Blockchain: cách mà mạng lưới phi tập trung thay đổi thế giới

Tại sao mọi người đều nói về blockchain?

Công nghệ blockchain không còn chỉ là nền tảng cho Bitcoin và Ethereum - nó đang thâm nhập vào quản lý chuỗi cung ứng, chăm sóc sức khỏe, nhận dạng kỹ thuật số và hệ thống bỏ phiếu. Nhưng thực sự có gì đứng sau thuật ngữ này?

Bản chất của blockchain: đơn giản về điều phức tạp

Ở cấp độ cơ bản, blockchain không gì khác ngoài một cơ sở dữ liệu phân tán, nơi thông tin không được lưu trữ trên một máy chủ duy nhất, mà được phân phối giữa hàng ngàn máy tính (nod). Mỗi nút lưu trữ một bản sao đầy đủ của tất cả các giao dịch, điều này làm cho hệ thống trở nên mở và minh bạch.

Dữ liệu được tổ chức thành các khối, được sắp xếp theo thứ tự thời gian và được bảo vệ bằng mã hóa. Cấu trúc này đảm bảo rằng thông tin an toàn và không thể thay đổi - gần như không thể thay đổi dữ liệu sau khi khối đã được thêm vào chuỗi mà không có sự đồng thuận của toàn bộ mạng.

Nó hoạt động như thế nào trong thực tế?

Hãy tưởng tượng một tình huống đơn giản: Alice gửi cho Bob các tài sản tiền điện tử. Đây là những gì xảy ra ở hậu trường:

1. Phát sóng vào mạng Giao dịch được phát tán đến tất cả các nút trong mạng cùng một lúc.

2. Kiểm tra bởi các tham gia Mỗi nút kiểm tra tính xác thực của giao dịch bằng cách sử dụng chữ ký số và các quy tắc đã được thiết lập trước. Điều này đảm bảo rằng chỉ có chủ sở hữu hợp pháp của khóa riêng mới có thể ủy quyền cho giao dịch.

3. Hình thành khối Các giao dịch đã được xác nhận được nhóm lại thành một khối, khối này chứa:

• Dữ liệu giao dịch
• Dấu thời gian
• Hàm băm mật mã ( mã định danh duy nhất )
• Liên kết đến hash của khối trước

4. Đạt được sự đồng thuận Mạng sử dụng các thuật toán đồng thuận chuyên nghiệp ( về chúng sau ), để đảm bảo rằng khối mới là hợp lệ.

5. Thêm vào chuỗi Khối được thêm vào chuỗi, tạo ra một liên kết không thể phá vỡ, vì mỗi khối mới đều tham chiếu đến khối trước.

Mật mã học: khiên blockchain

An ninh của blockchain dựa trên hai cơ chế chính:

Băm

Đây là một quá trình mã hóa một chiều, chuyển đổi bất kỳ dữ liệu nào thành một chuỗi duy nhất có kích thước cố định. Ngay cả sự thay đổi nhỏ nhất trong dữ liệu đầu vào cũng hoàn toàn thay đổi kết quả. Ví dụ, hàm SHA-256 ( được sử dụng trong Bitcoin) tạo ra các giá trị băm hoàn toàn khác nhau cho “blockchain”, “Blockchain” và “blockchains”.

Quan trọng: quá trình ngược lại gần như không thể – không thể quay trở lại từ hash đến dữ liệu gốc.

Mật mã với khóa công khai

Mỗi người tham gia có một cặp chìa khóa:

• Khóa riêng – được giữ bí mật, sử dụng để ký các giao dịch
• Khóa công khai – mở cho tất cả, cho phép người khác xác minh tính xác thực của chữ ký

Cách tiếp cận này đảm bảo rằng các giao dịch là an toàn và được xác thực, mà không cần sự tham gia của bên trung gian.

Phi tập trung: quyền lực không trung tâm

Khác với hệ thống ngân hàng truyền thống, nơi một tổ chức ( ngân hàng, chính phủ ) kiểm soát mọi thứ, mạng lưới phi tập trung phân phối quyền kiểm soát giữa các thành viên. Không có một điểm thất bại duy nhất - nếu một nút gặp sự cố, phần còn lại vẫn tiếp tục hoạt động.

Điều này cũng loại bỏ nhu cầu về các trung gian. Các giao dịch có thể diễn ra theo kiểu peer-to-peer, gần như trong thời gian thực, với mức phí tối thiểu.

Thuật toán đồng thuận: cách mà mạng lưới đạt được sự đồng thuận

Khi mạng lưới gồm hàng chục nghìn người tham gia, câu hỏi đặt ra là: làm thế nào họ đồng thuận về sự thật? Câu trả lời là – các thuật toán đồng thuận.

Chứng minh công việc (PoW)

Cơ chế được sử dụng bởi Bitcoin. Các thợ mỏ cạnh tranh để giải các bài toán toán học phức tạp, tiêu tốn sức mạnh tính toán và điện năng. Người đầu tiên giải được bài toán sẽ nhận được phần thưởng và quyền thêm khối tiếp theo.

Ưu điểm: cực kỳ bền bỉ trước các cuộc tấn công Nhược điểm: tiêu tốn năng lượng, đắt đỏ

Chứng minh cổ phần (PoS)

Cơ chế được sử dụng bởi Ethereum và các blockchain mới. Thay vì sức mạnh tính toán, các validator được chọn dựa trên số lượng tài sản crypto mà họ “đã cung cấp” cho mạng (staking).

Nếu người xác thực hành động không trung thực, họ sẽ mất một phần hoặc toàn bộ tài sản của mình. Điều này tạo ra động lực kinh tế để hành động trung thực.

Lợi ích: hiệu quả năng lượng, có khả năng mở rộng tốt hơn Nhược điểm: yêu cầu một số lượng lớn tài sản để tham gia

Các tùy chọn khác

Còn có các cơ chế khác như DeleGated Proof of Stake (DPoS), trong đó các chủ sở hữu token chọn các đại diện, và Proof of Authority (PoA), nơi các validator được chọn dựa trên uy tín.

Các loại blockchain

Các blockchain công khai

Mở cửa cho tất cả. Bitcoin và Ethereum – những ví dụ nổi tiếng nhất. Mọi người đều có thể tham gia, kiểm tra dữ liệu, thực hiện giao dịch. Điều này thực sự là phi tập trung và minh bạch, nhưng chậm hơn.

Blockchain riêng tư

Quản lý bởi một tổ chức. Xác định ai có thể tham gia và xem dữ liệu. Nhanh hơn, nhưng kém phân cấp hơn.

Blockchain liên hiệp

Kết hợp cả hai. Một vài tổ chức cùng nhau quản lý mạng lưới, thiết lập các quy tắc linh hoạt về sự hiển thị và xác thực.

Nơi blockchain đã thay đổi thực tế

Tiền điện tử và chuyển tiền

Blockchain đã cho phép tạo ra các loại tiền tệ độc lập với các quốc gia, và thực hiện chuyển tiền quốc tế mà không cần ngân hàng – nhanh hơn và rẻ hơn.

Hợp đồng thông minh và các chương trình phi tập trung

Hợp đồng tự động được thực hiện mà không cần trung gian. Trên cơ sở đó, tài chính phi tập trung (DeFi) được xây dựng, nơi có thể vay, cho vay và giao dịch tài sản mà không cần các tổ chức truyền thống.

Token hóa tài sản thực

Bất động sản, cổ phiếu, tác phẩm nghệ thuật có thể được đại diện dưới dạng token kỹ thuật số trên blockchain, mở rộng quyền truy cập vào đầu tư.

Xác thực số

Bản ghi thông tin cá nhân an toàn và không thể thay đổi, không thể giả mạo.

Bỏ phiếu

Hệ thống blockchain đảm bảo việc bỏ phiếu minh bạch và an toàn mà không có khả năng thao túng hoặc giả mạo.

Quản lý chuỗi cung ứng

Mỗi bước sản xuất và giao hàng của sản phẩm được ghi lại trong blockchain, tạo ra một bản ghi không thể thay đổi về nguồn gốc của sản phẩm.

Kết luận

Công nghệ blockchain không chỉ là nền tảng cho tiền điện tử. Đây là một mô hình cách mạng để lưu trữ dữ liệu, đảm bảo an ninh, tính minh bạch và sự tin tưởng mà không cần các cơ quan trung ương. Từ tiền điện tử đến hợp đồng thông minh, từ nhận dạng đến quản lý chuỗi cung ứng – blockchain mở ra những cơ hội mới cho nhiều ngành.

Bởi vì công nghệ blockchain tiếp tục phát triển và tìm kiếm các ứng dụng mới, chúng ta có thể mong đợi rằng nó sẽ trở nên quen thuộc như internet.