Với sự phát triển của công nghệ toàn cầu, blockchain cũng đã và đang trở thành một xu hướng mới không chỉ ở nhiều nước trên thế giới mà ngay cả Việt Nam cũng đã bắt kịp được với điều này. Đặc biệt hơn hết đó chính là công nghệ còn được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực và hoạt động đầu tư, tạo điều kiện thuận lợi cho các doanh nghiệp cùng nhau phát triển. Vậy công nghệ blockchain là gì? Hãy cùng chúng tôi tìm hiểu về blockchain từ A - Z trong bài viết này nhé.
Công nghệ blockchain là gì?
Blockchain hay còn được gọi là chuỗi khối, được hiểu đơn giản là một cơ sở dữ liệu phân cấp dùng để lưu trữ thông tin trong các khối (block). Một khối này sẽ chứa thông tin về thời gian tạo khối, dữ liệu giao dịch theo theo mã thời gian. Chúng được liên kết với nhau bằng mã hoá và có thể mở rộng để tạo thành chuỗi (chain). Hay bạn cũng có thể coi blockchain giống như một cuốn sổ cái kỹ thuật phân tán. Cuốn sổ này sẽ lưu trữ tất cả các thông tin giao dịch và được sao chép, sau đó đặt tại nhiều máy tính khác nhau.
Những thông trên blockchain được xác nhận bằng cơ chế đồng thuận bởi các máy tính kết nối vào mạng lưới. Việc sử dụng cơ chế này cũng đồng nghĩa rằng một khi dữ liệu đã được chấp nhận vào blockchain thì sẽ không thể thay đổi hoặc xóa bỏ.
Blockchain khác với các cơ sở dữ liệu thông thường khác khi đây là một cơ sở phi tập trung. Có nghĩa là blockchain không đặt cố định tại một vị trí hay chịu quản lý của một quản trị viên nào mà sẽ được sao chép thành nhiều bản và được lưu trên các máy tính riêng lẻ. Người ta thường gọi mỗi máy tính này là một nút.
Cấu trúc và cơ chế hoạt động của blockchain
1. Cấu trúc của blockchain
Trước khi tìm hiểu về cơ chế hoạt động của blockchain, trước tiên bạn cần phải hiểu về cấu trúc chuỗi khối và cấu trúc một khối. Trong đó, cấu trúc của chuỗi khối là mạng lưới được hình thành từ nhiều khối (block) và chúng sẽ liên kết với nhau thành chuỗi (chain).
Còn cấu trúc một khối được tạo thành từ 3 phần đó là dữ liệu (data), mã hàm băm (hash) và mã hàm băm của khối trước nó (previous hash). Trong đó, data là các bản dữ liệu được xác thực qua cơ chế đồng thuận và có thuật toán mã hóa phù hợp để bảo vệ. Hash là một chuỗi bao gồm các ký tự và số khác nhau được tạo một cách ngẫu nhiên. Mỗi blockchain sẽ có một hash riêng và mã hóa bằng thuật toán có tác dụng phát hiện những thay đổi diễn ra trong các khối. Còn previous hash thì được dùng để nhận biết vị trí trước sau của các khối để liên kết chúng với nhau.
2. Cơ chế hoạt động của blockchain
Cơ chế hoạt động của blockchain được diễn ra như sau:
- Bước 1: Hệ thống ghi lại các thông tin giao dịch và tạo thành bản ghi (record).
- Bước 2: Dựa trên thuật toán đồng thuận của blockchain, các máy tính tham gia vào hệ thống sẽ xác thực bản ghi có giá trị hay không. Ví dụ, khi bạn muốn bán 3 Bitcoin, nếu ví điện tử của bạn có 3 Bitcoin thì bản ghi sẽ xác nhận là có giá trị. Còn nếu chỉ có 2 Bitcoin thì bản ghi sẽ vô hiệu lực.
- Bước 3: Những bản ghi đã xác thực là có giá trị sẽ được xếp chung cùng với những bản ghi đã được xác thực trước đó và sắp xếp thành một khối thông tin.
- Bước 4: Thực hiện kết nối previous hash với mã hash để tạo thành một chuỗi khối.
Những đặc điểm nổi bật của công nghệ blockchain
1. Cơ sở dữ liệu phân tán
Những thông tin có trên blockchain tồn tại dưới dạng cơ sở dữ liệu phân tán, có nghĩa là chúng có thể chia sẻ và hòa hợp liên tục. Cũng chính vì vậy nên cơ sở dữ liệu chuỗi khối được lưu trữ một cách công khai, có thể thực hiện bởi hàng triệu máy tính cùng lúc và bất cứ ai trên Internet cũng đều truy cập được.
2. Tính bền vững
Công nghệ blockchain có sức mạnh được tích hợp sẵn bằng cách lưu trữ các khối thông tin giống nhau trên hệ thống. Cũng chính vì vậy mà công nghệ chuỗi khối không bị kiểm soát cũng như không có điểm thiếu sót nào.
3. Tính minh bạch và không thể phá vỡ
Bạn cũng biết rằng mạng lưới công nghệ blockchain được hoạt động dựa trên cơ chế tự thỏa thuận và cứ 10 phút sẽ thực hiện việc kiểm tra tự động một lần. Điều đó cũng đồng nghĩa với việc các giá trị kỹ thuật số sẽ được kiểm soát và các giao dịch được mạng lưới tự điều hòa 10 phút một lần.
Ngoài ra, mỗi nhóm giao dịch sẽ tạo thành một khối, các dữ liệu trong khối này cũng được công khai minh bạch. Nếu như có bất kỳ thông tin nào thay đổi đều sẽ được tiến hành bổ sung vào toàn bộ mạng lưới thông qua một lượng lớn máy tính, cũng chính vì vậy nên nó không thể bị phá hỏng được.
4. Là một mạng lưới các nút
Mỗi máy tính được kết nối vào mạng blockchain được gọi là một nút. Các nút có nhiệm vụ xác nhận và chuyển tiếp các giao dịch. Chúng sẽ nhận được một bản sao của blockchain và tải tự động khi tham gia mạng lưới. Cũng nhờ vào các nút này nên một mạng lưới cấp hai mạnh mẽ được hình thành. Trong đó, mỗi nút sẽ đóng vai trò là một quản trị viên của mạng blockchain.
5. Khả năng phân quyền
Bạn có thể hiểu khả năng phân quyền ở đây có nghĩa là công nghệ chuỗi khối sẽ tự quản lý và không có ai làm trung tâm và được hoạt động dựa trên cơ sở người dùng hay P2P (Peer to Peer - mạng hàng ngang). Điều này cũng đồng nghĩa với việc bất kỳ hoạt động gì diễn ra trên hệ thống blockchain cũng đều là chức năng chính.
Bên cạnh đó, với blockchain, nhiều người có thể đồng thời chỉnh sửa tài liệu trong cùng một khoảng thời gian nhất định. Với mỗi lần chỉnh sửa thì hệ thống sẽ cập nhật một phiên bản mới cho tất cả mọi người và blockchain cũng hoạt động như tương tự như vậy.
6. Tính bảo mật cao
Một đặc điểm khác của blockchain đó là có tính bảo mật cao, bởi vì dữ liệu được lưu trữ trên chính mạng lưới nên sẽ loại bỏ được những rủi ro khi lưu trữ tập trung. Không những thế, blockchain còn được bảo mật bằng công nghệ mã hóa cặp với khóa public hoặc private. Trong đó, public sẽ bao gồm một chuỗi dài các số ngẫu nhiên, đây cũng chính là địa chủ của người dùng. Còn private thì giống như một mật khẩu để chủ sở hữu truy cập vào các tài sản kỹ thuật số.
Toàn mạng sẽ được nhúng các tiêu chuẩn an toàn mà không có bất kỳ lỗi nào. Ngoài ra, những người khi tham gia vào mạng lưới đều phải dùng chương trình mã hóa, giúp cho các thông tin được trao đổi một cách riêng tư và có tính bảo mật cao.
Các loại blockchain hiện nay
Hiện nay, blockchain được chia thành 3 loại chính đó là public, private và permissioned (hay consortium). Cụ thể:
- Public: là hình thức mà tất cả mọi người đều có thể ghi và đọc dữ liệu trong hệ thống. Để quá trình xác thực giao dịch được diễn ra thì cần phải có sự xác nhận của nhiều nút nên những ý định tấn công gần như là không thể. Một loại public blockchain điển hình được ứng dụng ở đây đó là Bitcoin.
- Private: trong hệ thống công nghệ blockchain, người dùng chỉ có quyền đọc mà không được ghi dữ liệu. Trong một số trường hợp thì có thể ngay cả quyền đọc cũng bị giới hạn. Ưu điểm của loại blockchain này đó là thời gian xác nhận nhanh bởi vì không có nhiều thiết bị thực hiện giao dịch. Ví dụ về loại private blockchain khá phổ biến hiện nay là Ripple.
- Permission: là một dạng private blockchain nhưng đã được tích hợp thêm một vài tính năng khác. Hay nói cách khác thì đây là sự kết hợp giữa public và private, ví dụ như hệ thống blockchain trong các ngân hàng.
Với ba loại công nghệ blockchain trên thì hiện nay đã có bốn phiên bản chuỗi khối khác nhau bao gồm:
- Blockchain 1.0 thường dùng cho thuật toán về tiền tệ, hỗ trợ các giao dịch có liên quan đến chuyển đổi tiền tệ, kiều hối và tạo lập hệ thống thanh toán kỹ thuật số.
- Blockchain 2.0 được ứng dụng và xử lý các tài sản bao gồm cổ phiếu, chi phiếu, nợ, quyền sở hữu,... của ngành tài chính và ngân hàng.
- Blockchain 3.0 được mở rộng cho đa lĩnh vực đời sống hàng ngày như: y tế, giáo dục, chính phủ hay nghệ thuật.
- Blockchain 4.0 là công nghệ mới nhất được dùng để tối ưu các ưu điểm và khắc phục nhược điểm trước đó. Blockchain 4.0 nhắm đến các doanh nghiệp với mục đích tạo ra ứng dụng giao dịch hoàn thiện và nhanh chóng hơn.
Tại sao công nghệ blockchain lại quan trọng?
Có thể thấy rằng, các công nghệ cơ sở dữ liệu truyền thống đã đặt ra nhiều thách thức trong việc ghi lại giao dịch tài chính. Ví dụ như khi bán một tài sản, sau khi tiền và quyền sở hữu đã được chuyển đổi giữ người bán và người mua, họ đều có thể ghi lại các giao dịch tiền tệ nhưng thật sự thì không có một nguồn nào đáng tin cậy. Người bán có thể khẳng định họ chưa nhận tiền dù đã được thanh toán xong. Hay người mua cũng có thể nói rằng họ đã chuyển tiền dù sự thật là chưa thanh toán.
Chính vì vậy, để tránh những vấn đề về mặt pháp lý có thể xảy ra thì cần phải có một bên thứ ba đáng tin cậy thực hiện giám sát quá trình giao dịch. Nhưng sự xuất hiện của cơ quan trung tâm này sẽ làm cho giao dịch trở nên phức tạp, hay hơn hết là còn tạo ra lỗ hổng. Trong trường hợp cơ sở trung tâm bị tội phạm công nghệ cao xâm phạm thì có thể dẫn đến việc cả hai bên đều phải chịu thiệt hại.
Lúc này, công nghệ chuỗi khối được ra đời nhằm giảm thiểu những vấn đề có thể xảy ra bằng cách tạo một hệ thống chống làm giả và phi tập trung để ghi lại các giao dịch. Nếu như giao dịch giữa người bán và người mua được blockchain tạo một sổ cái riêng thì mọi hoạt động phải được sự chấp thuận của hai bên.
Đồng thời, các hoạt động này cũng được tự động cập nhật vào sổ cái của hai bên trong thời gian thực. Nếu như có bất kỳ sai sót trong các giao dịch trước đó cũng sẽ làm cho toàn bộ sổ cái bị sai theo. Cũng vì thế nên có thể thấy, hiện nay công nghệ blockchain được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, bao gồm cả việc tạo ra tiền kỹ thuật số.
Những ứng dụng blockchain trong cuộc sống
1. Dịch vụ tài chính ngân hàng
Có lẽ, trong thời kỳ chuyển đổi số, không ngành nào được hưởng lợi nhiều nhất từ việc tích hợp blockchain và các hoạt động kinh doanh như tài chính ngân hàng.
Trước đây, các tổ chức tài chính chỉ hoạt động trong giờ làm việc và thường là năm ngày một tuần. Điều đó có nghĩa là nếu bạn muốn gửi tiền vào thứ sáu lúc 6 giờ chiều thì phải đợi đến thứ hai để xem tiền đã được chuyển đi hay chưa. Hay ngay cả khi bạn thực hiện gửi tiền trong giờ làm việc thì giao dịch vẫn có thể mất từ 1 - 3 ngày để xác minh vì khối lượng giao dịch mà ngân hàng cần phải giải quyết rất lớn.
Còn nếu như tích hợp công nghệ chuỗi khối vào các ngân hàng, người dùng có thể thấy các giao dịch được xử lý ngay lập tức, bất kể là thời gian nào trong tuần hay cả các ngày lễ. Với blockchain, các ngân hàng sẽ có cơ hội trao đổi tiền giữa các tổ chức an toàn và nhanh chóng hơn.
Một số ứng dụng của blockchain trong lĩnh vực tài chính ngân hàng là:
- Xác thực thông tin khách hàng, khả năng tín dụng.
- Xác minh và thanh toán những giao dịch ngang hàng.
- Quản lý rủi ro, hạn chế trong thanh toán vì trục trặc kỹ thuật.
- Hệ thống quản lý thông minh, cho phép liên tục đổi mới và cải tiến.
2. Thương mại điện tử
Thương mại điện tử là một trong những lĩnh vực đang rất phát triển trong những năm gần đây. Sự chuyển đổi này cũng đặt ra vấn đề về tính bảo mật, chuỗi cung ứng, quá trình vận chuyển hàng hóa đến người dùng,.... Lúc này, công nghệ chuỗi khối sẽ giải quyết các vấn đề đó thông qua những hợp đồng thông minh.
Điều này sẽ tạo điều kiện thuận lợi để các bên có thể dễ dàng ký kết, hay hơn thế là liên kết với các doanh nghiệp đa quốc gia. Bên cạnh đó, giải pháp thanh toán cũng được gắn trực tiếp trên các website và sàn thương mại điện tử.
Công nghệ blockchain và những ứng dụng trong lĩnh vực thương mại điện tử là:
- Quản lý thông tin khách hàng.
- Theo dõi thông tin, tình trạng sản phẩm.
- Xây dựng hệ thống thanh toán.
- Vận hành và quản lý chuỗi cung ứng.
3. Truyền thông và viễn thông
Blockchain khi được ứng dụng trong lĩnh vực truyền thông và viễn thông sẽ giúp cho những nhà cung cấp dịch vụ này tối ưu quy trình hiện có, tăng khả năng bảo mật mạng, rà soát quy trình vận hành,.... Cũng nhờ đó mà chất lượng dịch vụ được tốt hơn, mang đến trải nghiệm khách hàng hiệu quả nhất.
Một số ứng dụng của chuỗi khối là:
- Phòng chống gian lận trong chuyển vùng.
- Chuỗi khối được ứng dụng trong quá trình chuyển đổi 5G.
- Kết nối Internet vạn vật để tạo ra một môi trường an toàn thông qua mạng lưới tự quản ngang hàng an toàn cao.
4. Sản xuất
Blockchain sẽ là giải pháp giúp chúng ta theo dõi quá trình sản xuất, tồn kho, phân phối, quản lý chất lượng, thông tin giao dịch,.... Nhờ đó, hiệu quả và năng suất của quá trình quản lý sản xuất cũng được nâng cao và tăng lên đáng kể. Còn đối với người tiêu dùng, họ có thể thực hiện các kiểm tra để xác thực thông tin sản phẩm, hạn chế việc mua phải hàng giả, hàng kém chất lượng.
Một số ứng dụng của blockchain trong sản xuất đó là:
- Theo dõi lịch trình sản xuất, số lượng hàng hóa mua vào và bán ra.
- Quản lý hàng tồn kho.
- Truy xuất nguồn gốc sản phẩm.
- Theo dõi nguồn cung cấp nguyên liệu.
5. Chăm sóc sức khỏe
Các nhà cung cấp dịch vụ chăm sóc sức khỏe có thể tận dụng blockchain để lưu trữ hồ sơ y tế của bệnh nhân. Khi một hồ sơ y tế đã tạo và ký sẽ được ghi vào chuỗi khối, cung cấp cho bệnh nhân bằng chứng và sự tin tưởng rằng hồ sơ không thể bị thay đổi. Các hồ sơ sức khỏe cá nhân này có thể mã hóa và lưu trữ trên blockchain bằng khóa private, do đó chúng chỉ thực hiện truy cập được bởi một số cá nhân nhất định nên sẽ đảm bảo quyền riêng tư.
Một số ứng dụng của chuỗi khối trong lĩnh vực y tế có thể kể đến như:
- Theo dõi và quản lý bệnh án.
- Quản lý chuỗi cung ứng thuốc và thiết bị y tế.
- Tự động hóa các giao dịch khám chữa bệnh và tăng cường tính minh bạch.
6. Giáo dục
Công nghệ chuỗi khối được ứng dụng trong lĩnh vực giáo dục không chỉ hỗ trợ lưu trữ bảng điểm mà bên cạnh đó còn là quá trình đào tạo, kinh nghiệm thực tế và kinh nghiệm tuyển dụng của mỗi cá nhân, tránh trình trạng gian lận,.... Không chỉ vậy, với chức năng hợp đồng thông minh, blockchain còn có thể thực hiện các điều khoản nội quy đào tạo một cách tự động, xử lý những trường hợp vi phạm nội quy,....
Cụ thể, một số ứng dụng của blockchain trong giáo dục đó là:
- Quản lý mức độ và đánh giá uy tín trong nghiên cứu khoa học.
- Ghi lại cơ sở dữ liệu bảo mật về dữ liệu học tập và điểm số cho hệ thống trực tuyến, đánh giá năng lực của từng cá nhân dựa trên yêu cầu tuyển sinh.
- Theo dõi và lưu trữ bảng điểm và bằng cấp của sinh viên.
- Xem xét cá nhân hoặc ứng viên có phù hợp với công việc giảng dạy hay không để đưa ra quyết định đúng đắn nhất.
7. Bán lẻ
Có lẽ, quá trình phân phối hàng hóa, kho bãi và quản lý thông tin sản phẩm với số lượng lớn chính là vấn đề nan giải nhất mà những nhà bán lẻ gặp phải. Nhưng bằng việc ứng dụng blockchain, công nghệ này sẽ giống như một cuốn sổ cái để ghi chép thông tin chính xác và có tính bảo mật cao. Thông qua đó, bạn có thể dễ dàng quản lý hồ sơ của từng mặt hàng, vị trí, cách xử lý hay những thiệt hại trong quá trình phân phối. Cụ thể, một số ứng của công nghệ blockchain đó là:
- Theo dõi các mặt hàng sản xuất thông qua từng mã định danh lưu trên hệ thống.
- Hợp đồng thông minh khi cả hai đều đồng ý mặt hàng đó đảm bảo chất lượng, đồng thời cũng để quản lý dòng tiền của các giao dịch hoặc xử lý thiệt hại.
- Quản lý thông tin hàng giá, thời gian vận chuyển, lưu kho, tồn kho.
8. Nông nghiệp
Blockchain cũng được ứng dụng trong nông nghiệp để nâng cao lòng tin và sự trung thành của người tiêu dùng. Với hệ thống sổ cái, cả nhà bán lẻ và người tiêu dùng đều sẽ lưu trữ được thông tin giao dịch, tăng tính minh bạch từ khâu sản xuất, chế biến, phân phối đến cửa hàng, siêu thị và cuối cùng là đến tay người tiêu dùng. Bên cạnh đó, các dữ liệu về quản lý chất lượng, giá cả tài chính hay bán hàng đều được cập nhật vào chuỗi blockchain.
Cụ thể, những ứng dụng của chuỗi khối trong nông nghiệp đó là:
- Quản lý chuỗi cung ứng sản phẩm, phân phối hàng tồn kho.
- Lưu trữ các thông tin liên quan đến hàng hóa.
- Truy xuất nguồn gốc, vòng đời sản phẩm.
9. Vận tải và logistic
Blockchain cũng được biết đến là một công cụ dùng để quản lý kho dữ liệu khổng lồ, giúp các hoạt động chia sẻ thông tin về quá trình sản xuất, vận chuyển, bảo quản,... được thực hiện hiệu quả. Bên cạnh đó, công nghệ này còn có chức năng giải quyết những thách thức trong logistics như: giao nhận hàng chậm trễ, mất giấy tờ, chứng từ, tài liệu, nguồn gốc sản phẩm không rõ ràng và một số lỗi khác.
Những ứng dụng của công nghệ chuỗi khối trong vận chuyển logistics đó là:
- Truy xuất nguồn gốc hàng hóa.
- Đóng gói thông minh.
- Kết hợp Internet vạn vật và trí tuệ nhân tạo (AI) giám sát hành trình vận chuyển.
- Áp dụng hợp đồng thông minh để giảm chi phí trung gian.
Một số câu hỏi thường gặp về công nghệ chuỗi khối
1. Ai đã phát minh ra blockchain?
Công nghệ blockchain lần đầu tiên được hai nhà toán học Stuart Haber và W. Scott Stornetta phác thảo trong công trình nghiên cứu vào năm 1991. Họ muốn triển khai một hệ thống mà dấu thời gian của tài liệu không thể bị giả mạo. Đến cuối những năm 1998, Cypherpunk Nick Szabo đã đề xuất sử dụng blockchain để đảm bảo hệ thống thanh toán kỹ thuật số, được gọi là Bit Gold.
2. Công nghệ blockchain 4.0 là gì?
Blockchain 4.0 là phiên bản mới nhất được phát triển nhằm mục đích giúp các doanh nghiệp tạo và ứng dụng giao dịch nhanh chóng, an toàn, hiệu quả. Theo đó, công nghệ blockchain 4.0 cho phép các doanh nghiệp thực hiện một phần hay toàn bộ công việc của mình trên hệ thống thông minh. Đây là một ứng dụng tự động có độ an toàn cao được chạy trên hệ thống sổ cái mã hóa phân tán.
3. Lý thuyết trò chơi trong công nghệ blockchain được hiểu như thế nào?
Lý thuyết trò chơi là một nền tảng lý thuyết quan trọng trong blockchain nhưng lại thường xuyên bị bỏ qua. Nói một cách dễ hiểu thì đây là lĩnh vực nghiên cứu về quá trình ra quyết định hợp lý được thực hiện bởi người chơi trong một hệ thống với những tham số đã được xác định sẵn. Lý thuyết trò chơi nghiên cứu các tình huống, trong đó đối thủ sẽ lựa chọn các hành động khác nhau để tối đa kết quả nhận được.
Ban đầu, đây là một công cụ dùng để nghiên cứu hành vi kinh tế học, nhưng sau này lý thuyết trò chơi đã được ứng dụng trong nhiều ngành khoa học khác như: sinh học, triết học, tâm lý học, khoa học máy tính,.... Bạn có thể coi lý thuyết này giống như một mô hình thu nhỏ hành vi của con người trong các tình huống được đặt ra để có được dự đoán chính xác nhất.
Trên đây là những chia sẻ của đội ngũ biên tập viên Phương Nam 24h giúp bạn hiểu hơn về công nghệ blockchain. Có thể thấy rằng đây là một siêu công nghệ với tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực và chắc chắn rằng chuỗi khối vẫn sẽ tiếp tục là một điểm sáng trong nền kinh tế 4.0. Hơn hết là trong vài năm tới, có lẽ chúng ta sẽ còn thấy được thêm nhiều ứng dụng thực tiễn to lớn khác của công nghệ này.
