Blockchain là gì? Tổng quan về blockchain

Blockchain chính là một bước đột phá to lớn của công nghệ tới cuộc sống con người. Sự ra đời của blockchain đã tạo nên nhiều hướng phát triển tuyệt vời mà nhân loại không thể lường trước được. Vậy Blockchain là gì? Tất tần tật về blockchain sẽ được miểu tả qua bài viết này.

Blockchain là gì?

Theo Wikipedia: Blockchain là một cơ sở dữ liệu phân cấp lưu trữ thông tin trong các khối thông tin được liên kết với nhau bằng mã hóa và mở rộng theo thời gian. Mỗi khối thông tin đều chứa thông tin về thời gian khởi tạo và được liên kết tới khối trước đó, kèm một mã thời gian và dữ liệu giao dịch. Blockchain được thiết kế để chống lại sự thay đổi của dữ liệu: Một khi dữ liệu đã được mạng lưới chấp nhận thì sẽ không có cách nào thay đổi được nó.

Chúng ta có thể hiểu đơn giản hơn, Blockchain được xem là một cuốn sổ cái điện tử được phân phối trên nhiều máy tính khác nhau, lưu trữ mọi thông tin giao dịch và đảm bảo các thông tin đó không thể bị thay đổi dưới bất kỳ hình thức nào. 

Các thông tin được lưu trên cuốn sổ cái đó sẽ được xác nhận bởi hàng loạt máy tính được kết nối trong một mạng lưới chung. Sẽ không một cỗ máy nào có khả năng thay đổi, viết đè lên hay xóa dữ liệu trong cuốn sổ cái đó.

Lịch sử Blockchain ra đời?

Blockchain đã được xuất hiện vào năm 1991. Hai nhà khoa học là Stuart Haber và W.Scott Stornetta đã nghiên cứu một chuỗi khối được khóa lại bằng mật mã. Nhưng lúc đó, thuật ngữ này vẫn chưa được rõ ràng.

Đến năm 2008, Satoshi Nakamoto đã một lần nữa làm rõ về blockchain. Trong vòng 1 năm, Nakamoto đã phát hành White Paper viết về công nghệ này.

Xem thêm >>> Top những suy nghĩ sai lầm về crypto

Các loại Blockchain

Public Blockchain (Blockchain công khai)

Khi truy cập vào Blockchain này, người dùng không cần đến sự cho phép của bất kỳ bên thứ ba nào. Public Blockchain không hạn chế số lượng và đối tượng người truy cập. Phần lớn các loại tiền mã hoá đều chạy trên mạng lưới Public Blockchain. Chúng sẽ được điều chỉnh bởi các quy tắc hoặc thuật toán đồng thuận.

Private Blockchain (Blockchain riêng tư)

Ngược lại với Public Blockchain, loại Blockchain này mang tính riêng tư. Người truy cập vào dữ liệu Blockchain buộc phải thông qua sự cấp phép của các tổ chức thiết lập quyền kiểm soát. Vì vậy, chỉ có người dùng được cấp phép mới có thể truy cập vào các dữ liệu cụ thể.

Consortium Blockchain

Đây được hiểu là nền tảng Blockchain liên hợp. Trong quá trình đồng thuận (khai thác), Blockchain sẽ được kiểm soát chặt chẽ bởi tập hợp các nút hoặc các bên liên quan đã xác định từ trước.

Đặc điểm của Blockchain

• Tính phi tập trung (Decentralized): Blockchain hoạt động độc lập theo các thuật toán máy tính, hoàn toàn không bị bất kỳ một tổ chức nào nắm quyền kiểm soát. Chính vì vậy blockchain tránh được rủi ro từ bên thứ 3.
• Tính phân tán (Distributed): Các khối chứa dữ liệu giống nhau nhưng được phân tán ở nhiều nơi khác nhau. Nên chẳng may 1 nơi bị mất hoặc hỏng thì dữ liệu vẫn còn trên Blockchain.
• Không thể thay đổi: Một khi dữ liệu đã được ghi vào trong block của blockchain thì nó không thể bị thay đổi hoặc sửa chữa, bởi đặc tính của thuật toán đồng thuận và mã hash (mình sẽ trình bày chi tiết ở phần dưới).
• Tính bảo mật: Chỉ có người nắm giữ Private Key (khóa riêng tư) mới có thể truy cập các dữ liệu bên trong Blockchain.
• Tính minh bạch: Các giao dịch trong blockchain được lưu lại và mọi người có thể check các giao dịch này. Dựa vào đó, ta có thể kiểm tra và truy xuất lịch sử giao dịch. Thậm chí người ta có thể phân quyền để cho phép người khác truy cập một phần thông tin trên Blockchain.
• Tích hợp Smart contract (hợp đồng thông minh): Dựa vào đó các điều khoản được ghi trong hợp đồng thông minh sẽ được thực thi khi các điều kiện trước đó được thỏa mãn, không ai có thể ngăn cản hoặc hủy nó.

Cơ chế của Blockchain

Thông tin của một giao dịch (record) được chuyển tới các máy tính trên hệ thống (Node) và được xử lý theo thuật toán P2P (Thuật toán đồng thuận) để xác nhận rằng giao dịch này là hợp lệ. Khi giao dịch này đã được xác nhận là hợp lệ, nó sẽ được nhóm lại với các giao dịch khác để tạo thành một khối (block). Các khối này sẽ được liên kết lại với nhau bằng Previous Hash và tạo ra một chuỗi khối (Blockchain).

Cấu trúc của một khối

Mỗi khối (block) sẽ được lưu trữ gồm 3 phần:

• Dữ liệu: Là dữ liệu đã được xác thực
• Hash của khối hiện tại (Hash): Chuỗi các ký tự và số được tạo một cách ngẫu nhiên và không giống nhau. Nó đại diện riêng cho block đó và được mã hoá bằng thuật toán mã hoá.
• Hash khối trước (Previous Hash): Dùng để các khối liền kề nhận biết khối nào trước, khối nào sau và nối với nhau.

Và nó được gọi là khối nguyên thuỷ hay Genesis Block: Là khối đầu tiên với Hash của nó là chuỗi số 0.

Các thuật toán đồng thuận trong Blockchain

Thuật toán đồng thuận (Consensus) Blockchain được hiểu là cơ chế giúp cho các nút phân tán, tất cả đều đạt đến sự đồng thuận trong hệ thống.

Hiện nay, có rất nhiều thuận toán đồng thuận đang được sử dụng. Tuy nhiên, bài viết này sẽ kể ra những thuật toán quan trọng và được sử dụng rộng rãi nhất.

Bằng chứng công việc PoW – Proof of Work

Đây là thuận toán đầu tiên, thuật toán này cho phép các thợ đào coin  sẽ dùng sức mạnh máy tính để giải các bài toán tạo ra mã hash. Sau khi giải xong, họ sẽ giành được quyền xác thực giao dịch và tạo khối mới trong blockchain.

Ưu điểm lớn nhất của Proof of Work đã được chứng minh là khả năng hoạt động được trong một thời gian dài cỡ vào năm – đây là ưu điểm vượt trội hơn hẳn của Proof of Work so với các thuật toán đồng thuận khác.

Về khuyết điểm, Proof of Work tiêu thụ rất nhiều điện năng cho quá trình khai thác mỏ và thông lượng giao dịch thấp.

Bằng chứng cổ phần PoS – Proof of Stake

Proof of Stake yêu cầu người tham gia “đặt cọc” một phần những đồng cryptocurrency mà họ nắm giữ trong mạng lưới để xác minh các giao dịch.

Thay vì “đào” bằng cách giải quyết những vấn đề khó khăn và phức tạp đòi hỏi chuyên sâu về tính toán để xác minh các giao dịch, người thợ mỏ sẽ đặt cọc tiền vào các giao dịch bằng cách khóa khoản cryptocurrency đó lại.

Thợ mỏ được chọn để hoàn thành block này thường được lựa chọn dựa trên các tiêu chí như giá trị mà họ đặt vào mạng lưới so với tổng giá trị của mạng lưới hoặc thời gian mà khoản cryptocurrency sẽ bị khóa hoặc tiêu chí khác để đảm bảo rằng người thợ đào phù hợp với lợi ích lâu dài của cả mạng lưới.

Ưu điểm của thuận toán này là hạn chế hao tốn năng lượng và ngăn chặn các cuộc tấn công hiệu quả hơn.

Bằng chứng ủy quyền cổ phần DPoS – Delegated Proof of Stake

Trong DPoS, thay vì phải đặt cọc để xác thực giao dịch, những người nắm giữ token sẽ tiến hàng bỏ phiếu cho một nhóm được chọn để thực hiện vai trò xác nhận các giao dịch.

DPoS vẫn phân cấp theo ý nghĩa rằng tất cả trong mạng lưới tham gia vào việc lựa chọn các nút nào xác thực các giao dịch, nhưng tập trung theo nghĩa một nhóm nhỏ hơn đưa ra các quyết định làm tăng tốc độ giao dịch và xác minh.

Ưu điểm và nhược điểm của Blockchain

Ưu điểm

• Cải thiện độ chính xác bằng cách loại bỏ sự tham gia của con người trong việc xác minh.
• Giảm chi phí bằng cách loại bỏ trung gian, bên thứ ba.
• Vì tính chất phi tập trung làm cho việc giả mạo trở nên phức tạp hơn.
• Các giao dịch an toàn, “riêng tư” và hiệu quả hơn.
• Cung cấp một giải pháp thay thế ngân hàng và một cách bảo mật thông tin cá nhân cho công dân của các quốc gia có chính phủ không ổn định hoặc kém phát triển.

Nhược điểm

• Chi phí bỏ ra khá lớn liên quan đến việc mining.
• Sử dụng trong các hoạt động bất hợp pháp.
• Giới hạn lưu trữ dữ liệu.
• Dữ liệu rác nhiều.

Các ứng dụng của blockchain

Ứng dụng trong lĩnh vực sản xuất

• Quản lý hàng tồn kho, các kho bãi sản xuất
• Theo dõi nguồn cung nguyên liệu sản xuất trong chuỗi cung ứng
• Theo dõi quy trình sản xuất, số lượng hàng mua vào và bán ra
• Truy xuất nguồn gốc sản phẩm

Ứng dụng tron lĩnh vực y tế, chăm sóc sức khỏe

• Liên kết và phát triển các ứng dụng quản lý bệnh lý (như thuốc thông minh, thiết bị đo các chỉ số sức khỏe) và quản lý chất lượng
• Quản lý chuỗi cung ứng thuốc và thiết bị y tế: Theo dõi nguồn cung đầu vào, nguồn gốc, hạn sử dụng của các vật tư, thiết bị y tế
• Gia tăng sự minh bạch và khả năng tự động hóa đối với các giao dịch khám chữa bệnh; xuất xứ xét nghiệm lâm sàng; quyền sở hữu dữ liệu sức khỏe của bệnh nhân

Ứng dụng trong lĩnh vực giáo dục

• Theo dõi và lưu trữ bảng điểm và bằng cấp của sinh viên và thông tin của các đơn vị đào tạo như trường đại học, trung tâm kỹ năng, trường dạy nghề…
• Đánh giá mức độ phù hợp của ứng viên đối với công việc giảng dạy hay không, từ đó đưa ra quyết định phù hợp
• Đánh giá năng lực của một các nhân so với các yêu cầu đầu vào dựa trên cơ sở dữ liệu về học tập và điểm số được ghi lại với tính bảo mật cao
• Quản lý mức độ đánh giá sự uy tín trong nghiên cứu khoa học

Ứng dụng của Blockchain trong ngành nông nghiệp

• Quản lý chuỗi cung ứng sản phẩm và hàng tồn kho
• Lưu trữ thông tin hàng hóa, quy trình chăm sóc, các tiêu chuẩn cho thực phẩm sạch
• Truy xuất nguồn gốc, vòng đời sản xuất của nông sản

Ứng dụng trong lĩnh vực tài chính – ngân hàng

• Xác thực thông tin khách hàng, khả năng tín dụng không cần thông qua trung gian 
• Sổ cái kỹ thuật số luôn xác minh, thanh toán và cập nhật những giao dịch ngang hàng một cách liên tục 
• Quản lý và giảm thiểu rủi ro trong thanh toán do các vấn đề về trục trặc kỹ thuật, vỡ nợ trước khi thanh toán giao dịch
• Hệ thống quản lý thông minh cho phép liên tục đổi mới, lặp lại và cải tiến, dựa trên sự đồng thuận của tất cả người dùng trong mạng lưới

Ứng dụng của Blockchain trong ngành bán lẻ

• Quản lý các mặt hàng thông qua các mã định danh trên hệ thống Blockchain bao gồm quy trình sản xuất, thông tin mặt hàng và thời gian vận chuyển, lưu kho, tồn kho…
• Đảm bảo chất lượng hàng hóa khi có sự trao đổi giữa nhà sản xuất và công ty vận tải
• Quản lý sự lưu thông của dòng tiền phát sinh từ các giao dịch giúp hạn chế tối đa thiệt hại và có thể xử lý nhanh chóng khi có vấn đề phát sinh

Ứng dụng trong lĩnh vực thương mại điện tử (eCommerce)

• Quản lý và vận hành chuỗi cung ứng
• Quản lý thông tin, tình trạng sản phẩm thông qua số serial, mã QR
• Quản lý hệ thống thông tin, dữ liệu khách hàng.
• Xây dựng hệ thống thanh toán thông minh cho phép sử dụng ví điện tử kết hợp các chương trình CSKH như khách hàng thân thiết, thẻ quà tặng, tri ân khách hàng…

Ứng dụng trong ngành du lịch

• Quản lý và theo dõi hành lý, đặt vé máy bay, phòng khách sạn.
• Dịch vụ nhận dạng cá nhân giúp tiết kiệm thời gian cho quy trình check-in tại sân bay, khách sạn, địa điểm du lịch
• Hình thức thanh toán đa dạng từ nhiều ngân hàng toàn cầu, ví điện tử, tiền điện tử…
• Xây dựng các chương trình CSKH như khách hàng thân thiết, khách V.I.P…

Ứng dụng trong lĩnh vực viễn thông – truyền thông

• Phòng chống gian lận trong các thỏa thuận chuyển vùng giữa các nhà khai thác
• Quản lý danh tính khách hàng và xác thực thông qua ID ảo giúp tăng mức độ hài lòng cao hơn
• Quá trình chuyển đổi 5G: Tính năng hợp đồng thông minh giúp tự thực hiện có thể kết nối thiết bị công nghệ với nhà cung cấp dịch vụ gần nhất đồng thời đánh giá sự liên tục của kết nối và tính phí dịch vụ
• Kết nối Internet of things (IoT): Tạo ra một môi trường truyền dữ liệu an toàn bằng cách tạo các mạng lưới tự quản ngang hàng

Ứng dụng của Blockchain trong Logistics

• Truy xuất nguồn gốc sản phẩm, xác thực giấy tờ một cách rõ ràng và minh bạch
• Đóng gói thông minh (smart package) với mã in kỹ thuật số
• Kết hợp trí tuệ nhân tạo (AI) và Internet of things để giám sát hành trình và phương tiện vận chuyển
• Giảm chi phí trung gian, tiết kiệm chi phí

Blockchain đã đang và sẽ càng ngày phát triển và đột phá nhiều hơn trong tương lai!