Công nghệ blockchain là gì? Blockchain hoạt động như thế nào?

1. Blockchain là gì?

Blockchain được định nghĩa đơn giản là các chuỗi khối, đây là một cơ sở dữ liệu phân tán, được lưu trữ dưới dạng các khối liên kết với nhau bằng cách sử dụng mã hóa và được mở rộng theo thời gian để tạo thành một chuỗi liên kết. Mỗi khối chứa thông tin về thời gian tạo khối, mã thời gian và dữ liệu giao dịch.

Blockchain có thể được xem là cuốn sổ cái điện tử được phân phối trên nhiều máy tính khác nhau, lưu trữ thông tin giao dịch và đảm bảo tính toàn vẹn của các dữ liệu đó, không thể bị thay đổi, xóa hoặc viết đè.

Blockchain hoạt động trên một mạng lưới phân tán, trong đó thông tin được xác nhận bởi một số lượng lớn các node trong mạng, mỗi node kiểm tra thông tin và đồng ý với nhau trước khi xác nhận. Tính độc lập và phân tán của Blockchain giúp đảm bảo tính an toàn và bảo mật cho thông tin giao dịch được lưu trữ trên nó.

Blockchain với sự kết hợp giữa 3 loại công nghệ:

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.

2. Blockchain hình thành như thế nào?

Lịch sử của blockchain bắt nguồn về chuỗi dữ liệu bất biến được biết tới lần đầu qua một bài báo năm 1991. Sau đó, bài báo năm 2008 có tựa đề “Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System” của Satoshi Nakamoto đã được ghi nhận và đây là cột mốc đánh dấu sự ra đời của công nghệ Blockchain.

Ý tưởng chính của Satoshi là tạo ra một hệ thống thanh toán trực tuyến mới và độc lập với bất kỳ tổ chức nào. Hệ thống này sử dụng một đơn vị tiền tệ kỹ thuật số gọi là Bitcoin và sử dụng một công nghệ gọi là blockchain để xác minh các giao dịch Bitcoin.

Ban đầu, blockchain chỉ là một danh sách các giao dịch được lưu trữ dưới dạng khối (block) và được xác minh bởi các node trong mạng. Mỗi khối bao gồm các thông tin về giao dịch và một mã hash (mã băm) duy nhất, mà mỗi khối tiếp theo sẽ sử dụng như một đầu vào để tạo ra mã hash mới của nó. Khi khối mới được thêm vào blockchain, nó sẽ được xác minh bởi tất cả các node trong mạng, và nếu hợp lệ, nó sẽ được chấp nhận và thêm vào chuỗi (chain) blockchain.

Sau đó, các nhà phát triển đã phát triển các tính năng và ứng dụng mới cho blockchain, bao gồm sự xuất hiện của các hệ thống blockchain riêng biệt khác nhau, như Ethereum, Ripple, Stellar, v.v. Các ứng dụng blockchain bây giờ còn rất đa dạng, bao gồm cả smart contract (hợp đồng thông minh), chuỗi cung ứng, bảo mật dữ liệu, định danh số hóa, và nhiều hơn nữa.

3. Tính chất của blockchain

Tính phi tập trung (Decentralized): Blockchain hoạt động độc lập theo các thuật toán máy tính, hoàn toàn không bị bất kỳ một tổ chức nào nắm quyền kiểm soát. Chính vì vậy blockchain tránh được rủi ro từ bên thứ 3.

Tính phân tán (Distributed): Các khối chứa dữ liệu giống nhau nhưng được phân tán ở nhiều nơi khác nhau. Nên chẳng may 1 nơi bị mất hoặc hỏng thì dữ liệu vẫn còn trên Blockchain.

Không thể thay đổi: Một khi dữ liệu đã được ghi vào trong block của blockchain thì nó không thể bị thay đổi hoặc sửa chữa, bởi đặc tính của thuật toán đồng thuận và mã hash (mình sẽ trình bày chi tiết ở phần dưới).

Tính bảo mật: Chỉ có người nắm giữ Private Key (khóa riêng tư) mới có thể truy cập các dữ liệu bên trong Blockchain.

Tính minh bạch: Các giao dịch trong blockchain được lưu lại và mọi người có thể check các giao dịch này. Dựa vào đó, ta có thể kiểm tra và truy xuất lịch sử giao dịch. Thậm chí người ta có thể phân quyền để cho phép người khác truy cập một phần thông tin trên Blockchain.

Tích hợp Smart contract (hợp đồng thông minh): Dựa vào đó các điều khoản được ghi trong hợp đồng thông minh sẽ được thực thi khi các điều kiện trước đó được thỏa mãn, không ai có thể ngăn cản hoặc hủy nó.

4. Ứng dụng của blockchain

Chuỗi khối là một công nghệ mới nổi đang được các ngành khác nhau áp dụng theo cách thức sáng tạo. Hiện nay chúng ta có thể ứng dụng Blockchain vào nhiều lĩnh vực khác nhau như:

Ứng dụng phổ biến nhất Cryptocurrency

Cryptocurrency là một ứng dụng phổ biến nhất của công nghệ này. Tiền điện tử là một loại tiền tệ số hoàn toàn mới, được tạo ra bằng cách sử dụng công nghệ blockchain để lưu trữ và truyền tải thông tin về các giao dịch giữa các bên một cách an toàn và đáng tin cậy.

Các đồng tiền điện tử phổ biến như Bitcoin, Ethereum, Litecoin, Ripple… được tạo ra trên nền tảng của blockchain, cho phép các giao dịch được thực hiện trực tiếp giữa các bên mà không cần sự can thiệp của một bên trung gian nào. Blockchain đảm bảo tính toàn vẹn của các giao dịch này bằng cách sử dụng mã hóa và các quy trình xác thực phức tạp, giúp đảm bảo rằng các giao dịch này không thể bị thay đổi hay lừa đảo.

Ứng dụng Blockchain trong thương mại điện tử

Trong lĩnh vực thương mại điện tử, bảo mật, quản lý chuỗi cung ứng và vận chuyển hàng hoá đến người tiêu dùng là những vấn đề quan trọng và khó khăn. Tuy nhiên, công nghệ Blockchain đã giúp giải quyết các vấn đề này bằng cách sử dụng hợp đồng thông minh (smart contract), cho phép các bên ký kết một cách dễ dàng và tiết kiệm chi phí bằng cách loại bỏ trung gian trong các liên kết với doanh nghiệp đa quốc gia.

Ứng dụng trong sản xuất

Khi áp dụng công nghệ Blockchain vào sản xuất, nó có thể thay thế các thiết bị thông minh để quản lý quyền hiệu quả. Cụ thể, Blockchain có thể giúp theo dõi quá trình sản xuất, quản lý thông tin giao dịch, chất lượng sản phẩm, vận chuyển và phân phối sản phẩm tới người tiêu dùng cuối cùng, nhằm tăng cường năng suất cho các quy trình quản lý chuỗi cung ứng.

Với khả năng truy xuất ngược, người tiêu dùng có thể kiểm tra lại lịch sử hình thành và vận chuyển của sản phẩm để xác nhận tính chính hãng của sản phẩm, giúp tránh được hàng giả, hàng nhái trên thị trường.

Ứng dụng của Blockchain trong y tế

Khi ứng dụng Blockchain trong y tế, tất cả các bên được ủy quyền đều có thể truy cập cùng một thông tin chính xác và được xác minh trong vài giây.

Bệnh nhân có quyền kiểm soát dữ liệu của họ mọi lúc và có thể cấp cho người khác quyền truy cập theo yêu cầu, giảm nguy cơ bị lạm dụng và trộm cắp.

Blockchain trong giáo dục

Ứng dụng Blockchain trong giáo dục giúp lưu trữ các dữ liệu về bảng điểm, quá trình đào tạo, kinh nghiệm giảng dạy & lịch sử của từng cá nhân, từ đó sẽ tránh được việc gian lận khi xin cấp học học bổng, thăng chức, hoặc khai gian về trình độ học vấn hay kinh nghiệm làm việc.

Ngoài ra, với tính chất của hợp đồng thông minh, Blockchain còn cho phép tự động thực thi các điều khoản trong quy chế đào tạo và xử lý các trường hợp vi phạm,…

Ứng dụng Blockchain trong Ngân hàng & thanh toán

Như mình đã đề cập ở đầu bài viết, nhược điểm lớn nhất khi giao dịch trên ngân hàng là nguy cơ dữ liệu bị đe dọa, phí giao dịch và tồn tại trung gian thứ 3. Tính bảo mật và hợp đồng thông minh của Blockchain sẽ giúp bỏ qua trung gian thứ 3 và hạn chế các rủi ro về bảo mật cho khách hàng.

Người ta có thể truy cập và chuyển coin cho nhau ở bất kỳ đâu trên thế giới và với tốc độ tương đối nhanh và chi phí thấp. Việc này giúp cho người dân ở các quốc gia không có điều kiện tiếp cận với hệ thống ngân hàng cũng có thể giao dịch, chuyển tiền cho nhau.

5. Cách blockchain hoạt động

Đầu tiên, mọi thông tin giao dịch sẽ được ghi lại trên hệ thống tạo thành bản ghi (record)

Công nghệ Blockchain là gì – Một bản ghi trên hệ thống

Sau đó, bản ghi sẽ được xác thực là có giá trị bởi các máy tính có trong hệ thống (được gọi là nút hay node) theo thuật toán đồng thuận trên Blockchain.

Ví dụ:

• Bản ghi cho thấy anh em bán 3 Bitcoin => Hệ thống xác thực đúng trong ví anh em có 3 Bitcoin => Khi đó bản ghi có hiệu lực.
• Nếu trường hợp anh em chỉ có 1 Bitcoin => Hệ thống xác định ví anh em không đủ Bitcoin để thực hiện giao dịch => Khi đó bản ghi vô hiệu lực.

Công nghệ Blockchain – Các máy tính trong hệ thống sẽ xác thực giá trị của bản ghi

Tiếp theo, bản ghi đã xác thực có giá trị này cùng với hàng loạt bản ghi đã được xác thực từ những người giao dịch khác sẽ được xếp vào thành một khối thông tin (Block)

Công nghệ Blockchain – Một Block gồm nhiều bản ghi đã được xác thực là có giá trị

Cuối cùng, khối (Block) vừa mới tạo được sẽ được thêm vào chuỗi (Chain) bằng cách kết nối Previous Hash của khối cần thêm vào với mã hash của khối trước đó và tạo thành một Chuỗi khối (Blockchain).

Khối đầu tiên do không có khối nào trước nó nên mã Hash của nó là chuỗi số 0, và nó được gọi là khối nguyên thủy hay Genesis Block.

Cấu trúc của mỗi Block

Mỗi khối bao gồm 3 thành phần:

• Data: Các bản ghi dữ liệu đã được xác thực của anh em đã được bảo vệ bằng thuật toán mã hóa tùy thuộc vào từng blockchain.
• Hash: Mã hàm băm của Block. Đây là chuỗi các ký tự và số được tạo một cách ngẫu nhiên và không giống nhau. Nó đại diện riêng cho Block đó và được mã hóa bằng thuật toán mã hóa. Mã Hash dùng để phát hiện sự thay đổi trong các khối.
• Previous Hash: Mã hàm băm của block trước đó. Nó dùng để các khối liền kề nhận biết khối nào trước, khối nào sau và nối với nhau.

6. Lợi ích mà blockchain mang lại

Công nghệ chuỗi khối mang lại nhiều lợi ích cho việc quản lý giao dịch tài sản. Dưới đây là một vài lợi ích tiêu biểu của Blockchain:

Bảo mật nâng cao

Hệ thống chuỗi khối cung cấp mức độ bảo mật và sự tin cậy cao mà các giao dịch kỹ thuật số hiện tại 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. Chuỗi khối 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 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 chuỗi khối làm cho các giao dịch kinh doanh như vậy nhanh hơn và hiệu quả hơn.

Kiểm tra nhanh hơn

Doanh nghiệp có khả năng tạo, trao đổi, lưu trữ và xây dựng lại các giao dịch điện tử một cách an toàn theo cách thức có thể kiểm tra được. Các bản ghi trong chuỗi khối là bất biến theo thứ tự thời gian, có nghĩa là tất cả các bản ghi luôn được sắp xếp theo thời gian. Tính minh bạch của dữ liệu này giúp cho việc xử lý kiểm tra nhanh hơn hẳn.

LỜI KẾT

Với những thông tin về công nghệ Blockchain, khái niệm, lịch sử hình thành, tính chất, ứng dụng và cách Blockchain hoạt động, anh em đã hiểu rõ hơn về tiềm năng của Blockchain. Giờ đây anh em có thể tự tin tìm hiểu thêm các thông tin khác liên quan tới các loại tài sản Crypto mà anh em đã, đang và sắp đầu tư.