Hướng dẫn về Blockchain cho người mới bắt đầu: Tìm hiểu công nghệ Blockchain

Blockchain là gì?

BLOCKCHAIN có thể được định nghĩa là một chuỗi các khối chứa thông tin được liên kết với nhau bằng mã hóa. Mỗi khối chứa mã băm của khối trước đó bao gồm thời gian tạo và dữ liệu của khối.

Mục đích của blockchain là giải quyết vấn đề hồ sơ kép mà không cần một máy chủ trung tâm.

Blockchain được sử dụng để chuyển giao an toàn các mặt hàng như tiền, tài sản, hợp đồng, v.v. mà không yêu cầu bên trung gian như ngân hàng hoặc chính phủ. Một khi dữ liệu được ghi lại bên trong blockchain, rất khó để thay đổi nó.

Blockchain là một giao thức phần mềm (giống như SMTP dành cho email). Tuy nhiên Blockchain không thể chạy nếu không có Internet.

Blockchain cũng được gọi là siêu công nghệ (meta-technology) vì nó ảnh hưởng đến các công nghệ khác. Nó bao gồm một số thành phần như: cơ sở dữ liệu, ứng dụng phần mềm, một số máy tính được kết nối, v.v.

Đôi khi bạn sẽ bắt gặp Blockchain trong các thuật ngữ như Bitcoin Blockchain hoặc Ethereum Blockchain, các loại tiền ảo hoặc tiền kỹ thuật số khác. Tuy nhiên, hầu hết trong số chúng đang nói về sổ cái phân tán.

Blockchain KHÔNG phải là gì?

• Blockchain không phải là Bitcoin, mà nó là công nghệ đằng sau Bitcoin.
• Bitcoin là tiền kỹ thuật số và blockchain là sổ cái để theo dõi xem ai sở hữu tiền kỹ thuật số.
• Bạn không thể có Bitcoin mà không có blockchain, nhưng bạn có thể có blockchain mà không cần Bitcoin.

Kiến trúc Blockchain

Chúng ta sẽ tìm hiểu kiến ​​trúc Blockchain bằng cách hiểu các thành phần khác nhau của nó:

Khối là gì?

Blockchain là một chuỗi các khối chứa thông tin. Dữ liệu được lưu trữ bên trong một khối phụ thuộc vào loại blockchain.

Ví dụ: Khối Bitcoin chứa thông tin về Người gửi, Người nhận, số bitcoin sẽ được chuyển như hình dưới đây.

Khối đầu tiên trong chuỗi được gọi là khối Genesis. Mỗi khối mới trong chuỗi được liên kết với khối trước đó.

Mã băm là gì?

Mỗi khối sẽ có một mã băm. Nó có thể được xem là dấu vân tay duy nhất cho mỗi khối.

Vì vậy, một khi khối được tạo, bất kỳ thay đổi nào bên trong khối sẽ khiến mã băm thay đổi.

Do đó, mã băm rất hữu ích khi bạn muốn phát hiện các thay đổi trên khối.

Mỗi khối có:

1. Dữ liệu.
2. Mã băm.
3. Mã băm của khối trước.

Hãy xem ví dụ sau, chúng tôi có một chuỗi gồm 3 khối. Khối 1 là khối gốc nên không chứ mã băm khối phía trước. Khối 2 chứa mã băm của khối 1. Khối 3 chứa mã băm của khối 2.

Do đó, tất cả các khối đều chứa băm của các khối trước đó. Đây là kỹ thuật làm cho một blockchain rất an toàn. Hãy xem cách nó hoạt động:

Giả sử kẻ tấn công có thể thay đổi dữ liệu có trong Khối 2. Khi đó mã băm của Khối 2 cũng bị thay đổi theo.

Nhưng, Khối 3 vẫn chứa mã băm cũ của Khối 2. Điều này làm cho Khối 3 không hợp lệ vì mã băm của khối trước đó không chính xác.

Do đó, việc thay đổi một khối đơn trong blockchain có thể nhanh chóng làm cho tất cả các khối theo sau không hợp lệ.

Bằng chứng công việc

Băm là một cơ chế tuyệt vời để ngăn chặn sự xáo trộn nhưng máy tính ngày nay có tốc độ cao và có thể tính toán hàng trăm ngàn mã băm mỗi giây.

Trong vài phút, kẻ tấn công có thể can thiệp vào một khối và sau đó tính toán lại tất cả các giá trị băm của các khối khác để làm cho blockchain trở lại hợp lệ.

Để tránh vấn đề này, blockchains sử dụng khái niệm bằng chứng công việc (Proof-of-Work). Đó là một cơ chế làm chậm việc tạo ra các khối mới.

Một bằng chứng công việc là một vấn đề tính toán cần nhiều thời gian để giải quyết. Nhưng thời gian cần thiết để xác minh kết quả của vấn đề tính toán là rất it so với thời gian để giải quyết vấn đề tính toán.

Trong trường hợp của Bitcoin, phải mất gần 10 phút để tính toán bằng chứng công việc cần thiết để thêm một khối mới vào chuỗi.

Hãy xem ví dụ sau, nếu tin tặc thay đổi dữ liệu trong Khối 2, anh ta sẽ cần thực hiện bằng chứng công việc (sẽ mất 10 phút) rồi sau đó mới được tiếp tục thực hiện thay đổi trong Khối 3 và các khối phía sau khác nếu có.

Kiểu cơ chế này khiến cho việc giả mạo các khối trở nên khá khó khăn và mất nhiều thời gian.

Vì vậy ngay cả khi bạn chỉ giả mạo chỉ một khối, bạn sẽ cần phải tính toán lại bằng chứng công việc cho tất cả các khối sau.

Do đó, cơ chế băm và bằng chứng công việc làm cho một blockchain an toàn.

Mạng ngang hàng phân tán

Tuy nhiên, có một phương pháp nữa được sử dụng bởi các blockchain để bảo vệ chính chúng, đó là sử dụng mạng ngang hàng phân tán.

Thay vì sử dụng một thực thể trung tâm để quản lý chuỗi, Blockchain sử dụng mạng ngang hàng phân tán và mọi người đều được phép tham gia.

Khi ai đó vào mạng này, anh ta sẽ nhận được bản sao đầy đủ của blockchain. Mỗi máy tính được gọi là một nút.

Hãy xem điều gì xảy ra khi bất kỳ người dùng nào tạo một khối mới. Khối mới này được gửi đến tất cả người dùng trên mạng.

Mỗi nút cần xác minh khối để đảm bảo rằng nó không bị thay đổi. Sau khi kiểm tra hoàn chỉnh, mỗi nút thêm khối này vào blockchain của họ.

Tất cả các nút trong mạng này tạo ra một sự đồng thuận. Họ đồng ý về những khối nào hợp lệ và những khối nào không. Các nút trong mạng sẽ từ chối các khối bị giả mạo.

Vì vậy, để giả mạo thành công với một blockchain:

1. Bạn sẽ cần phải can thiệp vào tất cả các khối trên chuỗi.
2. Làm lại bằng chứng công việc cho mỗi khối.
3. Kiểm soát hơn 50% mạng ngang hàng.

Sau khi làm tất cả những điều này, khối giả mạo của bạn trở thành được chấp nhận bởi những người khác. Đây là nhiệm vụ bất khả thi. Do đó, Blockchains rất an toàn.

Giao dịch Blockchain hoạt động như thế nào?

Bước 1: Một số người yêu cầu giao dịch. Giao dịch có thể liên quan đến tiền điện tử, hợp đồng, hồ sơ hoặc thông tin khác.

Bước 2: Giao dịch được yêu cầu được gửi đồng loạt lên mạng ngang hàng phân tán với sự trợ giúp của các nút.

Bước 3: Mạng lưới các nút xác nhận giao dịch và trạng thái của người dùng với sự trợ giúp của các thuật toán đã biết.

Bước 4: Sau khi giao dịch hoàn tất, khối mới sẽ được thêm vào blockchain hiện có. Theo cách đó nó được lưu trữ vĩnh viễn và không thể thay đổi.

Tại sao chúng ta cần Blockchain?

Dưới đây, là một số lý do tại sao công nghệ Blockchain trở nên phổ biến.

Khả năng phục hồi: Blockchain thường được sao chép kiến ​​trúc. Chuỗi vẫn được vận hành bởi hầu hết các nút trong trường hợp có một cuộc tấn công lớn chống lại hệ thống.

Giảm thời gian: Trong ngành tài chính, blockchain có thể đóng một vai trò quan trọng bằng cách cho phép giải quyết nhanh hơn các giao dịch. Nó không cần quá trình nhiều bước và tốn nhiều thời gian như xác minh, giải quyết, và thông qua vì một phiên bản duy nhất của dữ liệu sổ cái chia sẻ luôn có sẵn giữa tất cả các nút.

Độ tin cậy: Blockchain chứng nhận và xác minh danh tính của các bên có liên quan. Điều này loại bỏ các hồ sơ kép, giảm tỷ lệ và tăng tốc giao dịch.

Giao dịch không thể thay đổi: Bằng cách đăng ký giao dịch theo thứ tự thời gian, Blockchain xác nhận tính không thể thay đổi của tất cả các hoạt động, có nghĩa là khi bất kỳ khối mới nào đã được thêm vào chuỗi sổ cái, nó không thể bị xóa hoặc sửa đổi.

Ngăn chặn gian lận: Các khái niệm về thông tin được chia sẻ và sự đồng thuận ngăn ngừa tổn thất có thể xảy ra do gian lận hoặc tham ô. Trong các ngành dựa trên hậu cần, blockchain như một cơ chế giám sát để giảm chi phí.

Bảo mật: Với sự trợ giúp của công nghệ sổ cái phân tán, mỗi bên giữ một bản sao của chuỗi ban đầu, do đó hệ thống vẫn hoạt động ngay cả khi một lượng lớn các nút khác không hoạt động.

Tính minh bạch: Những thay đổi trong blockchain công khai được xem là có thể cho mọi người. Điều này cung cấp tính minh bạch hơn, và tất cả các giao dịch là bất biến.

Hợp tác: Cho phép các bên giao dịch trực tiếp với nhau mà không cần qua trung gian của bên thứ ba.

Phân cấp: Có các quy tắc tiêu chuẩn về cách mọi nút trao đổi thông tin blockchain. Phương pháp này đảm bảo rằng tất cả các giao dịch được xác thực và tất cả các giao dịch hợp lệ được thêm vào blockchain từng cái một.

Phiên bản Blockchain

Blockchain 1.0: Tiền tệ

Việc triển khai công nghệ sổ cái phân tán (Distributed Ledger Technology – DLT) đã dẫn đến ứng dụng đầu tiên và rõ ràng của nó: tiền điện tử. Điều này cho phép các giao dịch tài chính dựa trên công nghệ blockchain.

Blockchain được sử dụng trong tiền tệ và thanh toán. Bitcoin là ví dụ nổi bật nhất trong phân khúc này.

Blockchain 2.0: Hợp đồng thông minh

Các khái niệm quan trọng mới là hợp đồng thông minh, các chương trình máy tính nhỏ “sống” trong blockchain.

Chúng là các chương trình máy tính miễn phí thực thi tự động và kiểm tra các điều kiện được xác định trước đó như tạo thuận lợi, xác minh hoặc thực thi.

Nó được sử dụng như là một thay thế cho các hợp đồng truyền thống.

Blockchain 3.0: DApps

DApps là tên viết tắt của ứng dụng phi tập trung (decentralized application). Nó có backend chạy trên một mạng ngang hàng phi tập trung.

DApp có thể có frontend và giao diện người dùng được viết bằng bất kỳ ngôn ngữ nào có thể thực hiện cuộc gọi đến backend của nó, như một ứng dụng truyền thống.

Biến thể Blockchain

Công khai

Trong biến thể blockchains này, sổ cái hiển thị cho tất cả mọi người trên internet. Nó cho phép bất cứ ai xác minh và thêm một khối giao dịch vào blockchain.

Mạng công khai có ưu đãi cho mọi người tham gia và miễn phí sử dụng. Bất cứ ai cũng có thể sử dụng mạng blockchain công khai.

Riêng tư

Blockchain riêng tư nằm trong một tổ chức duy nhất. Nó chỉ cho phép những người cụ thể của tổ chức xác minh và thêm các khối giao dịch. Tuy nhiên, mọi người trên internet thường được phép xem.

Hiệp hội

Trong biến thể Blockchain này, chỉ một nhóm các tổ chức có thể xác minh và thêm giao dịch.

Ở đây, sổ cái có thể được mở hoặc giới hạn trong các nhóm được chọn. Nó chỉ được kiểm soát bởi các nút được ủy quyền trước.

Các trường hợp sử dụng Blockchain

Công nghệ Blockchain được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực khác nhau như được đưa ra trong bảng sau.

Các trường hợp sử dụng thực tế của Blockchain

1. Dubai: Thành phố thông minh

Vào năm 2016, văn phòng Dubai thông minh đã giới thiệu chiến lược Blockchain.

Sử dụng công nghệ này các doanh nhân và nhà phát triển sẽ có thể kết nối với nhà đầu tư và các công ty hàng đầu.

Mục tiêu là triển khai hệ thống cơ sở blockchain, tạo điều kiện cho sự phát triển của nhiều loại ngành công nghiệp khác nhau để biến Dubai thành ‘thành phố hạnh phúc nhất thế giới’.

2. Giữ chân khách hàng

Incent là một CRaaS (duy trì người tiêu dùng như một dịch vụ) dựa trên công nghệ Blockchain.

Đây là một chương trình khách hàng thân thiết dựa trên việc tạo mã thông báo cho doanh nghiệp liên kết với mạng lưới của nó.

Trong hệ thống này, blockchain được trao đổi ngay lập tức và nó có thể được lưu trữ trong danh mục đầu tư kỹ thuật số trên điện thoại người dùng hoặc truy cập thông qua trình duyệt.

3. Blockchain cho viện trợ nhân đạo

Vào tháng 1 năm 2017, chương trình lương thực thế giới của các quốc gia thống nhất đã bắt đầu một dự án gọi là viện trợ nhân đạo.

Dự án được phát triển ở các vùng nông thôn thuộc vùng Sindh của Pakistan. Bằng cách sử dụng công nghệ Blockchain, những người thụ hưởng đã nhận được tiền, thực phẩm.

Tất cả các loại giao dịch được đăng ký trên một blockchain để đảm bảo tính bảo mật và minh bạch của quy trình này.

Tiền điện tử bitcoin: Ứng dụng phổ biến nhất của Blockchain

Tiền điện tử là gì?

Tiền điện tử là một phương tiện trao đổi giống như các loại tiền tệ truyền thống như USD. Nhưng nó được thiết kế để trao đổi thông tin kỹ thuật số thông qua một quy trình được thực hiện bởi một số nguyên tắc mã hóa nhất định.

Tiền điện tử là một loại tiền kỹ thuật số và được phân loại là tập hợp con của các loại tiền tệ và tiền ảo thay thế.

Tiền điện tử là một tiền tệ dựa trên mật mã số. Trong loại tiền điện tử này, người nắm giữ tiền tệ có quyền sở hữu. Không có hồ sơ khác giữ như danh tính của chủ sở hữu.

Vào năm 1998, Wei Dai đã xuất bản “B-Money”, một hệ thống tiền điện tử ẩn danh, phân tán.

Bitcoin là gì?

Bitcoin được ra mắt vào năm 2009 bởi một người ẩn danh có tên Satoshi Nakamoto. Bitcoin là một công nghệ ngang hàng không bị chi phối bởi bất kỳ cơ quan trung ương hoặc ngân hàng nào.

Hiện tại, việc phát hành Bitcoin và quản lý giao dịch được thực hiện chung trong mạng. Nó hiện là tiền điện tử thống trị của thế giới.

Nó là mã nguồn mở và được thiết kế cho công chúng nói chung có nghĩa là không ai sở hữu quyền kiểm soát Bitcoin.

Trên thực tế, chỉ có 21 triệu Bitcoin được phát hành. Hiện tại, Bitcoin có mức vốn hóa thị trường là 12 tỷ đô la.

Bất cứ ai cũng có thể sử dụng bitcoin mà không phải trả bất kỳ khoản phí xử lý nào. Nếu bạn đang sử dụng Bitcoin, người gửi và người nhận giao dịch trực tiếp mà không cần sử dụng bên thứ ba.

Blockchain và Bitcoin

Blockchain là công nghệ đằng sau Bitcoin. Bitcoin là tiền kỹ thuật số và blockchain là sổ cái theo dõi ai sở hữu tiền kỹ thuật số.

Bạn không thể có Bitcoin mà không có blockchain, nhưng bạn có thể có blockchain mà không cần Bitcoin.

Các loại tiền điện tử nổi bật khác:

• Ethereum
• Bitcoin Cash
• Ripple
• Litecoin

Blockchain với Database dùng chung

Những lầm tưởng về Blockchain

Hạn chế của công nghệ Blockchain

Chi phí cao hơn: Các nút tìm kiếm phần thưởng cao hơn để hoàn thành giao dịch trong một doanh nghiệp hoạt động theo nguyên tắc Cung và Cầu.

Giao dịch chậm hơn: Các nút ưu tiên các giao dịch có phần thưởng cao hơn, tồn đọng các giao dịch được tạo trước có phần thưởng thấp hơn.

Sổ cái nhỏ hơn: Không thể sao chép toàn bộ Blockchain, có khả năng có thể ảnh hưởng đến tính bất biến, sự đồng thuận, v.v.

Chi phí giao dịch, tốc độ mạng: Chi phí giao dịch của Bitcoin khá cao sau khi được quảng cáo là ‘gần như miễn phí’ trong vài năm đầu tiên.

Rủi ro lỗi: Luôn có rủi ro sai sót, miễn là có yếu tố con người. Trong trường hợp một blockchain đóng vai trò là cơ sở dữ liệu, tất cả dữ liệu đến phải có chất lượng cao. Tuy nhiên, sự tham gia của con người có thể nhanh chóng giải quyết lỗi.

Lãng phí: Mỗi nút chạy blockchain phải duy trì sự đồng thuận trên blockchain. Điều này làm cho thời gian ngừng hoạt động (downtime) rất thấp và làm cho dữ liệu được lưu trữ trên blockchain mãi mãi không thể thay đổi. Tuy nhiên, tất cả điều này là lãng phí, bởi vì mỗi nút phải lặp lại một nhiệm vụ để đạt được sự đồng thuận.

Tóm lược

• Blockchain là một chuỗi các khối chứa thông tin.
• Blockchain không phải là Bitcoin, mà nó là công nghệ đằng sau Bitcoin
• Mỗi khối chứa mã băm.
• Mỗi khối có một mã băm của khối trước đó
• Blockchain yêu cầu bằng chứng công việc trước khi một khối mới được thêm vào.
• Cơ sở dữ liệu blockchain thì phân tán giữa nhiều nút và không tập trung.
• Công nghệ blockchain là Khả năng phục hồi, Phân cấp, Giảm thời gian, đáng tin cậy và cung cấp các chuyển đổi không thể thay đổi.
• Ba phiên bản của blockchain là Blockchain 1.0: Tiền tệ; Blockchain 2.0: Hợp đồng thông minh và Blockchain 3.0: DApps.
• Blockchain có sẵn trong ba biến thể khác nhau 1. Công khai; 2. Riêng tư; 3. Hiệp hội.
• Chi phí cao hơn, giao dịch chậm hơn, sổ cái nhỏ, rủi ro lỗi là một số bất lợi khi sử dụng công nghệ này.
• Dubai – Thành phố thông minh, duy trì khách hàng ưu đãi và Blockchain cho viện trợ nhân đạo là những trường hợp sử dụng thực tế của Blockchain.
• Bitcoin sử dụng công nghệ blockchain không chịu sự chi phối của bất kỳ cơ quan trung ương hoặc ngân hàng nào.