Blockchain là gì? Đây là một công nghệ đã tạo ra những bước tiến vượt bậc trong suốt thập kỷ qua. Không chỉ là nền tảng cho sự ra đời của các đồng tiền điện tử, Blockchain còn được áp dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác. Đặc điểm nổi trội của công nghệ này là khả năng bảo mật tốt và không cho phép thay đổi dữ liệu đã được ghi nhận.
Blockchain là gì?
Blockchain là một công nghệ lưu trữ và truyền tải thông tin theo cách phi tập trung và an toàn. Một cách đơn giản, nó có thể được coi như một loại “sổ cái” kỹ thuật số được phân tán trên nhiều máy tính.
Mặc dù blockchain thường được liên kết chặt chẽ với tiền điện tử, nhưng thực tế, nó có thể được áp dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Blockchain giúp ngăn chặn sự thay đổi không hợp lệ hoặc gian lận trong dữ liệu.
Từ khi Bitcoin ra đời vào năm 2009, blockchain đã trở thành một công cụ quan trọng trong nhiều lĩnh vực, bao gồm tạo ra các loại tiền điện tử khác, các ứng dụng tài chính phi tập trung (DeFi), các mã thông báo không thể thay thế (NFT) và các hợp đồng thông minh.
Sau khi đã hiểu khái niệm cơ bản về blockchain, chúng ta có thể tiếp tục khám phá cách công nghệ này hoạt động chi tiết hơn.
Có những loại Blockchain nào?
Blockchain có ba loại chính:
- Public Blockchain (Blockchain công khai): Loại này là một hệ thống mở, cho phép mọi người tham gia, xác minh và thực hiện giao dịch. Ví dụ điển hình của Public Blockchain là Bitcoin và Ethereum. Trong loại này, mọi giao dịch đều được công khai và minh bạch, không ai có thể kiểm soát hoặc thay đổi dữ liệu đã được ghi vào Blockchain.
- Private Blockchain (Blockchain riêng tư): Khác với Public Blockchain, loại này chỉ cho phép một số người dùng cụ thể tham gia. Thường được sử dụng trong các tổ chức hoặc doanh nghiệp để đảm bảo quyền truy cập và quyền thực hiện giao dịch được kiểm soát chặt chẽ. Private Blockchain giúp tăng cường bảo mật và quản lý hiệu quả hơn so với Public Blockchain.
- Permissioned Blockchain (Blockchain có quyền hạn): Đây là một dạng của Private Blockchain, nhưng người dùng được cung cấp một số tính năng đặc quyền khác tùy thuộc vào bên thứ ba cung cấp. Thường được sử dụng trong các môi trường doanh nghiệp để đảm bảo sự linh hoạt và kiểm soát cao đối với quyền truy cập và quyền thực hiện giao dịch.
Có những phiên bản Blockchain nào?
Blockchain đã trải qua nhiều phiên bản phát triển với các ứng dụng và tính năng khác nhau:
Blockchain 1.0: Đây là phiên bản đầu tiên của Blockchain, tập trung vào việc tạo ra và quản lý tiền điện tử như Bitcoin. Mục tiêu chính của phiên bản này là cung cấp một phương thức thanh toán kỹ thuật số an toàn và không cần trung gian.
Blockchain 2.0: Phát triển từ Blockchain 1.0, phiên bản này mở rộng ứng dụng của Blockchain vào các hợp đồng thông minh (smart contracts) và các ứng dụng tài chính. Ethereum là ví dụ nổi bật cho Blockchain 2.0, nơi người dùng có thể tạo và thực thi hợp đồng thông minh trên một nền tảng phi tập trung.
Blockchain 3.0: Phiên bản này mở rộng ứng dụng của Blockchain ra ngoài lĩnh vực tài chính, bao gồm y tế, bầu cử, quản lý tài nguyên, logistics và nhiều lĩnh vực khác. Mục tiêu của Blockchain 3.0 là tận dụng tính minh bạch và không tập trung của công nghệ chuỗi khối để cải thiện hiệu quả và an toàn trong các lĩnh vực công việc.
Các đặc điểm nổi bật của Blockchain
Các đặc điểm nổi bật của Blockchain là:
Không thể làm giả hoặc phá hủy: Các chuỗi Blockchain không thể bị giả mạo hoặc phá hủy một cách dễ dàng. Lý thuyết chỉ có máy tính lượng tử mới có thể giải mã Blockchain, và công nghệ Blockchain vẫn tồn tại ngay cả khi không có Internet trên toàn cầu.
Bất biến: Dữ liệu trong Blockchain không thể thay đổi một cách trái phép (tuy có thể sửa đổi nhưng sẽ để lại dấu vết), và sẽ được lưu trữ mãi mãi.
Bảo mật: Thông tin và dữ liệu trong Blockchain được phân tán và bảo mật tuyệt đối, đảm bảo tính an toàn của nó.
Minh bạch: Mọi người đều có thể theo dõi dữ liệu trong Blockchain từ địa chỉ này sang địa chỉ khác, và có thể thống kê toàn bộ lịch sử của một địa chỉ cụ thể.
Hợp đồng thông minh: Đây là các hợp đồng kỹ thuật số được nhúng vào đoạn mã “nếu điều kiện này xảy ra thì hành động nào sẽ được thực hiện”, cho phép chúng tự thực thi mà không cần đến bên thứ ba.
Blockchain hoạt động như thế nào
Ứng dụng nổi tiếng nhất của công nghệ Blockchain chính là tiền điện tử. Bitcoin, với mã là BTC, là một ví dụ điển hình. Giống như đô la Mỹ, Bitcoin không có giá trị thực sự, nó chỉ có giá trị do một cộng đồng người dùng đồng ý sử dụng nó như một phương tiện giao dịch hàng hóa và dịch vụ.
Để theo dõi số lượng Bitcoin mà mỗi người dùng sở hữu trong các tài khoản của họ và để theo dõi các giao dịch phát sinh từ đó, chúng ta cần một cuốn sổ kế toán. Trong trường hợp này, cuốn sổ kế toán chính là Blockchain – một tệp kỹ thuật số ghi lại tất cả các giao dịch Bitcoin.
Điểm đặc biệt của tệp sổ cái này là nó không được lưu trữ tại một máy chủ trung tâm, như một ngân hàng hoặc một trung tâm dữ liệu. Thay vào đó, nó được phân phối trên toàn cầu thông qua một mạng lưới các máy tính ngang hàng, mỗi máy tính đại diện cho một “nút” trong mạng lưới Blockchain. Mỗi nút đều có một bản sao của tệp sổ cái, đảm bảo tính minh bạch và bảo mật cho toàn bộ hệ thống.
Một ví dụ minh họa đơn giản về cách giao thức chuyển tiền điện tử hoạt động:
Khi Alice muốn chuyển Bitcoin cho Bob, cô ấy sẽ gửi đi một thông điệp đến mạng lưới. Trong thông điệp này, Alice nêu rõ rằng số Bitcoin trong tài khoản của cô ấy sẽ giảm đi 5 BTC và số Bitcoin trong tài khoản của Bob sẽ tăng lên tương ứng. Mọi nút trên mạng lưới nhận thông điệp này và ghi lại giao dịch trong sổ sách của họ. Kết quả là, số dư của cả hai Alice và Bob được cập nhật đồng thời.
Nguyên lý mã hoá
Trên thực tế, cuốn sổ cái của Blockchain luôn được duy trì bởi các máy tính trong mạng ngang hàng được kết nối với nhau. Điều này tạo ra một số điểm khác biệt:
- Trong hệ thống ngân hàng, chúng ta chỉ biết các giao dịch và số dư tài khoản của riêng mình. Tuy nhiên, trên Blockchain của Bitcoin, bạn có thể xem các giao dịch của tất cả mọi người.
- Mạng lưới Bitcoin là mạng lưới phân tán không cần bên thứ ba đóng vai trò trung gian xử lý giao dịch.
- Hệ thống Blockchain được thiết kế theo cách không yêu cầu sự tin cậy và bảo đảm bởi độ tin cậy có được thông qua các hàm mã hóa toán học đặc biệt.
Để có thể thực hiện các giao dịch trên Blockchain, bạn cần một phần mềm sẽ cho phép bạn lưu trữ và trao đổi các đồng Bitcoin của bạn. Phần mềm này được gọi là ví tiền điện tử. Ví tiền điện tử này sẽ được bảo vệ bằng một phương pháp mã hóa đặc biệt, đó là sử dụng một cặp khóa bảo mật duy nhất: khóa riêng tư (private key) và khóa công khai (public key).
Nếu một thông điệp được mã hóa bằng một khóa công khai cụ thể, thì chỉ chủ sở hữu của khóa riêng tư là một cặp với khóa công khai này mới có thể giải mã và đọc nội dung thông điệp.
Khi mã hóa một yêu cầu giao dịch bằng khóa riêng tư, có nghĩa là bạn đang tạo ra một chữ ký điện tử. Các máy tính trong mạng lưới Blockchain sử dụng chữ ký này để kiểm tra chủ thể gửi và tính xác thực của giao dịch. Chữ ký này là một chuỗi văn bản và là sự kết hợp của yêu cầu giao dịch và khóa riêng tư của bạn.
Nếu một ký tự đơn trong thông điệp yêu cầu giao dịch này bị thay đổi, thì chữ ký điện tử sẽ thay đổi theo. Vì thế, hacker khó có thể thay đổi yêu cầu giao dịch của bạn hoặc thay đổi số lượng Bitcoin mà bạn đang gửi.
Để gửi Bitcoin (BTC), bạn cần chứng minh rằng bạn sở hữu khóa riêng tư của một chiếc ví điện tử cụ thể bởi bạn cần sử dụng nó để mã hóa thông điệp yêu cầu giao dịch. Sau khi tin nhắn của bạn đã được gửi đi và được mã hóa, thì bạn không cần phải tiết lộ khóa riêng tư của bạn nữa.
Quy tắc của sổ cái
Mỗi nút trong mạng lưới Blockchain lưu trữ một bản sao của sổ cái, cho phép chúng biết số dư tài khoản của mỗi người dùng. Tuy nhiên, hệ thống Blockchain không ghi lại số dư tài khoản của bạn mà chỉ ghi lại các giao dịch được yêu cầu.
Để biết số dư trên ví điện tử của mình, bạn cần xác minh và xác nhận tất cả các giao dịch liên quan đến ví của bạn trên mạng lưới.
Quá trình xác minh số dư này thường dựa trên các tính toán kết hợp với các liên kết đến các giao dịch trước đó. Ví dụ, nếu Mary muốn gửi 10 BTC cho John, cô ấy cần tạo ra một yêu cầu giao dịch với các liên kết đến các giao dịch trước đó, có tổng số dư bằng hoặc lớn hơn 10 BTC.
Các liên kết này thường được coi là giá trị đầu vào trong quá trình xác minh số dư. Mỗi nút trong mạng lưới sẽ kiểm tra xem tổng số tiền của các giao dịch này có bằng hoặc lớn hơn 10 BTC không. Tất cả các quy trình này diễn ra tự động trong ví điện tử của Mary và được xác nhận bởi các nút trên mạng lưới Bitcoin.
Khi Mary gửi một giao dịch 10 Bitcoin tới ví của John, cô ấy chỉ cần sử dụng khóa công khai của John để ký và gửi đi giao dịch này.
Trong thực tế, các nút trong mạng lưới sẽ kiểm tra tất cả các giao dịch liên quan đến ví tiền điện tử bạn đã sử dụng trước đó để gửi Bitcoin (BTC) bằng cách tham chiếu đến lịch sử giao dịch. Một bản ghi sẽ được tạo ra để lưu trữ số lượng BTC chưa sử dụng và được các nút mạng giữ lại, giúp tối ưu hóa và tăng tốc độ quá trình xác minh. Điều này giúp các ví tiền điện tử tránh được việc chi tiêu trùng lặp.
Mã nguồn trên mạng lưới Bitcoin là mã nguồn mở, nghĩa là bất kỳ ai có máy tính kết nối internet đều có thể tham gia vào mạng lưới và thực hiện giao dịch.
Tuy nhiên, nếu có bất kỳ lỗi nào trong mã nguồn được sử dụng để tạo ra yêu cầu giao dịch, thì các Bitcoin liên quan sẽ bị mất một cách vĩnh viễn.
Hãy nhớ rằng không có bộ phận hỗ trợ khách hàng hoặc bất kỳ ai có thể giúp bạn khôi phục một giao dịch bị mất hoặc khi bạn quên mật khẩu của ví tiền điện tử của mình vì đây là một mạng lưới phân tán. Do đó, việc lưu trữ mật khẩu hoặc khóa riêng tư của ví của bạn cực kỳ quan trọng và cần được thực hiện một cách cẩn thận và an toàn.
Nguyên lý tạo khối
Sau khi được gửi lên mạng lưới Blockchain, các giao dịch sẽ được nhóm lại thành các khối. Trong mỗi khối, các giao dịch được coi là đã xảy ra cùng một thời điểm. Các giao dịch trong cùng một khối được coi là đã được xác nhận, trong khi các giao dịch chưa được thực hiện trong một khối được coi là chưa được xác nhận.
Mỗi nút trong mạng lưới có khả năng nhóm các giao dịch thành các khối và đưa chúng vào Blockchain, đề xuất các khối cho các khối tiếp theo. Bất kỳ nút nào cũng có thể tạo ra một khối mới. Tuy nhiên, cần phải đồng thuận về khối nào sẽ được thêm vào Blockchain và là khối tiếp theo.
Để được thêm vào Blockchain, mỗi khối phải chứa một đoạn mã giải quyết một vấn đề toán học phức tạp được tạo ra bởi hàm băm không thể đảo ngược.
Giải quyết vấn đề toán học này đòi hỏi việc đoán các số ngẫu nhiên. Các số này, khi kết hợp với nội dung của khối trước, sẽ tạo ra một kết quả thỏa mãn điều kiện quy định bởi hệ thống. Điều này thường mất một thời gian lớn, thậm chí có thể mất nhiều năm cho một máy tính thông thường với cấu hình cơ bản để tìm ra các số ngẫu nhiên đó.
Mạng lưới đặt ra một quy tắc rằng mỗi khối được tạo ra cách nhau 10 phút, bởi vì có nhiều máy tính trong mạng lưới cùng tập trung vào việc giải quyết vấn đề toán học này. Nút nào giải quyết vấn đề này trước sẽ được phép thêm khối tiếp theo vào chuỗi và gửi nó đi trên mạng lưới.
Tuy nhiên, nếu hai nút giải quyết vấn đề cùng một lúc và truyền khối của họ lên mạng lưới đồng thời, có thể xảy ra tình huống mơ hồ về khối nào là khối mới nhất. Trong trường hợp này, cả hai khối sẽ được gửi lên mạng lưới và mỗi nút sẽ tiếp tục xây dựng khối tiếp theo trên khối mà nó nhận được trước tiên.
Tuy nhiên, hệ thống Blockchain luôn yêu cầu mỗi nút phải xây dựng trên chuỗi khối dài nhất mà nó nhận được. Do đó, khi có sự mơ hồ về khối nào là khối cuối cùng, ngay sau khi khối tiếp theo được giải quyết, mỗi nút sẽ chọn chuỗi dài nhất và áp dụng vào đó.
Do xác suất xây dựng các khối đồng thời rất thấp, hầu như không có trường hợp nhiều khối được giải quyết cùng một lúc và tạo ra các chuỗi khối nối đuôi khác nhau. Do đó, toàn bộ chuỗi khối sẽ nhanh chóng ổn định và hợp nhất lại khi mà tất cả các nút trong mạng lưới đều đồng thuận. Điều này đảm bảo tính nhất quán và bảo mật cho toàn bộ hệ thống Blockchain.
Ứng dụng thực tiễn của công nghệ Blockchain trong cuộc sống
Công nghệ Blockchain đang có ứng dụng thực tiễn rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau, bao gồm:
- Công nghệ ô tô: Blockchain có thể được sử dụng để theo dõi nguồn gốc của các linh kiện ô tô, cải thiện quản lý chuỗi cung ứng và bảo đảm an toàn và đáng tin cậy.
- Chế tạo: Trong ngành sản xuất, Blockchain có thể giúp theo dõi quy trình sản xuất, kiểm soát chất lượng và tăng cường tính minh bạch trong toàn bộ quy trình sản xuất.
- Công nghệ, truyền thông và viễn thông: Blockchain có thể cải thiện quản lý bản quyền và phân phối nội dung số, đảm bảo tính công bằng và trung thực trong các giao dịch.
- Dịch vụ tài chính: Trong lĩnh vực tài chính, Blockchain có thể được sử dụng để cải thiện quá trình thanh toán, giao dịch chứng khoán và bảo mật giao dịch tài chính.
- Nghệ thuật & Giải trí: Blockchain có thể tạo ra các nền tảng phi tập trung cho việc mua bán nghệ thuật số, giúp bảo vệ quyền tác giả và tăng cường sự minh bạch trong thị trường nghệ thuật.
- Chăm sóc sức khỏe: Trong lĩnh vực y tế, Blockchain có thể cải thiện quản lý hồ sơ bệnh án, chia sẻ dữ liệu y tế và bảo vệ quyền riêng tư của bệnh nhân.
- Bảo hiểm: Blockchain có thể được sử dụng để cải thiện quá trình xác định rủi ro, quản lý hồ sơ bảo hiểm và tăng cường tính minh bạch trong ngành bảo hiểm.
- Bán lẻ: Trong ngành bán lẻ, Blockchain có thể giúp theo dõi nguồn gốc của sản phẩm, chống lại hàng giả và cải thiện trải nghiệm mua sắm của người tiêu dùng.
- Khu vực công: Blockchain có thể được sử dụng để cải thiện quản lý dữ liệu công cộng, tăng cường sự minh bạch và đảm bảo tính bảo mật.
- Bất động sản: Trong lĩnh vực bất động sản, Blockchain có thể giúp theo dõi quy trình giao dịch, chứng minh quyền sở hữu và đảm bảo tính minh bạch.
Ngoài ra, Blockchain cũng có ứng dụng trong các lĩnh vực khác như nông nghiệp, khai thác, vận tải và logistics, cũng như công trình hạ tầng kỹ thuật. Điều này thể hiện tiềm năng của công nghệ này trong việc thay đổi cách chúng ta thực hiện các hoạt động kinh doanh và dịch vụ hàng ngày.
Hạn chế của Blockchain là gì?
Mặc dù Blockchain đem lại nhiều tiềm năng và lợi ích, nhưng cũng không thiếu những hạn chế:
Chi phí công nghệ: Blockchain không phải là một công nghệ miễn phí. Ví dụ, hệ thống xác minh giao dịch của mạng Bitcoin tiêu tốn một lượng lớn năng lượng, đặt ra vấn đề về tài nguyên và môi trường.
Tốc độ và hiệu quả dữ liệu: Blockchain thường không hiệu quả về tốc độ xử lý giao dịch. Ví dụ, mạng Bitcoin mất khoảng 10 phút để xác nhận một giao dịch mới, giới hạn số lượng giao dịch có thể xử lý trong một khoảng thời gian cố định.
Hoạt động bất hợp pháp: Blockchain đem lại tính không rõ ràng và không theo dõi, tạo điều kiện thuận lợi cho các hoạt động bất hợp pháp như rửa tiền, buôn bán ma túy, vì mọi giao dịch đều được thực hiện mà không cần sự giám sát của bất kỳ tổ chức nào.
Quy định: Nhiều quốc gia coi việc sở hữu và giao dịch tiền điện tử là bất hợp pháp, đặt ra thách thức lớn cho việc chấp nhận và sử dụng Blockchain trong phạm vi quốc gia.
Những hạn chế này không chỉ đặt ra thách thức cho sự phát triển của Blockchain mà còn yêu cầu các giải pháp pháp lý và công nghệ để vượt qua.
Kết luận
Thông qua bài viết này, hy vọng bạn đã có cái nhìn tổng quan về công nghệ Blockchain và ứng dụng của nó trong cuộc sống hàng ngày. Blockchain không chỉ là cơ sở của tiền điện tử mà còn là một công nghệ có tiềm năng thay đổi cách chúng ta quản lý dữ liệu và thực hiện các giao dịch. Tuy nhiên, việc sử dụng tiền điện tử cũng cần tuân thủ các quy định và pháp lý của từng quốc gia.