Blockchain là gì? Hãy cùng chúng tôi hiểu công nghệ thay đổi thế giới này một cách đơn giản

Từ cơ bản bắt đầu hiểu về blockchain

Các khái niệm cốt lõi của blockchain thực ra không phức tạp — hãy tưởng tượng một cuốn sổ cái, ghi lại tất cả các giao dịch. Điểm đặc biệt của cuốn sổ này là nó không do một tổ chức nào tập trung quản lý, mà được phân tán lưu trữ trên hàng nghìn máy tính độc lập trên toàn cầu. Mỗi bản ghi đều được bảo vệ bằng công nghệ mật mã, một khi đã ghi vào thì không thể sửa đổi, nhưng các giao dịch mới vẫn có thể tiếp tục được thêm vào. Đó chính là blockchain — một mạng lưới phi tập trung, gồm một chuỗi các khối dữ liệu liên kết với nhau.

Công nghệ này ra đời như thế nào

Khái niệm về blockchain lần đầu xuất hiện vào năm 1991. Khi đó, nhà khoa học máy tính Stuart Haber và nhà vật lý W. Scott Stornetta đã công bố một bài báo học thuật về việc bảo vệ chuỗi dữ liệu bằng mật mã, với ý tưởng tạo ra một hệ thống không thể làm giả dấu thời gian.

Thật sự khiến blockchain trở nên phổ biến là vào năm 2008, một người tự xưng là Satoshi Nakamoto. Người này không chỉ đề xuất một thiết kế hoàn chỉnh cho blockchain mà còn tạo ra hệ thống Bitcoin — một mạng lưới cho phép người dùng chuyển đổi tài sản kỹ thuật số trực tiếp mà không cần trung gian. Mạng lưới này được duy trì bởi hàng nghìn máy tính trên toàn cầu, các giao dịch được xác thực qua mã hóa và ghi lại trên blockchain. Người tham gia được thưởng Bitcoin dựa trên đóng góp sức mạnh tính toán. Như vậy, loại tiền mã hóa thực sự đầu tiên — Bitcoin — đã ra đời.

Blockchain gồm những thành phần nào và hoạt động ra sao

Về cấu trúc, blockchain chính là một chuỗi các khối dữ liệu được kết nối theo thứ tự. Mỗi khối chứa một tiêu đề và một loạt các ghi nhận giao dịch. Để duy trì tính toàn vẹn của chuỗi và bảo vệ dữ liệu, hệ thống sử dụng một công nghệ mã hóa đặc biệt — hàm băm (hash function).

Hàm băm là biểu diễn mã hóa của dữ liệu giao dịch, gồm một chuỗi ký tự đặc biệt. Mỗi khối đều lưu trữ giá trị băm của chính nó và của khối trước đó. Nếu ai đó cố gắng sửa đổi bất kỳ ghi nhận nào, giá trị băm của khối đó sẽ thay đổi, không khớp với giá trị trong các khối tiếp theo, và sự không nhất quán này sẽ lập tức phát hiện ra hành vi sửa đổi.

Ai tạo ra các khối mới này? Đáp án là thợ mỏ (miner). Công việc của họ là: tìm ra giá trị băm phù hợp với các giao dịch, kết nối nó với giá trị băm của khối trước, để tạo thành một khối dữ liệu mới. Đồng thời, thợ mỏ còn phải xác minh tính hợp lệ của các giao dịch. Quá trình này đòi hỏi nhiều tài nguyên tính toán và tiêu thụ điện năng, và để đền bù, thợ mỏ sẽ nhận phần thưởng là Bitcoin.

Tại sao hệ thống này lại hấp dẫn đến vậy

Tính không thể sửa đổi: Một khi dữ liệu đã vào blockchain, nó sẽ được lưu trữ vĩnh viễn tại đó. Các khối sau chỉ làm tăng cường tính không thể thay đổi này. Đồng thời, bất kỳ ai cũng có thể xem các thông tin này.

Thực sự phi tập trung: Không có một trung tâm quyền lực duy nhất, do đó không tồn tại rủi ro tin tưởng vào một tổ chức cụ thể nào.

Chi phí thấp hơn: Loại bỏ trung gian, giảm đáng kể phí giao dịch và tổng chi phí.

An toàn mạnh mẽ: Kết hợp giữa thuật toán mã hóa và tính minh bạch của giao dịch, khiến toàn bộ mạng gần như không thể bị phá vỡ.

Tốc độ giao dịch: Chuyển khoản trực tiếp mà không qua trung gian có thể hoàn tất trong vài phút.

Cơ chế đồng thuận: blockchain duy trì sự thống nhất như thế nào

Trong mạng lưới blockchain có một cơ chế quan trọng gọi là thuật toán đồng thuận — đó là một bộ quy tắc đảm bảo tất cả các thành viên trong mạng đều nhất trí về dữ liệu mới được thêm vào. Đây là nền tảng của blockchain, dùng để xác thực giao dịch, duy trì an toàn, ngăn chặn bất kỳ ai sửa đổi dữ liệu sổ cái một cách tùy ý.

Bằng chứng công việc (PoW) là phương thức đồng thuận đầu tiên, mạng Bitcoin sử dụng phương pháp này. Trong PoW, thợ mỏ cạnh tranh — giải các bài toán toán học phức tạp — để có quyền thêm khối mới. Tuy nhiên, cách này tiêu tốn nhiều tài nguyên và điện năng, ảnh hưởng lớn đến môi trường, nên sau đó đã xuất hiện các phương án thay thế.

Bằng chứng cổ phần (PoS) là một lựa chọn hiệu quả hơn. Nó dựa trên nguyên lý đặt cược cổ phần: hệ thống chọn ra các người xác thực từ những người gửi tài sản kỹ thuật số, để tạo ra khối mới và xác nhận giao dịch. Người được chọn phụ thuộc vào số lượng tài sản họ khóa. Đổi lại, người xác thực sẽ nhận phí giao dịch.

Ngoài ra còn có các cơ chế đồng thuận khác. Bằng chứng ủy quyền cổ phần (DPoS) dựa trên hệ thống bỏ phiếu, Bằng chứng dung lượng (PoC) dựa trên dung lượng ổ cứng của thợ mỏ, Bằng chứng phá hủy (PoB) yêu cầu tiêu hủy một lượng token nhất định.

Các loại blockchain khác nhau

Blockchain công cộng đạt mức độ phi tập trung cao nhất. Bất kỳ ai cũng có thể xác thực giao dịch, tạo khối mới và tham gia mạng lưới. Bitcoin và Ethereum đều thuộc loại blockchain công cộng.

Blockchain riêng tư thường do một tổ chức quản lý, các thành viên cần có quyền để tham gia.

Blockchain liên minh kết hợp đặc điểm của hai loại trên, do nhiều tổ chức cùng quản lý. Việc tham gia mạng này có thể cần quyền hoặc hoàn toàn mở.

Hiện tại và tương lai

Blockchain đã trở thành một công cụ có tiềm năng lớn. Hiện nay, nó được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như tài chính, y tế, quản lý chuỗi cung ứng, ngân hàng, đầu tư, v.v. Những gì chúng ta thấy hiện tại chỉ mới bắt đầu hành trình của công nghệ này — nó vẫn đang tiếp tục phát triển, với triển vọng tươi sáng và đầy khả năng trong tương lai.