Công nghệ Blockchain (Chuỗi khối) là sự kết hợp giữa 3 loại công nghệ: Mật mã học, mạng ngang hàng và lý thuyết trò chơi. Một khi dữ liệu đã được mạng lưới chấp nhận, sẽ không cách nào thay đổi được. Công nghệ này có những đặc điểm gì, mang lại những lợi ích như thế nào? Hãy cùng tìm hiểu trong bài viết này.

Một nghiên cứu cho thấy, quy mô thị trường công nghệ chuỗi khối toàn cầu đạt được định giá 11,14 tỷ USD vào năm 2022 và dự kiến sẽ tăng từ 17,57 tỷ USD năm 2023 lên 469,49 tỷ USD vào năm 2030, đạt tốc độ tỷ lệ tăng trưởng kép hàng năm (CAGR) là 59,9% trong giai đoạn dự báo.

Phạm vi của nghiên cứu này xem xét nền tảng công nghệ, giải pháp, dịch vụ do các doanh nghiệp cung cấp, chẳng hạn như giải pháp công nghệ blockchain sổ cái phân tán, dịch vụ tư vấn, dịch vụ nền tảng và dịch vụ ứng dụng.

Môi trường kỹ thuật số đang phát triển mạnh mẽ tại phần lớn các quốc gia trên thế giới dự kiến sẽ thúc đẩy nhu cầu về công nghệ chuỗi khối trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau. Tương tự, việc sử dụng các hệ thống thanh toán kỹ thuật số được kỳ vọng sẽ đạt được sức hút hơn nữa khi ứng dụng hiệu quả công nghệ này.

1. Blockchain là gì?

Hiểu một cách đơn giản, block nghĩa là khối, chain là chuỗi. Công nghệ Blockchain nghĩa là chuỗi các khối kết nối với nhau. Khối sau lấy thông tin của khối trước tạo thành một mắt xích không thể phá vỡ, thay đổi hay giả mạo. Có thể hình dung Blockchain như một file Google Docs, nó được chia sẻ tới mọi người. Mọi người đều được phép xem nội dung bên trong. Tuy nhiên, việc xoá, chỉnh sửa nội dung đã có là không thể.

Về mặt kỹ thuật, Blockchain là một cơ sở dữ liệu phân cấp được gọi là cuốn sổ cái kỹ thuật số (Digital Ledger) ghi lại chi tiết tất cả các giao dịch thông qua hệ thống mạng ngang hàng (P2P - peer-to-peer network). Về cơ bản, mạng lưới này là một chuỗi các máy tính mà tất cả phải chấp thuận một giao dịch trước khi nó có thể được xác thực, ghi lại.

Chuỗi khối được biết đến nhiều nhất với vai trò quan trọng trong các hệ thống tiền điện tử để duy trì hồ sơ giao dịch an toàn và phi tập trung, nhưng chúng không giới hạn trong việc sử dụng tiền điện tử. Chuỗi khối có thể được sử dụng để làm cho dữ liệu trong bất kỳ ngành nào trở nên bất biến.

Bởi vì không có cách nào để thay đổi một khối, nên sự tin tưởng duy nhất được đặt ở người dùng hoặc chương trình nhập dữ liệu. Khía cạnh này làm giảm nhu cầu kiểm soát từ các bên thứ ba, thường là kiểm toán viên hoặc những người khác, giúp tiết kiệm chi phí xong vẫn đảm bảo độ tin cậy.

Kể từ khi Bitcoin được giới thiệu vào năm 2009, việc sử dụng chuỗi khối đã bùng nổ thông qua quá trình xuất hiện của nhiều loại tiền điện tử, ứng dụng tài chính phi tập trung (DeFi), mã thông báo không thể thay thế (NFT) và hợp đồng thông minh.

Xem thêm bài viết:

• Ví Blockchain là gì? Tìm hiểu các loại ví blockchain
• Những điều cần biết về thị trường Cryptocurrency - Tiền mã hóa

2. Ưu điểm và nhược điểm của Blockchain

2.1. Ưu điểm của Blockchain

Những lợi ích nổi bật của công nghệ chuỗi khối bao gồm:

• Giúp các giao dịch được tiến hành trực tiếp giữa các bên, không cần bên trung gian thứ 3 để xác thực giao dịch.

• Thời gian giao dịch nhanh hơn, thủ tục quy trình được giảm thiểu đáng kể.

• Tiết kiệm chi phí: chi phí cho giao dịch ngoại hối, chuyển tiền, kiều hối, thẻ tín dụng và nhiều sản phẩm khác có khả năng sẽ giảm mạnh.

• Tính bảo mật cao do sử dụng kỹ thuật mã hóa và chữ ký số giúp thông tin giao dịch an toàn hơn.

• Nâng cao tính minh bạch và hiệu quả hoạt động của các tổ chức tài chính.

2.2. Nhược điểm của Blockchain

• Vấn đề an ninh bảo mật: Mặc dù được coi là công nghệ mang tính bảo mật cao, một trong các yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến quyết định của cộng đồng về chia sẻ dữ liệu cá nhân khi sử dụng Blockchain vẫn là vấn đề an ninh mạng.

• Tạo cơ hội cho các hoạt động rửa tiền.

• Các quy tắc điều chỉnh tình trạng pháp lý: các đồng tiền hiện đang sử dụng trong các giao dịch tài chính được quản lý bởi Chính phủ các quốc gia. Để Blockchain được chấp nhận rộng rãi bởi các tổ chức tài chính, cần phải đạt được thỏa thuận từ Chính phủ.

Mặc dù có một số hạn chế nhưng tiềm năng mà Blockchain mang lại vô cùng lớn. Công nghệ này được tạo ra như một cuộc cách mạng giúp các hoạt động thương mại điện tử trở nên an toàn và tiết kiệm chi phí hơn. 

Hệ thống này thay đổi hoàn toàn cách nhìn nhận của con người đối với thương mại internet. Tiềm năng lớn nhất của Blockchain là sự kết hợp với hợp đồng thông minh, một công nghệ giúp các giao dịch, thỏa thuận được xác nhận mà không tiết lộ thông tin giữa các bên tham gia.

3. Đặc điểm, mô hình hoạt động của công nghệ Blockchain

3.1. Các thành phần trong một giao dịch Blockchain

Một cơ sở dữ liệu (Blockchain Database) bao gồm nhiều giao dịch và nhiều block. Mỗi block chứa một tập các giao dịch. Trong mỗi giao dịch bao gồm người gửi, thông tin giao dịch và người nhận. Mỗi giao dịch được bảo mật bởi một mã số mã hoá.

Một số công nghệ, thuật toán được sử dụng trong Blockchain:

• Hash (Hàm băm): là 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 (tuỳ thuộc vào thuật toán băm). Dãy bit này được gọi là giá trị băm (hash value), đại diện cho message ban đầu.

• Merkle Tree (Cây Merkle): là một cây nhị phân có thứ tự, được xây dựng từ một dãy các đối tượng là các giá trị băm.

• Smart Contract (Hợp đồng thông minh): là các khối để xây dựng nên các ứng dụng phi tập trung. Chúng mô tả khả năng tự đưa ra các điều khoản và thực thi thỏa thuận của hệ thống máy tính bằng cách sử dụng công nghệ Blockchain.

Toàn bộ quá trình hoạt động của Smart Contract là hoàn toàn tự động và không có sự can thiệp từ các yếu tố bên ngoài. Các điều khoản của Smart Contract tương đương với 1 hợp đồng pháp lý, được ghi lại dưới dạng ngôn ngữ lập trình.

• Consensus Algorithm (Giải thuật đồng thuận): được thực hiện như một phần của các node ứng dụng, cung cấp các quy tắc cho việc thực hiện giao dịch, ví dụ “proof-of-stake” (Bằng chứng cổ phần), “proof-of-work” (Bằng chứng công việc),…

Các thành phần cơ bản trong một giao dịch Blockchain - Ảnh: Internet

3.2. Phân loại Blockchain

Blockchain được phân loại như sau:

• Blockchain Công khai - Public Blockchain: Còn gọi là Blockchain phi tập trung (Decentralized Blockchain), là một nền tảng trong đó bất kỳ ai cũng có thể xem, đọc, gửi các giao dịch và tham gia quá trình đồng thuận.

• Blockchain riêng tư - Private Blockchain: Hay Blockchain tập trung (Centralized Blockchain), quyền viết được giữ ở trung tâm của một tổ chức, quyền đọc có thể là công khai hoặc bị hạn chế để mở rộng cho các bên liên quan.

• Blockchain liên hợp (Consortium Blockchain): Quá trình đồng thuận được kiểm soát bởi một tập hợp các node được chọn.

Blockchain được phân loại như sau - Ảnh: Internet

3.3. Đặc điểm của Blockchain

Distributed database (Cơ sở dữ liệu phân tán)

Mỗi bên tham gia Blockchain có quyền truy cập vào toàn bộ cơ sở dữ liệu và lịch sử đầy đủ của nó. Không một bên nào có thể điều chỉnh dữ liệu hoặc thông tin. Mỗi bên có thể xác nhận trực tiếp hồ sơ đối tác giao dịch của mình mà không có người trung gian.

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

Truyền thông diễn ra đơn giản giữa các bên tham gia thay vì thông qua một nút (node) trung tâm. Mỗi node lưu trữ và chuyển tiếp thông tin đến tất cả các node khác.

Transparency with pseudonymity (Tính minh bạch)

Mỗi giao dịch và giá trị tương ứng của nó được hiển thị cho bất cứ ai có quyền truy cập vào hệ thống. Trên một chuỗi khối, mỗi node hoặc người dùng có một địa chỉ gồm 30 ký tự đặc biệt duy nhất để nhận dạng.

Người dùng có thể chọn ẩn danh hoặc cung cấp bằng chứng nhận dạng của họ cho người khác. Giao dịch xảy ra giữa các địa chỉ blockchain.

Irreversibility of records (Tính bất biến)

Một khi một giao dịch được nhập vào cơ sở dữ liệu và các tài khoản được cập nhật, hồ sơ không thể thay đổi, bởi vì chúng được liên kết đến tất cả các bản ghi giao dịch đã đến trước chúng.

Các thuật toán và phương pháp tính toán được triển khai để đảm bảo 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 trên mạng.

Computational logic (Logic tính toán)

Bản chất kỹ thuật số của sổ cái có nghĩa là các giao dịch blockchain có thể được gắn với logic tính toán và được lập trình. Vì vậy, người dùng có thể thiết lập các thuật toán và quy tắc tự động kích hoạt các giao dịch giữa các node.

3.4. Mô hình hoạt động của Blockchain

Cách Blockchain hoạt động - Ảnh: Internet

(1) Transaction definition - Định nghĩa giao dịch: Người gửi tạo ra một giao dịch và truyền giao dịch này qua mạng. Bản tin giao dịch bao gồm các thông tin: Địa chỉ công khai của người nhận, giá trị và chữ ký số mã hóa để xác minh tính hợp lệ, độ tin cậy của giao dịch.

Dữ liệu trao đổi giữa hai bên có thể là tiền, hợp đồng, hồ sơ y tế, thông tin khách hàng hoặc bất kỳ tài sản nào có thể được mô tả dưới dạng số.

(2) Transaction authentication - Xác thực giao dịch: Các node trong mạng (máy tính/người dùng) nhận được bản tin và xác thực tính hợp lệ bằng việc giải mã chữ ký số. Giao dịch đã xác thực được đặt trong một serve chung - được gọi là “pool” của các giao dịch đang chờ xử lý.

(3) Block creation - Khởi tạo Block: Các giao dịch đang chờ xử lý này cùng được đặt vào trong một sổ cái số đã cập nhật, gọi là một block bởi một trong các node trong mạng. Sau đó, tại một khoảng thời gian xác định, node phát quảng bá block vào trong mạng để xác nhận.

(4) Block validation - Xác thực Block: Các node chịu trách nhiệm về việc xác nhận tính hợp lệ nhận được block đã cập nhật. Chúng sẽ thông qua một quá trình lặp, đòi hỏi sự đồng ý từ các node khác trong toàn mạng để xác thực block đó.

Các mạng Blockchain khác nhau sử dụng các kỹ thuật xác thực khác nhau: Blockchain của Bitcoin sử dụng công nghệ “proof-of-work”, Ripple sử dụng “Distributed Consensus” (Bài toán đồng thuận) và Ethereum sử dụng “proof-of-stake”.

Công nghệ khác nhau sẽ có các ưu, nhược điểm khác nhau. Nhưng đặc điểm chung của chúng là đảm bảo mọi giao dịch hợp lệ và ngăn chặn các giao dịch gian lận, không thể thực hiện.

(5) Block chaining - Chuỗi Block: Khi tất cả các giao dịch trong một block được xác nhận, block mới sẽ được đính kèm vào blockchain và trạng thái hiện tại mới của sổ cái được phát quảng bá vào trong mạng.

Ví dụ về cơ chế chuyển tiền từ A đến B sử dụng Blockchain - Internet

Tất cả các giao dịch được ghi lại bao gồm thông số về ngày, giờ, người tham gia và số tiền của mỗi giao dịch. Mỗi node trong mạng lưới đều sở hữu một bản sao đầy đủ của Blockchain.

Trên cơ sở các nguyên tắc phức tạp và hiện đại, các giao dịch được xác nhận bởi các “thợ đào bitcoin” (Miner). Các nguyên tắc toán học cũng đảm bảo rằng các node tự động và liên tục đồng ý về tình trạng của cuốn sổ cái và mọi giao dịch trong đó. 

Nếu bất kỳ ai tìm cách gian lận một giao dịch, các node sẽ không đi đến sự đồng thuận. Từ đó, chúng sẽ từ chối kết hợp giao dịch này vào trong Blockchain. Vì vậy, mỗi giao dịch phải công khai và được hàng ngàn node đều nhất trí rằng giao dịch đó đã xảy ra vào thời gian cụ thể.

Nó giống như mỗi giao dịch đều có một công chứng viên xác nhận. Bằng cách này, mỗi người đều có quyền truy cập vào một nguồn thực sự duy nhất được chia sẻ. 

Dù còn khá mới mẻ, sự xuất hiện của Blockchain đã mở ra một xu hướng mới cho nhiều lĩnh vực: Tài chính ngân hàng, Logistics, điện tử viễn thông, kế toán kiểm toán,... Mời bạn đọc cùng tham khảo những ứng dụng của Blockchain tại bài viết: Ứng dụng chuỗi khối và cách Blockchain hoạt động.