Blockchain là gì? Tại sao Blockchain là công nghệ đột phá thời đại?

Công nghệ Blockchain từ khi xuất hiện đã tạo ra một bước nhảy vọt cho những lĩnh vực như: tài chính ngân hàng, logistic, điện tử, viễn thông,... Không chỉ vậy, Blockchain còn là chìa khóa khai sinh ra các loại tiền kỹ thuật số. Vậy Blockchain là gì? Tại sao Blockchain lại là công nghệ đột phá trong thời đại số? Cùng Unica tìm hiểu thông qua bài viết sau đây nhé!

Blockchain là gì?

Công nghệ Blockchain (công nghệ chuỗi - khối) là công nghệ mã hóa tất cả dữ liệu thành các khối khác nhau, đồng thời kết nối chúng lại tạo thành một chuỗi dài. Dữ liệu này có sự nhất quán theo trình tự thời gian. Khi người dùng thêm thông tin mới, thông tin cũ trong Blockchain không bị mất đi mà sẽ được nối vào khối cũ tạo thành chuỗi mới.

Các thông tin trong Blockchain không chỉ nằm trên một máy chủ duy nhất. Chúng được sao lưu và phân phối một cách hoàn toàn tự động thông qua nhiều máy chủ. Các máy chủ này được kết nối với hệ thống với Blockchain, giúp người dùng xem và kiểm tra thông tin một cách dễ dàng và an toàn nhất.

Định nghĩa Blockchain là gì?

Lịch sử hình thành của Blockchain 

Từ những năm đầu thập niên 80 của thế kỷ trước, các nhà sáng chế đã không ngừng tìm kiếm và phát triển các thuật toán mã hóa. Họ mong muốn tìm kiếm giải pháp giải quyết các vấn đề bảo mật thông tin trên Internet.  

Vào cuối những năm 1990, công nghệ chuỗi khối lần đầu tiên xuất hiện đầu tiên trong lịch sử nhờ Stuart Haber và W.Scott Stornetta. Họ sử dụng cây Merkle để làm một hệ thống mà dấu thời gian của tài liệu không thể bị làm giả. 

Năm 2008, Bitcoin là ứng dụng đầu tiên và phổ biến nhất của công nghệ Blockchain. Một cá nhân hoặc một nhóm cá nhân chưa rõ danh tính, được biết đến dưới cái tên Satoshi Nakamoto đã sử dụng khối thông tin 1MB cho các giao dịch Bitcoin.

Năm 2015, Ethereum đã ra đời và mở ra một trang mới cho công nghệ Blockchain. Người tạo ra Ethereum đã sử dụng công nghệ chuỗi khối trong các giao dịch chuyển nhượng tài sản. Nó sử dụng Smart contracts (hợp đồng thông minh) là một khái niệm độc đáo, giúp tự động hóa các giao dịch mà không cần trung gian.  

Trong khi các doanh nghiệp khám phá và ứng dụng công nghệ mới, công nghệ blockchain không ngừng cải tiến và phát triển. Hiện nay, các doanh nghiệp đang khắc phục những hạn chế về khả năng mở rộng và điện toán. Cuộc cách mạng blockchain đang diễn ra mở ra vô số cơ hội mới mẻ.

Các phiên bản của Blockchain

Công nghệ blockchain đã trải qua nhiều giai đoạn phát triển, mỗi phiên bản đều mang đến những ứng dụng và tính năng mới mẻ:

• Blockchain 1.0: Phiên bản khởi đầu này tập trung vào việc tạo ra và quản lý tiền điện tử như Bitcoin. Mục tiêu chính là cung cấp một phương thức thanh toán kỹ thuật số an toàn, không cần sự can thiệp của các trung gian.
• Blockchain 2.0: Dựa vào nền tảng Blockchain 1.0, phiên bản này mở rộng ứng dụng vào các hợp đồng thông minh (smart contracts) và các dịch vụ tài chính. Ethereum là một ví dụ tiêu biểu, cho phép người dùng tạo và thực thi hợp đồng thông minh trên nền tảng phi tập trung.
• Blockchain 3.0: Phiên bản này đưa Blockchain vượt 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 phi tập trung của công nghệ để nâng cao hiệu quả và an toàn trong các hoạt động quản lý và điều hành.

Cách phiên bản của Blockchain 

Phân loại Blockchain 

Mỗi loại Blockchain sẽ có những đặc điểm riêng phù hợp với các nhu cầu và mục tiêu cụ thể. Do đó, Blockchain được phân thành 04 loại mạng lưới chuỗi khối phổ biến sau:

• Dạng chuỗi khối công khai (Public): Các chuỗi khối công khai không yêu cầu quyền truy cập và ai cũng có thể tham gia. Các thành viên trong chuỗi khối đều có quyền đọc, chỉnh sửa và xác thức các chuỗi khối như nhau. Dạng này thì được sử dụng để trao đổi và đào các loại tiền điện tử như Bitcoin, Ethereum, Litecoin.
• Dạng chuỗi khối riêng tư (Private): Chuỗi khối riêng tư còn được gọi là chuỗi khối được quản lý. Một tổ chức duy nhất sẽ kiểm soát các chuỗi khối riêng, họ sẽ xác định ai có thể là thành viên và có quyền gì trong mạng lưới này. Một mạng lưới về chuối khối riêng tư kể đến là Ripple - mạng lưới trao đổi tiền kỹ thuật số dành cho các doanh nghiệp.
• Dạng chuỗi khối hỗn hợp (Hybrid): Đây là mạng lưới kết hợp các yếu tố từ cả Public Blockchain và Private Blockchain. Các công ty thiết lập những hệ thống riêng tư dựa trên quyền hạn của một hệ thống công khai. Dạng chuỗi khối này được ứng dụng ở trong việc truy cập công khai vào tiền kỹ thuật số trong khi các đồng tiền này thuộc sở hữu của ngân hàng ở chế độ riêng tư. 
• Dạng chuỗi khối liên hợp (Consortium): Mạng lưới chuỗi khối liên hệ được quản lý một nhóm các tổ chức. Họ được chọn từ trước và chia sẻ trách nhiệm duy trì chuỗi khối và quyết định về quyền truy cập dữ liệu. Các tổ chức có cùng mục tiêu và hưởng lợi từ trách nhiệm chung, ví dụ như Global Shipping Business Network Consortium một liên hệ có mục đích số hóa ngành vận tải biển.

Blockchain được phân thành 04 dạng chính 

Một số đặc điểm nổi bật của Blockchain 

Để hiểu rõ hơn về cách công nghệ blockchain hoạt động và tại sao nó lại tạo ra sự đột phá trong nhiều lĩnh vực, chúng ta cần nhìn vào các đặc điểm kỹ thuật nổi bật của nó. Những đặc điểm này không chỉ làm nên sự khác biệt của blockchain so với các công nghệ truyền thống mà còn mở ra nhiều cơ hội ứng dụng mới mẻ. 

Cơ sở dữ liệu phân tán (Distributed Database)

Mỗi thành viên trong mạng lưới Blockchain đều có quyền truy cập vào toàn bộ cơ sở dữ liệu cùng lịch sử đầy đủ của nó. Không ai có thể chỉnh sửa hay thao túng dữ liệu. Mỗi bên tự mình xác nhận hồ sơ của đối tác giao dịch mà không cần sự can thiệp của bên thứ ba.

Truyền dẫn ngang hàng (Peer-to-peer Transmission)

Quá trình truyền thông diễn ra trực tiếp giữa các bên tham gia thay vì qua một nút (node) trung tâm. Mỗi node lưu trữ và chuyển tiếp thông tin đến tất cả các node khác, đảm bảo tính liên tục và bảo mật của thông tin.

Tính minh bạch (Transparency with Pseudonymity)

Mọi giao dịch và giá trị của chúng đều được hiển thị cho bất cứ ai có quyền truy cập vào hệ thống. Trên chuỗi khối, mỗi node hoặc người dùng có một địa chỉ duy nhất gồm 30 ký tự đặc biệt để nhận dạng. Người dùng lựa chọn ẩn danh hoặc cung cấp bằng chứng nhận dạng cho người khác. Giao dịch xảy ra giữa các địa chỉ blockchain.

Tính bất biến (Irreversibility of Records)

Khi một giao dịch đã được ghi vào cơ sở dữ liệu và tài khoản đã được cập nhật, thông tin không thể bị thay đổi. Điều này là do chúng được liên kết với tất cả các bản ghi giao dịch trước đó. Các thuật toán và phương pháp tính toán được triển khai để đảm bảo rằng việc ghi chép trên cơ sở dữ liệu là vĩnh viễn, theo thứ tự thời gian và có sẵn cho tất cả các bên tham gia mạng.

Logic tính toán (Computational Logic)

Các giao dịch Blockchain được gắn với logic tính toán và được lập trình. Vì vậy, người tự thiết lập được các quy tắc, các thuật toán tự động kích hoạt các giao dịch giữa các node.

Thành phần trong giao dịch Blockchain

Một cơ sở dữ liệu blockchain bao gồm nhiều giao dịch và block. Trong đó, mỗi block chứa một tập các giao dịch bảo mật bởi mã số hóa. Những công nghệ và thuật toán sau đây là nền tảng cho sự hoạt động và bảo mật của Blockchain:

• Hash (Hàm băm): Một hàm toán học chuyển đổi một bản tin đầu vào có độ dài bất kỳ thành một dãy nhị phân (dãy bit) có độ dài cố định. Dãy bit này được gọi là giá trị băm (hash value), đại diện cho bản tin ban đầu.

• Merkle Tree (Cây Merkle): Một cấu trúc cây nhị phân có thứ tự, xây dựng từ các giá trị băm của các đối tượng. Nó giúp xác thực nhanh và an toàn tính toàn vẹn của dữ liệu. 

• Smart Contract (Hợp đồng thông minh): Đây là các khối xây dựng nên các ứng dụng phi tập trung, cho phép hệ thống máy tính tự động thực thi các điều khoản. Các điều khoản được viết bằng ngôn ngữ lập trình, giá giá trị pháp lý.

• Consensus Algorithm (Giải thuật đồng thuận): Các quy tắc được các node thực hiện, đảm bảo các giao dịch được xác nhận một cách đáng tin cậy. Một số giải thuật đồng thuật phổ biến là proof-of-stake, proof-of-work,...

Nguyên lý hoạt động của Blockchain như thế nào?

Để hiểu rõ hơn về blockchain, chúng ta cần nắm vững ba nguyên lý cơ bản: nguyên lý mã hóa, quy tắc sổ cái, và nguyên lý tạo khối. Dựa trên ba nguyên lý trên, Blockchain được tạo ra một cách an toàn, minh bạch và phi tập trung, đảm bảo tính toàn vẹn của dữ liệu.

Nguyên lý mã hóa (Encryption Principle)

Mã hóa đóng vai trò quan trọng trong bảo mật và đảm bảo tính toàn vẹn của dữ liệu trên blockchain. Hai phương pháp mã hóa chính được sử dụng trong blockchain là hàm băm và mã hóa khóa công khai.

• Hàm băm (Hash): Trong blockchain, hàm băm được sử dụng để tạo ra một giá trị duy nhất cho mỗi khối và giao dịch. Bất kỳ thay đổi nhỏ nào trong dữ liệu đầu vào sẽ dẫn đến một giá trị băm hoàn toàn khác. 

• Mã hóa khóa công khai (Public-Key Encryption): Mỗi người dùng trong mạng blockchain có một cặp khóa: khóa công khai và khóa riêng tư. Khóa công khai được chia sẻ rộng rãi và được sử dụng để mã hóa dữ liệu hoặc xác thực chữ ký số. Khóa riêng tư được giữ bí mật và được sử dụng để giải mã dữ liệu hoặc tạo chữ ký số. 

Quy tắc sổ cái (Ledger Principle)

Quy tắc này đảm bảo rằng tất cả các giao dịch được ghi lại và xác nhận một cách minh bạch và không thể thay đổi. 

• Sổ cái phân tán (Distributed Ledger): Blockchain là một sổ cái phân tán, trong đó mỗi node giữ một bản sao của toàn bộ sổ cái. Điều này đảm bảo rằng không có một điểm tập trung nhất, tránh bị tấn công hoặc kiểm soát.

• Minh bạch (Transparency): Các giao dịch được ghi lại trên blockchain đều công khai và được kiểm tra bởi bất kỳ ai có quyền truy cập vào sổ cái. Nó đảm bảo tính minh bạch và ngăn chặn gian lận.

• Bất biến (Immutability): Các giao dịch khi đã được ghi vào sổ cái và các khối được thêm vào blockchain, dữ liệu này sẽ không bị thay đổi hoặc xóa.

Nguyên lý tạo khối (Block Creation Principle)

Nguyên lý tạo khối giải thích cách các giao dịch được xác nhận và thêm vào blockchain.

• Tạo khối mới (Block Creation): Các giao dịch mới được nhóm lại thành một khối. Mỗi khối chứa một số lượng giao dịch nhất định và có một tiêu đề khối (block header) chứa thông tin quan trọng như giá trị băm của khối trước đó, giá trị băm của khối hiện tại, và thời gian đóng dấu.

• Giải thuật đồng thuận (Consensus Algorithm): Để thêm một khối mới vào blockchain, mạng lưới phải đạt được sự đồng thuận rằng khối đó là hợp lệ. Các giải thuật đồng thuận phổ biến bao gồm Proof of Work (PoW) và Proof of Stake (PoS).

• Thêm khối vào blockchain (Adding Blocks): Khi một khối mới được xác thực thông qua giải thuật đồng thuận, nó sẽ được thêm vào blockchain. Khối mới này sẽ trở thành khối cuối cùng trong chuỗi, và tất cả các node trong mạng sẽ cập nhật bản sao của blockchain để bao gồm khối mới này.

Quy trình hoạt động của Blockchain

Chuỗi khối hoạt động như thế nào?

Dựa vào những nguyên lý trên, phần mềm chuỗi khối mã hóa ngắn gọn thông qua các bước sau đây:

• Bước 1: Ghi lại giao dịch mới dưới dạng một khối dữ liệu. Bao gồm các thông tin chi tiết như ai tham gia, điều gì xảy ra, giao dịch ở đâu, khi nào, lý do,...

• Bước 2: Hầu hết những ai tham gia vào mạng lưới chuỗi khối phân tán phải có sự đồng ý rằng các giao dịch được ghi lại là hợp lệ.

• Bước 3: Liên kết các khối: Sau khi đạt được sự đồng thuật, các giao dịch trên chuỗi khối sẽ được viết vào khối. Lúc này chúng sẽ thực hiện quy tắc sổ cái để lưu dữ liệu. 

• Bước 4: Hệ thống phân phối bản sao mới nhất của sổ cái trung tâm và chia sẻ sổ cái cho toàn bộ người tham gia.

Tại sao blockchain lại là công nghệ đột phá thời đại số?

Blockchain được xem là một công nghệ đột phá trong thời đại số không chỉ trong hiện tại mà còn ở tương lai. Công nghệ này hứa hẹn đem lại nhiều sự đổi mới, thay đổi hoàn toàn cách thức hoạt động của các lĩnh vực trong xã hội. Sở dĩ Blockchain được đánh giá cao như vậy vì những lý do sau:

• Nền móng của thương mại điện tử: Blockchain tạo ra giao dịch minh bạch và an toàn. Nó có thể cách mạng hóa thương mại điện tử, tạo ra môi trường mua sắm trực tuyến an toàn và công bằng.

• Ứng dụng ngành công nghiệp tự động hóa: Blockchain kết hợp với công nghệ khác tạo nên các hệ thống tự động hoàn toàn, quản lý chuỗi thông tin.

• Đẩy mạnh sự phát triển của ngành công nghệ tài chính: Tối ưu hóa hệ thống thanh toán toàn cầu, giảm bớt chi phí giao dịch, tạo các dịch vụ tài chính mới. 

• Bảo vệ quyền riêng tư của người dùng: Thông tin được mã hóa và lưu trữ an toàn, ngăn chặn việc lạm dụng dữ liệu cá nhân. 

• Tạo môi trường kinh doanh minh bạch hơn: Minh bạch hoạt động trong cách doanh nghiệp, dễ dàng kiểm tra thông tin và hoạt động.

Ưu và nhược điểm của công nghệ Blockchain 

Mặc dù blockchain được đánh giá là có tính ứng dụng cao, đáp ứng nhiều nhu cầu trong các ngành, thế nhưng nó vẫn tồn tại song song những ưu và nhược điểm.

Ứng dụng của Blockchain trong thời đại công nghệ số

Nhờ vào những ưu điểm đang sở hữu, Blockchain không chỉ được ứng dụng trong công nghệ tiền số mà còn được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác trong cuộc sống.

• Tài chính ngân hàng: Tối ưu hệ thống thanh toán, tiết kiệm thời gian và giảm chi phí. Ngân hàng trung ương có khả năng phát hành và quản lý tiền số.

• Chuỗi cung ứng: Đảm bảo tính minh bạch, theo dõi hành trình của sản phẩm từ lúc sản xuất cho đến khi đến tay người tiêu dùng. Giảm thiểu gian lận và nâng cao hiệu suất.

• Y tế: Lưu trữ và chia sẻ dữ liệu sức khỏe cá nhân một cách an toàn và hiệu quả.

• Giáo dục: Chứng thực và xác thực bằng cấp, chứng chỉ đơn giản và nhanh chóng. Ngoài ra nó cũng tạo ra giải pháp chống gian lận.

• Bất động sản: Đơn giản hóa quá trình, giảm thiểu rủi ro gian lận và tăng cường tính minh bạch.

• Năng lượng: Cung cấp nền tảng cho thị trường năng lượng phi tập trung. Người tiêu dùng tự mua và bán năng lượng trực tiếp mà không cần qua trung gian. 

Một vài ứng dụng của Blockchain trong các ngành nghề khác nhau

So sánh Blockchain với các công nghệ khác 

Blockchain đã tạo ra một bước nhảy vọt trong lĩnh vực công nghệ thông tin. Khi đặt lên so sánh với những công nghệ khác, Blockchain đã có những giá trị độc đáo mà những công nghệ khác không có.

• Blockchain với cơ sở dữ liệu truyền thống:

Blockchain sử dụng mã hóa mạnh mẽ hơn so với cơ sở dữ liệu truyền thống. Các giao dịch trên Blockchain đều được mã hóa và liên kết với nhau, tạo thành một chuỗi không thể thay đổi. Nó còn tạo ra sự minh bạch bởi tất cả những ai sử dụng đều tự kiểm tra giao dịch.

• Blockchain với Cloud Computing:

Dữ liệu trong Cloud Computing được lưu trữ trên máy chủ của nhà cung cấp. Trong khi đó, dữ liệu trong Blockchain thuộc về người dùng và không thể bị thay đổi nếu không có sự đồng ý của họ.

Blockchain bảo mật tốt hơn so với Cloud Computing bởi nhờ cơ chế phân tán trên nhiều nút khác nhau, dữ liệu không thể bị tấn công dễ dàng.

• Blockchain với AI (Trí tuệ nhân tạo):

AI và Blockchain có thể kết hợp với nhau để tạo ra những giải pháp mới. Ví dụ như AI phân tích dữ liệu trên Blockchain để đưa ra các quyết định thông minh và chính xác hơn. 

So với những công nghệ khác, Blockchain đem lại nhiều lợi ích độc đáo hơn so với các công nghệ khác. Nó đảm bảo tính minh bạch, an toàn về dữ liệu.

Tổng kết 

Bằng khả năng tạo ra một hệ thống dữ liệu phân tán, minh bạch và bảo mật, Blockchain đang chứng minh rằng nó là công nghệ đột phá trong thời đại công nghệ số. Blockchain không chỉ thay đổi cách thức quản lý và giao dịch mà còn mở ra vô số cơ hội trong các lĩnh vực khác. Việc hiểu rõ Blockchain là gì, đem đến cho người đọc những cái nhìn mới và tận dụng những ưu điểm của nó để tạo ra những cơ hội mới.