Blockchain là gì? Có những loại blockchain nào?
Định Nghĩa Blockchain Là Gì?
Công nghệ Blockchain là “một cơ chế cơ sở dữ liệu phân tán, lưu trữ liên tục các bản ghi dữ liệu theo thứ tự trong các khối (block)”. Các “khối” này được liên kết với nhau bằng mã hóa trong một chuỗi (chain). Mỗi khối (block) chứa một hàm băm (hash) được mã hóa của khối trước đó, một mốc thời gian và dữ liệu giao dịch. Blockchain là một sổ cái kỹ thuật số phi tập trung, phân tán và công khai được sử dụng để ghi lại các giao dịch trên nhiều máy tính để bản ghi không thể bị thay đổi mà không có sự thay đổi của tất cả các khối tiếp theo và sự đồng thuận của cả mạng lưới.
Ai Là Người Tạo Ra Công Nghệ Blockchain?
Theo Wikipedia, Blockchain được tạo ra bởi một người (hoặc một nhóm người) sử dụng tên Satoshi Nakamoto vào năm 2008 để làm sổ cái phân tán, công khai cho các giao dịch tiền điện tử Bitcoin, dựa trên công trình trước đó của Stuart Haber, W. Scott Stornetta và Dave Bayer. Việc triển khai blockchain trong Bitcoin đã biến nó trở thành loại tiền kỹ thuật số đầu tiên giải quyết được vấn đề chi tiêu kép (double-spending) mà không cần đến cơ quan đáng tin cậy hoặc máy chủ trung tâm.
Công nghệ blockchain có những đặc điểm gì?
Công nghệ blockchain có các đặc điểm chính sau:
Phi tập trung
Phi tập trung trong blockchain là chỉ việc chuyển quyền kiểm soát và ra quyết định từ một thực thể tập trung (cá nhân, tổ chức hoặc nhóm) sang một mạng lưới phân tán. Các mạng lưới blockchain phi tập trung sử dụng tính minh bạch để giảm nhu cầu phải có sự tin tưởng giữa những người tham gia. Các mạng lưới này cũng ngăn cản những người tham gia sử dụng quyền hạn hoặc quyền kiểm soát lên lẫn nhau theo những cách làm suy yếu chức năng của mạng lưới.
Bất biến
Bất biến có nghĩa là một cái gì đó không thể thay đổi hay biến đổi được. Không người tham gia nào có thể làm giả giao dịch sau khi ai đó đã ghi lại giao dịch này vào sổ cái được chia sẻ. Nếu bản ghi giao dịch có lỗi, bạn phải thêm giao dịch mới để bù trừ cho lỗi và cả hai giao dịch đều được hiển thị trong mạng lưới.
Đồng thuận
Một hệ thống blockchain thiết lập các quy tắc về sự đồng thuận của người tham gia cho phép ghi lại các giao dịch. Bạn chỉ có thể ghi lại các giao dịch mới khi đa số người tham gia mạng lưới đồng thuận.
Thiết kế và kiến trúc công nghệ Blockchain
Các tầng (layer) chính của Blockchain
- Cơ Sở Hạ tầng: Phần Cứng
- Networking: Cách thức liên kết các node, cách thức truyền và xác minh thông trong mạng lưới.
- Cơ chế đồng thuận (Consensus): proof of work (PoW), proof of stake (PoS)
- Dữ Liệu: các block, các giao dịch
- Ứng dụng: Bao gồm smart contract, ứng dụng phi tập trung (DApp)
Các thành phần (component) chính của Blockchain
Sổ cái phân tán (Distributed Ledger)
Sổ cái phân tán là cơ sở dữ liệu dùng chung trong mạng lưới blockchain lưu trữ các giao dịch, chẳng hạn như một tệp dùng chung mà mọi người trong nhóm có thể chỉnh sửa. Trong hầu hết các trình chỉnh sửa văn bản dùng chung, bất kỳ ai có quyền chỉnh sửa đều có thể xóa toàn bộ tệp. Tuy nhiên, công nghệ sổ cái phân tán có các quy tắc nghiêm ngặt về người có thể chỉnh sửa và cách chỉnh sửa. Bạn không thể xóa các mục nhập sau khi chúng đã được ghi lại.
Hợp đồng thông minh (Smart Contract)
Các công ty sử dụng hợp đồng thông minh để tự quản lý các hợp đồng kinh doanh mà không cần bên thứ ba hỗ trợ. Đây là các chương trình được lưu trữ trên hệ thống blockchain tự động chạy khi đáp ứng các điều kiện đã định sẵn. Chúng chạy kiểm tra điều kiện nếu-thì để các giao dịch có thể được hoàn thành một cách đáng tin cậy. Ví dụ: một công ty kho vận có thể thiết lập một hợp đồng thông minh tự động thanh toán khi hàng hóa đến cảng.
Mật mã hóa khóa công khai (public key cryptography)
Mã hóa khóa công khai là một tính năng bảo mật để xác định những người tham gia duy nhất trong mạng lưới blockchain. Cơ chế này tạo ra hai bộ mã khóa cho các thành viên trong mạng lưới. Một mã khóa là mã khóa công khai (public key) cho mọi người trong mạng lưới dùng chung. Mã khóa còn lại là mã khóa riêng tư (private key) duy nhất của mỗi thành viên. Mã khóa riêng tư và công khai hoạt động cùng nhau để mở khóa dữ liệu trong sổ cái.
Ví dụ: Joy và Dy là hai thành viên trong mạng lưới. Joy ghi lại một giao dịch được mã hóa bằng mã khóa riêng tư của anh ấy. Dy có thể giải mã giao dịch này bằng mã khóa công khai của cô ấy. Bằng cách này, Dy tin chắc rằng John đã thực hiện giao dịch. Mã khóa công khai của Dy sẽ không hoạt động nếu mã khóa riêng tư của Joy bị làm giả.
Blockchain hoạt động như thế nào?
Trong khi các cơ chế blockchain cơ bản rất phức tạp, tôi sẽ trình bày tổng quan ngắn gọn trong các bước sau. Các Blockchain có thể tự động hóa hầu hết các bước sau:
Bước 1 – Ghi lại giao dịch
Một giao dịch blockchain cho thấy sự lưu động của các tài sản vật lý hoặc kỹ thuật số từ một bên đến bên khác trong mạng lưới blockchain. Giao dịch được ghi lại dưới dạng một block dữ liệu và có thể bao gồm các thông tin chi tiết như sau:
- Giao dịch gồm những ai tham gia?
- Điều gì đã xảy ra trong quá trình giao dịch?
- Giao dịch xảy ra khi nào?
- Giao dịch xảy ra ở đâu?
- Giao dịch xảy ra vì lý do gì?
- Phần tài sản được trao đổi là bao nhiêu?
- Có bao nhiêu điều kiện tiên quyết đã được đáp ứng trong quá trình giao dịch?
Bước 2 – Đạt được sự đồng thuận
Hầu hết những người tham gia trên mạng lưới blockchain phân tán phải đồng ý rằng giao dịch được ghi lại là hợp lệ. Tùy thuộc vào loại mạng lưới, các quy tắc thỏa thuận có thể khác nhau nhưng thường được thiết lập khi bắt đầu mạng lưới.
Bước 3 – Liên kết các block
Khi những người tham gia đã đạt được sự đồng thuận, các giao dịch trên blockchain sẽ được viết vào khối, tương đương với trang giấy trong một cuốn sổ cái. Cùng với các giao dịch, một hàm băm mật mã cũng được thêm vào block mới. Hàm băm đóng vai trò như một chuỗi liên kết các block với nhau. Nếu nội dung của block bị cố ý hoặc vô ý sửa đổi, giá trị băm sẽ thay đổi, mang đến một cách thức để phát hiện dữ liệu bị làm giả.
Do đó, các block và chain được liên kết an toàn và bạn không thể chỉnh sửa chúng. Mỗi block được thêm lại tăng cường cho quá trình xác minh block trước đó và do đó tăng cường cho toàn bộ blockchain. Điều này giống như xếp chồng các khối gỗ để tạo thành một tòa tháp. Bạn chỉ có thể xếp khối lên trên, và nếu bạn rút một khối ở giữa tháp thì cả tháp sẽ đổ sụp.
Bước 4 – Chia sẻ sổ cái
Hệ thống phân phối bản sao mới nhất của sổ cái trung tâm cho toàn bộ người tham gia.
Công nghệ blockchain mang lại những lợi ích gì?
Công nghệ blockchain mang lại nhiều lợi ích cho việc quản lý giao dịch tài sản. Dưới đây, chúng tôi liệt kê một vài lợi ích trong số đó:
Bảo mật nâng cao
Hệ thống blockchain cung cấp mức độ bảo mật và sự tin cậy cao mà các giao dịch kỹ thuật số hiện đại yêu cầu. Luôn tồn tại nỗi sợ rằng ai đó sẽ thao túng phần mềm cơ sở để tạo ra tiền giả cho bản thân họ. Nhưng blockchain sử dụng 3 nguyên tắc mật mã, phi tập trung và đồng thuận để tạo ra một hệ thống phần mềm cơ sở có độ bảo mật cao, gần như không thể bị làm giả. Không có một điểm lỗi làm chết cả hệ thống và một người dùng sẽ không thể thay đổi các bản ghi giao dịch.
Cải thiện hiệu quả
Các giao dịch giữa doanh nghiệp với nhau có thể tốn rất nhiều thời gian và tạo ra tắc nghẽn trong hoạt động, đặc biệt là khi có sự tham gia của các cơ quan tuân thủ và quản lý bên thứ ba. Tính minh bạch và các hợp đồng thông minh trong blockchain làm cho các giao dịch kinh doanh như vậy nhanh hơn và hiệu quả hơn.
Tăng Cường Độ Tin Tưởng
Với blockchain, với tư cách là thành viên của mạng lưới, bạn có thể yên tâm rằng bạn đang nhận được dữ liệu chính xác và kịp thời. Các bản ghi, thông tin trên blockchain của bạn chỉ được chia sẻ với các thành viên mạng lưới mà bạn cấp quyền truy cập.
Ứng Dụng Của Blockchain Trong Cuộc Sống
- Tiền Mã Hóa: blockchain vẫn chủ yếu được sử dụng để ghi lại và lưu trữ các giao dịch cho các loại tiền điện tử như Bitcoin, Ethereum.
- Blockchain để xử lý thanh toán và chuyển tiền: Các giao dịch được xử lý qua blockchain có thể được giải quyết trong vài giây và giảm (hoặc loại bỏ) phí chuyển khoản ngân hàng.
- Blockchain cho game: Công nghệ blockchain như tiền điện tử và mã thông báo không thể thay thế (NFT), đã được sử dụng trong trò chơi điện tử để kiếm tiền. Nhiều trò chơi online cung cấp vật phẩm trong trò chơi, chẳng hạn như skin nhân vật, dưới hình thức NFT mà người chơi có thể kiếm được và giao dịch với những người chơi khác bằng tiền tệ trong trò chơi.
- Blockchain để giám sát chuỗi cung ứng: Sử dụng blockchain, các doanh nghiệp có thể xác định nhanh chóng các điểm kém hiệu quả trong chuỗi cung ứng của mình, cũng như định vị các mặt hàng theo thời gian thực và xem sản phẩm hoạt động như thế nào theo góc độ kiểm soát chất lượng khi chúng di chuyển từ nhà sản xuất đến nhà bán lẻ.
- Blockchain cho ID kỹ thuật số: Nhiều công ty đang thử nghiệm công nghệ blockchain để giúp mọi người kiểm soát danh tính kỹ thuật số của mình, đồng thời cung cấp cho người dùng quyền kiểm soát đối tượng truy cập dữ liệu đó.
- Blockchain để chia sẻ dữ liệu: Blockchain có thể hoạt động như một trung gian để lưu trữ và di chuyển dữ liệu doanh nghiệp một cách an toàn giữa các ngành.
- Blockchain để bảo vệ bản quyền và tiền bản quyền: Blockchain có thể được sử dụng để tạo cơ sở dữ liệu phi tập trung đảm bảo nghệ sĩ duy trì quyền âm nhạc của họ và cung cấp phân phối tiền bản quyền minh bạch và theo thời gian thực cho các nhạc sĩ. Blockchain cũng có thể làm như vậy đối với các nhà phát triển nguồn mở.
- Blockchain để quản lý mạng Internet vạn vật (IoT): Blockchain có thể trở thành bộ điều chỉnh mạng IoT để “xác định các thiết bị được kết nối với mạng không dây, theo dõi hoạt động của các thiết bị đó và xác định mức độ tin cậy của các thiết bị đó” và “tự động đánh giá mức độ tin cậy của các thiết bị mới được thêm vào mạng, chẳng hạn như ô tô và điện thoại thông minh”.
- Blockchain cho chăm sóc sức khỏe: Blockchain cũng có thể đóng vai trò quan trọng trong chăm sóc sức khỏe: “Các bên thanh toán và nhà cung cấp dịch vụ chăm sóc sức khỏe đang sử dụng blockchain để quản lý dữ liệu thử nghiệm lâm sàng và hồ sơ y tế điện tử trong khi vẫn duy trì tuân thủ quy định”.
Có những loại mạng lưới Blockchain nào?
Có ít nhất 4 loại mạng lưới blockchain:
Mạng lưới blockchain công khai
Các blockchain công khai không yêu cầu quyền và mọi người đều được phép tham gia. Tất cả các thành viên của blockchain này đều có quyền đọc, chỉnh sửa và xác thực blockchain như nhau. Mọi người chủ yếu sử dụng các blockchain công khai để trao đổi và đào các loại tiền điện tử như Bitcoin, Ethereum và Litecoin.
Mạng lưới blockchain riêng tư
Một tổ chức duy nhất sẽ kiểm soát các blockchain riêng tư, còn gọi là các blockchain được quản lý. Cơ quan này xác định ai có thể là thành viên và họ có những quyền gì trong mạng lưới. Các blockchain riêng tư chỉ phi tập trung một phần vì những blockchain này có các hạn chế về quyền truy cập. Ripple, một mạng lưới trao đổi tiền kỹ thuật số dành cho các doanh nghiệp, là một ví dụ về blockchain riêng tư.
Mạng lưới blockchain hỗn hợp (Hybrid)
Các blockchain hỗn hợp kết hợp các yếu tố từ cả mạng lưới riêng tư và mạng lưới công khai. Các công ty có thể thiết lập những hệ thống riêng tư, dựa trên quyền hạn bên cạnh một hệ thống công khai. Bằng cách này, họ kiểm soát quyền truy cập vào dữ liệu cụ thể được lưu trữ trong blockchain trong khi vẫn công khai những dữ liệu còn lại. Họ sử dụng các hợp đồng thông minh để các thành viên công cộng có thể kiểm tra xem những giao dịch riêng tư đã được hoàn thành hay chưa. Ví dụ: các blockchain hỗn hợp có thể cấp quyền truy cập công khai vào tiền kỹ thuật số trong khi giữ đồng tiền thuộc sở hữu của ngân hàng ở chế độ riêng tư.
Các mạng lưới blockchain liên hợp (Consortium)
Một nhóm các tổ chức quản lý các mạng lưới blockchain liên hợp. Các tổ chức được chọn từ trước chia sẻ trách nhiệm duy trì blockchain và quyết định về quyền truy cập dữ liệu. Các ngành trong đó nhiều tổ chức có cùng mục tiêu và hưởng lợi từ trách nhiệm chung thường thích dùng mạng lưới blockchain liên hợp. Ví dụ: Global Shipping Business Network Consortium là một liên hợp blockchain phi lợi nhuận nhằm mục đích số hóa ngành vận tải biển và tăng cường sự hợp tác giữa các đơn vị khai thác ngành hàng hải.
Chuỗi Phụ (Sidechains/Subnet)
Chuỗi phụ là tên gọi cho sổ cái blockchain chạy song song với blockchain chính. Các mục blockchain chính (Ví dụ: smart contract, tài sản kỹ thuật số – digital assets) có thể được liên kết đến và đi từ chuỗi phụ; điều này cho phép chuỗi phụ hoạt động độc lập với blockchain chính (ví dụ: bằng cách sử dụng cách thức khác để lưu trữ bản ghi hay thuật toán đồng thuận, v.v.)
DOS Chain mà chúng tôi xây dựng cũng là một subnet (nay đổi tên gọi là L1) của Avalanche.
