giao dịch sẽ trở nên an toàn và không thể đảo ngược.

Các cơ chế đồng thuận trong Blockchain

Cơ chế đồng thuận đóng là phương thức mà các thành viên trong hệ thống thống nhất với nhau về việc xác nhận giao dịch và cập nhật dữ liệu. Dưới đây là một số cơ chế phổ biến:

• Proof of Work (Bằng chứng Công việc): Đây là cơ chế được sử dụng phổ biến nhất, sử dụng trong Bitcoin, Ethereum, Litecoin, Dogecoin,… Cơ chế này hoạt động dựa trên việc giải mã các bài toán phức tạp, tiêu tốn nhiều năng lượng điện.
• Proof of Stake (Bằng chứng Cổ phần): Đây là một cơ chế đông thuận phân cấp được dùng trong Decred, Peercoin và sắp tới là Ethereum. Ưu điểm của cơ chế này là phân cấp và tốn ít năng lượng, tránh gặp các vấn đề liên quan đến an ninh mạng.
• Delegated Proof-of-Stake (Uỷ quyền Cổ phần): Cơ chế này có chi phí giao dịch rẻ và có khả năng mở rộng, được dùng phổ biến trong Steemit, EOS, BitShares.
• Proof of Authority (Bằng chứng Uỷ nhiệm): Cơ chế này có khả năng mở rộng tốt, được dùng trong POA, Network, Ethereum Kovan testnet.
• Proof-of-Weight (Bằng chứng Khối lượng):  Algorand, Filecoin thường áp dụng cơ chế này. Ưu điểm của Proof-of-Weight là có khả năng mở rộng tốt, tùy chỉnh linh hoạt nhưng đòi hỏi nỗ lực phát triển lớn.
• Byzantine Fault Tolerance (Đồng thuận chống gian lận): Phương pháp này thường được sử dụng trong Hyperledger, Stellar, Dispatch, Ripple. Cơ chế này mang lại năng suất cao, chi phí thấp, khả năng mở rộng tốt nhưng độ tin cậy cần được kiểm chứng thêm.

Các giao thức Blockchain

Giao thức trong Blockchain là những nền tảng hoặc nguyên tắc chuỗi khối dùng phục vụ cho một ngành cụ thể. Những thông tin dưới đây sẽ giúp bạn hiểu được 3 giao thức blockchain phổ biến:

Hyperledger Fabric

Hyperledger Fabric là lựa chọn lý tưởng cho các doanh nghiệp muốn xây dựng mạng lưới chuỗi khối riêng. Mô đun đa dạng này sẽ cho phép quản lý thông tin cá nhân và kiểm soát truy cập độc nhất. Nền tảng này phù hợp với nhiều ứng dụng như theo dõi chuỗi cung ứng, tài chính thương mại, chương trình khách hàng thân thiết,…

Ethereum

Nền tảng chuỗi khối nguồn mở Ethereum cho phép mọi người xây dựng các ứng dụng blockchain công khai. Phiên bản Ethereum Enterprise được thiết kế như một giải pháp an toàn và hiệu quả cho doanh nghiệp.

Corda

Tập trung vào tính bảo mật thông tin, Corda cho phép xây dựng mạng lưới chuỗi khối riêng tư hỗ trợ doanh nghiệp thực hiện các hoạt động kinh doanh trực tiếp và an toàn. Một ứng dụng phổ biến của Corda được nhiều doanh nghiệp sử dụng là công nghệ hợp đồng thông minh. Corda được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực tài chính bởi các tổ chức như ngân hàng, công ty chứng khoán,…

Quorum

Quorum là một giao thức blockchain mã nguồn mở được phát triển dựa trên nền tảng Ethereum được thiết kế chuyên biệt cho hai loại mạng lưới blockchain là mạng riêng tư và mạng liên hợp. Với mạng riêng tư, người dùng sẽ sở hữu và vận hành tất cả các nút trong mạng lưới. Khi dùng mạng liên hợp, các cá nhân hoặc tổ chức sẽ cùng nhau sở hữu và vận hành các nút riêng biệt trong mạng lưới.

Ưu điểm và nhược điểm của Blockchain

Hệ thống Blockchain có các loại nào?

Hệ thống blockchain được chia thành 3 loại như sau:

Public Blockchain

Đây là mạng blockchain công khai mà mọi người có thể tham gia, xác minh thông tin và giao dịch không hạn chế. Hầu hết các tiền mã hóa chạy trên một blockchain công khai đều được điều chỉnh bởi các quy tắc hoặc thuật toán đồng thuận.

Private Blockchain

Đây là dạng blockchain riêng tư hoặc được cấp phép cho các tổ chức thiết lập các quyền kiểm soát đối với những ai có thể truy cập. Ví dụ của nền tảng này là Blockchain Oracle.

Permissioned Blockchain

Là một dạng của Private nhưng sẽ được bên cung cấp bổ sung thêm nhiều tính năng khác. Loại Blockchain này thường được sử dụng cho những doanh nghiệp mong muốn kiểm soát cao trong quản lý quyền truy cập và thực hiện giao dịch.

Các phiên bản của công nghệ Blockchain là gì?

Hiện nay, Blockchain có 4 phiên bản như sau:

• Công nghệ Blockchain 1.0: Cryptocurrency.
• Công nghệ Blockchain 2.0: Smart Contract.
• Công nghệ Blockchain 3.0: Dapps.
• Công nghệ Blockchain 4.0: Blockchain For industry.

Công nghệ Blockchain 1.0: Cryptocurrency

Mục tiêu của công nghệ này là cung cấp cách thức giao dịch, thanh toán qua không gian mạng trực tiếp và an toàn. Việc triển khai DLT (distributed ledger technology) đã dẫn đến ứng dụng đầu tiên là: Cryptocurrency (tiền mã hóa). Bitcoin là ví dụ nổi bật nhất trong phân khúc này.

Công nghệ Blockchain 2.0: Smart Contract

Smart Contract (hợp đồng thông minh) được phát triển dựa trên nền tảng Blockchain 2.0. Đây là các chương trình máy tính miễn phí thực thi tự động và kiểm tra các điều kiện được xác định trước đó như hỗ trợ, xác minh.  Ví dụ điển hình cho nền tảng này là Ethereum – một giao thức cho phép người dùng tạo ra những hợp đồng thông minh thay thế những phiên bản truyền thống.

Công nghệ Blockchain 3.0: Dapps

DApps là tên viết tắt của ứng dụng phi tập trung, có code backend chạy trên mạng peer-to-peer. DApp có thể có code ví dụ về frontend Blockchain và giao diện người dùng được viết bằng bất kỳ ngôn ngữ nào có thể call đến phần backend, giống như ứng dụng truyền thống.

Công nghệ Blockchain 4.0: Blockchain For industry

Mục tiêu của Blockchain 4.0 là giải quyết toàn bộ vấn đề của ba thế hệ trước. Nền tảng này sẽ hỗ trợ doanh nghiệp giải thích các chiến lược và phương pháp để cải thiện hiệu quả kinh doanh.

Đặc điểm nổi bật của Blockchain

Tính bất biến

Tính bất biến là một trong những tính năng hàng đầu của công nghệ Blockchain, giúp đảm bảo mọi giao dịch đều được cố định. Sau khi một giao dịch  được ghi vào Blockchain, không ai có thể làm giải được giao dịch ấy. Điều này giúp tăng độ minh bạch và chính xác khi thực hiện các giao dịch tài chính.

Chống tham nhũng

Các blockchain công khai là một ví dụ hoàn hảo cho đặc điểm chống tham nhũng của cơ sở dữ liệu này, vì mọi thông tin đều được công khai trong sổ cái, mọi người trong chuỗi blockchain đều có thể nhìn thấy các giao dịch. Mặt khác, blockchain riêng tư hoặc liên kết sẽ là lựa chọn phù hợp cho các doanh nghiệp muốn duy trì sự minh bạch giữa các nhân viên và bảo vệ thông tin nhạy cảm khỏi công chúng.

Mạng phi tập trung

Mạng decentralized (phi tập trung) có nghĩa là không có bất kỳ cơ quan quản lý nào hoặc một người quản lý nào. Mạng phi tập trung giúp đảm bảo tính tự do và quyền riêng tư của người dùng.

Bảo mật nâng cao

Tính bảo mật về thông tin người dùng kiểm soát chặt chẽ vì mọi thông tin trên blockchain đều được sử dụng hàm hash (mật mã học). Đối với quá trình này, bất kỳ dữ liệu input nào đều thông qua một thuật toán học tạo ra một loại giá trị khác nhau, nhưng độ dài luôn cố định.

Không thể đảo ngược hàm hash

Việc sử dụng hàm hash khá phức tạp và không thể thay đổi hoặc đảo ngược nó, không ai có thể lấy một public key và tạo ra một private key. Ngoài ra, một thay đổi duy nhất trong input có thể dẫn đến một ID hoàn toàn khác.

Distributed Ledgers

Thông thường, một Distributed Ledgers (còn được gọi là công nghệ sổ cái phân tán) sẽ cung cấp mọi thông tin về giao dịch và người tham gia. Sổ cái phân tán cho phép bạn thực hiện giao dịch trực tiếp mà không cần thông qua bên trung gian thứ ba.

Hệ thống này được vận hành bởi một mạng lưới phi tập trung gồm nhiều người tham gia, trải rộng trên nhiều địa điểm và quốc gia. Công nghệ này sử dụng các thuật toán đồng thuận tiên tiến để đảm bảo dữ liệu được đồng bộ và nhất quán giữa tất cả các thành viên trong mạng lưới, tạo nên sự minh bạch và an toàn cho mọi giao dịch.

Giải quyết nhanh hơn

Việc xử lý các giao dịch thông qua các hệ thống ngân hàng truyền thống khá chậm chạp. Đôi khi bạn có thể mất nhiều ngày để xử lý một giao dịch sau khi hoàn tất tất cả các khoản thanh toán. Khi Blockchain ra đời, các giao dịch như chuyển tiền, gửi tiền, gửi thông tin được xử lý nhanh chóng và tiện lợi hơn

Ứng dụng Blockchain trong cuộc sống

Blockchain có ứng dụng thế nào trong logistics?

Hiện nay, Blockchain xuất hiện trong thị trường xuất nhập khẩu để giải quyết hai vấn đề lớn:

• Nâng cao tính minh bạch: Việc thay đổi dữ liệu sẽ không thể diễn ra trong ứng dụng Blockchain, vậy nên mã thời gian và địa điểm giao phải luôn đảm bảo chính xác. Nhờ đó, nhân viên hải quan dễ dàng kiểm định chất lượng, xác định nguồn gốc hàng hóa. Đồng thời, người dùng có thể theo dõi đơn đặt hàng dễ dàng.
• Giảm thiểu việc làm các giấy tờ thủ tục liên quan: Smart Contract (hợp đồng thông minh) là cơ chế cơ sở dữ liệu hỗ trợ logistics thực hiện các quy trình thủ công một cách tự động, thúc đẩy tốc độ vận chuyển nhanh chóng và giúp doanh nghiệp giảm thiểu các khoản chi phí phát sinh.

Ví dụ, Walmart đã ứng dụng công nghệ Blockchain từ năm 2016 khi người dân của tiểu bang Arkansas quét mã QR được dán trên thùng đựng thịt heo để kiểm soát các giao dịch gồm vận chuyển và mua bán.

Blockchain trong ngành năng lượng

Với ứng dụng Blockchain, con người có thể thực hiện giao dịch mua – bán điện trực tiếp mà không cần dùng các công ty năng lượng truyền thống làm trung gian. Giả sử, một hộ gia đình sở hữu tấm pin mặt trời, họ bán lượng điện dư của mình cho hàng xóm bằng Blockchain. Phần điện bán đi sẽ được tự động đo và ghi lại trên chuỗi khối bằng đồng hồ thông minh nhằm đảm bảo tính an toàn và minh bạch.

Blockchain và ngành tài chính

Trong ngành tài chính, ứng dụng Blockchain hiện đang trở nên phổ biến trong các sàn giao dịch chứng khoán hoặc ngân hàng. Nhờ đó, các công ty tài chính này sẽ kiểm soát chặt chẽ các hoạt động giao dịch qua tài khoản hoặc thanh toán trực tiếp một cách dễ dàng. Ví dụ, công ty đầu tư Singapore Exchange Limited (SGX) đã vận dụng Blockchain để thiết lập hệ thống thanh toán liên ngân hàng và có thể thực hiện hàng nghìn giao dịch mỗi ngày.

Xu hướng công nghệ Blockchain

Blockchain đã ra đời hơn 10 năm, tuy nhiên công nghệ này vẫn được đánh giá sẽ tăng trưởng mạnh mẽ trong tương lai qua những dự đoán dưới đây:

• Blockchain được tin tưởng: Có sự can thiệp của nhà nước, nên Blockchain sẽ giảm thiểu được sự tham nhũng, lừa đảo,…
• Tiền ảo, bitcoin vẫn được phát triển: Dù bitcoin có những tin đồn không hay về loại tiền ảo này, nhưng nó vẫn đang phát triển và được nhiều nhà đầu tư tin tưởng.
• Bùng nổ của game blockchain: Sẽ có nhiều trò chơi được xây dựng trên nền tảng blockchain với đồ họa ấn tượng cùng nhiều tính năng hấp dẫn.
• Mở rộng phạm vi ứng dụng: Bên cạnh lĩnh vực tài chính thì công nghệ blockchain còn có tiềm năng được ứng dụng trong hoạt động của nhà nước, bầu cử, đàm phán,…

Lời kết

Những thông tin phía trên đã giúp bạn trả lời câu hỏi Blockchain là gì và ứng dụng của công nghệ này trong đời sống. Hy vọng rằng bạn sẽ có thêm những kiến thức công nghệ hữu ích để tối ưu hóa cuộc sống. Đừng quên ghé thăm Vietnix thường xuyên để cập nhật những tin tức công nghệ mới nhất.