Blockchain là gì? Các đặc điểm chính của Blockchain

Blockchain là chủ đề vô cùng nóng trên toàn cầu hiện nay, cùng với tiền điện tử nó đang trở thành tâm điểm của rất nhiều tranh luận. Có rất nhiều quan điểm tranh cãi về blockchain cũng như Bitcoin, có người cho rằng Bitcoin là bong bóng và có thể vỡ bất cứ lúc nào, nhưng cũng có nhiều người tin rằng công nghệ phía sau nó mang tính đột phá và nó có thể được coi như là phát minh vĩ đại nhất của con người sau phát minh ra Internet.

Vậy thực chất Blockchain là gì? Nó có ưu, nhược điểm như thế nào? Các ứng dụng của blockchain trong cuộc sống? Hãy cùng Phố Bitcoin tìm hiểu nhé.

Blockchain là gì?

Blockchain là hệ thống cơ sở dữ liệu cho phép lưu và truyền tải các khối thông tin. Chúng được liên kết nhờ mã hóa. Các khối này hoạt động độc lập và có thể mở rộng theo thời gian. Chúng được quản lý bởi những người tham gia hệ thống chớ không thông qua đơn vị trung gian. Nghĩa là khi một khối thông tin được ghi vào hệ thống Blockchain thì không có cách nào thay đổi được. Chỉ có thể bổ sung thêm khi đạt được sự đồng thuận của tất cả mọi người.

1-1

Công nghệ blockchain có thể nói là sự kết hợp giữa 3 loại công nghệ bên dưới:

  • Mật mã học: Sử dụng public key và hàm hash function để đảm bảo tính minh bạch, toàn vẹn và riêng tư.
  • Mạng ngang hàng: Mỗi một nút trong mạng được xem như một client và cũng là server để lưu trữ bản sao ứng dụng.
  • Lý thuyết trò chơi: Tất cả các nút tham gia vào hệ thống đều phải tuân thủ cơ chế đồng thuận (PoW, PoS…) và được thúc đẩy bởi động lực kinh tế.

Ưu và nhược điểm của Blockchain

Ưu điểm

  • Phân tán: Dữ liệu blockchain thường được lưu trữ trong hàng ngàn thiết bị trên một mạng lưới gồm các node phân tán, hệ thống và dữ liệu có khả năng chống lại các lỗi kỹ thuật và các cuộc tấn công độc hại.
  • Tính ổn đinh: Các khối đã được xác nhận rất khó bị đảo ngược, có nghĩa là một khi dữ liệu đã được ghi vào blockchain, việc loại bỏ hoặc thay đổi nó là vô cùng khó khăn.
  • Hệ thống không cần sự tin tưởng: Trong hầu hết các hệ thống thanh toán truyền thống, các giao dịch không chỉ phụ thuộc vào hai bên liên quan mà còn phụ thuộc vào một trung gian. Tuy nhiên, Khi sử dụng công nghệ blockchain, mọi giao dịch sẽ không phải qua bất kỳ một trung gian nào.

Nhược điểm

  • Tấn công 51%: là một hình thức tấn công có thể thực hiện được trên hệ thống Bitcoin hoặc các hệ thống blockchain khác, trong đó một cá thể hoặc tổ chức nào có nắm giữ được quyền kiểm soát phần lớn các hash rate từ đó làm cho mạng lưới bị gián đoạn. Nói cách khác, người thực hiện tấn công 51% sở hữu đủ năng lực tính toán nhằm cố ý làm thay đổi trình tự hoặc loại bỏ các giao dịch.
  • Sửa đổi dư liệu: Một nhược điểm khác của các hệ thống blockchain là một khi dữ liệu đã được thêm vào blockchain thì việc sửa đổi là rất khó. Mặc dù tính ổn định là một trong những lợi thế của blockchain, nhưng nó không phải lúc nào cũng tốt.
  • Chìa khóa cá nhân: Mỗi tài khoản blockchain có hai chìa khóa tương ứng: một chìa khóa chung và một chìa khóa cá nhân. Người dùng cần chìa khóa cá nhân để truy cập vào tiền của họ, nghĩa là tự họ đóng vai trò như một ngân hàng. Nếu người dùng mất chìa khóa cá nhân, tiền sẽ bị mất và không thể làm gì hơn được nữa.
  • Lưu trữ: Các sổ cái blockchain có thể phát triển rất lớn theo thời gian. Tốc độ tăng kích thước hiện tại của blockchain có vẻ như vượt xa tốc độ tăng dung lượng lưu trữ của các ổ đĩa cứng. Mạng lưới có nguy cơ mất các node nếu kích thước của sổ cái là quá lớn để các cá nhân tải xuống và lưu trữ.

Blockchain được phân loại như thế nào?

1-4

Trong hệ thống blockchain chia thành 3 loại chính gồm: Public, Private và Permissioned:

Public

Đây là hệ thống blockchain mà bất kỳ ai cũng có quyền đọc và ghi dữ liệu trên blockchain được. Quá trình xác thực giao dịch đòi hỏi phải có hàng nghìn hay thậm chí là hàng vạn nút tham gia. Do đó để tấn công vào hệ thống blockchain này là điều bất khả thi vì chi phí rất cao.

Ví dụ về public blockchain: BitcoinEthereum

Private

Đây là hệ thống blockchain cho phép người dùng chỉ được quyền đọc dữ liệu, không có quyền ghi vì điều này thuộc về một bên thứ ba tuyệt đối tin cậy. Bên thứ ba toàn quyền quyết định mọi thay đổi trên blockchain, có thể hoặc không cho phép người dùng đọc dữ liệu trong một số trường hợp. Vì đây là một Private Blockchain, cho nên thời gian xác nhận giao dịch khá nhanh vì chỉ cần một lượng nhỏ thiết bị tham gia xác thực giao dịch.

Permissioned

Đây là một dạng của Private blockchain nhưng bổ sung thêm một số tính năng nhất định. Nó kết hợp giữa “niềm tin” khi tham gia vào Public và “niềm tin tuyệt đối” khi tham gia vào Private.

Ví dụ: Các ngân hàng hay tổ chức tài chính liên doanh sẽ sử dụng blockchain cho riêng mình.

Các đặc điểm chính của Blockchain.

  • Không thể làm giả, không thể phá hủy các chuỗi Blockchain: theo như lý thuyết thì chỉ có máy tính lượng tử mới có thể giải mã và công nghệ blockchain biến mất khi không còn Internet trên toàn cầu.
  • Bất biến: Một khi những giao dịch hoặc dữ liệu đã được ghi bởi người nắm giữ private key (mã khóa bí mật và riêng biệt do người khởi tạo blockchain nắm giữ) dữ liệu đó không thể sửa chữa nó sẽ lưu lại mãi mãi.
  • Bảo mật: Các thông tin, dữ liệu về các chuỗi blockchain phân tán và được giữ an toàn tuyệt đối, chỉ có người nắm giữ private key mới có quyền truy xuất dữ liệu đó.
  • Minh bạch: Bất kỳ ai cũng có thể theo dõi toàn bộ lịch sử đường đi của blockchain từ địa chỉ này tới địa chỉ khác.
  • Hợp đồng Thông minh: Đây là các kỹ thuật số có thể tự thực thi nhờ được nhúng bởi một đoạn code if-this-then-that (IFTTT), thay thế cho một bên trung gian. Nhờ hợp đồng thông minh, Blockchain không cần bên thứ ba mà vẫn bảo đảm tất cả các bên tham gia đều biết được chi tiết hợp đồng và các điều khoản sẽ được tự động thực hiện một khi các điều kiện được bảo đảm.

Tại sao việc sửa dữ liệu trên blockchain là bất khả thi?

Cơ chế Hash

1-2

Để sửa đổi được dữ liệu của một khối thì Hash của khối đó sẽ bị thay đổi. Các khối phía sau nó khối bị sửa đổi trở nên không hợp lệ. Bởi vì lúc này Hash của khối trước không giống với khổi bị sửa đổi. Vậy cách duy nhất để sửa đổi dữ liệu của một khối là phải làm cho tất cả các khối phía sau nó trở nên hợp lệ.

Cơ chế đồng thuận

Để làm cho block hợp lệ thì phải can thiệp vào các khối và thay đổi Hash cùng một lúc. Nhưng vì máy tính ngày nay có thể tính toán rất nhanh.Mỗi giây, chúng có thể tính toán hằng trăm ngàn Hash. Lúc này, nhờ vào cơ chế đồng thuần sẽ quyết định ai là người sẽ thêm block mới. Mục đích là để chuỗi không bị ghi đè. Từ đó đảm bảo tính toàn vẹn và bảo mật.

Mạng ngang hàng (P2P Network)

Các blockchain sử dụng kiến trúc mạng ngang hàng thay vì một trung tâm quản lí. Có nghĩa là ai cũng có thể tham gia vào mạng lưới. Mỗi cá thể trong mạng lưới đóng vai tro như một nút (node). Họ sẽ nhận một bản copy đầy đủ của blockchain. Họ sử dụng bản copy này để xác nhận mọi thứ vẫn theo trình tự. Tất cả các nút tạo sự đồng thuận. Nếu sự đồng thuận này lớn hơn 50% tức là khối đã hợp lệ và đươc thêm vào chuỗi khối.

Các cơ chế đồng thuận của Blockchain

Blockchain sử dụng cơ chế đồng thuận rất đặc trưng, có thể hiểu như cách mà tất cả mọi người trong mạng lưới blockchain cùng đồng ý cho một giao dịch xảy ra. Dưới đây là các loại cơ chế đồng thuận phổ biến trong blockchain:

Proof of Work: Đây là cơ chế đồng thuận phổ biến nhất, được dùng trong Bitcoin, Ethereum, Litecoin, Dogecoin và hầu hết các loại tiền mã hoá. Đây là cơ chế đồng thuận tiêu tốn khá nhiều điện năng.

Proof of Stake: Đây là cơ chế đồng thuận phổ biến trong Decred, Peercoin và trong tương lai là Ethereum và nhiều loại tiền mã hoá khác. Cơ chế đồng thuận này phân cấp hơn, tiêu hao ít năng lượng và không dễ gì bị đe doạ.

Delegated Proof-of-Stake: Đây là cơ chế đồng thuận phổ biến trong Steemit, EOS, BitShares. Cơ chế đồng thuận này có chi phí giao dịch rẻ; có khả năng mở rộng; hiệu suất năng lượng cao. Tuy nhiên vẫn một phần hơi hướng tập trung vì thuật toán này lựa chọn người đáng tin cậy để uỷ quyền.

Proof of Authority: Đây là cơ chế đồng thuận phổ biến thường thấy trong POA.Network, Ethereum Kovan testnet. Cơ chế đồng thuận này có hiệu suất cao, có khả năng mở rộng tốt.

Proof-of-Weight: Đây là cơ chế đồng thuận phổ biến trong Algorand, Filecoin. Cơ chế đồng thuận này có thể tuỳ chỉnh và khả năng mở rộng tốt. Tuy nhiên quá trình thúc đẩy việc phát triển sẽ là một thử thách lớn.

Byzantine Fault Tolerance: Đây là cơ chế đồng thuận phổ biến trong Hyperledger, Stellar, Dispatch, và Ripple. Cơ chế đồng thuận này có năng suất cao; chi phí thấp; có khả năng mở rộng. Tuy nhiên vẫn chưa thể tin tưởng hoàn toàn. Thuật toán này có 2 phiên bản là:

  • Practical Byzantine Fault Tolerance
  • Federated Byzantine Agreement

Directed Acyclic Graphs: Đây là cơ chế đồng thuận thường thấy trong Iota (công nghệ Tangle), Hashgraph, Raiblocks/Nano (công nghệ Block-lattice), là một đối thủ của blockchain.

Những ứng dụng của blockchain

Như đã đề cập ở trên blockchain được ứng dụng lần đầu tiên vào Bitcoin và sau này nó được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực tiền điện tử (Cryptocurrency), nhưng hiện tại blockchain đã được ứng dụng trong hầu hết các ngành công nghiệp khác nhau. 

1-3

Ứng dụng của blockchain trong thương mại điện tử

Warranteer: Là một ứng dụng blockchain cho phép người tiêu dùng dễ dàng truy cập thông tin về sản phẩm họ đã mua và nhận hỗ trợ dịch vụ trong trường hợp có trục trặc sản phẩm.

Blockpoint: Là một ứng dụng đơn giản hóa việc tạo ra các hệ thống thanh toán và chấp nhận ví điện tử, chương trình khách hàng thân thiết, thẻ quà tặng và các chức năng khác.

Loyyal: Được hỗ trợ bởi công nghệ blockchain và hợp đồng thông minh, nền tảng dịch vụ khách hàng thân thiết và tích điểm thưởng này tạo ra nhiều chương trình tùy chỉnh hơn, cho phép khách hàng tích điểm thưởng từ nhiều thương hiệu khác nhau.

Ứng dụng của blockchain trong dịch vụ tài chính, ngân hàng

Bitcoin Atom: Là một nhánh mới của Bitcoin cho phép trao đổi tiền mã hóa dễ dàng mà không tốn phí giao dịch và không thể bị tấn công khi giao dịch, khiến Bitcoin thực sự được phân cấp lại. Công nghệ này dựa trên các hoán đổi nguyên tử (atomic swaps) – được xem là một công cụ vô giá để trao đổi các đồng tiền mã hóa và không cần phải có một bên thứ ba đáng tin cậy.

Aeternity: Là một nền tảng blockchain có khả năng mở rộng cao này có thể được sử dụng cho bất kỳ ứng dụng nào yêu cầu tốc độ giao dịch cao, bao gồm các hợp đồng thông minh được tạo ra từ các thanh toán chuỗi, nano và vi mô.

Ripple: Ripple nhắm đến việc trở thành một nhà cung cấp giải pháp thanh toán toàn cầu bằng cách kết nối ngân hàng, nhà cung cấp dịch vụ thanh toán, doanh nghiệp và các giao dịch tài sản kỹ thuật số, cho phép giải quyết ngay tức thì, theo nhu cầu trên toàn cầu

Securrency: Đây là một nền tảng giao dịch tiền mã hóa và một vài loại tài sản, bao gồm cả những tài sản không hoán đổi thành tiền mặt, được trao đổi thông qua token của Securrency. Dự án cho phép tiền mã hóa được giao dịch bên ngoài các giao dịch chuyên dụng của chúng.

ABRA: Là một ứng dụng toàn cầu và ví tiền mã hóa cho phép mua, đầu tư và trữ 20 loại tiền mã hóa, bao gồm Bitcoin, ethereum, litecoin…

Ứng dụng của blockchain trong chuỗi cung ứng

Người tiêu dùng ngày càng muốn biết rằng có bao nhiêu phần trăm sự thật trong những tuyên bố về tiêu chuẩn sản phẩm của các công ty. Blockchain cung cấp cách thức xác nhận dễ dàng rằng những sản phẩm chúng ta mua là chính hãng.

Ở Anh có thể kiểm tra nguồn gốc xuất xứ của những mặt hàng tiêu dùng thông qua chuỗi cung ứng. Sử dụng Ethereum blockchain, dự án thí điểm kiểm tra chất lượng đảm bảo rằng cá được bán trong các nhà hàng Sushi của Nhật đã được các nhà cung cấp cá ở Indonesia khai thác đúng cách.

Ứng dụng của blockchain trong nông nghiệp

Food industry: Là ứng dụng blockchain có thể cải thiện tính minh bạch và hiệu quả trong việc tìm ra những loại thực phẩm có thể bị ô nhiễm và ở đâu trong suốt chuỗi cung ứng.

OriginTrail: Là một nền tảng blockchain cho phép người tiêu dùng biết hàng hóa thực phẩm mà họ mua đến từ đâu và cách chúng được sản xuất.

Ứng dụng của blockchain trong giáo dục, y tế

MedRec: Để cung cấp cho bất kỳ nhà cung cấp dịch vụ y tế truy cập an toàn vào hồ sơ của bệnh nhân, MedRec sử dụng blockchain để tiết kiệm thời gian, tiền bạc và các quy trình lặp lại trong việc tiến hành thủ tục giữa các cơ sở và nhà cung cấp khác nhau. Bệnh nhân cũng có thể truy cập vào hồ sơ y tế của họ để nghiên cứu các đơn vị cung cấp dịch vụ y tế.

MedicalChain: Là công ty trong lĩnh vực chăm sóc sức khỏe đầu tiên sử dụng công nghệ blockchain để tạo thuận lợi trong việc lưu trữ và sử dụng hồ sơ y tế điện tử để cung cấp trải nghiệm y học từ xa (telemedicine) hoàn chỉnh. Họ là các bác sĩ thực tế trong hệ thống chăm sóc sức khỏe của Anh và muốn thay đổi hệ thống này từ bên trong.

Ứng dụng của blockchain trong IoT (Internet of Things)

IoT là việc quản lý mạng lưới kiểm soát của một số loại thiết bị điện tử, ví dụ như nhiệt độ không khí trong nhà kho. Hợp đồng thông minh có thể tự động hóa việc quản lý hệ thống này từ xa. Một sự kết hợp của phần mềm, cảm biến và mạng sẽ tạo điều kiện trao đổi dữ liệu giữa các đối tượng và cơ chế vận hành. Kết quả làm tăng hiệu quả làm việc của hệ thống và cắt giảm chi phí theo dõi.