Hiểu về blockchain: Hướng dẫn toàn diện từ nguyên lý đến ứng dụng thực tế

Từ chuyển khoản hiểu cách hoạt động của blockchain

Muốn hiểu sâu về blockchain, cách trực quan nhất là xem nó xử lý một giao dịch như thế nào. Giả sử Tiểu Trương cần chuyển 1 Bitcoin cho Tiểu Vương, toàn bộ quá trình sẽ trải qua bốn bước.

Đầu tiên, Tiểu Trương nhập địa chỉ gửi (ví của chính mình), địa chỉ nhận (ví của Tiểu Vương) và số tiền (1 BTC) vào ví, giao dịch này được phát tán ra toàn mạng chờ xác thực. Sau đó, các thợ mỏ sẽ kiểm tra hai vấn đề chính: trong ví của Tiểu Trương thật sự có 1 BTC không? Giao dịch này có phải do chính Tiểu Trương phát ra không? Sau khi xác minh thành công, giao dịch sẽ vào “khu vực chờ đóng gói”. Trong cơ chế bằng chứng công việc, cứ 10 phút sẽ có nhiều giao dịch được đóng gói thành một khối mới. Cuối cùng, khối mới được truyền đi toàn mạng, tất cả các nút kiểm tra tính hợp lệ của giao dịch và xem hash có đúng liên kết với khối trước không, khi hơn 51% các nút đồng ý, giao dịch chính thức được ghi nhận trên chuỗi.

Quá trình này giải thích tại sao blockchain được gọi là “máy móc tin cậy” — nó không cần trung gian, mà dựa vào đồng thuận phân tán để đảm bảo an toàn và tính không thể đảo ngược của giao dịch.

Cấu trúc và nguyên lý an toàn của blockchain

Mỗi chuỗi khối gồm nhiều khối, mỗi khối chứa ba yếu tố cốt lõi. Thứ nhất là lớp dữ liệu, lưu trữ thông tin giao dịch (như người gửi, người nhận và số tiền trong Bitcoin). Thứ hai là hash, giống như dấu vân tay của khối, độc nhất vô nhị, dùng để nhận diện khối và xác minh tính toàn vẹn của dữ liệu. Thứ ba là hash của khối trước, thiết kế liên kết trước sau này đảm bảo tính liên tục của toàn bộ chuỗi.

Ngay khi hacker cố gắng sửa đổi dữ liệu của một khối, hash của khối đó sẽ thay đổi, làm hỏng liên kết của tất cả các khối phía sau. Để ngăn chặn các cuộc tấn công này, blockchain sử dụng cơ chế đồng thuận (như bằng chứng công việc), khiến việc sửa đổi trở nên cực kỳ tốn kém, từ đó bảo vệ tính nhất quán của sổ cái và an toàn của toàn mạng.

Các dạng của blockchain

Blockchain có thể phân loại dựa theo người tham gia và quyền hạn, hình thành ba cách xây dựng khác nhau.

Chuỗi công cộng cho phép bất kỳ ai tham gia, dữ liệu giao dịch hoàn toàn công khai minh bạch, hầu như không thể bị sửa đổi. Nhưng do tốc độ xử lý chậm và tiêu tốn nhiều điện năng, chủ yếu ứng dụng trong lĩnh vực tiền mã hóa. Bitcoin, Ethereum, Solana và Cardano đều là ví dụ điển hình của chuỗi công cộng.

Chuỗi liên minh chỉ dành cho các thành viên trong liên minh, quyền hạn thiết kế phức tạp hơn. So với chuỗi công cộng, tốc độ giao dịch nhanh hơn, chi phí thấp hơn, ít dễ bị tấn công hơn, phù hợp cho các giao dịch giữa tổ chức. Hiện nay, được ứng dụng rộng rãi trong các ngành tài chính, năng lượng, bảo hiểm và Internet vạn vật.

Chuỗi riêng có quyền đọc/ghi do một tổ chức hoặc cơ quan kiểm soát, có khả năng kiểm soát cao và bảo vệ quyền riêng tư, nhưng token dễ bị thao túng, tiềm ẩn rủi ro an ninh. Loại blockchain này chủ yếu dùng trong quản lý dữ liệu và kiểm toán.

Các lợi thế cốt lõi của blockchain

Blockchain mang lại giá trị trên nhiều phương diện. Về an toàn, tất cả các giao dịch đều được bảo vệ bằng mật mã, không thể sửa đổi và được ghi nhận vĩnh viễn, ngay cả quản trị viên hệ thống cũng không thể xóa bỏ. Về khả năng truy xuất nguồn gốc, mỗi giao dịch đều có ghi chép đầy đủ trong cơ sở dữ liệu không thể thay đổi, giúp theo dõi dòng tiền rõ ràng. Về hiệu quả, sổ cái phân tán cho phép thanh toán và đối soát giao dịch xuyên vùng nhanh chóng, chi phí thấp. Về độ chính xác, nhiều nút cùng xác nhận giảm thiểu sai sót và gần như loại bỏ khả năng chi tiêu nhiều lần.

Các hạn chế cần nhận thức

Dù có nhiều ưu điểm, blockchain vẫn đối mặt với thách thức thực tế. Nếu mất chìa khóa riêng, tiền ảo lưu trữ có thể vĩnh viễn mất đi. Chuỗi công cộng dựa trên bằng chứng công việc tiêu tốn lượng lớn điện năng và tài nguyên tính toán. Cơ chế đồng thuận của chuỗi riêng và liên minh thường chậm, làm chậm quá trình nâng cấp và phát triển. Ngoài ra, tính ẩn danh của blockchain cũng tạo điều kiện cho hoạt động phi pháp.

Blockchain đang thay đổi các ngành công nghiệp

Tiền mã hóa là ứng dụng phổ biến nhất của blockchain. Trong chuỗi cung ứng, IBM Food Trust dùng blockchain theo dõi toàn bộ quá trình hàng hóa, thương hiệu trà Đài Loan “Vương Đức Truyền” dùng để ghi lại nguồn gốc và quy trình sản xuất trà, người tiêu dùng quét QR Code có thể xem toàn bộ hồ sơ. Điều này giải quyết vấn đề dữ liệu truyền thống dễ mất mát, khó truy xuất nguồn gốc.

Quản lý quyền sở hữu trí tuệ đã có bước đột phá nhờ blockchain. Token không thể thay thế (NFT) kết hợp với tác phẩm nghệ thuật giúp xác nhận bản quyền minh bạch và không thể sửa đổi. Ví dụ, dự án NFT “Phanta Bear” của Jay Chou, người hâm mộ mua NFT không chỉ trực tiếp ủng hộ nghệ sĩ mà còn nhận được nội dung độc quyền.

Lĩnh vực y tế cũng đang khám phá tiềm năng của blockchain. Estonia sử dụng blockchain để lưu trữ hồ sơ y tế, chỉ bác sĩ được ủy quyền mới có thể truy cập, ngăn chặn sửa đổi dữ liệu. Bộ Y tế Đài Loan đang nghiên cứu dùng blockchain để chia sẻ hồ sơ bệnh án an toàn giữa các bệnh viện, bệnh nhân không cần mang theo giấy tờ khi chuyển viện.

Trong lĩnh vực tài chính, blockchain hỗ trợ phát hành trái phiếu và chứng thư. Ngân hàng Trung Quốc Quốc Tế đã phát hành trái phiếu cấu trúc trị giá hơn 30 triệu USD trên Ethereum vào tháng 6 năm 2023. Điều này đánh dấu sự hội nhập sâu sắc giữa tài chính phi tập trung (DeFi) và tài chính truyền thống.

Làm thế nào để tham gia đầu tư blockchain

Blockchain về bản chất là công nghệ, không thể đầu tư trực tiếp, nhưng có thể đầu tư vào các công ty phát triển và ứng dụng của nó. Hiện nay cách trực tiếp nhất là tham gia giao dịch tiền mã hóa.

Giao dịch giao ngay là cách cơ bản nhất. Tương tự như giao dịch cổ phiếu, mua thấp bán cao để kiếm lời chênh lệch. Ví dụ, mua 1 Bitcoin khi giá 30.000 USD, bán ra khi giá 50.000 USD, lãi 20.000 USD. Số tiền mã hóa mua cũng có thể gửi vào ví hoặc chuyển cho người khác.

Đào coin phù hợp với nhà đầu tư có kiến thức chuyên môn. Thợ mỏ cung cấp sức mạnh tính toán để xác nhận giao dịch và nhận thưởng, nhưng cần đầu tư phần cứng và điện năng lớn.

Hợp đồng chênh lệch (CFD) là lựa chọn hiệu quả và tiện lợi nhất. Là sản phẩm phái sinh tài chính, cho phép nhà đầu tư mở các vị thế mua/bán dựa trên biến động giá của tiền mã hóa mà không cần sở hữu chìa khóa ví, có thể dùng đòn bẩy để đầu tư quy mô lớn hơn với số vốn nhỏ. Cần chú ý rằng lợi nhuận và thua lỗ cũng sẽ nhân đôi. Đối với nhà đầu tư muốn tham gia vào tài sản mã hóa, có thể mở tài khoản trên các nền tảng chính thống để giao dịch Bitcoin, Ethereum và các loại tiền mã hóa khác, đồng thời hưởng các dịch vụ quản lý chặt chẽ, phí thấp và đa dạng chức năng.