Blockchain là một khái niệm tương đối mới lạ đối với nhiều người. Tuy nhiên với sự phát triển của công nghệ số thì nền tảng này đang được nhiều người quan tâm và tìm hiểu. Bài viết sau đây AsiaSoft sẽ giúp bạn tìm hiểu nền tảng blockchain là gì và các tính năng chính của công nghệ Blockchain.

1. Blockchain là gì?

Blockchain là công nghệ lưu trữ hồ sơ được thiết kế để ngăn chặn việc hack hệ thống hoặc giả mạo dữ liệu được lưu trữ trên blockchain, từ đó làm cho nó trở nên an toàn và bất biến. Đó là một loại công nghệ sổ cái phân tán (DLT), một hệ thống lưu trữ hồ sơ kỹ thuật số để ghi lại các giao dịch và dữ liệu liên quan ở nhiều nơi cùng một lúc thời gian.

Mỗi máy tính trong mạng blockchain duy trì một bản sao của sổ cái nơi các giao dịch được ghi lại để ngăn chặn một điểm lỗi duy nhất. Ngoài ra, tất cả các bản sao đều được cập nhật và xác thực đồng thời.

Blockchain cũng được coi là một loại cơ sở dữ liệu, nhưng về cơ bản nó khác với cơ sở dữ liệu thông thường ở cách lưu trữ và quản lý thông tin. Thay vì lưu trữ dữ liệu theo hàng, cột, bảng và tệp như cơ sở dữ liệu truyền thống, blockchain lưu trữ dữ liệu trong các khối được liên kết kỹ thuật số với nhau. Ngoài ra, Blockchain thường được sử dụng như nền tảng cho các loại tiền điện tử, đặc biệt là Bitcoin, nhưng nó cũng có rất nhiều ứng dụng khác ngoài lĩnh vực tài chính.

2. Các tính năng chính của công nghệ Blockchain

Công nghệ Blockchain được xây dựng trên nền tảng các đặc điểm độc đáo giúp phân biệt nó với cơ sở dữ liệu truyền thống. Sau đây là những đặc điểm quan trọng và xác định nhất của nó:

2.1. Phân cấp

Phân cấp blockchain là một trong những khía cạnh cơ bản của công nghệ. Không giống như cơ sở dữ liệu tập trung nơi cơ quan trung ương, chẳng hạn như ngân hàng, kiểm soát và xác minh các giao dịch, blockchain hoạt động trên sổ cái phân tán. Điều này có nghĩa là nhiều người tham gia minh bạch, được gọi là nút, duy trì, xác minh và cập nhật sổ cái. Mỗi nút được trải rộng trên mạng và chứa bản sao của toàn bộ Blockchain.

2.2. Tính bất biến và bảo mật 

Thuật toán mã hóa được sử dụng trong blockchain để cung cấp tính bảo mật mạnh mẽ, ghi lại các giao dịch và làm cho việc giả mạo gần như không thể. Thông tin được lưu trữ trong các khối được liên kết với nhau bằng cách sử dụng hàm băm mật mã. Nếu ai đó cố gắng giả mạo hoặc sửa đổi một khối, điều đó sẽ yêu cầu thay đổi mọi khối tiếp theo, khiến cho việc giả mạo về mặt tính toán không thể thực hiện được. Tính năng bảo mật blockchain vốn có này đảm bảo tính bất biến của thông tin và biến blockchain trở thành nền tảng lý tưởng để lưu trữ dữ liệu nhạy cảm và thực hiện các giao dịch an toàn.

2.3. Tính minh bạch và khả năng truy xuất nguồn gốc 

Tính minh bạch vốn có của công nghệ Blockchain đảm bảo mọi người tham gia mạng đều có quyền truy cập vào thông tin giống hệt nhau. Chẳng hạn, mọi giao dịch đều trở thành một phần của sổ cái công khai, hiển thị cho tất cả người tham gia. Tính minh bạch này đảm bảo sự tin cậy và trách nhiệm giải trình của mạng, bởi vì mọi sự không nhất quán đều có thể được nhận ra và giải quyết kịp thời. Ngoài ra, khả năng theo dõi nguồn gốc và quỹ đạo của tài sản của blockchain tạo điều kiện thuận lợi cho việc kiểm toán và giảm khả năng xảy ra các hoạt động gian lận.

2.4. Hợp đồng thông minh 

Các hợp đồng này là các thỏa thuận tự động được mã hóa trong phần mềm tự động thực hiện các quy định của hợp đồng. Mã hợp đồng thông minh được lưu trữ trên blockchain và thực hiện các chức năng của chúng sau khi đáp ứng các điều kiện xác định trước. Những hợp đồng này loại bỏ sự cần thiết của trung gian, hợp lý hóa các giao dịch, tiết kiệm tiền và tăng tốc thời gian hoàn tất. Chúng được sử dụng trong nhiều lĩnh vực đa dạng, bao gồm quản lý chuỗi cung ứng, bảo hiểm và tài chính.

3. Cách hoạt động của công nghệ Blockchain hiện nay

Blockchain sử dụng quy trình nhiều bước bao gồm năm bước sau:

1. Uỷ quyền và xác thực giao dịch: Người tham gia được ủy quyền để nhập một giao dịch, và giao dịch đó phải được xác thực bằng công nghệ để đảm bảo tính chính xác và không thể thay đổi.
2. Tạo khối: Giao dịch ủy quyền tạo ra một khối đại diện cho giao dịch hoặc dữ liệu cụ thể đó. Khối này chứa thông tin về giao dịch và một dấu thời gian.
3. Phân phối khối: Khối được gửi đến mọi nút máy tính trong mạng blockchain để được xác thực.
4. Xác thực và thêm vào Blockchain: Các nút được ủy quyền để xác thực giao dịch và thêm khối vào Blockchain hiện có.
5. Bản cập nhật phân phối: Bản cập nhật về khối mới được phân phối trên mạng, hoàn tất quá trình giao dịch.

Quy trình hoạt động của blockchain và sổ cái phân tán bao gồm nhiều bước, diễn ra gần như theo thời gian thực và liên quan đến nhiều yếu tố. Trong mạng blockchain công cộng, các nút máy tính tham gia, được gọi là công cụ khai thác, đảm nhận trách nhiệm xác thực và thêm các khối vào chuỗi. 

Các công cụ khai thác thường nhận được đền bù bằng tiền điện tử, thường thông qua các quy trình bằng chứng công việc hoặc bằng chứng cổ phần. Các phương pháp như Proof of Work (PoW) yêu cầu giải bài toán tính toán phức tạp, trong khi Proof of Stake (PoS) đòi hỏi đặt cược hoặc giữ một lượng tiền điện tử nhất định. Các điều kiện đề xuất (consensus conditions) được áp dụng để đảm bảo đồng thuận và tính an toàn của hệ thống. Điều này giúp tạo ra một môi trường phi tập trung, an toàn và minh bạch cho lưu trữ và chuyển giao dữ liệu.

Sổ cái blockchain bao gồm hai loại bản ghi chính: giao dịch riêng lẻ và khối. Mỗi khối đầu tiên trong chuỗi có tiêu đề và chứa dữ liệu liên quan đến các giao dịch diễn ra trong một khoảng thời gian nhất định. Dấu thời gian của khối được sử dụng để tạo một chuỗi chữ và số được gọi là băm. Sau khi khối đầu tiên được tạo, mỗi khối tiếp theo sử dụng hàm băm của khối trước đó để tính hàm băm của chính nó.

Trước khi một khối mới được thêm vào chuỗi, tính xác thực của nó phải được xác minh bằng một quy trình tính toán gọi là xác thực hoặc đồng thuận. Trong quá trình này, phần lớn các nút trong mạng phải đồng ý rằng hàm băm của khối mới đã được tính toán chính xác. Sự đồng thuận này đảm bảo rằng tất cả các bản sao của sổ cái phân tán blockchain đều giữ cùng một trạng thái.

Khi một khối đã được thêm vào, nó trở thành không thể thay đổi và có thể được tham chiếu trong các khối tiếp theo. Nếu có ai đó cố gắng thay đổi một khối, hàm băm cho các khối trước và sau cũng sẽ thay đổi, phá vỡ tính chất chia sẻ của sổ cái.

Khi không thể đồng thuận được nữa, các máy tính khác trong mạng sẽ được thông báo về sự cố và không có khối mới nào được thêm vào chuỗi cho đến khi vấn đề được giải quyết. Thông thường, khối gây ra vấn đề sẽ bị loại bỏ và quá trình đồng thuận sẽ được lặp lại, giúp loại bỏ một điểm thất bại và bảo đảm tính toàn vẹn của hệ thống.

4. Giải thích về Blockchain, tiền kỹ thuật số, tiền điện tử và Bitcoin

Các thuật ngữ blockchain, tiền điện tử và tiền kỹ thuật số đôi khi được sử dụng một cách nhầm lẫn với nhau, mặc dù chúng đều liên quan đến công nghệ chuỗi khối (DLT). Dưới đây là giải thích về sự khác biệt giữa chúng:

4.1. Blockchain 

Blockchain là công nghệ mà tiền kỹ thuật số, tiền điện tử và Bitcoin được xây dựng trên đó. Cụ thể hơn, đó là công nghệ cơ bản xây dựng một sổ cái kỹ thuật số phi tập trung cho phép trao đổi giữa nhiều bên một cách an toàn, không thể thay đổi.

4.2. Tiền kỹ thuật số 

Tiền kỹ thuật số đề cập đến bất kỳ hình thức tiền tệ nào có sẵn ở dạng kỹ thuật số hoặc điện tử và được chia sẻ mà không qua trung gian. Điều này bao gồm tiền kỹ thuật số do chính phủ và ngân hàng trung ương phát hành, cũng như tiền điện tử. Tiền kỹ thuật số đôi khi được gọi là tiền kỹ thuật số, tiền điện tử, tiền điện tử hoặc tiền điện tử.

4.3. Tiền điện tử

Tiền điện tử là tài sản kỹ thuật số có thể được trao đổi trên mạng blockchain. Đó là một tập hợp con của tiền kỹ thuật số không do các tổ chức chính phủ phát hành. Hãy nghĩ về tiền điện tử như các token do các tổ chức hoặc nhóm tư nhân phát hành có thể được sử dụng để thanh toán cho các mặt hàng được bán bởi những người cũng hoạt động trong mạng blockchain. Tính đến tháng 9 năm 2023, trang web nghiên cứu thị trường CoinMarketCap đã liệt kê 9.111 loại tiền điện tử được giao dịch công khai.

4.4. Bitcoin 

Bitcoin là loại tiền điện tử đầu tiên và phổ biến nhất. Nó được giới thiệu bởi một người hoặc một nhóm người ẩn danh sử dụng bút danh Satoshi Nakamoto. Bitcoin hoạt động trên một mạng lưới phi tập trung được gọi là Blockchain Bitcoin, cho phép người tham gia gửi và nhận nó mà không cần qua trung gian. Bitcoin mới được đưa vào nguồn cung thông qua Khai thác Bitcoin, một quá trình đòi hỏi sức mạnh tính toán đáng kể. Thợ mỏ giải quyết các vấn đề toán học phức tạp; người khai thác giải được câu đố và xác thực giao dịch sẽ được thưởng Bitcoin mới.

5. Ưu nhược điểm của Blockchain

5.1. Ưu điểm của Blockchain

Các chuyên gia trích dẫn một số lợi ích chính khi sử dụng Blockchain, bao gồm những lợi ích sau:

• Không thể bị hỏng: Hầu như không thể làm hỏng một Blockchain vì hàng triệu máy tính chia sẻ và liên tục đối chiếu thông tin. Blockchain cũng không có điểm thất bại duy nhất.
• Hiệu quả: Giao dịch thường hiệu quả hơn so với các hệ thống giao dịch không dựa trên DLT, mặc dù các Blockchain công khai đôi khi có thể gặp phải tình trạng tốc độ chậm và kém hiệu quả.
• Kiên cường: Blockchain có khả năng phục hồi; nếu một nút bị hỏng thì tất cả các nút khác đều có bản sao của sổ cái.
• Đáng tin cậy: Nó mang lại sự tin cậy giữa những người tham gia trên mạng. Các khối đã xác nhận rất khó đảo ngược, điều đó có nghĩa là dữ liệu khó xóa hoặc thay đổi.
• Hiệu quả về chi phí: Nó có thể hiệu quả về mặt chi phí vì nó thường giảm chi phí liên quan đến giao dịch bằng cách loại bỏ người trung gian và bên thứ ba.

5.2. Nhược điểm của Blockchain

Các chuyên gia cho biết blockchain cũng có những hạn chế, rủi ro và thách thức tiềm ẩn sau:

• Quyền sở hữu: Blockchain có thể đặt ra câu hỏi về quyền sở hữu và ai chịu trách nhiệm khi có vấn đề phát sinh.
• Các vấn đề về cơ sở hạ tầng: Các câu hỏi cũng được đặt ra là liệu các tổ chức có khả năng đầu tư vào cơ sở hạ tầng cần thiết để xây dựng, tham gia và duy trì mạng dựa trên blockchain hay thậm chí sẵn sàng làm như vậy .
• Thách thức về dữ liệu: Việc thay đổi dữ liệu trong Blockchain thường tốn rất nhiều công sức.
• Khóa riêng: Người dùng phải theo dõi khóa riêng của mình để tránh bị mất tiền.
• Bộ nhớ: Nhu cầu lưu trữ có thể tăng rất lớn theo thời gian, điều này có nguy cơ mất nút nếu sổ cái quá lớn khiến người dùng không thể tải xuống.
• Lỗ hổng: Blockchain dễ bị tấn công 51%, đây là một cuộc tấn công cụ thể được thiết kế để áp đảo những người tham gia khác trong mạng và thay đổi khối.

Blockchain hiện nay được áp dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Trong lĩnh vực tài chính, tiền điện tử như Bitcoin và Ethereum sử dụng blockchain để thực hiện giao dịch an toàn và phi tập trung. Trong chuỗi cung ứng, các công ty như Walmart sử dụng blockchain để theo dõi nguồn gốc của thực phẩm và tăng cường minh bạch. Ngành y tế sử dụng blockchain để đảm bảo an toàn và xác minh nguồn gốc của sản phẩm dược phẩm. Ngoài ra, blockchain còn được áp dụng trong lĩnh vực quản lý bất động sản, chứng minh danh tính, giáo dục, quảng cáo kỹ thuật số, truyền thông, giải trí, và quản lý năng lượng. Công nghệ này đang chứng minh tiềm năng thay đổi đáng kể cách chúng ta thực hiện nhiều khía cạnh cuộc sống hàng ngày.