Cơ chế hoạt động của Công Nghệ Blockchain

Blockchain chắc hẳn là cụm từ đã quá quen thuộc đối với các nhà đầu tư trong thị trường crypto, đây cũng là cái tên mà dù có tham gia đầu tư crypto hay không, bạn cũng đều đã từng 1 lần được nghe nhắc đến. Vậy cụ thể, cơ chế hoạt động của Blockchain ra sao và sự xuất hiện của công nghệ này đã đem đến những thay đổi như thế nào đối với nền kinh tế?

Tại sao dữ liệu Blockchain không thể bị thay đổi?

Blockchain được nhắc đến với những định nghĩa như “một công nghệ bất khả sửa”, nơi bạn có thể giao dịch mà không phụ thuộc vào bất cứ bên thứ 3 nào, hay “những khối có chứa dữ liệu giao dịch được liên kết với nhau lại thành chuỗi”. Những định nghĩa này đã nêu lên những đặc điểm nổi bật của công nghệ Blockchain; tuy nhiên, đó chỉ mới là khởi đầu so với những gì mà Blockchain có thể làm được.

Về cơ bản, chúng ta phải biết trên Blockchain nó đang ghi lại những thông tin gì, thì chúng ta mới dễ dàng hiểu được hoạt động của nó. Thông thường một Blockchain sẽ ghi lại 3 thông tin cơ bản: Ví A chuyển đến Ví B – Bao nhiêu tiền – Và nội dung giao dịch (nếu có). Nên cái mà nó ghi lại từ trước đến nay chỉ là các địa chỉ ví (address) chuyển tiền lẫn nhau (amount) và thay đổi số dư bao nhiêu (balance).

Thêm 1 điểm đặc biệt khác khiến nó có thể vận hành suốt 24/24 là do nó được chạy bởi vô số các Node (máy tính) trên khắp thế giới => Đạt được tính phi tập trung và không cần phụ thuộc vào bên trung gian thứ 3 như Ngân hàng hay chính phủ. Những Node này cứ liên tục kiểm tra thông tin giao dịch mới, sau đó tìm ra mã Hash (hàm băm) phù hợp để nối các Block lại với nhau. 

Xem thêm: Cách hoạt động của số Nonce, để nối các Block lại với nhau

Hiểu một cách đơn giản, công nghệ Blockchain lưu lại dữ liệu tương tự một cuốn sổ cái (Ledger), và tất cả mọi người trong hệ thống đều có bản sao của nó nên đều dễ dàng xem được lịch sử giao dịch dẫn đến việc bạn sửa đổi giao dịch trên bản sao của chính mình sẽ không có ý nghĩa và dễ bị node khác phát hiện. Khi chạy Node cũng vậy, tất cả các Node đều có quyền hạn ngang nhau trong việc xác thực dữ liệu, và việc thay đổi những dữ liệu đã được xác thực là điều không thể, trừ phi có tấn công quá bán xảy ra.

Blockchain đã thay đổi giao dịch truyền thống như thế nào?

Như vậy, thuật toán ghi dữ liệu và việc sổ cái được lưu trữ ở tất cả các Node là 2 yếu tố chính tạo nên tính phi tập trung của công nghệ Blockchain. Vậy tại sao chúng ta lại cần một hệ thống giao dịch với phạm vi lớn và quy mô như vậy chỉ để giao dịch tiền tệ? Để làm sáng tỏ vấn đề này, hãy cùng đi qua một vài so sánh nho nhỏ để thấy được những ảnh hưởng mà Blockchain đã đem lại cho quá trình giao dịch trên toàn cầu nhé!

Giao dịch truyền thống

Giao dịch truyền thống là những giao dịch sử dụng tiền pháp định, loại tiền được cung cấp bởi nhà nước và chính phủ. Như vậy, hình thức giao dịch này có thể bao gồm giao dịch trực tiếp theo kiểu “tiền trao cháo múc” hoặc giao dịch thông qua ngân hàng và một số app chuyển tiền khác. Đây đều là những hình thức giao dịch đã quá quen thuộc đối với mỗi chúng ta, đến mức chúng ta coi đó là những cách giao dịch duy nhất và tối ưu nhất.

Tuy nhiên, giao dịch truyền thống cũng có những hạn chế của nó. Ví dụ đơn giản nhất là bạn không thể sử dụng tiền pháp định trong nước để chuyển tiền cho người thân ở quốc gia khác. Bạn có thể đặt ra hướng giải quyết là chuyển khoản ngân hàng quốc tế hoặc sử dụng app chuyển tiền quốc tế như paypal. Nhưng khi sử dụng những dịch vụ này bạn sẽ phải trả phí giao dịch theo phần trăm, tiền chuyển đi càng nhiều phí càng cao. Thậm chí tài khoản dễ bị đóng băng hoặc phải làm nhiều thủ tục phức tạp khi muốn giao dịch những khoản tiền lớn ra nước ngoài (do chúng ta đang bị kiểm soát bởi tiền tệ tập trung). 

Vậy giao dịch truyền thống chỉ tiện lợi khi dùng cho các việc chi trả sinh hoạt phí hoặc giao dịch gần với lượng tiền vừa phải, nhưng nó lại chưa đáp ứng được những nhu cầu lớn hơn của giới đầu tư.

Sự “góp mặt” của Blockchain

Blockchain xuất hiện đã đem đến những thay đổi vô cùng tích cực đối với quá trình giao dịch. Bởi tính Real-time, minh bạch, công bằng, bảo mật và quan trọng nhất là không bao giờ bị bảo trì như các hệ thống tập trung như ngân hàng, app chuyển tiền. Và hiện tại Bitcoin với công nghệ blockchain đang thực hiện rất tốt nhiệm vụ này khi chuyển hàng triệu đô la mỗi giây đi khắp nơi trên thế giới; chạy suốt 24/7 trong hơn 12 năm qua nhưng chưa hề phát sinh lỗi hay gây mất mát tài sản của người dùng.

Trong khi tiền pháp định chịu nhiều ảnh hưởng từ chính phủ, có khả năng bị hạn chế trong một số khu vực, hoặc bị giới hạn lượng tiền giao dịch vì một số lý do chính trị thì tiền điện tử có thể vượt qua mọi rào cản, để giao dịch mà không cần thủ tục rườm rà, không đòi hỏi chi phí lớn, không yêu cầu bạn phải chờ đợi.

Ngoài việc sở hữu chi phí rẻ và tốc độ giao dịch nhanh chóng, Blockchain còn được tin tưởng sử dụng ngày càng nhiều là bởi nó có thể bảo vệ được quyền lợi của người dùng. Bằng việc mã số hóa địa chỉ ví, dữ liệu giao dịch vừa có thể được công khai, minh bạch, đồng thời vẫn bảo mật được danh tính người dùng.

Tóm lại, hệ thống thuật toán, sổ cái lưu trữ và phạm vi các Node khiến giao dịch mượt mà, tiện lợi; tính ẩn danh bảo vệ được thông tin người dùng, giúp phá vỡ những rào cản của tiền pháp định. Tất cả kết hợp lại với nhau để hoàn thiện một công nghệ với khả năng tối ưu hóa quá trình giao dịch tiềm năng nhất hiện nay.

Công nghệ Blockchain đang được ứng dụng trong lĩnh vực nào

Những dịch vụ tài chính như chuyển khoản ngân hàng hay chuyển tiền thông qua App là những ứng dụng đang nhận ra được những thiếu sót của mình và đã dần nghiên cứu để chuyển dịch sang sử dụng công nghệ Blockchain vào quá trình giao dịch truyền thống. Tuy nhiên, ngoài các dịch vụ tài chính, Blockchain cũng đã được ứng dụng rất nhiều vào những lĩnh vực khác để việc quản lý dữ liệu và kiểm soát thông tin được tối ưu nhất có thể. Một số ngành công nghiệp đã ứng dụng Blockchain có thể kể đến như Bảo hiểm, Chăm sóc sức khỏe, Hạ tầng kỹ thuật số, Vận tải & Logistics.

Cơ chế lưu trữ của Blockchain

Miner “ghi chép” sổ cái như thế nào?

Như đã chia sẻ phía trên, Blockchain có thể được ví với một cuốn sổ cái (Ledger), mà mọi thông tin đều được ghi chép lại, lưu trữ, và không thể thay đổi. Vậy sổ cái là cái gì, và mọi thứ có đơn giản là các Node chỉ cần “ghi” lại thông tin giao dịch không?

Đối với kế toán, sổ cái là nơi lưu lại tất cả những thông tin giao dịch của doanh nghiệp. Tương tự như vậy, Blockchain cũng có chứa thông tin giao dịch của tất cả người tham gia. Tuy nhiên, thay vì ghi chép như thông thường, các Node hay Miner sẽ mã hóa những thông tin trong khối, sau đó liên kết các khối với nhau bằng mã Hash SHA – 256, để khi có ai đó cố ý sửa đổi giao dịch thì hàm hash sẽ bị thay đổi, khiến số Hash khối đó trong chuỗi không còn trùng khớp nữa và các node trong mạng lưới sẽ phát hiện ngay.

Hash sẽ là 1 số kiểu vầy: 000000000000000000069dc17433be656655a274688a809b9e94e691d8ae12b0

Đây là dãy gồm 64 ký tự, chỉ với 1 thay đổi nhỏ với các giao dịch trong khối sẽ khiến số Hash này thay đổi ngay => dấu hiệu nhận biết có người chỉnh sửa trong blockchain.

Nó cũng là mật mã mà Miner cần phải tìm ra để thêm được khối mới vào chuỗi của Blockchain (19 số 0 ở đầu sẽ tượng trưng cho độ khó của hàm Hash mà miner cần giải, cho nên nếu muốn giải thì công suất tính toán phải nhanh 😎 ).

Sau khi miner đã giải mã được Hash, các Node sẽ xem xét tính hợp lệ và đồng thuận với kết quả này thì khối đó mới được thêm vào chuỗi. Và miner lúc này sẽ nhận được phần thưởng khối tương ứng. Khoảng thời gian hiện tại cần có để tìm ra khối mới của Bitcoin là khoảng 10 phút.

Genesis Block

Đây là tên gọi khối nguyên thủy của Bitcoin, là cơ sở để tạo thành nền tảng cho toàn bộ hệ thống giao dịch của Bitcoin, và là nguyên mẫu đối với tất cả các Block khác trong chuỗi. Tại đây, cha đẻ của Bitcoin – Satoshi Nakamoto đã để lại một thông điệp bí ẩn trong dữ liệu thô của Block “The Times 03 / jan / 2009 Chancellor on the side of the second-enditor for the bank”.

Đoạn thông điệp này được hầu hết cộng đồng tin rằng hướng đến bài báo được ấn bản vào ngày 03 tháng 1 năm 2009 của Thời báo (London). Nội dung của bài báo này xoay quanh việc chính phủ Anh đã thất bại như thế nào trong việc kích thích tăng trưởng kinh tế sau cuộc khủng hoảng tài chính vào năm 2007 – 2008. Đây được coi là tuyên ngôn của Bitcoin trong việc đem đến những khác biệt to lớn so với các ngân hàng, đặc biệt là ngân hàng đầu tư lớn cần đến những gói cứu trợ của chính phủ vào năm 2008.

Đến thời điểm hiện tại, những di sản mà Genesis Block đã để lại là giá trị về công bằng, minh bạch và chính trực – những phẩm chất mà dịch vụ tài chính đáng lẽ ra phải học hỏi một cách đau đớn để có được.

Những thuật toán của Blockchain

Thuật toán đã xuất hiện từ rất lâu và được ứng dụng rộng tãi trong lĩnh vực toán học và khoa học máy tính để cho ra những sản phẩm có tính tối ưu hóa lớn. Thuật toán là một tập hợp các quy tắc, phép tính, hoặc ngôn ngữ lập trình được thiết kế theo một quy trình chuẩn xác để vận hành quá trình hoạt động của một chuỗi. Có lẽ là với định nghĩa đó, anh em sẽ vẫn còn quá khó để hiểu được khái niệm này. Bởi vậy, hãy cùng điểm danh những thuật toán cụ thể được sử dụng trong công nghệ Blockchain để có cái nhìn “rõ nét” hơn nhé!

POW – Proof Of Work

Đây là thuật toán đã được ra đời từ rất lâu và là cơ chế đồng thuận đem lại sự an toàn nhất trong Cryptocurrency, kể từ khi Satoshi hoàn thiện Genesis Block. Đây là thuật toán đòi hỏi các Node phải sử dụng sức mạnh tính toán của các siêu máy tính, năng lượng điện và thời gian để tìm ra dãy số phù hợp, sau đó gửi bằng chứng làm việc của bản thân đến với toàn bộ mạng lưới.

Nói một cách dễ hiểu hơn, với ví dụ hệ thống Blockchain của Bitcoin, Miner sẽ cần sở hữu những bộ máy đào coin, tiêu hao lượng điện và thời gian để tìm kiếm hàm băm hợp lệ, và gửi bằng chứng làm việc đến toàn bộ hệ thống (đó là bằng chứng về việc người đó đã tìm được hàm băm đó khi nào, trong thời gian bao lâu). Sau khi hoàn tất quá trình, anh ta sẽ nhận được một lượng coin nhất định theo quy định của mạng lưới như một dạng phần thưởng cho việc đã giải được bài toán.

>>> Xem thêm: POW là gì? 5 yếu tố quan trọng của 1 Blockchain Proof of Work

POS – Proof Of Stake

Đây là thuật toán được giới thiệu vào năm 2011 với loại tiền điện tử đầu tiên thực hiện mô hình này là Peercoin. Về cơ bản, thuật toán này không yêu cầu người tham gia phải đầu tư những siêu máy tính như POW, nhưng họ sẽ cần Stake (khóa) một lượng token nhất định để sở hữu cổ phần trong mạng. Từ đó, họ có nhiều cơ hội hơn trong việc lựa chọn xác thực Block. Tất nhiên, sau đó, Miner vẫn sẽ nhận được những phần thưởng từ hệ thống. Bạn có thể tìm hiểu kỹ hơn về thuật toán này tại đây.

POA – Proof of Authority

POA là một biến thể của thuật toán POS, nhưng thay vì Stake token vào hệ thống, thợ đào sẽ cần Stake “sự uy tín” của mình để được công nhận là một Validator của mạng lưới. Việc này đòi hỏi họ phải xác thực danh tính và phải xây dựng hoặc chứng tỏ được mức độ uy tín của mình đối với mạng lưới. Điều này không chỉ giúp việc giao dịch trở nên nhanh chóng hơn do số lượng Node trong hệ thống có giới hạn mà còn có thể giúp Miner giảm bớt được nhiều chi phi đầu tư. Tuy nhiên, thuật toán này đồng thời cũng khiến tính phi tập trung của Blockchain bị ảnh hưởng.

POB – Proof of Burn

Đây là thuật toán mà người tham gia sẽ chuyển giao giá trị thông qua sự phá hủy giá trị. Đừng vội vò đầu bứt tai trước định nghĩa khó nhằn này, bởi thuật toán này chỉ đơn giản là bạn gửi một lượng coin nhất định vào một loại ví đặc biệt để tài trợ cho một đồng tiền điện tử mới. Loại ví này còn được gọi là Eater Addresses – “ví chết”, nó được tạo ra một cách ngẫu nhiên và không có khóa bí mật. Ví dụ bạn có một lượng BTC trị giá 6.500 USD, bạn gửi chúng vào Eater Addresses để tài trợ cho token X. Token này sẽ được bắt đầu với 1000 đơn vị, trong đó, mỗi đơn vị trị giá 0.1535 BTC. Bạn có thể tìm hiểu kỹ hơn về thuật toán này tại đây.

Cấu trúc của các block hiện nay

Block có chứa rất nhiều phần khác nhau, tuy nhiên, chúng đều cần đảm bảo được cấu trúc như sau:

Block Header

Đây được coi là phần đầu của khối với vai trò cơ bản trong việc kết nối lại các Block với nhau. 5 thành phần chính của Block Header có thể được kể đến như sau:

1. Phiên bản số của phần mềm: đây là yếu tố giúp các công cụ khai thác với phiên bản số có thể báo hiệu những quyết định giao thức được hỗ trợ.

2. Hàm băm của khối trước đó: Hãy thử hình dung chúng ta đang có hai Block là Block 1 và Block 2. Khi đó, hàm băm của Block 1 sẽ được chứa trong hàm băm của Block 2 để đảm bảo chúng có sự liên tiếp và liên kết lẫn nhau.

3. Root Hash: Đây là hàm băm gốc của Merkle tree. Hàm băm gốc Merkle Tree có thể được hiểu là hàm băm đại diện cho mọi thông tin trong chuỗi. Bởi vậy, mọi giao dịch trong khối đều có thể được tổng hợp trong một hàm băm này.

4. Timestamp: Đây là một dấu thời gian trong khối, được tính bằng giây. Nó được tính kể từ 1/1/1970.

5. Nonce: Đây là 1 số ngẫu nhiên mà người khai thác sẽ thử lần lượt các giá trị để tìm ra hàm băm hợp lệ của khối.

Block Body

Đây là phần thân khối, nơi chứa các giao dịch được xác nhận. Hiểu một cách đơn giản, đây sẽ phần chứa các thông tin như địa chỉ ví, số lượng tiền một người đang muốn giao dịch và nội dung giao dịch. Miner sẽ dựa vào những thông tin này để xác nhận xem người gửi có thực sự đủ các tiêu chí cần có để giao dịch hay không.

Ví dụ, một người muốn gửi 10 BTC, Miner có thể xem xét Block Body của các Block trước đó để chắc chắn rằng anh ta thực sự có sở hữu ít nhất 10 BTC.

Các phiên bản của blockchain hiện nay

Phiên bản Blockchain 1.0

Đây là phiên bản đầu tiên của công nghệ Blockchain, và tất nhiên, ví dụ tiêu biểu nhất cho phiên bản này là Blockchain của Bitcoin. Tại đây, công nghệ Distributed Ledger Technology (sổ cái phi tập trung) đã được ứng dụng đối với tiền tệ, khiến Bitcoin trở thành “tiền mặt của Internet” và mở ra một thời đại mới cho tiền điện tử.

Phiên bản Blockchain 2.0

Đối với những anh em đã có tìm hiểu vệ thị trường Crypto thì đồng coin theo sau Bitcoin chắc chắn là Ethereum. Đây cũng có thể được coi là đại diện cho phiên bản Blockchain 2.0 – Smart Contract. Đây là một bước tiến quan trọng với sự phát triển của Blockchain khi tạo ra những ứng dụng có khả năng vận hành tự động, phi tập trung, phi trung gian, không thể bị kẻ xấu can thiệp, đồng thời giảm mạnh các chi phí xác thực, vận hành, …

Phiên bản Blockchain 3.0

Sự chuyển mình theo sau Smart Contract là Dapp – ứng dụng phi tập trung. Phiên bản này đã tận dụng được những thế mạnh của Smart Contract kết hợp với Front – End (sử dụng ngôn ngữ lập trình để tạo giao diện người dùng). Dapp chắc hẳn là một cái tên đã quá quen thuộc với những anh em đã và đang tìm hiểu thị trường crypto.

Phiên bản Blockchain 4.0

Tương tự với thông điệp của cách mạng công nghiệp 4.0, phiên bản này hiện là phiên bản mới nhất của Blockchain khi có thể áp dụng công nghệ này vào thực tiễn như kết hợp với hệ thống IT để tạo điều kiện thuận lợi cho việc kinh doanh, hay giao dịch xuyên nền tảng, xuyên chuỗi. Những ví dụ rõ ràng nhất cho phiên bản này là hệ thống xử lý đơn hàng tự động, thanh toán dựa trên điều kiện xác thực, …

Với những chia sẻ trên, chắc hẳn anh em đã có một quá trình nghiên cứu và tìm hiểu sâu sắc về cơ chế hoạt động của Blockchain. Thông qua đó, hy vọng anh em đã có một cái nhìn cụ thể hơn về công nghệ vô cùng tuyệt vời này.