Hệ thống Blockchain là gì? Nguyên lý hoạt động từ A-Z

Nguyễn Thị Huyền Trang

Từ khi xuất hiện, Công nghệ Blockchain đã tạo ra một xu hướng mới về cải tiến  và phát triển công nghệ trong các ngành quan trọng trên thế giới. Vậy hệ thống Blockchain là gì mà lại có khả năng ứng dụng trong nhiều lĩnh vực quan trọng như vậy? 

Khái niệm về Blockchain

he-thong-blockchain-1-1650897844.jpg
Blockchain là gì?

Blockchain là gì?

Blockchain là một cơ sở dữ liệu phân cấp lưu trữ thông tin ở trong các khối thông tin được liên kết với nhau bằng mã hóa & mở rộng theo thời gian. Mỗi khối đều chứa thông tin về thời gian khởi tạo & 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 can thiệp và thay đổi của dữ liệu. Một khi dữ liệu đã được mạng lưới chấp nhận thì sẽ không có cách nào can thiệp và thay đổi được nó.

Nói một cách dễ hiểu, công nghệ Blockchain cho phép truyền tải dữ liệu một cách an toàn dựa trên hệ thống mã hóa vô cùng phức tạp, việc này giống như  cuốn sổ cái kế toán của một công ty, nơi mà tiền được giám sát chặt chẽ & ghi nhận mọi giao dịch trên mạng ngang hàng.

Công nghệ Blockchain là sự tối ưu dựa trên ba nền tảng công nghệ khác nhau:

Mật mã học: để đảm bảo được sự minh bạch, tính nguyên vẹn & riêng tư, công nghệ Blockchain sử dụng công nghệ public key v& hàm hash function.

Mạng ngang hàng: Mỗi một nút trong mạng được xem như là 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 bắt buộc tuân thủ luật chơi đồng thuận (giao thức PoS, PoW,…) và được thúc đẩy bởi động lực kinh tế.

Hệ thống Blockchain chia thành 3 loại chính như sau

Public – Tính công khai:

Bất kỳ ai cũng có được quyền đọc và ghi dữ liệu trên Blockchain. Quá trình xác thực  các giao dịch trên Blockchain đòi hỏi phải có rất nhiều nút tham gia, các nút này đều ngang cấp & không thông qua máy chủ chung như cách truyền thống (loại bỏ trung gian bên thứ ba). Chính vì vậy nếu muốn can thiệp và tấn công được vào hệ thống Blockchain cần phải có nguồn lực vô cùng lớn để tác động & thay đổi tất cả các nút và trên thực tế điều này gần như không khả thi.

Private:

Người dùng chỉ có được quyền đọc dữ liệu, không có quyền ghi vì điều này thuộc về bên tổ chức thứ ba tuyệt đối tin tưởng. Vì đây là một Private Blockchain, cho nên thời gian xác nhận các giao dịch khá nhanh vì chỉ cần một lượng nhỏ thiết bị tham gia việc xác thực giao dịch. Ví dụ: Ripple là một dạng Private Blockchain, hệ thống này cho phép 20% các nút là gian dối, chỉ cần 80% còn lại hoạt động ổn định là được.

Permissioned ( Consortium ):

Một dạng của Private nhưng được bổ sung thêm 1 số tính năng khác, đây là sự kết hợp giữa Public và Private. Ví dụ: Các ngân hàng thường hay tổ chức tài chính liên doanh sẽ sử dụng Blockchain cho riêng mình.

Công nghệ Blockchain và các phiên bản nổi bật

Công nghệ Blockchain 1.0 – Tiền tệ & Thanh toán: Ứng dụng chính của phiên bản này là tiền mã hoá bao gồm việc chuyển đổi tiền tệ & tạo lập hệ thống thanh toán kỹ thuật số. Đây cũng là lĩnh vực quen thuộc nhất với chúng ta mà đôi khi khá nhiều người lầm tưởng Bitcoin & Blockchain là một.

Công nghệ Blockchain 2.0 – Tài chính & Thị trường: Ứng dụng xử lý tài chính & ngân hàng, mở rộng quy mô của Blockchain, đưa vào các ứng dụng tài chính hay thị trường. Các tài sản bao gồm cổ phiếu, trái phiếu, chi phiếu, nợ, quyền sở hữu và bất kỳ điều gì có liên quan đến thỏa thuận và hợp đồng.

Công nghệ Blockchain 3.0 – Thiết kế & Giám sát hoạt động:  Đưa Blockchain vượt khỏi biên giới tài chính, để đi vào các lĩnh vực như giáo dục, chính phủ, y tế, nông nghiệp và nghệ thuật.

Điều gì tạo nên giá trị khác biệt của công nghệ Blockchain?

Không thể làm giả, không thể can thiệp hay phá hủy các chuỗi Blockchain: theo  lý thuyết thì chỉ có máy tính lượng tử mới có thể giải mã được Blockchain và công nghệ Blockchain chỉ biến mất khi không còn tồn tại Internet trên thế giới mà thôi. Đây chính là lý do vì sao rất nhiều các công ty công nghệ trên thế giới đổ xô nghiên cứu nền tảng công nghệ đầy tiềm năng này.

Bất biến: dữ liệu trong các khối Block là không thể bị sửa đổi (tất nhiên bạn vẫn có thể sửa chữa những dấu vết sẽ được lưu giữ lại) và sẽ lưu trữ mãi mãi.

Bảo mật: Các dữ liệu và thông tin trong Blockchain được phân tán và an toàn tuyệt đối. Đồng nghĩa với việc trên thực tế nó gần như không thể bị xâm nhập.

Sự minh bạch: Bất kỳ ai cũng có thể theo dõi dữ liệu Blockchain đi từ địa chỉ này đến địa chỉ khác và có thể thống kê toàn bộ lịch sử trên địa chỉ đó.

Hợp đồng thông minh: là các hợp đồng kỹ thuật số được nhúng vào đoạn code if-this-then-that (IFTTT), điều này cho phép chúng tự thực thi mà không cần bên thứ ba.

Hệ thống Blockchain hoạt động thế nào?

he-thong-blockchain-2-1650897844.jpg
Hệ thống Blockchain hoạt động thế nào?

Ứng dụng được biết đến và bàn luận nhiều nhất về công nghệ Blockchain chính là Cryptocurrency hay được gọi là đồng tiền điện tử. Bitcoin là một đơn vị tiền tệ kỹ thuật số với mã BTC, cũng giống như đô la Mỹ USD bản thân nó không mang giá trị, nó chỉ có giá trị khi có một cộng đồng đồng ý sử dụng nó làm đơn vị giao dịch trao đổi hàng hóa và dịch vụ.

Để theo dõi số lượng Bitcoin mà mỗi người sở hữu có trong tài khoản nhất định và theo dõi các giao dịch phát sinh từ đó thì chúng ta phải cần đến một cuốn sổ cái, trong trường hợp này đó chính là Blockchain và thực tế là một tệp kỹ thuật số theo dõi tất cả những giao dịch Bitcoin. 

Như đã nói, quyển sổ cái này không được lưu trữ trong 1 máy chủ trung tâm, như cách các ngân hàng hoặc tập trung dữ liệu về một máy chủ mà thay vào đó nó được phân phối trên toàn thế giới thông qua bởi một mạng lưới các máy tính ngang hàng với vai trò lưu trữ dữ liệu và thực thi các thuật toán. Mỗi máy tính này chính là 1 “nút” trong mạng lưới Blockchain và mỗi một nút đều có một bản sao của tệp sổ cái này.

Nguyên lý mã hoá:

Trên thực tế, cuốn sổ cái này luôn được duy trì bởi các máy tính trong mạng ngang hàng được kết nối với nhau. Vì thế, nó sẽ có một số điểm khác biệt cụ thể:

Trong hệ thống ngân hàng, chúng ta chỉ có thể biết được các giao dịch và số dư tài khoản của riêng mình, nhưng 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 đến 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 tưởng và bảo đảm bởi độ tin cậy có được thông qua bởi các hàm mã hóa toán học đặc biệt.​

Tính chất đặc biệt:

Để có thể thực hiện thành công các giao dịch trên Blockchain, bạn cần một phần mềm cho phép bạn lưu trữ và trao đổi các đồng Bitcoin của bạn, nó gọi là ví tiền điện tử. Ví tiền điện tử này sẽ được bảo mật bằng một phương pháp mã hóa đặc biệt đó là sử dụng một cặp khóa bảo mật duy nhất: khóa riêng tư (private key) & khóa công khai (public key).

Công nghệ bảo mật độc nhất

Nếu một thông điệp được mã hóa bằng một public key cụ thể thì chỉ chủ sở hữu của private key là một cặp với khóa công khai này mới có thể đọc và giải mã nội dung thông điệp.

Khi mã hóa một yêu cầu giao dịch bởi khóa riêng tư, thì có nghĩa là bạn đang tạo ra một chữ ký điện tử được các máy tính nằm trong mạng lưới Blockchain sử dụng để kiểm tra chủ thể gửi & tính xác thực của giao dịch. Chữ ký này là một chuỗi văn bản,và cũng là sự kết hợp của yêu cầu giao dịch và khóa riêng tư của bạn.

Ứng dụng thực tiễn của công nghệ Blockchain có thể tác động và thay đổi đến những lĩnh vực nào?

Ứng dụng của Blockchain ở trong các lĩnh vực quan trọng

  • Công nghệ ô tô Automotive.
  • Sản xuất – chế tạo.
  • Công nghệ, truyền thông.
  • Dịch vụ tài chính.
  • Nghệ thuật & Giải trí.
  • Chăm sóc sức khỏe.
  • Bảo hiểm Bán lẻ.
  • Khu vực công, Bất động sản.
  • Nông nghiệp.
  • Khai thác.
  • Vận tải và Logistics.
  • Công trình hạ tầng kỹ thuật.

Lời kết

Trên đây là nội dung về hệ thống blockchain và các ứng dụng thực tiễn của công nghệ này, hy vọng đã mang đến những thông tin cần thiết đến quý bạn đọc.