Blockchain là gì? Hoạt động như thế nào? Ứng dụng ra sao?

Công nghệ Blockchain đã mở ra một làn sóng mới cho nhiều lĩnh vực như tài chính ngân hàng, logistics, điện tử viễn thông, kế toán kiểm toán, và nhiều lĩnh vực khác. Nhưng đầu tiên, mời bạn cùng Đầu tư Cryptocurrency tìm hiểu rõ, Blockchain là gì và có thể làm được những gì.

Blockchain là gì?

Khái niệm

Blockchain là một công nghệ chuỗi khối, cho phép truyền tải dữ liệu một cách an toàn dựa trên hệ thống mã hóa phức tạp. 

Tương tự như cuốn sổ cái kế toán của một công ty, Blockchain ghi lại mọi giao dịch trên mạng ngang hàng. 

Mỗi khối chứa thông tin về thời gian khởi tạo và liên kết với khối trước đó, bao gồm mã thời gian và dữ liệu giao dịch. 

Dữ liệu trên Blockchain không thể thay đổi được, điều này giúp ngăn chặn gian lận và sửa đổi dữ liệu.

Công nghệ Blockchain kết hợp ba loại công nghệ

• Mật mã học: để đảm bảo tính minh bạch, toàn vẹn và riêng tư thì công nghệ Blockchain đã sử dụng public key và hàm hash function.
• 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 (giao thức PoW, PoS,…) và được thúc đẩy bởi động lực kinh tế.

Blockchain chia thành ba loại chính

• Public: Bất kỳ ai cũng có quyền đọc và ghi dữ liệu trên Blockchain. Quá trình xác thực giao dịch trên Blockchain này đòi hỏi phải có rất nhiều nút tham gia. Vì vậy, muốn tấn công được vào hệ thống Blockchain này cần chi phí rất lớn và thực sự không khả thi. Ví dụ: Bitcoin, Ethereum,…
• Private: Người dùng chỉ được quyền đọc dữ liệu, không có quyền ghi vì điều này thuộc về bên tổ chức thứ ba tuyệt đối tin cậy. Vì đây là một Private Blockchain, cho nên thời gian xác nhận giao dịch khá nhanh vì chỉ cần một lượng nhỏ thiết bị tham gia xác thực giao dịch. Ví dụ: Ripple là một dạng Private Blockchain, hệ thống này cho phép 20% các nút là gian dối và chỉ cần 80% còn lại hoạt động ổn định là được.
• Permissioned (hay còn gọi là Consortium): một dạng của Private nhưng bổ sung thêm 1 số tính năng khác, đây là sự kết hợp giữa Public và Private. Ví dụ: Các ngân hàng hay tổ chức tài chính liên doanh sẽ sử dụng Blockchain cho riêng mình.

Các phiên bản của Blockchain

• Blockchain 1.0 – Tiền tệ và Thanh toán: Ứng dụng chính của phiên bản này là tiền mã hoá. Bao gồm việc chuyển đổi tiền tệ, kiều hối và tạo lập hệ thống thanh toán kỹ thuật số. Đây cũng là lĩnh vực quen thuộc với chúng ta nhất. Đôi khi khá nhiều người lầm tưởng Bitcoin và Blockchain là một.
• Blockchain 2.0 – Tài chính và Thị trường: Ứng dụng xử lý tài chính và ngân hàng. Mở rộng quy mô của 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.
• Blockchain 3.0 – Thiết kế và Giám sát hoạt động:  Đưa Blockchain vượt khỏi biên giới tài chính, và đi vào các lĩnh vực như giáo dục, chính phủ, y tế và nghệ thuật. 

Các đặc điểm nổi bật của Blockchain

Blockchain có những đặc điểm nổi bật sau: 

• Không thể làm giả hoặc phá hủy: Blockchain được xây dựng trên công nghệ mạnh mẽ và được thiết kế để không thể làm giả. Thậm chí, theo lý thuyết, chỉ có máy tính lượng tử mới có khả năng giải mã Blockchain. Hơn nữa, công nghệ Blockchain không phụ thuộc vào Internet. Vì vậy, nó sẽ tồn tại ngay cả khi không có Internet.

• Bất biến: Dữ liệu trong Blockchain không thể thay đổi một cách đơn giản. Một khi dữ liệu được thêm vào Blockchain, nó sẽ được lưu trữ mãi mãi. Tuy có thể sửa đổi, nhưng việc này sẽ để lại dấu vết.
• Bảo mật: Thông tin và dữ liệu trong Blockchain được phân tán trên nhiều nút. Và, nó được bảo vệ bằng mật mã mạnh. Điều này làm cho nó trở nên an toàn và không thể tấn công.
• Minh bạch: Blockchain là công cụ minh bạch đáng kinh ngạc. Mọi người có thể theo dõi lịch sử của một địa chỉ từ địa chỉ khác, giúp tăng tính minh bạch và công khai của các giao dịch.
• Hợp đồng thông minh: Hợp đồng thông minh là một tính năng đặc biệt của Blockchain. Đây là các hợp đồng kỹ thuật số được nhúng vào mã code, cho phép chúng tự động thực thi mà không cần sự can thiệp của bên thứ ba. Điều này mang lại tính tiện lợi và minh bạch trong các giao dịch.

Điều này giúp tăng tính minh bạch và an toàn trong các giao dịch.

Blockchain hoạt động như thế nào?

Trong thế giới Blockchain, ứng dụng nổi tiếng và được nhiều người biết đến chính là tiền điện tử. 

Bitcoin (ký hiệu là BTC) là một loại tiền tệ kỹ thuật số, tương tự như đô la Mỹ. Nó không mang giá trị, mà giá trị của nó phụ thuộc vào sự đồng thuận từ cộng đồng. Dùng nó để sử dụng làm phương tiện thanh toán cho hàng hóa và dịch vụ.

Để theo dõi số lượng Bitcoin mỗi người sở hữu và ghi lại các giao dịch phát sinh. Chúng ta cần một cuốn sổ kế toán. 

Trong trường hợp này, Blockchain chính là cái sổ kế toán đó. Đây là một tệp kỹ thuật số chứa thông tin về tất cả các giao dịch Bitcoin.

Điều đặc biệt là cuốn sổ kế toán này không được lưu trữ tập trung tại một máy chủ. Thay vào đó, nó được phân phối trên một mạng lưới các máy tính ngang hàng. 

Mỗi máy tính trong mạng lưới đóng vai trò là một nút (node). Dùng lưu trữ một bản sao của cuốn sổ kế toán này.

Một ví dụ dễ hiểu về giao thức chuyển tiền điện tử:

Nếu Eric muốn gửi Bitcoin cho Chloe, anh ta sẽ phát một thông báo tới mạng lưới và cho biết số lượng Bitcoin trong tài khoản của mình sẽ giảm 5 BTC và số lượng Bitcoin trong tài khoản của Chloe sẽ tăng lên tương ứng. Mỗi nút trong mạng sau đó sẽ nhận được thông báo này và ánh xạ giao dịch được yêu cầu vào bản sao sổ cái kế toán của họ, và theo đó số dư tài khoản của cả hai bên đều được cập nhật.

Nguyên lý mã hoá

Trong thực tế, cuốn sổ cái được duy trì bởi các máy tính trong mạng lưới ngang hàng. Tạo ra những điểm khác biệt quan trọng:

• Trong hệ thống ngân hàng truyền thống, thông tin giao dịch và số dư chỉ được biết bởi những sở hữu tài khoản. Nhưng trên Blockchain của Bitcoin, mọi người đều có thể xem các giao dịch.
• Mạng lưới Bitcoin hoạt động phân tán. Nó không cần bên thứ ba để xác nhận giao dịch.
• Hệ thống Blockchain được xây dựng không yêu cầu sự tin cậy từ một bên thứ ba và được bảo đảm bởi tính toán mã hóa toán học.

Để thực hiện các giao dịch trên Blockchain, người dùng cần một ví tiền điện tử để lưu trữ và giao dịch Bitcoin. Ví này được bảo vệ bằng mã hóa đặc biệt sử dụng cặp khóa riêng tư và khóa công khai.

Khi bạn mã hóa một yêu cầu giao dịch bằng khóa riêng tư. Bạn tạo ra một chữ ký điện tử được sử dụng để kiểm tra và xác thực giao dịch.

Để gửi Bitcoin, bạn cần chứng minh sở hữu khóa riêng tư của một ví. Bằng cách sử dụng nó để mã hóa yêu cầu giao dịch. Sau khi gửi đi và mã hóa tin nhắn, bạn không cần phải tiết lộ khóa riêng tư của mình nữa.

Nguyên tắc của sổ cái

Trong mạng lưới Blockchain, mỗi nút đều giữ một bản sao của sổ kế toán. Vì vậy mọi nút đều biết số dư của tài khoản của bạn. 

Hệ thống này chỉ ghi lại các giao dịch được yêu cầu, không theo dõi số dư của bạn.

Để biết số dư trên ví điện tử, bạn cần xác thực và xác nhận tất cả các giao dịch liên quan. Quá trình này dựa trên các tính toán liên kết với các giao dịch trước đó.

Ví dụ: 

Để gửi 10 BTC cho Eric, Chloe cần tạo một yêu cầu giao dịch với các liên kết đến các giao dịch trước đó có tổng số dư đủ hoặc vượt quá 10 BTC. Mạng lưới Bitcoin tự động kiểm tra và xác minh các giao dịch này. Chloe chỉ cần gửi 10 BTC tới ví của Eric bằng khóa công khai của anh ta.

Mỗi nút trong mạng lưới Bitcoin kiểm tra lịch sử giao dịch của ví bạn đã thực hiện trước đó. Điều này giúp tránh tình trạng trùng lặp.

Mã nguồn Bitcoin là mã nguồn mở. Nó cho phép bất kỳ ai cũng có thể tham gia vào mạng lưới và thực hiện giao dịch. Tuy nhiên, có thể phát sinh một lỗi nào đó trong mã nguồn dẫn đến mất BTC vĩnh viễn.

Do tính phân tán, không có bộ phận hỗ trợ hoặc ai có thể khôi phục giao dịch mất hoặc mật khẩu ví điện tử. Vì vậy, cần lưu trữ mật khẩu và khóa riêng tư của ví một cách an toàn và cẩn thận.

Nguyên lý tạo khối

Trong mạng lưới Blockchain, các giao dịch được nhóm thành các khối. Các giao dịch trong cùng một khối được coi là đã xảy ra đồng thời. Các giao dịch chưa được xác nhận nằm trong khối được gọi là chưa được xác nhận.

Mỗi nút trong mạng có thể tạo ra và gửi một khối mới vào mạng, gợi ý cho các khối sau. Hệ thống sẽ đồng thuận với khối nào và khối nào sẽ là khối tiếp theo?

Mỗi khối để được thêm vào Blockchain phải giải một vấn đề toán học phức tạp, đó là đoạn mã được tạo ra bằng hàm mã hóa băm không thể đảo ngược.

Để giải quyết vấn đề này, máy tính phải đoán các số ngẫu nhiên, một quá trình mất thời gian và tài nguyên lớn.

Mạng lưới quy định mỗi khối mới được tạo ra mỗi 10 phút, với nhiều máy tính tham gia vào việc đoán dãy số này.

Nếu hai nút giải quyết cùng một vấn đề cùng một lúc, hệ thống sẽ xây dựng trên chuỗi dài nhất. Do xác suất này thấp, hầu như không xảy ra trường hợp nhiều khối được giải quyết cùng một lúc.

Tóm lại, Blockchain sẽ ổn định và hợp nhất khi mọi nút đồng thuận.

Ứng dụng thực tiễn của công nghệ Blockchain trong cuộc sống

Công nghệ Blockchain có thể có thể ứng dụng trong một số lĩnh vực công nghiệp sau:

• Công nghệ ô tô Automotive (Automotive)
• Chế tạo (Manufacturing)
• Công nghệ, truyền thông và viễn thông (Tech, media & Telecommunications)
• Dịch vụ tài chính (Financial Services)
• Nghệ thuật & Giải trí (Art & Recreation)
• Chăm sóc sức khỏe (Healthcare)
• Bảo hiểm (Insurance)
• Bán lẻ (Retail)
• Khu vực công (Public Sector)
• Bất động sản (Property)
• Nông nghiệp (Agricultural)
• Khai thác (Mining)
• Vận tải và Logistics (Transport & Logistics)
• Công trình hạ tầng kỹ thuật (Utility)

Kết luận

Hiện nay, nhiều công ty/tập đoàn đang tích cực xây dựng các mạng lưới Blockchain riêng của họ.

Điều này chắc chắn sẽ tạo ra một cuộc cách mạng trong vài năm tới tại Việt Nam. Blockchain sẽ đóng vai trò ngày càng quan trọng trong việc thay đổi cả thế giới Công nghệ thông tin.